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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen eines Pumpenraumes einer Vakuumpumpe, mit einem mit dem Pumpenraum koppelbaren Zuführelement zur Leitung eines Spülmittels in den Pumpenraum, sowie ein Verfahren zum Reinigen eines Pumpenraumes einer Vakuumpumpe, wobei durch ein mit dem Pumpenraum gekoppeltes Zuführelement Spülmittel in den Pumpenraum gepumpt wird.
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Vakuumpumpen dienen dazu, in abgegrenzten Räumen Vakuum zu erzeugen. Ein wichtiges Anwendungsgebiet ist die Halbleitertechnik, wobei beispielsweise in PECVD-Beschichtungssystemen Vakuumtechnik zum Einsatz kommt. Trotz Schutzvorkehrungen, wie Sieben oder Pumpentraps, kommt es in der Praxis zur Kontaminierung des Pumpenarbeitsraumes durch Partikel aus dem Beschichtungsprozess. Die Partikel setzen sich an den Wänden des Arbeitsraumes ab und verringern die Leistung der Pumpe. Im Extremfall kann die Verunreinigung sogar zum Stillstand der Pumpe führen. Insbesondere beim Abschalten der Pumpen und deren Auskühlen fallen diese Verschmutzungen von den Wänden des Arbeitsraumes in den Arbeitsraum hinein und verhindern so die Rotation der Klauenstufen. Die Pumpen können dann nicht mehr gestartet werden.
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Um die Ablagerungen an den Wänden zu beseitigen, ist es möglich, den Pumpenarbeitsraum durch Spülmittel einer speziellen Mischung aus Wasser und Zusätzen zu reinigen. So ist beispielsweise ein Pumpenspülset der Firma Edwards bekannt, welches ein einfaches, mit der Pumpe koppelbares Verbindungsrohr aufweist, an dessen Ende ein Luftfilter vorgesehen ist, sodass ein Flüssigkeits-Luft-Gemisch durch die Pumpe gezogen werden kann. Durch einen an dem Verbindungsrohr vorgesehenen Kugelhahn kann die Flüssigkeitszuführung zur Pumpe reguliert werden. Am Auslass der Pumpe wird die Flüssigkeit mit den unerwünschten Partikeln abgelassen. Die bekannte Vorrichtung besitzt den Nachteil, dass dann, wenn die Luftzufuhr bei einem Verschluss der Filteröffnung unterbrochen wird, nur Flüssigkeit angesaugt wird und ein Reinigungseffekt unterbleibt. Zudem besteht Verletzungsgefahr, wenn Körperteile an der Filteröffnung angesaugt werden und diese dadurch verschlossen wird. Ferner wird bei dieser Spülvorrichtung nur ein grobes, undefiniertes Flüssigkeits-Luft-Gemisch erzeugt, mit welchem nur eine ungenügende Reinigungswirkung erzielbar ist. Darüber hinaus wird bei der bekannten Reinigung eine relativ große Spülflüssigkeitsmenge durch die Pumpe durchgelassen, wobei sich nur ein geringer Reinigungseffekt einstellt und die Pumpe relativ lange nachlaufen muss, um nachfolgend wieder auszutrocknen.
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Aus der Druckschrift
DE 10 2004 063 058 A1 ist auch eine fest installierte Reinigungsvorrichtung für Vakuumschraubenpumpen bekannt. In dieser Reinigungsvorrichtung existieren getrennte Ventile zum Einlass von Luft und Reinigungsflüssigkeit. Diese Vorrichtung muss pro Pumpe einmal installiert werden. Dadurch entstehen in einer Fertigungsumgebung hohe Kosten. Des Weiteren findet keine Verwirbelung von Reinigungsflüssigkeit in dem Reinigungsgas statt. Dadurch wird nur eine ungenügende Reinigungswirkung erzielt.
