一种用于干式螺杆真空泵的冷却系统和冷却方法与流程

1.本发明涉及真空泵技术领域，具体涉及一种用于干式螺杆真空泵的冷却系统和冷却方法。


背景技术：

2.干式螺杆真空泵应用在半导体行业。干式螺杆真空泵的螺杆转子主要分为等螺距螺杆转子与变螺距螺杆转子两种。采用等螺距螺杆转子的干式螺杆真空泵的特点为：螺杆转子与泵体所形成的封闭腔容积始终恒定，无内压缩，气体温升不明显，但效率较低。
3.采用变螺距螺杆转子的干式螺杆真空泵的特点为：螺杆转子与泵体所形成的封闭腔容积逐渐减小，压缩平稳，效率较高，但气体温升较大。由于气体温升较大，泵体极易发生热膨胀，从而造成螺杆转子与泵体的间隙减小。并且，由于泵体各处受热不均匀，膨胀量各不相同，如果螺杆转子与泵体的间隙初始值设计较小，则螺杆转子与泵体之间会出现摩擦现象，甚至会出现卡死的现象；如果螺杆转子与泵体的间隙初始值设计较大，虽然螺杆转子与泵体之间避免了运行过程中的摩擦与卡死现象，但是，由于间隙较大，气体极易由高压侧反流回低压测，从而出现无法达到要求的真空度的现象。具体的，气体从进气端到排气端逐渐被压缩，导致泵体内部温度升高，从进气端到排气端的气体压缩量逐渐加大，温度也逐渐升高，泵体各段的膨胀量不均匀，造成螺杆转子与泵体各段的间隙出现差异，导致真空度达不到要求或螺杆转子与泵体卡死


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服干式螺杆真空泵在工作时，泵体由于受热不均匀，膨胀量不相同，螺杆转子与泵体各段的间隙出现差异，导致真空度达不到要求或螺杆转子与泵体卡死的缺陷。
5.为了克服上述缺陷，本发明提供一种用于干式螺杆真空泵的冷却系统，包括：
6.多个冷却液通道，沿所述干式螺杆真空泵的轴向间隔设置于所述干式螺杆真空泵的泵体的内壁上，每个冷却液通道沿所述泵体的周向环绕；
7.多组第一管路，分别通过多个第一阀门与多个冷却液通道的一侧连通；
8.多组第二管路，分别通过多个第二阀门与多个冷却液通道的另一侧连通；
9.温度检测贴片，设置于靠近冷却液通道的泵体的外壁上，所述温度检测贴片与所述冷却液通道一一对应；
10.第一控制器，与所述多个第一阀门信号连接；
11.第二控制器，与所述多个第二阀门信号连接；
12.冷却液供给结构，与多组第一管路、多组第二管路均连接；所述冷却液供给结构适于提供冷却液；
13.主控制器，与所述第一控制器、第二控制器、冷却液供给结构、温度检测贴片均信号连接。
14.可选地，所述干式螺杆真空泵的螺杆转子为变螺距螺杆转子。
15.可选地，所述第一阀门和第二阀门均为电磁阀。
16.可选地，所述温度检测贴片的数量为多组，所述温度检测贴片的组数与冷却液通道的数量相同；每组温度检测贴片包括多个温度检测贴片；每组温度检测贴片的多个温度检测贴片沿所述泵体的外壁间隔设置。
17.可选地，所述冷却液为冷却水。
18.可选地，所述冷却液供给结构为冷水机。
19.可选地，所述第一控制器、第二控制器均与所述温度检测贴片信号连接；
20.所述主控制器与第一控制器、第二控制器均信号连接。
21.可选地，每组第一管路包括多个并行的冷却管；
22.每组第二管路包括多个并行的冷却管。
23.本发明还提供一种用于干式螺杆真空泵的冷却方法，利用所述的用于干式螺杆真空泵的冷却系统，包括：
24.所述主控制器通过温度检测贴片获得泵体不同部位的温度值；
25.当温度值高于第一预设值时，主控制器通过第一控制器控制第一阀门，加大相应部位第一管路的流量；同时，主控制器并通过第二控制器控制第二阀门，加大相应部位第二管路的流量；
26.当温度值低于第二预设值时，主控制器通过第一控制器控制第一阀门，减小相应部位第一管路的流量；同时，主控制器并通过第二控制器控制第二阀门，减小相应部位第二管路的流量；
27.所述第一预设值高于第二预设值。
28.可选地，还包括：
29.当温度值高于第一预设值时，主控制器通过冷却液供给结构降低冷却液的温度；
30.当温度值低于第二预设值时，主控制器通过冷却液供给结构提高冷却液的温度。
31.本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
