CH372124A - Drehkolbenpumpe zur Vakuumerzeugung - Google Patents

Description

      Drehkolbenpumpe    zur Vakuumerzeugung    Es sind     Drehkolbenpumpen    zur Vakuumerzeu  gung bekannt, bei denen zu Beginn jeder Kompres  sionsperiode des Fördervolumens eine definierte Öl  menge in den Förderraum der Pumpe eingebracht  wird. Diese Ölmenge wird einerseits zur Schmierung  der gleitenden Teile benötigt, und sie dient anderseits  zur Abdichtung der an den     Schieberanlagestellen     und an den     Rotorstimseiten    auftretenden Spalte.  Während die gewünschte Schmierwirkung bereits mit  einer relativ kleinen Ölmenge sicher erreicht wird,  ist für die angestrebte     Abdichtwirkung    eine grössere  Öleinspritzung nötig.

   Die Ölmenge richtet sich dabei  nach den Betriebsbedingungen der Pumpe und muss  so bemessen sein, dass auch bei hohen     Differenzdruk-          ken    an den Spalten, wie sie z. B. beim Betrieb mit  Gasballast auftreten, eine weitgehende Abdichtung  erzielt wird. Ist die hierzu zur Verfügung stehende  Ölmenge zu gering, so tritt eine hohe     Luft-Rück-          strömung    nach der Ansaugseite hin und     damit    eine  wesentliche Verringerung des erreichbaren     End-          vakuums    ein.

   In der Praxis wird daher die in den  Förderraum einer     Drehkolbenpumpe    eingebrachte  Ölmenge so eingestellt, dass der geforderte     End-          vakuumdruck    gegebenenfalls bei Betrieb mit Gas  ballast sicher erreicht wird.  



  Es hat sich jedoch gezeigt, dass beim Lauf der       Drehkolbenpumpe    gegen Endvakuum (Betrieb ohne  Gasballast) bereits eine erheblich geringere Ölmenge  zur Spaltabdichtung ausreicht. Da anderseits die bei  jedem Hub in den Förderraum eingespritzte     Ölmenge     wieder aus diesem Raum ausgestossen werden muss,  wäre es an sich vorteilhaft, dieses Ölvolumen so klein  wie     möglich    zu halten, damit beim Ausstoss der in  kompressiblen Ölmenge im     Auslasskanal    nicht Druck  spitzen auftreten, die Geräusch und Erschütterung  hervorrufen, und die vermutlich auch als Ursache  für einen erhöhten Verschleiss wichtiger Pumpen-    teile anzusehen sind.

   Ausserdem bedeutet die an  sich überflüssige     Umwälzung    einer zu grossen Öl  menge bei geringer Förderleistung einen unnötig  hohen Leistungsbedarf.  



  Es ist bereits vorgeschlagen worden, die     Ölzu-          fuhr    in den Förderraum der Pumpe der     jeweiligen     Betriebsart in der Weise anzupassen, dass bei der  Umschaltung von Betrieb mit Gasballast auf Betrieb  ohne     Gasballastzufuhr    eine Veränderung der in den  Förderraum eingebrachten Ölmenge durch Einschal  tung einer von aussen zu betätigenden Drosselstelle  in die     ölzufuhrleitung    vorgenommen wird, beispiels  weise durch Koppelung der Bewegung des Drossel  elementes     mit    derjenigen des     Gasballastventils.     



  Die Erfindung     betrifft    eine     Drehkolbenpumpe     zur Vakuumerzeugung, die mit in einem     Auslasskanal     angeordnetem, ölüberlagertem     Auslassventil    verse  hen ist, wobei eine Ölzufuhr in den Förderraum der  Pumpe stattfindet. Das Wesen der Erfindung be  steht darin, dass Steuermittel vorgesehen sind, welche  die     Ölzufuhr    zum Förderraum in Abhängigkeit vom       Druck    im     Auslasskanal    steuern.  



