DE1916394A1

DE1916394A1 - Vacuum pump designed as a positive displacement pump

Info

Publication number: DE1916394A1
Application number: DE19691916394
Authority: DE
Inventors: Marcel Kohler
Original assignee: Balzers and Pfeiffer Hochvakuum GmbH
Current assignee: Balzers Hochvakuum GmbH
Priority date: 1969-03-31
Filing date: 1969-03-31
Publication date: 1970-10-15
Also published as: GB1274787A; US3644702A; NL6908043A; CH482118A; DE1916394B2; NL138809B; FR2040010A5

Description

BALZERS PATENT- ITO BETEILIGUNG AKTIENGESELLSCHAFT, 9496 Balzers, ,Fürstentum LiechtensteinBALZERS PATENT- ITO BETEILIGUNG AKTIENGESELLSCHAFT, 9496 Balzers, ,Principality of Liechtenstein

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Als Verdrängerpumpe ausgebildete VakuumpumpeVacuum pump designed as a positive displacement pump

Die Erfindung bezieht sieh auf als Verdrängerpumpen ausgebildete Vakuumpumpen, welche das zu fördernde Gas durch periodische Vergrösserung und Verkleinerung eines Arbeitsraumes, der durch feste Bauteile wie Kolben, Rotoren, Schieber, Ventile usw. abgegrenA wird, ansaugen, verdichten und dann ausstossen. Solche Vakuumpumpen weisen bekanntlich den Nachteil auf, dass beim Absaugen von Dämpfen infolge der Kompression Kondensate gebildet werden, die in die Dichtungsflüssigkeit gelangen und dadurch das erreichbare Vakuum wesentlich verschlechtern.The invention relates to designed as positive displacement pumps Vacuum pumps that pump the gas through periodic enlargement and reduction of a working area, which is created by fixed components such as pistons, rotors, slides, Valves etc. is cut off, suction, compression and then eject. Such vacuum pumps are known to have the disadvantage that when sucking off vapors as a result of the Compression condensates are formed, which get into the sealing liquid and thereby the achievable vacuum significantly worsen.

Es ist bekannt, die Bildung eines Kondensates zu verhüten, indem man die ganze Pumpe über den Siedepunkt der abzusaugenden Dämpfe bei Atmosphärendruck erwärmt. Eine solche beheizte Pumpe ist vorzugsweise zum Absaugen von Wasserdampf geeignet. Wenn es sich jedoch um das Absaugen von Dämpfen handelt, die Stoffe enthalten, welche den Werkstoff der Pumpe angreifen, kann durch schon eine verhältnismässig geringe Beheizung die chemische Reaktionsgeschwindigkeit so stark ansteigen, dass die Dichtungsflächen der Pumpe inIt is known to prevent the formation of condensate by placing the entire pump above the boiling point of the Vapors heated at atmospheric pressure. Such a heated pump is preferably used for sucking off water vapor suitable. However, when it comes to extracting vapors that contain substances that make up the material attack of the pump can reduce the chemical reaction speed due to a relatively low level of heating rise so much that the sealing surfaces of the pump in

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kurzer Zeit so beschädigt werden, dasa die Pumpe unbrauchbar wird. Ausserdem müsste man bei gewissen Dämpfen sehr hohe Heiztemperaturen anwenden, um der Verflüssigung wirksam entgegenzutreten. Damit die Dichtungsflüssigkeit einer beheizten Pumpe auch bei den hohen Betriebstemperaturen eine genügende Schmierwirkung besitzt, muss sie bei Zimmertemperatur eine hohe Vikosität aufweisen. Daraus ergeben sich aber Schwierigkeiten beim Anlaufen einer solchen Pumpe, wenn sie nicht vorgeheizt wird, was einen wesentlichen Mehraufwand und Zeitverluste bedingen würde.can be damaged so quickly that the pump is unusable will. In addition, certain vapors would have to be very high Apply heating temperatures to effectively counter liquefaction. So that the sealing fluid of a heated pump is sufficient even at the high operating temperatures Has a lubricating effect, it must have a lubricating effect at room temperature have high viscosity. But difficulties arise from this when starting up such a pump, if it is not preheated, which means a considerable amount of additional work and loss of time would require.

