DE1628252A1 - Vacuum pump with liquid seal and device for eliminating noise for such a pump - Google Patents
Vacuum pump with liquid seal and device for eliminating noise for such a pumpInfo
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Description
DR. W. SCHALK · DIPL-ING. PETER WlRTH -^DR. W. SCHALK DIPL-ING. PETER WlRTH - ^
DIPL-INCCE1M-DANNENBERg -DR. Υ.'SCHMIED-ICbWARZlKDIPL-INCCE 1 M-DANNENBERg -DR. Υ.'SCHMIED-ICbWARZlK
13,März 1967
Da/FaMarch 13, 1967
Da / Fa
6 FRANKFURT AM MAIN CR. ESCHENHEIMER STR. 396 FRANKFURT AM MAIN CR. ESCHENHEIMER STR. 39
Edwards High Vacuum International Ltd0
Manor Royal, Crawley, Sussex
EnglandEdwards High Vacuum International Ltd 0
Manor Royal, Crawley, Sussex
England
Vakuumpumpe mit flüssigkeitsdichtung und Vorrichtung zur Greräuschbeseitigung fir eine solche PumpeVacuum pump with liquid seal and device to eliminate noise for such a pump
Die Erfindung bezieht sich auf mechanische Vakuumpiünpen
mit Flüssigkeitsdichtung und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur. G-eräusohbsseitigung an der Auslaßseite
solcher Pumpene The invention relates to mechanical vacuum nozzles with a liquid seal and in particular relates to a device for. Elimination of the outlet on the outlet side
such pumps e
Pur Pumpen dieser Art besteht das Bestreben, ruhig bzw«, leise laufende Pumpen zu entwickeln und zu yerbeesern· Pur pumps of this type are aimed at developing and improving pumps that run smoothly or quietly.
nur auf Kosten des Grenzdruoka (Vakuumgradea) erzielt werden,can only be achieved at the expense of the Grenzdruoka (vacuum gradea), der mit einer solchen Pumpe bestfalls erreichbar ist»which is at best achievable with such a pump »
für Geräusche um so stärker wirksam wird 9 wie man sioh dem the more effective it is for noise 9 as one si oh dem
009885/0558009885/0558
Grenzdruck nähert und stark von dem Grad des erreichten Vakuums abhängt.Limit pressure approaches and greatly depends on the degree of the achieved Vacuum depends.
Die Ausgangsstelle für dieses als "Ölklopfen" bezeichnete Geräusch liegt an der Auslaßseite der Pumpe. Das Klopfen wird durch das plötzliche Entstehen sehr hohen Drucks im Auslaßsystem hervorgerufen, wenn der dem Auslaßventil vorgeschaltete Toträum vollständigThe starting point for this is referred to as "oil tapping" Noise is on the outlet side of the pump. The knocking is caused by the sudden arising caused very high pressure in the exhaust system when the dead space upstream of the exhaust valve is complete
durch das der Schmierung und Abdichtung dienende Öl - f .. ' - "through the oil used for lubrication and sealing - f .. '- "
gefüllt ist/ welches vor dem Pumpenflügel oder Drehkolben oder sonstigen Druckelement hergetrieben wird«, Bei hochgradigem Vakuum befindet sich im Totraum praktisch kein Gas, welches als Polster für den stoßartig ansteigenden Druck dienen könnte,. Zwar kann das Auslaßventil sich offenen und damit ein Ölabgabe und Druckentlastung ermöglichen, aber selbst in ä.en lallen, wo die Ventilplatte leicht und biegsam ist, liegt sie bei den meisten mit Öldichtung versehenen Umlaufpumpen im Öl versenkt, so daß die Trägheit der Ventilklappe und zusätzlich, des darüber befindlichen Öls ein ausreichend rasches Öf&sn deE Klappe verhindert, um den plötzlichen hohen Druckanstieg und das damit verbundene Klopfen zu vermeiden»is filled / which is driven in front of the pump blade or rotary piston or other pressure element. ”With a high degree of vacuum there is practically no gas in the dead space that could serve as a cushion for the sudden increase in pressure. It is true that the outlet valve can open and thus allow oil to be dispensed and pressure relieved, but even in other areas where the valve plate is light and flexible, in most circulating pumps with an oil seal it is sunk in the oil, so that the inertia of the valve flap and In addition, the oil above prevents a sufficiently rapid Öf & sn deE valve to avoid the sudden high pressure increase and the associated knocking »