  Da der     Druck    im     Auslasskanal    einer     Drehkol-          benpumpe    zeitlich ungleichförmig,     nämlich    stossweise  verläuft, erscheint es vorteilhaft, die Steuermittel  mit einer     Dämpfungsvorrichtung    in     Wirkverbindung     zu bringen, so dass aus den Augenblickswerten des       Druckes    im     Auslasskanal    ein zeitlicher Mittelwert  gebildet wird, dem die     Steuerung    der     Ölzufuhr    folgt.  



  Eine     mögliche    Ausführungsform der Erfindung  ist vorteilhaft so aufgebaut, dass in     einer    Ölzufuhr  leitung zwischen dem Ölvorratsraum und dem För  derraum der Pumpe     eine    veränderbare     Durchfluss-          öffnung    eingeschaltet ist, welche in ihrer Grösse  gemäss dem     Druck    im     Auslasskanal    verändert wird.

    Man kann dabei einen Aufbau wählen, bei dem die       Durchflussöffnung    in einem Steuerkolben vorgesehen      ist, welcher in einem Kolbengehäuse mit Anschlüs  sen für die     Ölzufuhr    und Weiterleitung gegen Feder  druck bewegbar ist, wobei ein vom Kolbengehäuse  und einer     Steuerkolbenstimfläche        begrenzter    Kolben  raum über eine     Steuerdruckleitung    mit dem     Auslass-          kanal    in     Verbindung    steht.

   Bei grosser Förderleistung  der     Drehkolbenpumpe    herrscht im     Auslasskanal    ein  Überdruck, der dann mit der eingebauten Feder  gleichwirkend den Steuerkolben in eine Endlage ent  sprechend der grössten freigegebenen     Durchflussöff-          nung    drängt. Läuft die Pumpe dagegen ohne Gas  ballast gegen Endvakuum, so wird der Steuerkol  ben durch den Unterdruck im     Auslasskanal    unter Zu  sammenpressung der Feder zurückgezogen und die       Durchflussöffnung    verkleinert.  



  Bei einer anderen Ausführungsform der Erfin  dung wird die durch das     Auslass"entil    in den     För-          derraum    zurückströmende Ölmenge in Abhängig  keit vom Druck im     Auslasskanal    gesteuert.

   Man er  reicht dies     zweckmässigerweise    dadurch, dass die  Ventilplatte des     Auslassventils    über eine     Dämpfungs-          vorrichtung    eine veränderbare Hubbewegung aus  führen kann, wobei der grössere Ventilhub höherer  Förderleistung der Pumpe und damit in gewünschter  Weise einer höheren     Öldruckströmung    in den     Pum-          penförderraum    entspricht. Ausserdem ergibt sich  dabei als zusätzlicher Vorteil eine geringere Drosse  lung der ausgestossenen Luft.

   Beim Lauf der Dreh  kolbenpumpe gegen Endvakuum ist dann der Hub  der Ventilplatte auf einen bestimmten kleinen Wert  begrenzt, so dass die in den Förderraum rückströ  mende     Ölmenge    gering bleibt. Die     Dämpfungsvor-          richtung    kann auch hier in einfacher Weise als     Öl-          kolbendämpfung    aufgebaut sein. Falls erforderlich,  kann der Steuerbereich wieder durch eine Feder  eingestellt werden.  



  Selbstverständlich sind die verschiedensten wei  teren Ausführungsformen denkbar, bei denen die  Steuerung der     Ölzufuhr    zum     Förderraum    in Abhän  gigkeit vom Druck im     Auslasskanal    vorgenommen  wird.  



  In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele  des Gegenstandes der Erfindung schematisch darge  stellt. Es zeigen:       Fig.l    einen Längsschnitt durch eine     Drehkol-          benpumpe    mit Kolbensteuerung und       Fig.    2 einen Längsschnitt durch eine Drehkolben  pumpe mit     Ventilplattensteuerung.     