Aus der deutschen Patentschrift 7o2 48o ist es bekannt, die Kondensation von Dämpfen in einer Vakuumpumpe zur Erzeugung tiefer Drücke durch 3inleiten einer bestimmten Gasmenge, insbesondere von Luft, an einer gegen die Saugleitung abgesperrten Stelle des Pumpenraumes zu verhindern, wobei die dem abgesaugten Dampf beigemischte Gaemenge so gross zu bemessen ist, dass die Flüssigkeitsbildung in der Pumpe durch Verflüssigung der abgesaugten Dämpfe verhindert oder wenigstens auf ein unschädliches Mass herabgesetzt wird.From the German patent 7o2 48o it is known to generate the condensation of vapors in a vacuum pump lower pressures by introducing a certain amount of gas, in particular air, into a blocked off from the suction line Place of the pump room to prevent, whereby the amount of gas added to the extracted steam is to be dimensioned so large that the formation of liquid in the pump by liquefaction of the extracted vapors is prevented or at least harmless Mass is reduced.

Diese bekannte sogenannte Gasballastpumpe ist in ihrer Fähigkeit, Dämpfe im Dauerbetrieb abzupumpen, beschränkt. Bei höheren Ansaugdrücken der abzupumpenden Gase ist sie nämlich nur in unzureichendem Masse imstande, Ballastgase aufzunehmen. Die Verwendung eines Gasb'allastventils, welches mit grösserem Durchiassquerschnitt und bei Anordnung an geeigneter Stelle der Pumpe den Eintritt einer grösseren als der üblichen Ballastgasmenge bewirken sollte, scheitert daran, dass bei den hohen Drehzahlen, die bei rotierenden Verdrängerpumpen angewendet ' werden müssen, um grosse völumaetrische Saugleistungen zu erreichen, die für die Einführung des Ballastgases zur Verfügung stehende Zeitspanne, während welcher die Ballastgaszuleitung mit einer bestimmten Pumpenkammer in Verbindung steht, zu kurz ist.This known so-called gas ballast pump is limited in its ability to pump off vapors in continuous operation. At higher suction pressures of the gases to be pumped, it is only able to absorb ballast gases to an inadequate extent. The use of a Gasb'allastventils which should cause larger Durchiassquerschnitt and arrangement at a suitable point of the pump entry of a larger than usual ballast gas amount fails because at the high speeds, the need to 'be applied to rotary positive displacement pumps to great To achieve volumetric suction capacities, the period of time available for the introduction of the ballast gas, during which the ballast gas supply line is in connection with a certain pump chamber, is too short.