32.1.本发明提供的用于干式螺杆真空泵的冷却系统，包括：多个冷却液通道，沿所述干式螺杆真空泵的轴向间隔设置于所述干式螺杆真空泵的泵体的内壁上，每个冷却液通道沿所述泵体的周向环绕；多组第一管路，分别通过多个第一阀门与多个冷却液通道的一侧连通；多组第二管路，分别通过多个第二阀门与多个冷却液通道的另一侧连通；温度检测贴片，设置于靠近冷却液通道的泵体的外壁上，所述温度检测贴片与所述冷却液通道一一对应；第一控制器，与所述多个第一阀门信号连接；第二控制器，与所述多个第二阀门信号连接；冷却液供给结构，与多组第一管路、多组第二管路均连接；所述冷却液供给结构适于提供冷却液；主控制器，与所述第一控制器、第二控制器、冷却液供给结构、温度检测贴片均信号连接；本技术采用上述技术方案，通过整个连接结构，可以实现温度检测贴片检测温度，并传送给主控制器，主控制器通过第一控制器和第二控制器分别控制第一阀门和第二阀门，调节冷却液在泵体内壁循环的流量，进而调节泵体的温度，达到受热均匀，膨胀量基本相同，螺杆转子与泵体各段的间隙基本一致，克服真空度达不到要求或螺杆转子与泵体卡死的缺陷。
33.2.本发明所述干式螺杆真空泵的螺杆转子为变螺距螺杆转子；本技术采用上述技
术方案，使得采用变螺距螺杆转子的干式螺杆真空泵不仅压缩平稳，效率较高，并且克服气体温升的缺陷；泵体各处受热均匀，膨胀量基本相同。
34.3.本发明所述第一阀门和第二阀门均为电磁阀；本技术采用上述技术方案，限定第一阀门和第二阀门均为电磁阀；方便通过第一控制器和第二控制器分别控制第一阀门和第二阀门，调节冷却液在泵体内壁循环的流量，进而调节泵体的温度，达到受热均匀，膨胀量基本相同。
35.4.本发明所述温度检测贴片的数量为多组，所述温度检测贴片的组数与冷却液通道的数量相同；每组温度检测贴片包括多个温度检测贴片；每组温度检测贴片的多个温度检测贴片沿所述泵体的外壁间隔设置；本技术采用上述技术方案，针对每个冷却液通道，在间隔的多处设置温度检测贴片，使得对泵体各部位温度的测量更加全面，以便分别根据不同部位的温度状况，采取不同的冷却程度，进而使得泵体的温度分布更加均匀。
36.5.本发明所述冷却液为冷却水；本技术采用上述技术方案，限制冷却液为冷却水，冷却介质方便获得，成本更低。
37.6.本发明所述冷却液供给结构为冷水机；本技术采用上述技术方案，通过冷水机为泵体冷却提供充足可靠的冷却水。
38.7.本发明所述第一控制器、第二控制器均与所述温度检测贴片信号连接；所述主控制器与第一控制器、第二控制器均信号连接；本技术采用上述技术方案，当主控制器与温度检测贴片的连接有问题时，可以通过第一控制器和第二控制器将不同部位的温度值传送给主控制器；从而提高用于干式螺杆真空泵的冷却系统的可靠性。
39.8.本发明每组第一管路包括多个并行的冷却管；每组第二管路包括多个并行的冷却管；本技术采用上述技术方案，通过多路输送冷却液，防止某一路堵塞，提高冷却液输送的可靠程度；同时采用相对较小的管径，降低成本。
40.9.本发明提供的用于干式螺杆真空泵的冷却方法，利用所述的用于干式螺杆真空泵的冷却系统，包括：所述主控制器通过温度检测贴片获得泵体不同部位的温度值；当温度值高于第一预设值时，主控制器通过第一控制器控制第一阀门，加大相应部位第一管路的流量；同时，主控制器并通过第二控制器控制第二阀门，加大相应部位第二管路的流量；当温度值低于第二预设值时，主控制器通过第一控制器控制第一阀门，减小相应部位第一管路的流量；同时，主控制器并通过第二控制器控制第二阀门，减小相应部位第二管路的流量；所述第一预设值高于第二预设值；本技术采用上述技术方案，通过不同部位的温度检测贴片检测温度，并传送给主控制器，主控制器通过第一控制器和第二控制器分别控制对应不同部位的第一阀门和第二阀门，调节冷却液在泵体内壁循环的流量，进而调节泵体的温度，达到受热均匀，膨胀量基本相同，螺杆转子与泵体各段的间隙基本一致，克服真空度达不到要求或螺杆转子与泵体卡死的缺陷。
41.10.本发明提供的用于干式螺杆真空泵的冷却方法，还包括：当温度值高于第一预设值时，主控制器通过冷却液供给结构降低冷却液的温度；当温度值低于第二预设值时，主控制器通过冷却液供给结构提高冷却液的温度；本技术采用上述技术方案，通过实时的温度检测，适时改变冷却液供给的温度，进一步提高冷却效率，尽快达到温度分布均匀。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
