專利名稱：干式泵的改進的制作方法
技術領域：
本發明涉及干式泵，尤其涉及干式泵的顆粒污物的清除。
背景技術：
干式泵通常包括非接觸式的自動閥調節的機構，并且在泵送機構中沒有油或潤滑劑。這些泵的部件制造成具有緊密的間隙，以便在部件之間提供固定的運轉間隙并且降低摩擦力或其它的作用力，這些力可能降低泵機構的效率。這些泵用于許多制造應用場合，其中的一個的主要應用是半導體制造。這些泵用于提供半導體產品的制造質量所需的非常清潔且幾乎真空的環境。本領域的技術人員肯定公知干式泵技術的其它的常規應用。
包括半導體制造的許多工業會產生顆粒或粉末狀的廢料或副產物，借助泵例如本發明所涉及的干式泵可將這些廢料從制造環境中抽出。在半導體制造工業中，制造產生線通常一天運行24小時，因此用于這種應用場合的干式泵連續運行，除非生產線需要更換或該泵需要維護或維修。該泵在停機時具有入口清潔功能以便從泵機構中排出污染物，但是這種清潔功能幾乎不能百分之百有效，并且某些顆粒污染物肯定還留在泵中。
用于半導體制造生產線的干式泵的運行溫度通常大約120攝氏度，當泵關斷時，其冷卻到正常的室溫(大約19攝氏度)，部件(例如泵機構的轉子和定子)收縮，使得部件之間的運行間隙減小，并且在該泵機構中存在的顆粒污染物被壓緊在收縮的部件之間。當重新啟動時，如果這些顆粒污染物被壓緊在收縮的部件之間，則導致需要大于泵的運行扭矩的扭矩以便克服摩擦，在這種情況下出現啟動故障。
發明內容
因此本發明的目的在于保持干式泵的運行間隙并且使得由壓緊的顆粒污染物引起的重新啟動故障的發生減至最小。
依據本發明的第一方面，本發明提供了一種干式泵設備，其包括
泵送機構；用于控制該泵送機構的運行的控制器；以及用于感測該泵送機構的運行溫度的傳感器，其中，該控制器構造成便于實施自動的關斷順序，其涉及以下步驟a)停止該泵送機構的運行；b)借助該溫度傳感器來監控該泵送機構的溫度；c)以至少一個預先選定的溫度間隔，啟動該泵送機構運行一固定的時間段，以便清潔存在的一部分污染物顆粒物質，直到達到預定的溫度或經過了預定的時限。
這種由干式泵設備的控制器來實施的脈沖式的清潔方法使得當泵冷卻時少量的污染物從泵中抽出，因此當該設備冷卻到環境溫度時，與其它情況相比，在該泵送機構中具有明顯減少的顆粒污染物。因此，顆粒材料較少地被壓緊，并且在啟動時需克服明顯減小的摩擦力。因此，出現重新啟動故障的幾率明顯地減小了。
應當理解，該脈沖式的清潔方法是在現有技術的干式泵的功能上提出的技術改進。因此，在第二方面中，本發明提供了一種用于降低干式泵的重新啟動故障的發生率的方法，其包括以下步驟a)檢測該泵送機構的運行的停止；b)在運行停止之后監控該泵送機構的溫度；c)以至少一個預先選定的溫度間隔，啟動該泵送機構運行一固定的時間段，以便清潔存在的一部分的污染物顆粒物質，直到達到預定溫度或經過了預定的時限。
該干式泵設備的控制器包括微處理器，該微處理器包含在計算機中，該計算機又可選擇地由計算機軟件進行編程，當該軟件安裝在計算機中時使得計算機執行上述的方法步驟a)到c)。
因此在本發明的第三方面中，本發明提供了一種用于計算機的程序，當該計算機程序安裝在計算機中時，使得該計算機執行以下的方法步驟a)檢測該泵送機構的運行的停止；b)在運行停止之后監控該泵送機構的溫度；c)以至少一個預先選定的溫度間隔，啟動該干式泵運行一固定的時間段，以便清潔存在的一部分的污染物顆粒物質，直到達到預定溫度或經過了預定的時限。
在本發明的第四方面中，本發明提供了一種計算機可讀的載體介質，其載有計算機程序，當該計算機程序安裝在計算機中時，使得該計算機執行以下的方法步驟a)檢測該泵送機構的運行的停止；b)在運行停止之后監控該泵送機構的溫度；c)以至少一個預先選定的溫度間隔，啟動該干式泵運行一固定的時間段，以便清潔存在的一部分的污染物顆粒物質，直到達到預定溫度或經過了預定的時限。
該載體介質從軟盤、CD、小型磁盤、或數字磁帶中選擇，但不限于此。
在一個優選的選擇中，以預先選定的溫度間隔來執行脈沖式關斷方法，該溫度間隔對應于該泵設備的內部溫度的規則下降。該溫度的規則下降間隔是10攝氏度，但這不是重要的。該間隔可以是相同地2度、30秒，或者其間的任何值。適當的溫度間隔可以基于冷卻條件、脈沖式關斷過程可用的時間、和其它因素來選擇。或者，可以預先選定較小的規則溫度間隔。例如，在冷卻時間段的早期，可選擇大量的小間隔(例如2度)，并且當該設備接近預定的“冷卻”溫度時可以增大間隔。
