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Timestamp: 2018-11-17 20:38:19+00:00
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FR2812041A1 - Cooling of a vacuum pump used in the semiconductor industry, uses proximity sensor to control the cooling of the stator in maintain the optimum play between stator and rotor - Google Patents
Cooling of a vacuum pump used in the semiconductor industry, uses proximity sensor to control the cooling of the stator in maintain the optimum play between stator and rotor Download PDF
FR2812041A1
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The pump includes a proximity sensor (16) disposed in the stator (1) and adapted to detect the play (E) at the neighborhood of a control zone (17) between the stator and the rotor (4). The control zone is in or at the neighborhood of the critical zone (117) where the contact is most probable between the rotor and the stator during one evolution of temperature of the rotor and/or the stator. The signal produced by the sensor is used for controlling the cooling circuit of the stator, in order to maintain the play at a value greater to the minimum admissible value.
PRINCIPE DE REFROIDISSEMENT DE POMPE A VIDE COOLING PRINCIPLE OF VACUUM PUMP
La présente invention concerne les pompes à vide sèches destinées à la réalisation d'un vide poussé, pour une utilisation notamment dans l'industrie du semi-conducteur pour abaisser la The present invention relates to dry pumps for achieving a high vacuum, for use in particular in the semiconductor industry for lowering the
pression dans les chambres de procédé à partir de l'atmosphère. pressure in the process chambers from the atmosphere.
Ces pompes à vide sèches comprennent au moins un rotor mobile en rotation dans un stator avec un jeu approprié entre le Such dry vacuum pumps comprise at least one rotor movable in rotation in a stator with a suitable clearance between the
rotor et le stator. rotor and stator.
La température du corps d'une pompe à vide doit être maîtrisée, d'une part pour éviter les grippages dus aux dilatations thermiques, d'autre part pour maintenir les gaz pompés à des températures appropriées évitant leur transformation sous forme de The body temperature of a vacuum pump must be controlled, firstly to avoid seizure due to thermal expansion, on the other hand to maintain the pumped gases at appropriate temperatures avoiding processing as
dépôt solide dans la pompe. solid deposit in the pump.
Le refroidissement des pompes à vide sèches est souvent réalisé par une convexion forcée avec de l'air ou de l'eau comme fluide de refroidissement. Cooling the dry vacuum pumps is often achieved by forced convection with air or water as the cooling fluid. Le fluide de refroidissement parcourt le stator de la pompe à vide, tandis que le rotor est refroidi par conduction thermique depuis le rotor vers le stator. The cooling fluid traverses the stator of the vacuum pump, while the rotor is cooled by heat conduction from the rotor towards the stator. Il en résulte que le rotor est généralement plus chaud que le stator, et que les variations de température du stator diffèrent de celles du rotor As a result, the rotor is generally hotter than the stator, and the stator temperature variations differ from those of rotor
lors des fonctionnements discontinus de la pompe à vide. during discontinuous operations of the vacuum pump.
Il faut à cet égard noter que le fonctionnement de la pompe à vide n'est généralement pas constant, et qu'il doit suivre les variations nécessaires de l'atmosphère dans les chambres de procédé pour réaliser les différentes étapes d'un procédé Must in this respect be noted that the operation of the vacuum pump is generally not constant, and must follow the necessary changes in the atmosphere within the process chambers to perform the various steps of a method
industriel de traitement des semi-conducteurs. Industrial semiconductor processing.
Il en résulte des écarts de température, variables dans le The result of temperature differences in the variables
temps, entre le rotor et le stator. time, between the rotor and the stator.
Jusqu'à présent, la température des pompes à vide est contrôlée en logeant, dans le rotor, un ou plusieurs capteurs de température dont les signaux sont utilisés pour asservir le fonctionnement du système de refroidissement, et notamment le flux So far, the temperature of the vacuum pumps is controlled by housing, in the rotor, one or more temperature sensors whose signals are used for controlling the operation of the cooling system, and in particular the flow
de liquide de refroidissement. coolant.
Une telle méthode d'asservissement ne donne toutefois pas entière satisfaction, à cause de sa précision insuffisante, et à cause des retards susceptibles de se produire entre l'échauffement du rotor et l'échauffement consécutif de la zone voisine du ou des Such feedback control method, however, not entirely satisfactory, because of its insufficient precision, and because of delays that can occur between the heating of the rotor and the subsequent heating of the neighboring area or
capteurs de température. temperature sensors.
Cette imprécision relative, et ces retards, obligent à conserver un jeu relativement important entre le rotor et le stator des pompes à vide, jeu susceptible d'affecter les performances de This relative inaccuracy and delays, forced to maintain a relatively large clearance between the rotor and the stator vacuum pumps, game could affect performance
la pompe à vide. the vacuum pump.