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Aus der Druckschrift
WO 02/23046 A1 ist auch eine Klauenpumpe bekannt, bei der Wasser direkt in den Pumpenraum als Kühlflüssigkeit eingespritzt wird. Dieses Verfahren wurde zur Pumpenkühlung und nicht zur Pumpenreinigung entwickelt. Ein Einsatz dieses Verfahrens zur Pumpenreinigung ist beispielsweise dann ausgeschlossen, wenn ein in der an die Pumpe angeschlossenen Vakuumanlage verwendetes Arbeitsgas mit Wasser chemisch reagiert und in der Pumpe zu Ausfällungen führt.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren der oben genannten Gattung mit verbesserter Reinigungswirkung, erhöhter Praktikabilität und Sicherheit zur Verfügung zu stellen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung der oben genannten Gattung gelöst, wobei das Zuführelement mehrere Lufteintrittsöffnungen an verschiedenen Seiten des Zuführelementes aufweist, in dem Zuführelement eine Spülmitteldüse angeordnet ist und in dem Zuführelement wenigstens eine Strömungsquerschnittsverjüngung vorgesehen ist.
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Durch die erfindungsgemäß mehreren Lufteintrittsöffnungen, die an verschiedenen Seiten des Zuführelementes vorgesehen sind, wird das Risiko, dass der gesamte Luftansaugquerschnitt abgedeckt werden kann, stark verringert. Damit ist neben einer verminderten Verletzungs- und Beschädigungsgefahr von die Lufteintrittsöffnungen gegebenenfalls abdeckenden Körperteilen eine kontinuierliche Luftzufuhr gewährleistet. Hierdurch kann durch die im Zuführelement angeordnete Spülmitteldüse dauerhaft ein besonders feines Spülmittel-Luft-Gemisch erzeugt werden. Es zeigte sich zudem überraschenderweise, dass eine kontinuierliche, gleichmäßige Verteilung der Spülmittelpartikel in der Luft zu einem verbesserten Reinigungseffekt führt und zugleich den Verbrauch von Spülmittel senkt.
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Darüber hinaus muss die Pumpe beim Einsatz der erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung weniger Flüssigkeit aufnehmen, wodurch die Pumpe geschont wird und der Pumpenraum nachfolgend wesentlich schneller getrocknet werden kann. Bei großem Flüssigkeitseintrag in die Kammern der Vakuumpumpe, die für das Pumpen von Gasen ausgelegt ist, kommt es zu einer erhöhten Belastung der Pumpe, wenn die Drehkolben in die nicht komprimierbare Flüssigkeit schlagen.
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Ferner wird durch die in dem Zuführelement vorgesehene Strömungsquerschnittsverjüngung der Volumenstrom begrenzt, der die Reinigungsvorrichtung passiert. Dadurch wird ein Absinken des Vakuums und ein zu hoher Volumenstrom durch die Reinigungsvorrichtung vermieden, wodurch zusätzlich die Belastung der Pumpe verringert werden kann.
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Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist ein in dem Zuführelement angeordnetes Schließelement auf. Durch das Schließelement ist es möglich, den Reinigungsvorgang jederzeit zu unterbrechen und weiterhin bei Zwischenstellungen des Schließelements auch den Volumenstrom zu steuern. Weiterhin kann durch den Einsatz des Schließelements die Reinigungsvorrichtung dauerhaft an der Vakuumpumpe installiert bleiben, da ein unbeabsichtigtes Beaufschlagen der Reinigungsvorrichtung mit Vakuum durch das Schließelement verhindert wird. Dadurch lässt sich der Umbauaufwand vor einer Reinigung verringern, und eine Reinigung mit insgesamt geringerem Aufwand ist öfter durchführbar.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Schließelement zwischen der Spülmitteldüse und einem Verbindungsflansch angeordnet ist. Durch diese Anordnung wird neben dem Einströmen von Umgebungsluft in die Vakuumpumpe gleichzeitig vermieden, dass weiteres Spülmittel in die Vakuumpumpe eingesaugt wird.