該脈沖的固定時間段也是可變的，并且所希望的是基于冷卻條件或其它實際因素來選擇。該固定時間段在15-45秒之間，并且實際上可以是30秒。該固定時間段對于每一預先選定的溫度間隔是相同的或不相同的。例如，該時間段在較低的溫度時可以是較長的持續時間。
脈沖的持續時間可以由該設備達到預定的“冷卻”溫度例如通常的室溫來確定。或者，該方法可以執行固定的時間段，與冷卻時間無關。在后一種情況下，持續時間大約為2小時，但是這不重要。
在泵送機構的運行的每一固定時間段的終止時，由該控制器實施分開的入口清潔功能。
在一些實施例中，該控制器構造成便于當達到預定溫度或預定時限中的最初一個時，該脈沖關斷方法停止。
該干式泵設備可以是任何已知的形式，但是優選的形式是包括爪式轉子的干式泵。這種形式的干式泵是現有技術中已知的。簡而言之，其包括一對軸，每一軸承載一對爪形轉子，轉子以相反的方向旋轉以便收集并壓縮在每一對爪之間流經該軸的軸線的氣體。在該軸的每一完整旋轉中，首先每一對爪的入口端口暴露，隨后入口和出口，最后該出口暴露以便使得所收集的氣體排出。在這種結構中，控制器控制軸的旋轉。
由于許多現有的干式泵設備包括控制器，其執行用于使該泵運行的軟件，因此本發明可以適當地通過將本發明的計算機程序加載到現有的控制器中來實施。因此，該控制器可構造成當停機時自動地執行本發明的脈沖式關斷方法。
參照對優選實施例的下列描述并結合附圖，可以更好地理解本發明的優選的但非限定性的實施例的結構特征和操作特征，在附圖中圖1示出了本發明所解決的顆粒污染物的問題；圖2示出了本發明如何影響圖1所示的過程；圖3按時間順序示出了本發明的方法；和圖4按圖表方式示出了本發明的方法。
具體實施例方式
圖1示意性地示出了干式泵設備1的泵送機構，其具有驅動一對軸1a、1b的驅動單元D，每一軸承載定子Sa、Sb和轉子Ra、Rb。圖1a、1b、1c示出了泵送機構的轉子R和定子S之間的關系。圖1a示出了在泵的正常運行溫度時轉子R和定子S之間的布置。轉子R和定子S之間的運行間隙由d1來表示。如圖1b所示，當泵冷卻時，由于承載轉子R和定子S的軸的收縮，運行間隙d2減小了。如圖1c所示，積聚在定子S的表面上的粉末P被壓緊在減小的間隙中位于轉子R和定子S之間。這種壓緊導致在設備重新啟動時如果泵轉動則轉子R需克服摩擦力。如果足夠的扭矩沒有提供給轉子R以便克服該摩擦力，則會出現啟動故障。
圖2以步驟順序(圖2a-2f)示出了轉子R和定子S從運行溫度(圖2a)逐漸冷卻到較冷溫度(圖2b-2f)。在圖2a-2e中，可以看出一層積聚在定子S的表面上的粉末P。還應當注意，轉子R和定子S之間的間隙隨設備的溫度降低而逐漸減小。在圖2b和2c、圖2c和2d、以及圖2e和2f之間，該泵短暫地致動，并且一部分的粉末P被排出。因此，當達到最終的冷卻溫度(圖2f)時，粉末的量減至最小，并且不足以產生當重新啟動時反作用于轉子扭矩的任何大的反作用力。因此當重新啟動時出現啟動故障的幾率降低了。
圖3以時間順序線示出了本發明的脈沖關斷的方法。可以看出，與頂部線所示的脈沖序列相配合，與泵相關的增壓器構造成便于在初始關斷之后運行一個短的時間段，以便有助于排出泵機構中的任何粉末狀的污染物，從而減少當泵送機構不工作時積聚在定子上的初始量。從該圖中的頂部線可以看出，在關斷之后，泵保持工作大約30秒，并且隨后保持一時間段的不工作(ΔT＝10度)，同時由控制器監控的該泵送機構的內部溫度下降到正常運行溫度之下10度(攝氏度)。當該時間段結束時，該泵再次運行30秒并保持不工作，直到該被監控的溫度再下降10度。該循環重復，直到該被監控的溫度達到40攝氏度或是自該時序開始經過了2小時的時間。
圖4以圖表形式示出了圖3所示的方法。垂直軸線對應于泵送機構的被監控的溫度，水平軸線對應于經過的時間。粗的黑色曲線表示逐漸下降的被監控的溫度。較細的脈沖線表示在冷卻過程中泵送機構的工作和不工作的時間段。