Le problème proposé par la présente invention est de concevoir une nouvelle structure permettant d'apprécier plus rapidement et de façon plus précise les écarts de température entre le rotor et le stator d'une pompe à vide, afin de maintenir de façon plus précise et permanente le jeu entre le rotor et le stator The problem addressed by the present invention is to design a new structure to assess more quickly and more accurately the temperature differences between the rotor and the stator of a vacuum pump in order to maintain more precise and permanently the clearance between the rotor and the stator
dans une plage de variation autorisée prédéterminée. in a predetermined permissible variation range.
En conséquence, selon l'invention, il est possible de réduire le jeu permanent entre le rotor et le stator d'une pompe à vide, sans risquer les détériorations par contact entre le rotor et Accordingly, according to the invention, it is possible to reduce the permanent play between the rotor and the stator of a vacuum pump, without risking damage by contact between the rotor and
le stator en cours de fonctionnement. the stator during operation.
Ainsi, l'invention vise à éviter de manière efficace et permanente que le jeu entre le rotor et le stator ne devienne Thus, the invention aims to avoid effectively and permanently so that the clearance between the rotor and the stator becomes
inférieur à un minimum nécessaire. below a minimum.
Egalement, l'invention vise à réduire le coût de production des pompes à vide, en minimisant le nombre de capteurs nécessaires pour assurer la régulation satisfaisante de température Also, the invention aims to reduce the cost of production of vacuum pumps, minimizing the number of sensors needed to ensure adequate temperature control
de la pompe. of the pump.
Egalement, l'invention vise à réduire les défauts et les rebuts dans la production en série des pompes à vide, et Also, the invention aims to reduce defects and waste in mass production of vacuum pumps, and
d'augmenter simultanément la fiabilité de la pompe à vide. simultaneously increasing the reliability of the vacuum pump.
Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, une pompe à vide sèche selon l'invention comprend au moins un rotor mobile en rotation dans un stator avec un jeu approprié entre le rotor et le stator; To achieve these objects and other, dry vacuum pump according to the invention comprises at least one rotor movable in rotation in a stator with a suitable clearance between the rotor and the stator; au moins un capteur de proximité est disposé dans le stator et est adapté pour détecter le jeu au voisinage d'une zone de contrôle entre le stator et le rotor; at least one proximity sensor is arranged in the stator and is adapted to detect the game in the vicinity of a control area between the stator and the rotor; la zone de contrôle est dans ou au voisinage de la zone critique o le contact est le plus probable entre le rotor et le stator lors d'une évolution de the control zone is in or near the critical area where contact is most likely between the rotor and stator in a changing
température du rotor et/ou du stator. temperature of the rotor and / or stator.
On notera que cette structure permet d'adapter la température du stator à celle du rotor, tant en régime permanent que pendant les étapes transitoires de fonctionnement, en assurant le refroidissement le plus rapide possible du stator et donc du rotor, mais simultanément sans risquer que le refroidissement du Note that this structure allows to adapt the temperature of the stator to that of the rotor, both in steady state during the transient stages of operation, ensuring the fastest possible cooling of the stator and therefore the rotor, but simultaneously without risking cooling
rotor devienne trop rapide. rotor becomes too fast.
On notera en particulier qu'un refroidissement trop rapide du stator, en présence d'un échauffement important du rotor, serait susceptible de réduire de façon excessive le jeu entre le rotor et le stator, et de conduire à un contact entre le rotor et le stator Of particular note is that too rapid cooling of the stator in the presence of a substantial heating of the rotor, would be likely to unduly reduce the clearance between the rotor and the stator, and lead to a contact between the rotor and the stator
et à une destruction de la pompe à vide. and destruction of the vacuum pump.
L'invention assure plus efficacement l'absence de contact entre le rotor et le stator dans toutes les conditions de The invention provides more efficiently the absence of contact between the rotor and the stator in all conditions of
fonctionnement de la pompe à vide. operation of the vacuum pump.
Selon un mode de réalisation avantageux: - la pompe à vide comprend un rotor de forme allongée, ayant une longueur supérieure à son diamètre, le capteur de proximité est disposé pour capter le jeu axial entre une portion de première extrémité axiale du rotor et la portion correspondante du stator, - le rotor est tenu dans le stator par un premier palier de première extrémité et par un second palier de seconde extrémité, le premier palier assurant un maintien radial du rotor en autorisant son déplacement axial, le second palier assurant un maintien radial According to an advantageous embodiment: - the vacuum pump comprises a rotor elongated, having a length greater than its diameter, the proximity sensor is arranged for sensing the axial clearance between a portion of the first axial end of the rotor and the portion corresponding stator, - the rotor is held in the stator by a first first end bearing and a second second end bearing, the first bearing providing radial support of the rotor permitting its axial movement, the second bearing providing radial support
et un maintien axial simultanés du rotor dans le stator. and a simultaneous axial retention of the rotor in the stator.
Dans ce cas, la première extrémité de la pompe à vide est avantageusement située du côté de l'aspiration de la pompe à vide, et le capteur de proximité est disposé dans la partie basse In this case, the first end of the vacuum pump is preferably located on the side of the suction of the vacuum pump, and the proximity sensor is arranged in the lower part
pression du stator. pressure of the stator.