  In     Fig.l    ist in einem Pumpengehäuse 1 ein  Drehkolben 2 mit Drehschiebern 3, 4 erkennbar.  Diese Drehschieber 3, 4 werden durch     Druckfedern     5 mit ihren     Abdichtflächen    gegen den inneren Um  fang des Pumpengehäuses 1     angepresst.    Durch die  Drehschieber 3, 4 und die innere Oberfläche des  Gehäuses 1 werden sichelförmige     Schöpfräume    ge  bildet.  



  Am oberen Ende eines     Auslasskanals    6 ist ein       Auslassventil    7 mit einer Ventilplatte 8 angeordnet.  Diese Ventilplatte 8 kann beim Ausstossvorgang bis  zur     Auflage    nur einen relativ geringen Hubweg zu-         rücklegen    zwecks Vermeidung unerwünscht grosser       Ölrückströmung    parallel zur Ölsteuerung.  



  Durch eine     ölzufuhrleitung    9, die einerseits mit  dem Ölvorratsraum 10 über dem     Auslassventil    und  anderseits mit dem Förderraum der Pumpe in Ver  bindung steht, erfolgt die gesteuerte Ölzufuhr in den  Förderraum. In diese     ölzufuhrieitung    9 ist eine in  einem Steuerkolben 11 befindliche     Durchflussöffnung     12 eingeschaltet, welche je nach der Stellung des  Steuerkolbens 11 den vollen     Ouerschnitt    der     Ölzu-          fuhrleitung    9 freigibt oder diesen nahezu bis zur völ  ligen Sperrung verschliesst.  



  Der Steuerkolben 11 befindet sich in einem Kol  bengehäuse 13, das auf seiner dem     Auslassventil    zu  gewandten Seite über eine Steuerleitung 14 mit dem       Auslasskanal    6 .in Verbindung steht. Auf der Kolben  stirnfläche ist ausserdem eine     Schraubendruckfeder     15 abgestützt, die bei grosser Förderleistung der       Drehkolbenpumpe    eine einwandfreie Bewegung des  Steuerkolbens 11 in die Endlage für volle Freigabe  der     Durchlassöffnung    herbeiführt. Durch die Öffnung  24 steht der Innenraum des Gehäuses mit dem unter  Atmosphärendruck stehenden Ölvorratsraum in Ver  bindung. Die Grösse dieser Öffnung bestimmt die  Dämpfung des Kolbens.

   Bei Lauf gegen Endvakuum  wird der Kolben durch den im     Auslasskanal    6 herr  schenden Unterdruck gegen die Wirkung der     Schrau-          bendruckfeder    15 in die entgegengesetzte Endlage  gebracht, wodurch die     Ölzufuhrleitung    9 je nach Ein  stellung mehr oder weniger vollständig verschlos  sen wird. Bei einer anderen Ausführungsform ist an  Stelle der durchgehenden Öffnung 12 eine umlau  fende Ringnut am Steuerkolben 11 vorgesehen, wo  durch der Aufbau der Steuervorrichtung vereinfacht  wird.    In einem Aufsatz 16 ist in an sich bekannter  Weise über dem     Auslassventil    7 ein     Ölfangkasten    17  mit     Spritzschutz    18 angeordnet.

   Das Rohr 23 deutet  den Ansaugkanal der Pumpe an.  



  Bei dem Ausführungsbeispiel nach     Fig.2    ent  sprechen die nicht besonders erläuterten Teile denen  von     Fig.    1. Die Ventilplatte 8 ist dabei derart ange  ordnet, dass sie in ihrer Aufwärtsbewegung gegen  einen     Dämpfungskolben    19 stösst, der sich in einem  ölgefüllten Kolbengehäuse 20 unter Verdrängung  eines bestimmten Ölvolumens aus einer     Auslassöff-          nung    21 verschieben kann.  