Fm den. hohe« Druckanstieg und das Klopfen zu vermeiden,Fm the. to avoid high «pressure rise and knocking,
009885/0558 bad009885/0558 bathroom
muß "dafür gesorgt werden, daß der Druckanstieg im Auslaßsystem der Pumpe mehr allmählich, also gleichmäßiger erfolgt und damit dem Auslaßventil die Möglichkeit gibt, zu öffnen, bevor ein übermäßiger Druckantieg erreicht ist„ Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß in den Totraum "ein leicht zusammendrückbares Medium geringer Trägheit eingeführt wird, wobei Gas für diesen Zweck ganz besonders vorteilhaft isto Bekannte Pumpen dieser Art sind daher so ausgelegt;, daß entweder in, die Pumpe mit dem Schmieröl eintretende Luft sich in genügender Menge an der Auslaßseite ansammeln kann,oder es wird gesondert Luft durch eine Meßeinrichtung unmittelbar der Auslaßseite der Pumpe zugeführt. Hierdurch wird eine ruhige geräuscharme Arbeitsweise der Pumpe erreicht, wobei· die luft jedoch eine Beeinträchtigung des durch die-Pumpe erreichbaren G-renzdruckes ergibt, weil stets etwas Luft zum Einlaß der Hochvakuumseite der Pumpe durchdringt ο Viele der solchermaßen für einen geräuscharmen Lauf gebauten Pumpen können daher nur ein etwas geringeres Vakuum erzeugen als Pumpen, bei denen'eine starke G-eräuschbildung in Kauf genommen wird ο '·■■-..must "be ensured that the pressure increase in the The outlet system of the pump takes place more gradually, so more evenly and thus the outlet valve Gives the opportunity to open before an excessive increase in pressure is reached “This can be, for example can be achieved in that in the dead space "a easily compressible medium of low inertia is introduced, gas being used for this purpose entirely Known pumps of this type are particularly advantageous are therefore designed so that either in, the pump the air entering with the lubricating oil is more than sufficient Amount can accumulate on the outlet side, or it is separated air by a measuring device directly fed to the outlet side of the pump. This results in a quiet, low-noise operation of the pump reached, but · the air is an impairment the limit pressure achievable by the pump results, because there is always some air to the inlet of the high vacuum side the pump penetrates ο many of the such for Pumps built to run quietly can therefore only generate a slightly lower vacuum than pumps, for whom a strong G-noise is accepted becomes ο '· ■■ - ..
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die ITachteile bekannter geräuscharmer Pumpen zu vermeiden,The invention is therefore based on the object of avoiding the disadvantages of known low-noise pumps,
009885/0558 ' ' * 009885/0558 '' *
BAD OFUQlNAtBAD OFUQlNAt
■- 4 -■ - 4 -
durch, eine Ausbildung,.' die es gestattet, ohne Beeinträchtigung des 'erreichbaren Vakuumgrades einen geräuscharmen Lauf zu gewährleistenthrough, an apprenticeship. ' which allows it without impairment of the attainable vacuum level to ensure a quiet run