En pratique, le jeu axial entre le rotor et le stator en régime de fonctionnement peut être d'environ 0,05 mm, et le capteur de proximité est adapté pour détecter les variations dudit jeu In practice, the axial play between the rotor and the stator in operating conditions may be about 0.05 mm, and the proximity sensor is adapted to detect the variations of said set
axial de 0,05 mm environ. axial to about 0.05 mm.
Selon une première application, l'invention s'applique à une pompe multiétagée à deux rotors parallèles, par exemple une pompe roots, avec un capteur de proximité en regard de l'extrémité In a first application, the invention applies to a multi-stage pump with two parallel rotors, eg a Roots pump, with a proximity sensor facing the end
de l'un des deux rotors. one of the two rotors.
Selon une autre application, l'invention peut également s'appliquer à une pompe à vis, avec un capteur de proximité en position radiale en regard du sommet de filet de vis de l'un des rotors. According to another application, the invention can also be applied to a screw pump, with a proximity sensor in a radial position opposite the screw thread crest of one of the rotors. Dans tous les cas, la pompe peut avantageusement être associée à un dispositif de refroidissement de stator, asservi au In all cases, the pump may advantageously be associated with a stator cooling device slaved to
signal image du jeu fourni par le capteur de proximité. signal image of the game provided by the proximity sensor.
L'asservissement consiste à faire varier la capacité de refroidissement du dispositif de refroidissement de stator, dans les conditions suivantes: le dispositif de refroidissement de stator est inhibé ou ralenti lorsque le signal image du jeu est inférieur à un premier seuil prédéterminé, et il est actionné lorsque le signal image du jeu est supérieur audit premier seuil The automatic control is to vary the cooling capacity of the stator cooling device, in the following conditions: the stator cooling device is inhibited or slowed down when the game image signal is lower than a first predetermined threshold, and it is actuated when the image signal of the game is higher than said first threshold
prédéterminé. predetermined.
Dans un mode de réalisation perfectionné: - le dispositif de refroidissement de stator peut prendre un premier état d'inhibition, un second état de refroidissement intermédiaire, et un troisième état de refroidissement rapide, - le dispositif de refroidissement de stator est dans son premier état d'inhibition lorsque le signal image du jeu est inférieur à un premier seuil prédéterminé, - le dispositif de refroidissement de stator est dans son second état de refroidissement intermédiaire lorsque le signal image du jeu est compris entre ledit premier seuil prédéterminé et un second seuil prédéterminé supérieur audit premier seuil prédéterminé, - le dispositif de refroidissement de stator est dans son troisième état de refroidissement rapide lorsque le signal image du jeu est In an improved embodiment: - the stator cooling device can take a first state of inhibition, a second intermediate cooling state, and a third quench state, - the stator cooling device is in its first state inhibition when the game image signal is lower than a first predetermined threshold, - the stator cooling device is in its second intermediate cooling state when the game image signal is between said first predetermined threshold and a second predetermined threshold greater than said first predetermined threshold, - the stator cooling device is in its third state quenching when the image signal of the game is
supérieur audit second seuil prédéterminé. greater than said second predetermined threshold.
En pratique, on peut avantageusement prévoir que le capteur de proximité est raccordé à une entrée d'un circuit de commande assurant la comparaison du signal image du jeu avec le ou les seuils prédéterminés et générant un signal de commande d'une vanne pour régler le flux de fluide de refroidissement dans un In practice, it is advantageous that the proximity sensor is connected to an input of a control circuit ensuring the comparison of the signal image of the game with the one or more predetermined thresholds, and generating a valve control signal to adjust the cooling fluid flows in a
circuit de refroidissement de stator. stator cooling circuit.
Pour améliorer la sécurité, on peut prévoir que le circuit de commande compare le signal image du jeu à un troisième seuil d'arrêt inférieur audit premier seuil, et génère un signal d'arrêt envoyé à un circuit d'alimentation d'un moteur d'entraînement de la pompe à vide lorsque le signal image du jeu est inférieur audit troisième seuil d'arrêt pour réduire ou interrompre la vitesse de To enhance security, it is expected that the control circuit compares the signal image of the game to a third judgment threshold less than said first threshold, and generates a stop signal to a power supply circuit of a motor driving the vacuum pump when the game image signal is less than said third judgment threshold to reduce or interrupt the speed
rotation dudit moteur. rotation of said motor.
D'autres objets, caractéristiques et avantages de la Other objects, features and advantages of the
présente invention ressortiront de la description suivante de modes present invention emerge from the following description of modes
de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue schématique en perspective écorchée d'une structure connue de pompe à vide de type roots; of particular embodiments, given with reference to the appended figures, in which: - Figure 1 is a schematic cutaway view of a vacuum pump of known structure type roots; - la figure 2 est une coupe transversale de la pompe roots de la figure 1; - Figure 2 is a cross section of the Roots blower of Figure 1; - la figure 3 est une coupe longitudinale schématique d'une pompe roots selon l'invention, associée à un moteur d'entraînement de ladite pompe; - Figure 3 is a schematic longitudinal section of a Roots pump according to the invention, associated with a drive motor of said pump; - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'une pompe à vis selon un mode de réalisation de l'invention; - Figure 4 is a schematic perspective view of a screw pump according to one embodiment of the invention; et - la figure 5 est une vue schématique d'une pompe selon la présente and - Figure 5 is a schematic view of a pump according to the present
invention associée à un système de refroidissement asservi. invention associated with a controlled cooling system.