43.图1为本发明实施方式中提供的用于干式螺杆真空泵的冷却系统的连接结构示意图；
44.图2为本发明实施方式中提供的泵体的剖视结构示意图。
45.附图标记说明：
46.1、泵体；2、第一控制器；3、第二控制器；4、第一管路；5、第二管路；6、冷却液供给结构；7、主控制器；8、主动螺杆转子；9、从动螺杆转子；10、进气端；11、排气端；12、冷却液通道；13、温度检测贴片。
具体实施方式
47.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
49.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
50.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
51.如图1至图2所示的用于干式螺杆真空泵的冷却系统的一种具体实施方式，包括：依次分别连接的三组第一管路4、三个冷却液通道12和三组第二管路5，依次连接的冷却液供给结构6、主控制器7和第一控制器2，与主控制器7连接的第二控制器3和温度检测贴片13。
52.如图1所示，所述干式螺杆真空泵包括：泵体1、以及设置于泵体1内的互相配合的主动螺杆转子8和从动螺杆转子9；所述主动螺杆转子8和从动螺杆转子9均为变螺距螺杆转子。在所述干式螺杆真空泵一端设有进气端10，另一端设有排气端11。三组第一管路4(即进水管路)分别通过三个第一阀门与三个冷却液通道12的一侧连通；三组第二管路5(即回水管路)分别通过三个第二阀门与三个冷却液通道12的另一侧连通。所述第一控制器2(即进水总控制)与所述三个第一阀门信号连接；所述第二控制器3(即回水总控制)与所述三个第
二阀门信号连接；具体的，所述第一阀门和第二阀门均为电磁阀。每组第一管路4包括四个并行的冷却管；每组第二管路5包括四个并行的冷却管。所述冷却液供给结构6与三组第一管路4、三组第二管路5均连接；所述冷却液供给结构6适于提供冷却液；具体的，所述冷却液供给结构6为冷水机；所述冷却液为冷却水。所述主控制器7与所述第一控制器2、第二控制器3、冷却液供给结构6、温度检测贴片13均信号连接。进一步的，所述第一控制器2、第二控制器3均与所述温度检测贴片13信号连接；所述主控制器7与第一控制器2、第二控制器3均信号连接。
53.如图1和图2所示，三个冷却液通道12沿所述干式螺杆真空泵的轴向间隔设置于所述干式螺杆真空泵的泵体1的内壁上，每个冷却液通道12沿所述泵体1的周向环绕。所述温度检测贴片13设置于靠近冷却液通道12的泵体1的外壁上，所述温度检测贴片13与所述冷却液通道12一一对应。具体的，所述温度检测贴片13的数量为三组；每组温度检测贴片13包括三个温度检测贴片13；每组温度检测贴片13的三个温度检测贴片13沿所述泵体1的外壁间隔设置；可以分别设置于靠近第一管路4处、靠近第二管路5处和泵体1的顶面中间。
54.本发明还提供一种用于干式螺杆真空泵的冷却方法，利用所述的用于干式螺杆真空泵的冷却系统，包括以下步骤：
55.s1、所述主控制器7通过温度检测贴片13获得泵体1不同部位的温度值；
56.s2、当温度值高于第一预设值时，主控制器7通过第一控制器2控制第一阀门，加大相应部位第一管路4的流量；同时，主控制器7并通过第二控制器3控制第二阀门，加大相应部位第二管路5的流量；当温度值低于第二预设值时，主控制器7通过第一控制器2控制第一阀门，减小相应部位第一管路4的流量；同时，主控制器7并通过第二控制器3控制第二阀门，减小相应部位第二管路5的流量；所述第一预设值高于第二预设值。所述第一预设值和第二预设值均为经验值。
57.进一步的，用于干式螺杆真空泵的冷却方法还包括：当温度值高于第一预设值时，主控制器7通过冷却液供给结构6降低冷却液的温度；当温度值低于第二预设值时，主控制器7通过冷却液供给结构6提高冷却液的温度。