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Als günstig hat es sich weiterhin erwiesen, wenn das Schließelement als Kugelhahn ausgeführt ist. Dadurch kann das Schließelement sehr schnell geschlossen oder geöffnet werden, da bereits eine Vierteldrehung des Kugelhahnes ausreicht, um zwischen einer voll geöffneten Stellung in eine vollständig geschlossene Stellung zu wechseln. Damit kann auf Veränderungen im Reinigungsbetrieb schnell reagiert werden. Der Kugelhahn ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bedenkenlos einsetzbar, da der Sog der Vakuumpumpe so stark ist, dass auch bei einem gemessenen Enddruck von 10–5 bar kein Gemisch aus den Verbindungen austritt. Weiterhin sind auch bei einem Kugelhahn Zwischenstellungen möglich, sodass ein Volumenstrom einstellbar ist, der niedriger als der maximale Volumenstrom ist.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Strömungsquerschnittsverjüngung an dem Schließelement angeordnet ist. Daraus ergeben sich insbesondere fertigungstechnische Vorzüge, weil das Schließelement entweder mit Verjüngung herstellbar oder zumindest mit einer zusätzlichen Strömungsquerschnittsverjüngung ausgestattet ist und diese bereits vormontiert werden kann.
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Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Spülmitteldüse einen Innendurchmesser von 0,9 bis 1,4 mm aufweist. Durch diesen geringen Durchmesser im Durchlass wird in der Spülmitteldüse ein besonders feines Spülmittel-Luft-Gemisch erzeugt, das die Pumpe schont, weil sie damit weniger Flüssigkeit aufnehmen muss. Weitere Folge, die sich überraschend gezeigt hat, ist ein besserer Reinigungseffekt, da durch die feine Verteilung das Spülmittel in Bereiche des Pumpenraumes gelangt, die bisher einer Reinigung nicht zugänglich waren.
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Gemäß einer günstigen Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Lufteintrittsöffnungen seitlich eines an dem Zuführelement vorgesehenen Luftfilters angeordnet. Der Einsatz des Luftfilters verhindert vorteilhafter Weise das Eindringen auch kleiner Fremdkörper in die Reinigungsvorrichtung sowie nachfolgend in die Vakuumpumpe. Dadurch werden Störungen und Schäden insbesondere an der Vakuumpumpe vermieden. Zugleich erfolgt eine Kopplung von kontinuierlicher und dabei sauberer Luftzufuhr.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein Verbindungsflansch zwischen dem Zuführelement und der Vakuumpumpe als verschließbarer Flansch ausgeführt ist. Damit wird es möglich, dass der Verbindungsflansch permanent an der Vakuumpumpe verbleibt. Daraus ergibt sich eine vereinfachte Montage der Reinigungsvorrichtung, da der Flansch nur geöffnet werden muss und sofort ein Anschluss der Reinigungsvorrichtung erfolgen kann. Nach dem Reinigungsvorgang muss die Reinigungsvorrichtung nur abgenommen und der Flansch verschlossen werden. Die Vakuumpumpe ist sofort wieder zum Normalbetrieb bereit.
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Es hat sich weiterhin gezeigt, dass es besonders günstig ist, wenn die Vorrichtung Vakuumdichte Verbindungs- und Verschlussbauteile an der Vakuumpumpe und dem Zuführelement aufweist. Durch die Verwendung vakuumdichter Komponenten in diesem Bereich wird beim Einsatz der Reinigungsvorrichtung an der Vakuumpumpe insbesondere eine hohe Effektivität und Sicherheit erreicht.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist ein Abgasausgang der Vakuumpumpe einen Flansch mit Rohransatz auf. Dieser wird am Schalldämpfer angeschlossen und verschlaucht. Dadurch wird die Kontaminierung der nach der Vakuumpumpe folgenden Bauteile verhindert. Das betrifft insbesondere die Rohrleitungen und das Abgasreinigungssystem.
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Die Aufgabe wird weiterhin durch ein Verfahren der oben genannten Gattung gelöst, wobei durch mehrere Lufteintrittsöffnungen des Zuführelementes Luft in das Zuführelement gepumpt wird, das Spülmittel durch eine Spülmitteldüse geleitet und damit ein Spülmittel-Luft-Gemisch erzeugt wird und durch eine Strömungsquerschnittsverjüngung in dem Zuführelement ein Volumenstrom des Spülmittel-Luft-Gemisches begrenzt wird.