Dans les modes de réalisation illustrés sur les figures, une pompe à vide 100 comprend un corps de pompe à vide ou stator 1, dans lequel sont réalisées une ou plusieurs chambres de pompage 2 ou 3 recevant un rotor 4 ou 5 entraîné par un arbre tel que les In the embodiments illustrated in the Figures, a vacuum pump 100 comprises a vacuum pump housing or stator 1 in which are formed one or more pumping chambers 2 and 3 accommodating a rotor 4 or 5 driven by such shaft that
arbres 6 et 7. shafts 6 and 7.
Le stator 1 comprend une entrée d'aspiration 8 et une The stator 1 comprises a suction inlet 8 and a
sortie de refoulement 9. discharge outlet 9.
Les figures 1 à 3 illustrent une pompe à vide de type roots, à deux rotors 4 et 5 parallèles coopérants, et à plusieurs étages successifs répartis le long du rotor entre l'étage d'aspiration 10 et l'étage de refoulement 11. S'agissant d'une pompe à vide, l'étage d'aspiration 10 est l'étage basse pression, Figures 1 to 3 illustrate a vacuum pump of roots type, two rotors 4 and 5 parallel cooperating, and several successive stages distributed along the rotor between the suction stage 10 and the discharge stage 11. S with regard to a vacuum pump, the suction stage 10 is the low pressure stage,
tandis que l'étage de refoulement 11 est l'étage haute pression. while the discharge stage 11 is the high pressure stage.
Comme on le voit notamment sur la figure 3, la pompe à vide 100 comprend un rotor 4 de forme allongée, ayant une longueur L nettement supérieure à son diamètre D. Le rotor 4 est tenu dans le stator 1 par un premier palier 12 de première extrémité 13 et par un second palier 14 de seconde extrémité 15. Le premier palier 12 assure un maintien radial du rotor 4, s'opposant aux mouvements radiaux du rotor 4 autour de son axe de rotation II, mais en autorisant le déplacement axial de la première extrémité 13 du rotor 4. Par contre, le second palier 14 assure à la fois un maintien radial et un maintien axial de la As seen in particular in Figure 3, the vacuum pump 100 includes a rotor 4 of elongate shape, having a length L much greater than its diameter D. The rotor 4 is held in the stator 1 by a first bearing 12 of the first end 13 and a second bearing 14 of second end 15. the first bearing 12 provides radial support of the rotor 4, opposing the radial movements of the rotor 4 about its axis of rotation II, but allowing axial movement of the first end 13 of the rotor 4. against the second bearing 14 provides both a radial support and axial retention of the
seconde extrémité 15 du rotor 4. second end 15 of the rotor 4.
Dans le mode de réalisation avantageux illustré sur la figure 3, la première extrémité 13 du rotor 4 de la pompe à vide 100 est située du côté de l'étage d'aspiration 10 de la pompe à In the advantageous embodiment illustrated in Figure 3, the first end 13 of the rotor 4 of the vacuum pump 100 is located on the side of the suction floor 10 of the pump
vide 100. vacuum 100.
Selon l'invention, la pompe à vide 100 sèche comprend au moins un capteur de proximité 16, disposé dans le stator 1 et adapté pour détecter le jeu E au voisinage d'une zone de contrôle 17 entre le stator 1 et le rotor 4. La zone de contrôle 17 est choisie dans ou au voisinage de la zone critique 117 o le contact est le plus probable entre le rotor 4 et le stator 1 lors d'une According to the invention, the dry vacuum pump 100 comprises at least one proximity sensor 16 disposed in the stator 1 and adapted to detect the game E in the vicinity of a control zone 17 between the stator 1 and the rotor 4. the control zone 17 is selected from or in the vicinity of the critical zone 117 o contact is most likely between the rotor 4 and the stator 1 at a
évolution de température du rotor 4 et/ou du stator 1. temperature rise of the rotor 4 and / or of the stator 1.