  Je nach dem im     Auslasskanal    vorherrschenden  Druck bewegt die Ventilplatte 8 mehr oder weniger  den Kolben 19 in dem Zylinder 20 und gibt dadurch  nach Luftausstoss jeweils einer entsprechenden Öl  menge den Weg zur Rückströmung bzw. Zufuhr in  den Förderraum frei. Durch eine wahlweise Bemes  sung vorgenannter     Auslassöffnung    21 lässt sich die hy  draulische Wirkung verstärken (keine Öffnung) oder  abschwächen (grosse Öffnung).  



  Der Hub des Kolbens 19 wird hier also durch  die Bemessung der     Auslassöffnung    21 bestimmt,  wobei gleichzeitig auch die Menge des rückströmen-      den Öles in den einzelnen     Evakuierungsphasen    be  stimmt ist.  



  Um ein Verkanten der Ventilplatte 8 zu vermei  den, ist ein zylindrischer Führungskörper 22 vorge  sehen, der auch als Führung für den verschiebbaren       Dämpfungskolben    19 dient. Bei dem in     Fig.2    dar  gestellten     Ausführungsbeispiel    ist zusätzlich zur ge  steuerten Ölzufuhr durch Rückströmung im     Auslass-          kanal    eine konstant eingestellte Dauerzufuhr mit Hilfe  der     ölzufuhrleitung    9 vorgesehen, durch die unab  hängig von der Steuerung fortgesetzt eine konstante  Ölmenge in den Förderraum gelangt.

   Diese Mass  nahme kann selbstverständlich auch bei einer Öl  steuerung nach dem Ausführungsbeispiel in     Fig.l     oder bei beliebigen anderen Ausführungsformen an  gewendet werden.  



  Ein wesentlicher Vorteil der beschriebenen Pumpe  liegt vor allem darin, dass die vorgeschlagenen Steuer  vorrichtungen, besonders bei einer Ausführungs  form, wie sie     Fig.2    darstellt, in einfachster Weise  mit nur geringfügigen konstruktiven Abänderungen  auch in bereits vorhandene     Drehkolbenpumpen    ein  gebaut werden können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Drehkolbenpumpe zur Vakuumerzeugung, mit in einem Auslasskanal angeordnetem ölüberlagertem Auslassventil, wobei eine Ölzufuhr in den Förder- raum der Pumpe stattfindet, dadurch gekennzeich net, dass Steuermittel vorgesehen sind, welche die Ölzufuhr zum Förderraum in Abhängigkeit vom Druck im Auslasskanal steuern.

   <B>UNTERANSPRÜCHE</B> 1. Drehkolbenpumpe nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Steuermittel mit einer Dämpfungsvorrichtung in Wirkverbindung stehen, so dass die Steuerung der Ölzufuhr entsprechend einem zeitlichen Mittelwert des Druckes im Auslass- kanal erfolgt.

   2. Drehkolbenpumpe nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in einer ölzufuhrleitung zwischen dem Ölvorratsraum und dem Förderraum eine veränderbare Durchflussöffnung eingeschaltet ist, welche in ihrer Grösse gemäss dem Druck im Auslass- kanal verändert wird.

   3. Drehkolbenpumpe nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Durchflussöffnung in einem Steuerkolben vorgesehen ist, welcher in einem Kolbengehäuse mit Anschlüssen für die Ölzufuhr und Weiterleitung gegen Federdruck bewegbar ist, und dass ein von Kolbengehäuse und einer Steuer kolbenstirnfläche begrenzter Kolbenraum über eine Steuerdruckleitung mit dem Auslasskanal in Verbin dung steht. 4. Drehkolbenpumpe nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass im Steuerkolben minde stens zwei Durchlassöffnungen mit verschiedenen Querschnitten vorgesehen sind.

   5. Drehkolbenpumpe nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass die Durchlassöffnung als Ringnut in der Oberfläche des zylinderförmigen Steuerkolbens ausgebildet ist. 6. Drehkolbenpumpe nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die durch den Auslass- kanal in den Förderraum der Pumpe einströmende Ölmenge durch eine Veränderung der Höhe der Be wegung der Ventilplatte (8) in Abhängigkeit vom Druck im Auslasskanal gesteuert wird.