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Durch das Vorsehen mehrerer Lufteintrittsöffnungen an verschiedenen Seiten des Zuführelementes wird auch beim Verschluss einer der Öffnungen weiterhin Luft in ausreichender Menge durch das Zuführelement gepumpt. Die Vakuumpumpe erzeugt einen Unterdruck in dem Zuführelement, wodurch das Spülmittel aus der Spülmitteldüse herausgezogen wird. Dabei kommt es zum Versprühen des Spülmittels und ein Spülmittel-Luft-Gemisch entsteht. Durch den Einsatz der Düse kann ein besonders feines und definiertes Gemisch erzeugt werden, das zu einer feinen und gleichmäßigen Verteilung des Spülmittels im Pumpeninnenraum führt. Daraus resultiert ein besonders guter Reinigungseffekt trotz verringerten Spülmitteleinsatzes. In der Folge wird die Pumpe weniger durch den Spülmitteleintrag belastet und kann nach der Reinigung schneller getrocknet werden. Dadurch wird die Pumpe geschont, da diese weniger Flüssigkeit aufnehmen muss als bei Einsatz eines Reinigungsverfahrens, wie es nach dem Stand der Technik beispielsweise durch den Hersteller Edwards angeboten wird. Durch die Begrenzung der Menge des in die Vakuumpumpe einströmenden Spülmittel-Luft-Gemisches durch die im Zuführelement angeordnete Strömungsquerschnittsverjüngung wird eine Überlastung der Pumpe vermieden und das Einströmen von Spülmittel-Luft-Gemisch in einer Menge, die einen maximal zulässigen Umfang übersteigt, verhindert.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Spülmittelzufuhr diskontinuierlich durchgeführt wird. Diese Vorgehensweise sichert einerseits, dass das Spülmittel effektiver genutzt wird, da kein bereits kontaminiertes Spülmittel in der Pumpe umgewälzt wird. Hierdurch kann zwischen den einzelnen Zyklen jeweils das im Reinigungsprozess kontaminierte Spülmittel aus der Pumpe abgelassen werden, sodass ein verbesserter Reinigungseffekt durch mehrfachen Einsatz sauberen Spülmittels und eine verringerte Belastung der Pumpe während des Reinigungsprozesses durch das Entfernen kontaminierten Spülmittels sowie des Einsatzes einer geringen Menge Spülmittel, die die Pumpe aufnehmen muss, zu verzeichnen sind.
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In einem besonders bevorzugten Beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Verfahren wenigstens eine erste Phase auf, in welcher ein Spülmittel-Luft-Gemisch in den Pumpenraum gepumpt wird. Weiter weist das Verfahren eine zweite Phase auf, in welcher nur Luft in den Pumpenraum gepumpt wird. Dadurch kann das in der ersten Phase in die Vakuumpumpe eingebrachte Spülmittel zur Wirkung gelangen und Verunreinigungen im Pumpenraum ablösen. In der zweiten Phase, in der kein weiteres Spülmittel-Luft-Gemisch in den zu reinigenden Pumpenraum gelangt, erfolgt nur ein Austrag des kontaminierten Spülmittels aus dem Pumpenraum. Dadurch kann die Reinigung sehr effizient erfolgen, da bei jedem neuen Zyklus eine geringere Kontaminationslast durch das Spülmittel aus dem Pumpenraum auszutragen ist.
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Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn in der ersten Phase etwa ein Liter Spülmittel-Luft-Gemisch in den Pumpenraum gepumpt wird und in der zweiten Phase etwa eine Minute lang Luft in den Pumpenraum gepumpt wird und die beiden Phasen mehrmals, bevorzugt fünf Mal nacheinander, wiederholt werden. Durch den Einsatz von nur einem Liter Spülmittel bei der Bildung des Spülmittels-Luft-Gemischs anstelle eines sofortigen Eintrags von fünf Litern, wie es beispielsweise bei Verfahren der Firma Edwards im Stand der Technik bekannt ist, wird die Vakuumpumpe beim Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens geschont, während sie anderenfalls durch eine zu hohe Flüssigkeitsmenge im Pumpenraum Schaden nehmen könnte. Weiterhin wird nach jedem Eintrag von Spülmittel-Luft-Gemisch in den Pumpenraum dieses kontaminierte Gemisch ausgetragen. Mit jedem Zyklus wird die Schmutzlast geringer, sodass eine hohe Effektivität der Reinigung erzielt wird.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung, deren Aufbau, Funktion und Vorteile werden im Folgenden anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert, wobei
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1 schematisch eine teils geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen des Pumpenraumes einer Vakuumpumpe zeigt; und
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2 schematisch einen möglichen Verfahrensablauf zum Reinigen des Pumpenraumes einer Vakuumpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
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1 zeigt schematisch eine teils geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Reinigen des Pumpenraumes einer hier nur ansatzweise dargestellten Vakuumpumpe. Die Vorrichtung 1 weist ein mit einer Ansaugöffnung 10 koppelbares Zuführelement 2 auf. Das Zuführelement 2 ist in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel in Form eines Rohres ausgebildet, kann jedoch in anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen der Erfindung andere Formen aufweisen. Darunter fallen beispielsweise starre Rohre oder Rohrverbindungen, die einen nicht runden, beispielsweise rechteckigen, Querschnitt aufweisen. Das Zuführelement 2 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen gerade ausgeführt, kann jedoch auch bogenförmig oder winklig ausgebildet sein. Weiterhin kann es sich bei dem Zuführelement 2 in einem anderen Ausführungsbeispiel um einen flexiblen Schlauch anstelle eines starren Rohres handeln.