En pratique, la zone critique 117 est constituée par les faces radiales amont 18a et aval 18b du rotor 4 dans l'étage d'aspiration 10, en correspondance des faces radiales amont 19a et aval 19b du stator 1 dans ce même étage d'aspiration 10. On comprend que cette zone critique 117 est la zone la plus sensible de la pompe à vide 100 lors des variations relatives de température entre le rotor 4 et le stator 1: dans le cas d'un manque de refroidissement du stator 1, celui-ci s'allonge plus que le rotor 4, induisant un déplacement relatif maximal dans l'étage d'aspiration 10, de sorte que la face radiale aval 18b du rotor 4 peut venir au contact de la face radiale aval 19b du stator 1. De même, en cas d'un refroidissement trop intensif du stator 1, la face radiale amont 18a du rotor 4 peut venir au contact de la face In practice, the critical zone 117 is formed by the upstream radial faces 18a and 18b downstream of the rotor 4 in the suction stage 10, in correspondence of the radial faces upstream 19a and downstream 19b of the stator 1 in the same suction stage 10. it is understood that this critical zone 117 is the most sensitive area of ​​the vacuum pump 100 during the relative variations in temperature between the rotor 4 and the stator 1: in the case of a lack of cooling of the stator 1, the -ci elongates more than the rotor 4, inducing a maximum relative movement in the suction stage 10, so that the downstream radial face 18b of the rotor 4 can come into contact with the downstream radial face 19b of the stator 1. Similarly, in case of too intensive cooling of the stator 1, the upstream radial face 18a of the rotor 4 can come into contact with the face
radiale amont 19a du stator 1. upstream radial 19a of the stator 1.
On comprend que le capteur de proximité 16 n'a pas besoin d'être placé exactement dans la zone critique 117, mais qu'il peut avantageusement être placé au voisinage de cette zone critique 117 dans une zone de contrôle 17 qui est par exemple, comme illustré sur la figure 3, dans le stator 1 en regard de la première It is understood that the proximity sensor 16 does not need to be placed exactly in the critical zone 117, but it may advantageously be placed in the vicinity of the critical zone 117 in a control zone 17 which is, for example, as illustrated in Figure 3, in the stator 1 facing the first
extrémité 13 du rotor 4. end 13 of the rotor 4.
La première extrémité 13 du rotor 4 peut par exemple être constituée par une pièce d'assemblage d'extrémité 20 du rotor 4, retenue par une vis axiale 21. Ainsi, le capteur de proximité 16 est disposé pour capter le jeu axial E entre une portion ou face radiale amont 18a de première extrémité 13 du rotor 4 et une portion correspondante ou face radiale amont 19a du stator 1, par le fait qu'il capte le jeu équivalent entre lui-même et la première The first end 13 of the rotor 4 may for example be constituted by an end connection piece 20 of the rotor 4, retained by an axial screw 21. Thus, the proximity sensor 16 is arranged for sensing the axial clearance E between a portion or upstream radial face 18a of first end 13 of the rotor 4 and a corresponding portion or upstream radial face 19a of the stator 1, in that it captures the equivalent clearance between itself and the first
Comme on le voit sur la figure 3, le rotor 4 de la pompe à vide est accouplé à l'arbre 22 d'un moteur 23 dont on distingue le As seen in Figure 3, the rotor 4 of the vacuum pump is coupled to the shaft 22 of a motor 23 of which there are the
stator de moteur 24 et le rotor de moteur 25. motor stator 24 and motor rotor 25.
On voit que le capteur de proximité 16 est disposé dans la It is seen that the proximity sensor 16 is disposed in the
partie basse pression du stator 1. low-pressure part of the stator 1.
En général, selon l'invention, on peut prévoir un jeu axial E dont la valeur en régime de fonctionnement est d'environ 0,05 mm. In general, according to the invention, one can provide an axial clearance S of which the operating state value is about 0.05 mm. On notera que le jeu à froid peut être supérieur, par exemple de l'ordre de 0,20 mm. the cold clearance is noted that may be greater, for example of the order of 0.20 mm. Le capteur de proximité 16 doit être choisi parmi les types de capteur adaptés pour détecter les variations d'un tel jeu axial. The proximity sensor 16 should be selected from the types of sensors adapted to detect the variations of such end play. On pourra utiliser un capteur de proximité 16 de type magnétique, de type capacitif, de type optique, ou tout autre type de capteur à la portée de l'homme du métier. Use may be a proximity sensor 16 of the magnetic type, capacitance type, optical type, or any other type of sensor within the scope of those skilled in the art. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, la pompe à vide comprend un rotor 104 en forme de vis, tourillonnant In the embodiment illustrated in Figure 4, the vacuum pump comprises a rotor 104 in the form of screw journaled
dans un stator 101 autour de l'axe de rotation II. in a stator 101 around the rotation axis II.
La rotation du rotor 104 entraîne les gaz depuis une entrée d'aspiration 8 jusqu'à la sortie de refoulement 9. Dans ce cas, le capteur de proximité 16 est placé en position radiale en Rotation of the rotor 104 drives the gas from a suction inlet 8 to the discharge outlet 9. In this case, the proximity sensor 16 is placed in radial position
regard du sommet du filet de la vis formant le rotor 104. opposite the apex of the screw thread forming the rotor 104.
On se référera maintenant à la figure 5, illustrant schématiquement la pompe à vide 100, associée à son moteur 23 Referring now to Figure 5, schematically illustrating the vacuum pump 100, associated with its motor 23
d'entraînement et à un dispositif de refroidissement de stator. drive and a stator cooling device.