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Bs wurde auch schon vorgesehlagen, zur Einbringung einer hinreichenden Menge von Ballastgas dieses unter erhöhtem Druck oder an mehreren Stellen z.B. in denEompressionsraum. und in die Verbindungsleitung zwischen den beiden Stufen* einer zweistufigen Pumpe einzuführen. Alle diesen bekannten Massnahmen haben zwar jeweils eine Verbesserung erbracht, dennoch ist die G-efahr der Kondensat bildung für viele Anwenduiigsfälle, in denen grössere Dampfmengen anfallen, immer noch nicht sicher beseitigt. Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die Eignung zum Absaugen von Dämpfen von als Verdrängerpumpen ausgebildeten Vakuumpumpen, die mit bekannten oben beschriebenen Mitteln, um die Kondensation von Dämpfen im Innern der Pumpe zu verhindern, ausgerüstet sind und deren Ausstosskanal in einen mit einer Abzugsöffnung für die gepumpten Gase versehenen, einen das Ausstossventil der Pumpe überdeckenden Vorrat an Dichtungsflüssigkeit aufnehmenden Behälter mündet, zu -verbessern. Die erfindungsgemässe Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der über dem Spiegel der Dichtungsflüssigkeit in dem genannten Be~ halter befindliche Teil der Behälterwand beheizbar ausgebildet ist.Bs has also already been proposed to bring in a sufficient amount Amount of ballast gas this under increased pressure or in several places, e.g. in the compression space. and in insert the connecting line between the two stages * of a two-stage pump. All of these known measures have brought about an improvement in each case, nevertheless the danger of condensate formation is for many applications, in which larger amounts of steam occur, still not safely eliminated. The invention has as its object provided, the suitability for sucking off vapors from vacuum pumps designed as positive displacement pumps, which are known with means described above to prevent the condensation of vapors inside the pump, are equipped and whose discharge channel into one with an outlet opening for the pumped gases, receiving a supply of sealing liquid covering the discharge valve of the pump Container opens to -improve. The invention Pump is characterized in that at least the above the level of the sealing liquid in the said Be ~ holder located part of the container wall is designed to be heatable.

Diese erfindungsgemäss vorgeschlagene Lösung ermöglicht es, mit einer massigen Erwärmung der Pumpenkamsaer bzw. mit einer verhältnismässig geringen Ballastgasmenge auszukommen. Meistens genügt schon die Temperatur Im Innern der Pumpe, die sich ohne zusätzliche Erwärmung allein schon durch die Reibung derjbewegten Pumpenteile an der Innenwand einstellt.This solution proposed according to the invention makes it possible to manage with moderate heating of the pump chamber or with a relatively small amount of ballast gas. Usually already the temperature in the interior of the pump, which is established without additional heating simply by the friction derjbewegten pump parts on the inside wall is sufficient.

Die Wirkung der erfindungsgeinäss vorgeschlagenen Massnahme kann folgendermassen verstanden werden*The effect of the measure proposed according to the invention can be understood as follows *

es hat sich überraschenderweise ergeben, dass die Verunreinigung der Dichtungsflüssigkeit mit DampfkondensatenIt has surprisingly been found that the contamination of the sealing liquid with vapor condensates

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gar nicht so sehr davon herrührt, dass die Kondensation ■ der Dämpfe in den Pumpenkammern mit den bekannten Mitteln nicht unterbunden werden könnte. Was' bisher nicht beachtet "' wurde, ist die Tatsache, dass die von der Pumpe geförderten Dämpfe, nach dem Durchtritt durch den Dichtungafliissigkeits- ^ vorrat über dem Ausstossventil an den von der heissen Dichtungsflüssigkeit unbedeckten Teilen der Innenwandung des Vorratsbehälters kondensieren können,"weil diese Wandungsteile meist eine zu geringe Temperatur aufweisen. Das aii -. diesen Wandungsteilen gebildete Kondensat tropft oder rinnt ^: von der Wand ab, gelangt somit in die Dichtungsflüssigkeit, vermischt sich mit dieser und kommt so in die Pumpe zurück. Durch die Beheizung der besagten Wand wird die Kondensation in an sich bekannter Weise verhindert und dadurch sichergestellt, dass das von der Pumpe geförderte Gas-Dampf gemisch, ohne noch Schaden stiften au können, den Baum 8 durch die Abzugsöffnung 9 verlässt.does not stem so much from the fact that the condensation of the vapors in the pump chambers could not be prevented with the known means. What 'no further attention "' was, the fact is that delivered by the pump vapors, after passing through the Dichtungafliissigkeits- ^, stock above the exhaust valve at the uncovered from the hot sealing liquid parts of the inner wall can condense the reservoir," because these wall parts usually have too low a temperature. The aii -. These wall parts condensate formed drips or ^flows: from the wall, thus reaches the sealing liquid, mixes with this and thus comes back into the pump. By heating the said wall, condensation is prevented in a manner known per se and this ensures that the gas-vapor mixture conveyed by the pump leaves the tree 8 through the outlet opening 9 without causing damage.