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Mit dem Zuführelement 2 verbunden ist eine Spülmitteldüse 3. Diese ist in der bevorzugten Ausführungsform als längeres, von der hinteren Stirnseite 20 des Zuführelements 2 in dieses eingesetztes dünnes Rohr ausgeführt. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen ist die Spülmitteldüse 3 jedoch auf andere Art ausgeführt. Beispielsweise kann sie von der Umfangsseite des Zuführelements 2 in dieses eingeführt sein und nur als kurzes Rohr ausgebildet oder in der Weise in die Mantelfläche eingesetzt sein, dass sie die innere Oberfläche des Zuführelements 2 nur geringfügig überragt.
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Die Spülmitteldüse 3 ist eine feine Düse, die einen Innendurchmesser von 0,9 bis 1,4 mm, vorzugsweise von 1,2 mm, im Durchlass aufweist.
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Weiterhin weist die Vorrichtung 1 eine Strömungsquerschnittsverjüngung 4 auf. Diese ist im Abschnitt zwischen einem Schließelement 5 und einem Verbindungsflansch 6 angeordnet. Weitere Anordnungen innerhalb des Zuführelements 2 sind in anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen vorgesehen. Beispielsweise kann die Strömungsquerschnittsverjüngung 4 in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung am Schließelement 5 angeordnet sein. Die dargestellte erfindungsgemäße Ausgestaltung sieht einen zentral angeordneten, kreisrunden Rohreinsatz als Strömungsquerschnittsverjüngung 4 vor. Andere Anordnungen und Formen der Strömungsquerschnittsverjüngung 4 sind in weiteren Ausführungsformen vorgesehen. Beispielsweise kann die Strömungsquerschnittsverjüngung 4 vorteilhaft auch als Ringspalt ausgeführt sein. Ferner kann auch der Querschnitt eines das Zuführelement 2 ausbildenden Rohres zur Ausbildung der Strömungsquerschnittsverjüngung 4 in einem Abschnitt verjüngt sein.
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Der Verbindungsflansch 6 ist in der dargestellten Ausführungsform der Erfindung als flacher, sich an die Ansaugöffnung 10 der Vakuumpumpe anpassender Kleinflansch ausgeführt, der dem Design der Vakuumpumpe angepasst ist. Weitere Ausführungsformen sind für die Verbindung zwischen der Vorrichtung 1 und der Vakuumpumpe vorgesehen. So kann das Zuführelement 2 in einer alternativen Ausführungsform mittels einer Schlauchklemme an einem Rohrstutzen der Vakuumpumpe angebracht sein.
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Ein Luftfilter 8 als erfindungsgemäßer Bestandteil des Zuführelements 2 ist in der Weise mit dem Zuführelement 2 verbunden, dass er an einem Rohrstutzen 19 rechtwinklig vom Zuführelement 2 absteht. In anderen Ausführungsformen kann auch eine andersartige Anbringung des Luftfilters 8 am Zuführelement 2 vorgesehen sein. Beispielsweise kann der Luftfilter 8 an der von der Vakuumpumpe abgewandten Stirnseite 20 des Zuführelements 2 angebracht sein, insbesondere dann, wenn die Spülmitteldüse 3 an einer anderen Stelle als der Stirnseite 20 des Zuführelements 2 angeordnet ist.