Le moteur 23 est alimenté par un variateur de fréquence 26 qui, à partir d'une alimentation 27, produit aux bornes d'entrée 28 du moteur 23 une tension de commande à fréquence variable déterminant la vitesse de rotation du moteur 23. Le variateur de fréquence 26 est piloté par un signal de commande qu'il reçoit sur une ligne 29 en provenance d'un circuit de commande 30. Le circuit de commande 30 comprend une entrée 31 raccordée par une ligne 32 au capteur de proximité 16 dont il reçoit le signal image du jeu E (figure 3). Motor 23 is powered by a frequency converter 26 which, from a supply 27, produces to the input terminals 28 of the motor 23 a control voltage variable frequency determining the speed of rotation of the motor 23. The inverter frequency 26 is controlled by a control signal that it receives on a line 29 from a control circuit 30. the control circuit 30 includes an inlet 31 connected by a line 32 to the proximity sensor 16 which receives the the game image signal E (Figure 3). Le circuit de commande 30 pilote une vanne 33 commandant la circulation d'un fluide de refroidissement parcourant un circuit de refroidissement 34 dont une portion 35 traverse une partie du stator de la pompe à vide 100. Pour cela, le circuit de commande 30 génère sur une sortie 36 raccordée à l'entrée de commande 37 de la vanne 33 un signal de commande de vanne pour régler le flux de fluide de refroidissement dans le circuit de The control circuit 30 controls a valve 33 controlling the circulation of a cooling fluid flowing through a cooling circuit 34 including a portion 35 through a portion of the stator of the vacuum pump 100. To this end, the control circuit 30 generates on an outlet 36 connected to the control input 37 of the valve 33 a valve control signal for adjusting the coolant flow in the circuit
refroidissement 34 de stator. cooling of stator 34.
Le circuit de commande 30, recevant le signal image du jeu E sur son entrée 31 en provenance du capteur de proximité 16, assure la comparaison de ce signal image du jeu E avec un ou plusieurs seuils prédéterminés pour générer le signal de commande The control circuit 30, receiving the image of the game E signal on its input 31 from the proximity sensor 16, ensures that a comparison image signal of the game E with one or more predetermined thresholds to generate the control signal
de vanne disponible sur sa sortie 36 et envoyé à la vanne 33. valve available on the output 36 and sent to the valve 33.
Dans un premier mode de réalisation, par une commande de fermeture de la vanne 33, le dispositif de refroidissement de stator est inhibé ou ralenti lorsque le signal image du jeu E est inférieur à un premier seuil prédéterminé enregistré dans le circuit de commande 30, et par ouverture de la vanne 33 le dispositif de refroidissement de stator est actionné lorsque le signal image du jeu E est supérieur audit premier seuil In a first embodiment, by a valve closing command 33, the stator cooling device is inhibited or slowed down when the image signal of the clearance E is less than a first predetermined threshold stored in the control circuit 30, and by opening the valve 33 the stator cooling device is operated when the game image signal E is greater than said first threshold
Selon un mode de réalisation perfectionné, le dispositif de commande 30 est programmé de façon que: - le dispositif de refroidissement de stator peut prendre un premier état d'inhibition dans lequel la vanne 33 est fermée, un second état de refroidissement intermédiaire dans lequel la vanne 33 est partiellement ouverte, et un troisième état de refroidissement rapide dans lequel la vanne 33 est entièrement ouverte, le dispositif de refroidissement de stator est dans son premier état d'inhibition lorsque le signal image du jeu E est inférieur à un premier seuil prédéterminé, le circuit de commande 30 envoyant alors à la vanne 33 un ordre de fermeture complète ou presque complète, - le dispositif de refroidissement de stator est dans son second état de refroidissement intermédiaire lorsque le signal image du jeu E est compris entre ledit premier seuil prédéterminé et un second seuil prédéterminé supérieur audit premier seuil, le circuit de commande 30 envoyant According to an improved embodiment, the controller 30 is programmed so that: - the stator cooling device can take a first state of inhibition wherein the valve 33 is closed, a second intermediate cooling condition in which the valve 33 is partially open, and a third state of rapid cooling wherein the valve 33 is fully open, the stator cooling device is in its first state of inhibition when the image signal of the clearance E is less than a first predetermined threshold the control circuit 30 then sending it to the valve 33 a complete closure command or almost complete, - the stator cooling device is in its second intermediate cooling state when the image signal of the set E is between said first predetermined threshold and a second predetermined threshold greater than said first threshold, the control circuit 30 sending alors à la vanne 33 un ordre d'ouverture partielle, - le dispositif de refroidissement de stator est dans son troisième état de refroidissement rapide lorsque le signal image du jeu E est supérieur audit second seuil prédéterminé, le circuit de commande then the valve 33 a partial opening command, - the stator cooling device is in its third state quenching when the image signal of the set E is greater than said second predetermined threshold, the control circuit
envoyant alors à la vanne 33 un signal d'ouverture complète. then sending to the valve 33 a full open signal.