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß an der Auslaßseite einer mechanischen Vakuumpumpe mit Flüssigkeitsdichtung eine Vorrichtung zur Geräuschbeseitigung mit einer elastischen, Energie absorbierenden Einrichtung vorgesehen wird, die in Energieaustausch mit dem Totraum, des Auslaßventils steht und somit in der Lage ist, den Druckantieg am Ende jedes Pumpenzyklus mindestens teilweise zu absorbieren. Nach einer Ausfuhrungsform der Erfindung enthält die Energie absorbierende Einrichtung einen oder mehrere G-asräume, die vom Totraum des Auslaßventils, durch" eine Wand oder Wandteile geringer Trägheit getrennt sind. Solche Trennwände bestehen vorzugsweise aus elastischem Material, und zum Absorbieren der Energie kann zweckmäßig eine flexible Ventilkläppe vorgesehen sein, die einen Gasraum enthalteThis object is achieved according to the invention by that on the outlet side of a mechanical vacuum pump with liquid seal a device for noise elimination with an elastic, energy-absorbing Facility is provided that deals in energy exchange with the dead space of the exhaust valve and thus in is able to monitor the pressure increase at the end of each pump cycle to absorb at least partially. According to one embodiment of the invention, the energy contains absorbent device one or more gas rooms, from the dead space of the exhaust valve, through "a wall or Wall parts of low inertia are separated. Such partitions are preferably made of elastic Material, and to absorb the energy can be expedient a flexible valve flap can be provided, which contains a gas space
Stattdessen kann zum Aufnehmen der Energie auch ein elastisches Material geringer Trägheit vorgesehen sein, das mit. einer Oberfläche an einen Teil des Tot-Instead, you can also use a to absorb the energy elastic material of low inertia can be provided with. a surface to part of the dead
0 0 9 8 8 5/05580 0 9 8 8 5/0558
- 5- 1828252- 5- 1828252
raums grenzt,, Geeignetes Material für diesen Zweck ist Plastikschaum mit geschlossenen Zellen oder Schaumgummi οspace borders, suitable material for this purpose is closed cell plastic foam or foam rubber ο
Heben Vorrichtungen zur Geräuschbeseitigung "bezieht sich die Erfindung auch auf eine mechanische Vakuum*· pumpe mit Flüssigkeitsdämpfung, die mit einer solchen Vorrichtung nach der Erfindung ausgestattet 1St0 Lifting devices for noise elimination "the invention also relates to a mechanical vacuum * pump with liquid damping, which is equipped with such a device according to the invention 1St 0
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben, und zwar zeigen:Three embodiments of the invention are given below described in more detail using the drawing, namely show:
Fig. 1,2 und 3 ^e schematisch einen Schnitt durchFig. 1,2 and 3 ^ e schematically a section through
eine umlaufende Vakuumpumpe mit Öldichtung, wobei die Auslaßseite der Pumpe jeweils,mit einer anderen Ausführungsform einer Vorrichtung zur Geräusohbeseitigung nach der Erfindung ausgestattet istya rotating vacuum pump with Oil seal, with the outlet side of the pump each, with a different one Embodiment of a device for noise elimination according to the invention equipped isy
Den Fig. 1-3 gemeinsam -ist ein in öl 2 eingebetteter Pumpenkörper 1 mit einem Einlaß 3 und e'inem allgemein mit 4 bezeichneten Auslaßventil, Das Auslaßventil 4FIGS. 1-3 have in common a one embedded in oil 2 Pump body 1 with an inlet 3 and e'inem generally outlet valve labeled 4, the outlet valve 4
. . ...; bad'. 009885/0558. . ...; bath'. 009885/0558
weist eine flexible Klappe IdZW0 Abdichtung 5 aus Kunststoff oder einem Elastomer aus, sowie eine mit dem Pumpenkörper 1 verschraubte Klemmplatte 6„ Eine Auslaßleitung 7 verbindet das Innere der'Pumpe -has a flexible flap IdZW 0 seal 5 made of plastic or an elastomer, as well as a clamping plate 6 screwed to the pump body 1 "An outlet line 7 connects the inside of the pump -
dem ' . .to the ' . .