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Der Luftfilter 8 weist mehrere Lufteintrittsöffnungen 7 auf, die in der gezeigten Ausführungsform seitlich an der Mantelfläche 30 und am Ende 31 des Luftfilters 8 angeordnet sind und in dem Beispiel einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen können die Lufteintrittsöffnungen 7 einen runden oder ovalen Querschnitt aufweisen und auf vielfältige andere Art an verschiedenen Seiten des Luftfilters 8 und damit des Zuführelements 2 verteilt angeordnet sein.
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Die Zuführung von Spülmittel 14 zur Spülmitteldüse 3 erfolgt über eine Spülmittelzuführung 9. Diese ist in der gezeigten Ausführungsform als Schlauch zwischen einem Spülmittelbehälter 16 und der Spülmitteldüse 3 ausgeführt. In einer alternativen Ausgestaltung kann der Spülmittelbehälter 16 auch direkt an der Spülmitteldüse 3 angebracht sein.
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In der dargestellten Ausführungsform ist in der Spülmittelzuführung 9 ein Spülmittelfilter 13 angeordnet. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sehen eine andere Anordnung des Spülmittelfilters 13 vor, beispielsweise kann der Spülmittelfilter 13 in einer alternativen Ausführungsform direkt an dem Spülmittelbehälter 16 angeordnet sein.
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Das Zuführelement 2 weist weiterhin ein Schließelement 5 auf. Dieses ist in der dargestellten Ausgestaltung als Kugelhahn ausgeführt, kann jedoch auch in anderer Weise, wie beispielsweise als Ventil, ausgeführt sein.
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Ferner weist die Vakuumpumpe einen Abgasausgang 17 mit einem vakuumdichten Flansch 18 auf, der an einer Absaugöffnung 11 der Vakuumpumpe angebracht ist. Die Anbringung des Abgasausgangs 17 an der Vakuumpumpe erfolgt dabei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch Verschrauben. Weitere Möglichkeiten der Anbringung sind alternativ vorgesehen, wozu beispielsweise die Befestigung mittels eines Bajonettverschlusses zählt. Wie unten näher ausgeführt, kann der Abgasausgang 17 erfindungsgemäß dazu genutzt werden, um verbrauchtes Spülmittel-Luft-Gemisch aus dem Pumpenraum der Vakuumpumpe auszutragen.
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In die Vorrichtung 1 kann ein Spülmittel 14 eingebracht werden, das in dem Spülmittelbehälter 16 gespeichert ist. Das Spülmittel 14 ist in der bevorzugten Ausführungsform Wasser mit reinigenden Zusätzen, kann aber in weiteren Ausführungsformen auch andere Zusammensetzungen aufweisen. So kann es sich beispielsweise um ein spezielles Lösungsmittel handeln. Aus dem Spülmittel 14 entsteht in dem Zuführelement 2 ein Spülmittel-Luft-Gemisch 15, wobei es sich um ein Aerosol handelt, bei dem feine Tröpfchen von Spülmittel 14 in der Luft verteilt sind.
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In dem Pumpenraum 12 der Vakuumpumpe wird ein Vakuum erzeugt, das an der Ansaugöffnung 10 anliegt. An die Ansaugöffnung 10 der Vakuumpumpe wird der Verbindungsflansch 6 der Vorrichtung 1 angebracht. Damit kann im Innenraum des Zuführelements 2 der Vorrichtung 1 befindliches Fluid in die Vakuumpumpe eingesaugt werden. Das Fluid ist Luft oder ein Aerosol in Form eines Spülmittel-Luft-Gemisches 15.
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Das Spülmittel-Luft-Gemisch 15 wird gebildet, indem durch die Vakuumpumpe ein Unterdruck erzeugt wird und Spülmittel 14 über die Spülmittelzuführung 9, in der sich auch der Spülmittelfilter 13 befindet, aus dem Spülmittelbehälter 16 durch die Spülmitteldüse 3 gepumpt wird. Der Spülmittelfilter 13 ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsform so gestaltet, dass für diesen Zweck ein herkömmlicher Kraftstofffilter zum Einsatz kommt. Es können jedoch auch andere, insbesondere feinporige Filter vorgesehen werden. Durch den Spülmittelfilter 13 wird vermieden, dass über das Spülmittel 14 Fremdkörper in den Pumpenraum 12 der Vakuumpumpe hineingelangen und dort Schädigungen hervorrufen können.