Selon un mode de réalisation perfectionné, on prévoit que le circuit de commande 30 peut également agir sur le variateur de fréquence 26 pour commander la vitesse de rotation du moteur 23 d'entraînement de la pompe à vide 100. Dans ce cas, comme illustré sur la figure 5, le circuit de commande 30 compare le signal image du jeu E également à un troisième seuil d'arrêt inférieur audit premier seuil, et génère un signal d'arrêt envoyé par la ligne 29 au variateur de fréquence 26 constituant le circuit d'alimentation du moteur 23 d'entraînement de la pompe à vide 100, afin de réduire ou d'interrompre la vitesse de rotation dudit moteur 23 lorsque le According to an improved embodiment, it is anticipated that the control circuit 30 can also act on the inverter 26 for controlling the rotational speed of the drive motor 23 of the vacuum pump 100. In this case, as illustrated in Figure 5, the control circuit 30 compares the image signal E also set to a third threshold smaller than said first judgment threshold, and generates a line stop signal 29 sent by the frequency converter 26 constituting the circuit power to the motor 23 for driving the vacuum pump 100 to reduce or interrupt the rotational speed of said motor 23 when the
signal image du jeu E est inférieur audit troisième seuil d'arrêt. image signal of the clearance E is less than said third judgment level.
Cette dernière disposition constitue un système d'arrêt d'urgence dans l'hypothèse o le dispositif de refroidissement asservi ne suffirait pas pour maintenir le jeu E dans les limites acceptables This provision constitutes an emergency shutdown system in the event where the slave cooling device would not be enough to keep the game E within acceptable limits
de fonctionnement. Operating.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations qui sont à la portée de The present invention is not limited to the embodiments that have been explicitly described, but includes variants and generalizations that are within the reach of
l'homme du métier. the art.
REVENDICATIONS i - Pompe à vide sèche, comprenant au moins un rotor (4) mobile en rotation dans un stator (1) avec un jeu (E) approprié entre le rotor (4) et le stator (1), caractérisée en ce que: - au moins un capteur de proximité (16) est disposé dans le stator (1) et est adapté pour détecter le jeu (E) au voisinage d'une zone de contrôle (17) entre le stator (1) et le rotor (4), - la zone de contrôle (17) est dans ou au voisinage de la zone critique o le contact est le plus probable entre le rotor (4) et le stator (1) lors d'une évolution de température du rotor (4) et/ou du stator (1). CLAIMS i - dry vacuum pump comprising at least one rotor (4) rotatable in a stator (1) with a clearance (E) fitting between the rotor (4) and the stator (1), characterized in that: - at least one proximity sensor (16) is arranged in the stator (1) and is adapted to detect the gap (E) adjacent a control zone (17) between the stator (1) and the rotor (4 ), - the control zone (17) is in or adjacent to the critical area where the contact is most likely between the rotor (4) and the stator (1) at a rotor temperature curve (4) and / or the stator (1).
2 - Pompe à vide selon la revendication 1, caractérisée en ce que: - la pompe à vide (100) comprend un rotor (4) de forme allongée, ayant une longueur (L) supérieure à son diamètre (D), - le capteur de proximité (16) est disposé pour capter le jeu (E) axial entre une portion (18a) de première extrémité (13) axiale du rotor (4) et la portion correspondante (19a) du stator (1), - le rotor (4) est tenu dans le stator (1) par un premier palier (12) de première extrémité (13) et par un second palier (14) de seconde extrémité (15), le premier palier (12) assurant un maintien radial du rotor (4) en autorisant son déplacement axial, le second palier (14) assurant un maintien radial et un maintien axial 2 - Vacuum pump according to claim 1, characterized in that: - the vacuum pump (100) comprises a rotor (4) of elongate shape, having a length (L) greater than its diameter (D), - the sensor proximity (16) is arranged for sensing the clearance (E) axially between a portion (18a) of the first end (13) axially of the rotor (4) and the corresponding portion (19a) of the stator (1), - the rotor ( 4) is held in the stator (1) by a first bearing (12) first end (13) and a second bearing (14) second end (15), the first bearing (12) providing radial support of the rotor (4) permitting its axial movement, the second bearing (14) providing radial support and axial retention
simultanés du rotor (4) dans le stator (1). Simultaneous the rotor (4) in the stator (1).
3 - Pompe à vide selon la revendication 2, caractérisée en ce que la première extrémité (13) de pompe à vide est située du côté de l'étage d'aspiration (10) de la pompe à vide (100), et le capteur de proximité (16) est disposé dans la partie basse pression 3 - Vacuum pump according to claim 2, characterized in that the first end (13) of vacuum pump is located on the side of the suction stage (10) of the vacuum pump (100), and the sensor proximity (16) is disposed in the low pressure part
(10) du stator (1). (10) of the stator (1).
4 - Pompe à vide selon l'une des revendications 2 ou 3, 4 - A vacuum pump according to one of Claims 2 or 3,
caractérisée en ce que le jeu (E) axial en régime de fonctionnement est d'environ 0,05 mm, et le capteur de proximité (16) est adapté characterized in that the gap (E) in axial operating speed is about 0.05 mm, and the proximity sensor (16) is adapted
pour détecter les variations dudit jeu (E) axial. for detecting variations of said set (E) axial.