mit/Auslaßventile Die Pumpe ist in der Stellung nähewith / outlet valve e The pump is in the near position
vor dem Ende eines Pumpenzyklus gezeigt,mit einer/dem Pumpenflügel 9 angesammelten Menge 8 von Dichtungsöl, welches den Totraum, der praktisch mit dem Auslaßstutzen 7 identisch ist, teilweise füllte Dies ist das Stadium des Pumpenzyklus, bei dem das oben erwähnte Ölklopfen auftritt. ' .shown before the end of a pump cycle with a Pump blades 9 accumulated amount 8 of sealing oil, which partially filled the dead space which is practically identical to the outlet port 7. This is the stage of the pump cycle in which the above-mentioned oil knocking occurs. '.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird ein Teil der Wandung des Auslaßstutzens 7 von einer Einlage TO aus Kunststoffschaum mit geschlossenen Zellen oder aus Schaumgummi gebildet, also von einer Vielzahl gasgefüllter Zellen hinter leicht biegsamen Wandungen« Bei einem Druckanstieg wirkt die Einlage 10 als Polster für den Druckstoß und absorbiert. einen wesentlichen Teil der Klopfenergie#In the embodiment according to FIG. 1, part of the wall of the outlet connection 7 is covered by an insert TO formed from plastic foam with closed cells or from foam rubber, thus of a multitude gas-filled cells behind slightly flexible walls " When the pressure rises, the insert 10 acts as a cushion for the pressure surge and absorbs it. a essential part of the knocking energy #
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist eine andersartige Yentilklappe 5' vorgesehen, die einen Hohlraum 11 zwischen ihrer oberen und ihrer unteren Seite einschließt, der mit Luft gefüllt ist« Auf diese WeiseIn the embodiment of FIG. 2 is a different one Yentilklappe 5 'is provided, which encloses a cavity 11 between its upper and its lower side, who is filled with air «In this way
0098 85/055 8 -^ _0098 85/055 8 - ^ _
bäd original baths original
wird in Verbindung.mit der "biegsamen unteren land
der_ Klappe 5 ein atoß-absorbierendes System von
geringer/Trägheit geschaffene !Um die dem Druckanstieg
ausgesetzte Flache der jKlappe 5' zu vergrößern, ist ■
der obere Teil 12 des AuslaßStutzens 7 erweitert.is used in conjunction with the "pliable lower land
der_ flap 5 is an impact-absorbing system from
In order to enlarge the area of the flap 5 'exposed to the pressure increase, the upper part 12 of the outlet connection 7 is widened.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach ELg. 3 enthält
die biegsame Ventilklappe 5 selbst keine Lufttasohen,
ist-genügend dehnbar,und so geformt, daß eine G-as-
bzw. Lufttasche 13 zwischen ,ihrer Oberseite und der
Klemmplatte 6 Platz findet0 Die Unterseite der Klappe
steht in dem der Lufttasehe 13 entspreckenden Bereich
mit der Druckseite der Pumpe über einen besonderen
Kanal 14 in Verbindung, der· zu, einer Aussparung an
.der "Unterseite d.er Klappe 5 oder, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, im Pumpenlcörper 1, gegen den die
Klappe 5 geklemmt ist, führt. Bei dieser Ausführungs-form
könnte der unerwünschte Fall eintreten, d^tß di.fc
&astasche 13 sich allmählich mit Öl :durch Einsickern
zwischen der Ventilklappe 5 und der Klemmplatte €
füllt. Diesem Erachteil kann leicht dadurch feegegnet
-werden, daß der G-astasche 13 ein von der Kleiamplatte
6 nach oben gerichtetes Bntlüftungsrohr 15 zugeordnet
wird, dessen Ende oberhalb des Ölniveaus ä*ft der Pumpe
liegt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die' plötzliche
Bewegung der, biegsamen Wand 5 im Augenblick: desi Druck-According to the embodiment according to ELg. 3 contains
the flexible valve flap 5 itself does not have any air pockets, is sufficiently flexible, and shaped in such a way that a G-as-
or air pocket 13 between, its top and the
Clamping plate 6 finds place 0 The underside of the flap is in the area corresponding to the air pocket 13 with the pressure side of the pump above a special area
Channel 14 in connection, the · to, a recess
.the "underside of the flap 5 or, as shown in the exemplary embodiment, in the pump body 1, against which the
Flap 5 is clamped, leads. In this embodiment, the undesired case could arise in which the di.fc & astasche 13 gradually becomes filled with oil : by seeping in between the valve flap 5 and the clamping plate €
fills. This disadvantage can easily be faired by this
-be that the G-astasche 13 one of the Kleiamplatte
6 upwardly directed ventilation pipe 15 is assigned, the end of which is above the oil level of the pump. It has been shown that the 'sudden movement of the flexible wall 5 at the moment: desi pressure
0Q9885 /0558 ^ ^, BAD QBIGIHAL 0Q9885 / 0558 ^ ^, BAD QBIGIHAL
anstiege etwa oberhalb der Klappe 5 angesammeltes Öl durch das Entlüftungsrohr 15 nach oben schleudert und so den Gasraum 13 praktisch ölfrei hält.rise approximately above the flap 5 accumulated Oil throws up through the vent pipe 15 and thus keeps the gas space 13 practically free of oil.