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Die Luftzufuhr erfolgt über den oben beschriebenen Luftfilter 8, der an einem mit dem Zuführelement 2 verbundenen Rohrstutzen 19 angebracht ist und der Lufteintrittsöffnungen 7 aufweist. Der Luftfilter 8 sichert die Reinigung der in die Vakuumpumpe eingesaugten Luft von Fremdkörpern. Die Anordnung mehrerer Lufteintrittsöffnungen 7 verringert die Wahrscheinlichkeit eines Abschlusses der Luftzufuhr in dem Fall, dass eine der Lufteintrittsöffnungen 7 durch einen angesaugten Gegenstand verschlossen würde. Dadurch erhöht sich auch die Arbeitssicherheit, da ein Ansaugen von Körperteilen und dadurch hervorgerufene Verletzungen weniger wahrscheinlich werden. Ein starker Unterdruck ist an keiner der Lufteintrittsöffnungen 7 herstellbar, da immer noch weitere Lufteintrittsöffnungen 7 offen bleiben, selbst wenn eine der Lufteintrittsöffnungen 7 verschlossen würde.
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Ein vor der Spülmitteldüse 3 durch Vernebeln des Spülmittels 14 in der im Zuführelement 2 strömenden Luft gebildetes Spülmittel-Luft-Gemisch 15 wird zum Zweck der Reinigung des Pumpenraumes 12 in diesen hinein gesaugt. Bedingt durch die feine Spülmitteldüse 3 wird ein sehr feines, definiertes Spülmittel-Luft-Gemisch 15 erzeugt, mit welchem eine sehr effektive Reinigung möglich ist.
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Um den Volumenstrom des in den Pumpenraum 12 der Vakuumpumpe eingesaugten Spülmittel-Luft-Gemischs zu begrenzen, ist zwischen dem Verbindungsflansch 6 und der Spülmitteldüse 3 die oben beschriebene Strömungsquerschnittsverjüngung 4 vorgesehen. Die Strömungsquerschnittsverjüngung 4 sorgt dafür, dass der Volumenstrom des Spülmittel-Luft-Gemisches 15 begrenzt wird, selbst wenn das Schließelement 5 vollständig geöffnet ist. Durch das Öffnen des Schließelements 5 wird der Strömungsquerschnitt vollständig freigegeben und die Bildung des Aerosols, des Spülmittel-Luft-Gemischs 15, kann erfolgen. Der Einsatz des Schließelements 5 hat den Vorteil, dass die Vorrichtung 1 an der Vakuumpumpe montiert verbleiben kann, auch wenn keine Reinigung durchgeführt wird.
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Da für die Vorrichtung 1 im Verbindungs- und Verschlussbereich an der Vakuumpumpe und dem Zuführelement 2 vakuumdichte Bauteile Verwendung finden, ist keine Beeinträchtigung der Qualität des Vakuums durch die angebaute Vorrichtung 1 zu befürchten. Vielmehr ist als zusätzlicher Vorteil zu verzeichnen, dass die Servicezeit verkürzt wird, da ein Anbau der Vorrichtung 1 an die Vakuumpumpe nicht mehr erforderlich ist, wenn die Vorrichtung 1 permanent angebaut verbleiben kann.
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Wie oben ausgeführt, ist der Abgasausgang 17 der Vakuumpumpe mit dem Flansch 18 versehen. Am Flansch 18 kann das kontaminierte Spülmittel 14 nach dem Reinigungsvorgang aus der Vakuumpumpe entfernt werden. Dadurch wird vermieden, dass nachfolgende Einrichtungen, wie Schalldämpfer oder Rohrleitungen, verschmutzt werden. Bevorzugt erfolgt der Anschluss des Flansches 18 am Schalldämpfer.
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Mit der Vorrichtung 1 zum Reinigen des Pumpenraumes 12 einer Vakuumpumpe steht ein vollständiges Pumpenreinigungsset zur Verfügung, das leicht installierbar und damit sofort einsatzfähig ist und vom Prinzip her keine zusätzlichen Elemente benötigt, um eine effektive Reinigung durchzuführen.