- Pompe à vide selon l'une quelconque des revendications - A vacuum pump according to any one of claims
1 à 4, caractérisée en ce qu'elle forme une pompe roots multi- 1 to 4, characterized in that it forms a roots pump multi-
étagée à deux rotors (4, 5) parallèles, avec un capteur de 1! staged with two rotors (4, 5) parallel with a sensor 1! proximité (16) en regard de l'extrémité de l'un des deux rotors (4). proximity (16) facing the end of one of the two rotors (4). 6 - Pompe à vide selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle forme une pompe à vis (101, 104), avec un capteur de proximité (16) en position radiale en regard du sommet de filet de 6 - A vacuum pump according to claim 1, characterized in that it forms a screw pump (101, 104), with a proximity sensor (16) radially positioned facing the thread crest
vis de l'un des rotors (104). screw of one of the rotors (104).
7 - Pompe à vide selon l'une quelconque des revendications 7 - A vacuum pump according to any one of claims
1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de refroidissement de stator (32, 33, 34) asservi au signal image du 1 to 6, characterized in that it comprises a stator cooling device (32, 33, 34) slaved to the image signal
jeu (E) fourni par le capteur de proximité (16). game (E) provided by the proximity sensor (16).
8 - Pompe à vide selon la revendication 7, caractérisée en ce que le dispositif de refroidissement de stator (32, 33, 34) est inhibé ou ralenti lorsque le signal image du jeu (E) est inférieur à un premier seuil prédéterminé, et est actionné lorsque le signal 8 - A vacuum pump according to claim 7, characterized in that the stator cooling device (32, 33, 34) is inhibited or slowed down when the image signal of the game (E) is below a first predetermined threshold, and actuated when the signal
image du jeu (E) est supérieur audit premier seuil prédéterminé. game image (E) is greater than said first predetermined threshold.
9 - Pompe à vide selon la revendication 7, caractérisée en ce que: - le dispositif de refroidissement de stator (32, 33, 34) peut prendre un premier état d'inhibition, un second état de refroidissement intermédiaire, et un troisième état de refroidissement rapide, - le dispositif de refroidissement de stator (32, 33, 34) est dans son premier état d'inhibition lorsque le signal image du jeu (E) est inférieur à un premier seuil prédéterminé, - le dispositif de refroidissement de stator (32, 33, 34) est dans son second état de refroidissement intermédiaire lorsque le signal image du jeu (E) est compris entre ledit premier seuil prédéterminé et un second seuil prédéterminé supérieur audit premier seuil prédéterminé, - le dispositif de refroidissement de stator (32, 33, 34) est dans son troisième état de refroidissement rapide lorsque le signal 9 - A vacuum pump according to claim 7, characterized in that: - the stator cooling device (32, 33, 34) can take a first state of inhibition, a second intermediate cooling state, and a third state of rapid cooling, - the stator cooling device (32, 33, 34) is in its first state of inhibition when the game image signal (E) is below a first predetermined threshold, - the stator cooling device ( 32, 33, 34) is in its second intermediate cooling state when the image signal of the game (E) is between said first predetermined threshold and a second higher predetermined threshold said first predetermined threshold, - the stator cooling device (32 , 33, 34) is in its third state quenching when the signal
image du jeu (E) est supérieur audit second seuil prédéterminé. game image (E) is greater than said second predetermined threshold.
- Pompe à vide selon l'une des revendications 8 ou 9, - A vacuum pump according to one of Claims 8 or 9,
caractérisée en ce que le capteur de proximité (16) est raccordé à une entrée (31) d'un circuit de commande (30) assurant la comparaison du signal image du jeu (E) avec le ou les seuils prédéterminés et générant un signal de commande d'une vanne (33) pour régler le flux de fluide de refroidissement dans un circuit de characterized in that the proximity sensor (16) is connected to an input (31) of a control circuit (30) providing comparison of the image signal of the game (E) with one or more predetermined thresholds, and generating a signal controlling a flow valve (33) for adjusting the coolant flow in a circuit
refroidissement (34) de stator. cooling (34) of the stator.
11 - Pompe à vide selon la revendication 10, caractérisée en ce que le circuit de commande (30) compare le signal image du jeu (E) à un troisième seuil d'arrêt inférieur audit premier seuil, et génère un signal d'arrêt envoyé à un circuit d'alimentation (26) d'un moteur (23) d'entraînement de la pompe à vide (100) lorsque le signal image du jeu (E) est inférieur audit troisième seuil d'arrêt pour réduire ou interrompre la vitesse de rotation dudit moteur 11 - vacuum pump according to claim 10, characterized in that the control circuit (30) compares the image signal of the set (E) to a third stop threshold less than said first threshold, and generates a stop signal sent a supply circuit (26) of a motor (23) for driving the vacuum pump (100) when the game image signal (E) is less than said third judgment threshold to reduce or interrupt the speed of rotation of said motor
(23). (23).
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