58.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种用于干式螺杆真空泵的冷却系统，其特征在于，包括：多个冷却液通道(12)，沿所述干式螺杆真空泵的轴向间隔设置于所述干式螺杆真空泵的泵体(1)的内壁上，每个冷却液通道(12)沿所述泵体(1)的周向环绕；多组第一管路(4)，分别通过多个第一阀门与多个冷却液通道(12)的一侧连通；多组第二管路(5)，分别通过多个第二阀门与多个冷却液通道(12)的另一侧连通；温度检测贴片(13)，设置于靠近冷却液通道(12)的泵体(1)的外壁上，所述温度检测贴片(13)与所述冷却液通道(12)一一对应；第一控制器(2)，与所述多个第一阀门信号连接；第二控制器(3)，与所述多个第二阀门信号连接；冷却液供给结构(6)，与多组第一管路(4)、多组第二管路(5)均连接；所述冷却液供给结构(6)适于提供冷却液；主控制器(7)，与所述第一控制器(2)、第二控制器(3)、冷却液供给结构(6)、温度检测贴片(13)均信号连接。2.根据权利要求1所述的用于干式螺杆真空泵的冷却系统，其特征在于，所述干式螺杆真空泵的螺杆转子为变螺距螺杆转子。3.根据权利要求1所述的用于干式螺杆真空泵的冷却系统，其特征在于，所述第一阀门和第二阀门均为电磁阀。4.根据权利要求1所述的用于干式螺杆真空泵的冷却系统，其特征在于，所述温度检测贴片(13)的数量为多组，所述温度检测贴片(13)的组数与冷却液通道(12)的数量相同；每组温度检测贴片(13)包括多个温度检测贴片(13)；每组温度检测贴片(13)的多个温度检测贴片(13)沿所述泵体(1)的外壁间隔设置。5.根据权利要求1－4任一项所述的用于干式螺杆真空泵的冷却系统，其特征在于，所述冷却液为冷却水。6.根据权利要求5所述的用于干式螺杆真空泵的冷却系统，其特征在于，所述冷却液供给结构(6)为冷水机。7.根据权利要求1－4任一项所述的用于干式螺杆真空泵的冷却系统，其特征在于，所述第一控制器(2)、第二控制器(3)均与所述温度检测贴片(13)信号连接；所述主控制器(7)与第一控制器(2)、第二控制器(3)均信号连接。8.根据权利要求1－4任一项所述的用于干式螺杆真空泵的冷却系统，其特征在于，每组第一管路(4)包括多个并行的冷却管；每组第二管路(5)包括多个并行的冷却管。9.一种用于干式螺杆真空泵的冷却方法，利用权利要求1－8任一项所述的用于干式螺杆真空泵的冷却系统，其特征在于，包括：所述主控制器(7)通过温度检测贴片(13)获得泵体(1)不同部位的温度值；当温度值高于第一预设值时，主控制器(7)通过第一控制器(2)控制第一阀门，加大相应部位第一管路(4)的流量；同时，主控制器(7)并通过第二控制器(3)控制第二阀门，加大相应部位第二管路(5)的流量；当温度值低于第二预设值时，主控制器(7)通过第一控制器(2)控制第一阀门，减小相应部位第一管路(4)的流量；同时，主控制器(7)并通过第二控制器(3)控制第二阀门，减小
相应部位第二管路(5)的流量；所述第一预设值高于第二预设值。10.根据权利要求9所述的用于干式螺杆真空泵的冷却方法，其特征在于，还包括：当温度值高于第一预设值时，主控制器(7)通过冷却液供给结构(6)降低冷却液的温度；当温度值低于第二预设值时，主控制器(7)通过冷却液供给结构(6)提高冷却液的温度。

技术总结
本发明涉及真空泵技术领域，具体涉及一种用于干式螺杆真空泵的冷却系统和冷却方法，用于干式螺杆真空泵的冷却系统包括：冷却液通道设置于泵体上；第一管路和第二管路分别与冷却液通道两侧连通；温度检测贴片设置于泵体上；冷却液供给结构与第一管路、第二管路均连接；主控制器与第一控制器、第二控制器、冷却液供给结构、温度检测贴片均信号连接；用于干式螺杆真空泵的冷却方法包括：主控制器通过温度检测贴片获得泵体不同部位温度值；当温度值高于第一预设值时，加大相应部位第一管路和第二管路流量。本申请通过主控制器获取检测温度，主控制器通过第一控制器和第二控制器调节冷却液在泵体内循环的流量，进而调节泵体温度分布均匀。均匀。均匀。


技术研发人员：陈林 吕茂宇 邓高飞
受保护的技术使用者：中科九微科技有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/7/25