Für alle drei Ausführungsbeispiele ergibt sich, daß im Falle einer Stellung des Pumpenflügels 9 in seiner oberen Totpunktlage der Raum auf der Irruckseite der Pumpe (beirn^Auspumpen eines Hochvakkums) selbst ein beachtliches Vakuum enthält (gewöhnlich in der Größenordnung von einigen Torr) absoluten Drucks), so daß infol'ge dieses Unterdrucks die flexible Wand bzw. die flexiblen Wände der beschriebenen Vorrichtungen durchsacken bzw. sich zum Pumpeninneren hin wölben. Im Falle einer elastischen Membran bedeutet dies eine gewisse Dehnung oder Spannung im Material. Beim Umlauf des Rotors ergibt sich dann ein Punkt, wo der geschlossene Raum vor dem Auslaßventil plStilich mit praktisch nicht kompressiblen Öl gefüllt isto Statt des plötzlichen Druckanstiegs,der dann normalerweise auftreten würde, bewirkt das praktisch trägheitsfreie Nachgeben der biegsamen Membran oder Membranen im Sinne ihrer Spannungsentlastung ein Komprimieren oder Verlagern des dahihter eingeschlossenen Gasbzw. Luftvolumensο Dieser Vorgang setzt sich fort, Ms der Druck im Auslaßsystem den atmosphärischen Druck genügend übersteigt, um ein Öffnen des Auslaßventils zu veranlassen und gleichzeitig das Auswerfen einesFor all three embodiments it follows that if the pump blade 9 is in its top dead center position, the space on the back side of the pump (when pumping out a high vacuum) itself contains a considerable vacuum (usually of the order of a few Torr in absolute pressure) so that, as a result of this negative pressure, the flexible wall or the flexible walls of the described devices sag or bulge towards the inside of the pump. In the case of an elastic membrane, this means a certain stretch or tension in the material. During rotation of the rotor to a point where the closed space is plStilich filled with practically non-compressible oil before the outlet valve is then obtained o Instead of the sudden increase in pressure which would normally occur, causes practically inertia-free yielding of the flexible membrane or membranes in terms of their Stress relief compressing or relocating the enclosed gas or Air volume o This process continues when the pressure in the exhaust system exceeds atmospheric pressure enough to cause the exhaust valve to open and at the same time to eject one
009885/0558 ■- - - - , ,009885/0558 ■ - - - -,,
- BAD ORIGINAL - BAD ORIGINAL
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eventuellen Ölübersöhusses im Raum vor dem Ventil« Der Druckenstieg erfolgt dabei genügend langsam, um ein Öffnen des Ventils zu ermöglichen, noch ■bevor sich, ein übermäßig hoher Druckanstieg entwickeln kann, und der mit diesem Stadium der Pumpenarbeit verbundene laute Schlag wird damit im wesentlichen vermieden* Wie ersiehtIieh., wird dieses Ergebnis erreicht, ohne daß auf die Druckseite der Pumpe Gas bzw* Luft eindringen kann und daher ohne Gefahr eines Gasduröhtritts auf die Hoehvakuumseite mit dessen nachteiligen folgen für den mit der Pumpe erreichbaren Unterdrück bzw.. Sochvakuumgrado .possible oil overflow in the space in front of the valve " The pressure increase is slow enough to allow the valve to open, yet ■ before an excessively high pressure rise develops can, and the one with this stage of the pump work associated loud thump becomes essentially with it avoided * As you can see, this result will achieved without being on the pressure side of the pump Gas or air can penetrate and therefore without danger a gas passage on the high vacuum side with its disadvantageous consequences for the negative pressure or high vacuum level that can be achieved with the pump.
Die Anwendung der Erfindung ist natürlich Wicht auf eine besondere Ausführung von Hoohvakuumjiumpeh mit llüssigkeitsdiGhtung beschränkt t. ebensowenig wie auf eine bestimmte Ausbildung der Auslaßventile bzw* des Auslaßbereichs, wenn; auch für die Ausführungs* beispiele zur Vereinfachung und Verdeutlichung der Darstellung ähnliche Ausführungsformeh djsr Pumpen und Auslässe gezeigt sind.The application of the invention is of course Wicht on a special version of Hoohvakuumjiumpeh with llüssigkeitsdiGhtung limited t. just as little as on a specific design of the outlet valves or the outlet area, if; Similar embodiments are also shown for the exemplary embodiments for the purpose of simplifying and clarifying the representation, such as pumps and outlets.
009885/0568 bad009885/0568 bathroom
Claims (1)
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Family Applications (1)
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