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2 zeigt schematisch einen möglichen Verfahrensablauf zum Reinigen des Pumpenraumes 12 einer Vakuumpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung. In Verfahrensschritt 21 erfolgt die Montage der Vorrichtung 1 an der Vakuumpumpe. Auf die Montage kann dann verzichtet werden, wenn die Vorrichtung 1 an der Vakuumpumpe montiert verbleibt.
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Danach erfolgt das Einschalten der Vakuumpumpe in Verfahrensschritt 22. Auf das Einschalten der Vakuumpumpe kann in dem Fall verzichtet werden, wenn die Pumpenreinigung im laufenden Betrieb erfolgen soll. Das ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Vakuumpumpe stark verschmutzt ist und die Gefahr besteht, dass sie nach dem Abschalten nicht wieder von selbst anläuft. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dazu die Vorrichtung 1 an der Vakuumpumpe montiert ist, was den Reinigungsvorgang bei laufender Pumpe stark erleichtert.
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In Verfahrensschritt 23 folgt das Öffnen des Schließelements 5. Dadurch wird der Pumpenraum 12 der Vakuumpumpe strömungstechnisch mit dem Zuführelement 2 der Vorrichtung 1 verbunden. Das Öffnen des Schließelements 2 kann vollständig erfolgen, weil die Strömungsquerschnittsverjüngung 4 den Volumenstrom in dem Zuführelement 2 begrenzt.
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Mit Verfahrensschritt 24 beginnt der Spülvorgang, bei dem im bevorzugt angewandten Verfahrensablauf etwa ein Liter Spülmittel 14 über die Spülmitteldüse 3 im Zuführelement 2 zu Spülmittel-Luft-Gemisch 15 zerstäubt wird. Eine andere Menge Spülmittel kann alternativ vorgesehen werden. Nachdem ein Liter Spülmittel 14 verbraucht ist, wird die Spülmittelzufuhr im Verfahrensschritt 25 unterbrochen. Hierauf folgt Verfahrensschritt 26, während dem über eine Minute hinweg nur Luft in die Vakuumpumpe eingesaugt wird. Daraufhin wird, wie durch den Schritt 27 angedeutet, erneut Verfahrensschritt 24 durchgeführt, bei dem etwa ein weiterer Liter Spülmittel 14 in die Vakuumpumpe eingebracht wird. Es folgen wiederum die Verfahrensschritte 25 und 26. Dieser Zyklus, die Abfolge der Verfahrensschritte 24, 25 und 26, werden gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Reinigungsverfahrens insgesamt fünf Mal ausgeführt, bis insgesamt fünf Liter Spülmittel 14 verbraucht sind. In alternativen Verfahrensabläufen werden die Verfahrensschritte seltener oder häufiger ausgeführt. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in jedem Zyklus nach dem Verfahrensschritt 26 zunächst das kontaminierte Spülmittel aus der Vakuumpumpe abgelassen.
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Es folgt mit Verfahrensschritt 28 das Abschalten der Pumpe und mit Verfahrensschritt 29 die Demontage der Vorrichtung 1 zum Reinigen des Pumpenraumes 12 einer Vakuumpumpe. Verfahrensschritt 28 entfällt dann, wenn die Reinigung bei laufendem Betrieb der Pumpe erfolgte. Die Demontage im Verfahrensschritt 29 entfällt in dem Fall, wenn die Vorrichtung 1 an der Vakuumpumpe montiert verbleibt. In jedem Fall ist die Vakuumpumpe nach dem Abschluss des Reinigungsvorgangs zu trocknen, bis alle Reste des Reinigungsmittels 14 aus dem Pumpenraum 12 entfernt sind.
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Das ausgeführte Reinigungsverfahren zeichnet sich durch ein Schritt-für-Schritt-Vorgehen aus. Daraus ergibt sich ein sehr hoher Reinigungseffekt, die Flüssigkeitsbelastung der Vakuumpumpe ist geringer und der Verbrauch an Spülmittel 14 ist, gemessen am Reinigungseffekt, ebenfalls sehr gering.