盡管詳細地描述了本發明的最佳實施方式，但是本領域的普通技術人員應當理解，可在不脫離本發明的范圍的情況下，對實施本發明的結構和實施方式進行各種變型。
權利要求
1.一種干式泵設備，其包括泵送機構；用于控制該泵送機構的運行的控制器；以及用于感測該泵送機構的運行溫度的傳感器，其中，該控制器構造成便于實施自動的關斷順序，其涉及以下步驟a)停止該泵送機構的運行；b)借助該溫度傳感器來監控該泵送機構的溫度；c)以至少一個預先選定的溫度間隔，啟動該泵送機構運行一固定的時間段，以便清潔存在的一部分污染物顆粒物質，直到達到預定的溫度或經過了預定的時限。
2.如權利要求1所述的干式泵設備，其特征在于，該控制器包括微處理器。
3.如權利要求2所述的干式泵設備，其特征在于，該微處理器包含在計算機中。
4.如權利要求3所述的干式泵設備，其特征在于，該計算機具有安裝在其中的計算機軟件，該軟件使得計算機執行步驟a)到c)的方法。
5.如上述權利要求中任一項所述的干式泵設備，其特征在于，該泵送機構包括爪式轉子結構。
6.一種用于降低干式泵的重新啟動故障的發生率的方法，其包括以下步驟a)檢測該泵送機構的運行的停止；b)在運行停止之后監控該泵送機構的溫度；c)以至少一個預先選定的溫度間隔，啟動該泵送機構運行一固定的時間段，以便清潔存在的一部分的污染物顆粒物質，直到達到預定溫度或經過了預定的時限。
7.如權利要求7所述的方法，其特征在于，以預先選定的溫度間隔來執行步驟c)，該溫度間隔對應于該泵送機構的該被監控的溫度的規則下降。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，該規則下降間隔是10攝氏度。
9.如權利要求6-8中任一項所述的方法，其特征在于，該固定時間段在15-45秒之間且包含15和45秒。
10.如權利要求6-9中任一項所述的方法，其特征在于，該固定時間段對于每一預先選定的溫度間隔是相同的。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，該固定時間段是30秒。
12.如權利要求6-9中任一項所述的方法，其特征在于，該固定時間段與每一預先選定的溫度間隔是不相同的。
13.如權利要求6-12中任一項所述的方法，其特征在于，該方法在預定時限內執行。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，該預定的時限是自運行停止的2小時。
15.如權利要求6-14中任一項所述的方法，其特征在于，在泵送機構的運行的每一固定時間段的終止時，由該控制器實施分開的入口清潔功能。
16.如權利要求6-15中任一項所述的方法，其特征在于，當達到預定溫度或預定時限中的最初一個時，該方法停止。
17.一種計算機程序，當該計算機程序安裝在計算機中時，使得該計算機執行如權利要求6-16中任一項所述的方法。
18.一種計算機可讀的載體介質，其載有如權利要求17所述的計算機程序。
19.一種計算機可讀的載體介質，其中該介質從軟盤、CD、小型磁盤、數字磁帶中選擇。
20.一種如附圖1-4所示的參照在此大致所述的干式泵設備。
21.一種如附圖1-4所示的參照在此大致所述的用于降低干式泵設備的重新啟動故障的發生率的方法。
22.一種如附圖1-4所示的參照在此大致所述的計算機程序。
全文摘要
一種干式泵設備，其包括泵送機構；用于控制該泵送機構的運行的控制器；以及用于感測該泵送機構的運行溫度的傳感器。該控制器構造成便于實施自動的關斷順序，其涉及以下步驟a)停止該泵送機構的運行；b)借助該溫度傳感器來監控該泵送機構的溫度；c)以至少一個預先選定的溫度間隔，啟動該泵送機構運行一固定的時間段，以便清潔存在的一部分污染物顆粒物質，直到達到預定的溫度或經過了預定的時限。通知實施這些步驟，在該設備的在停機時可能收縮的部件之間的壓緊粉末出現的幾率降低了，并且由此明顯減少了重新啟動故障和停機時間。
文檔編號F04C28/00GK1688815SQ03824623
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月24日 優先權日2002年10月24日
發明者M·C·霍普 申請人:英國氧氣集團有限公司