Nachfolgend werde ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der anliegenden Zeichnung näher beschrieben.An exemplary embodiment of the invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawing.

1 bezeichnet das Gehäuse eine Vakuumdrehschieberpumpe mit exzentrisch gelagertem .Rotor 2, ferner mit in radialen Schlitzen desselben geführten Schieberplatten 3» die durch eine Feder 4 an die* Innenwand des Pumpengehäuses gedrückt werden und diesen in mehrere Pumpen&ammern unterteilen. Das zu pumpende dampfhaltige Gas wird über die. Xeitung 5 angesaugt, bei Drehung des Ho tors in der angedeuteten .Richtung verdichtet und schliesslich durcia das Ausstossventil 6 in den Vorratsbehälter 7 für die Dichtungsflüssigkeit ausgestossen, wobei es" durch diese aufsteigend in den fiaum 8 über derselben und von da durch die Abzugsöffnung 9 ins Preie gelangt.1 designates the housing with a vacuum rotary vane pump eccentrically mounted rotor 2, furthermore with slide plates 3 guided in radial slots thereof a spring 4 can be pressed against the * inner wall of the pump housing and divide it into several pumps & ammern. That too pumping vapor-containing gas is over the. Xline 5 sucked in, when rotating the Ho tor in the indicated. Direction compressed and finally durcia the exhaust valve 6 in the Ejected storage container 7 for the sealing liquid, where it "by this ascending in the fiaum 8 above the same and from there through the vent 9 into the price.

Insoweit liegt das Schema einer üblichen Vakuumpumpe vor. Entsprechend der Erfindung ist nun zusätzlich eine Heizungs— *In this respect, the scheme of a conventional vacuum pump is available. According to the invention, there is now also a heating *

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mögllehkeit für den über der Dichtungsflüssigkeit liegenden Wandungsteil 9 des Behälters 7 Torgesehen, welche im Beispielsfalle als von einem Heizmedium durchströmter Mantel Io ausgebildet ist. Dabei ist es besonders zweckmäaaig, die heisse Dichtungsflüssigkeit selbst als Heizmedium zu verwenden und diese durch den Heizmantel hindurch über die Leitung 11 in den Ausstossraum der Pumpe zurückzuführen, wie die Zeichnung zeigt. Anstelle dieser Art der Wandbeheizung oder auch zusätzlich dazu kann natürlich auch ein elektrischer Heizmantel 12, welcher wenigstens den oberen Teil des Dichtungsflüssigkeitqvorratsbehälters umgibt, vorgesehen werden. Im letzteren Falle erreicht man den Vorteil, dass nicht nur die Wand des genannten Behälters, wie erwünscht, beheizt wird, aondern auch gleichzeitig die Dichtungsflüssigkeit mit erhöhter Temperature di? Pumpe zurückkehrt^ was mithilft, die Temperatur der Putnpenkammern so hoch zu halten, dass Kondensation vermieden wird. Diese Art der Beheizung der Pumpenkammern ist technisch einfacher und wirtschaftlicher, als das bekannte Eintauchen des ganzen Pumpengehäuses in ein Heizbad oder die Umhüllung der ganzen Pumpe mit anderen wärmespendenden Mitteln.Possibility for the lying above the sealing liquid Wall part 9 of the container 7 gate seen, which in the example case as a jacket Io through which a heating medium flows is trained. It is particularly useful that the to use hot sealing liquid itself as a heating medium and return it through the heating jacket via line 11 into the discharge chamber of the pump, as the drawing shows. Instead of this type of wall heating or in addition to it, an electrical one can of course also be used Heating jacket 12, which surrounds at least the upper part of the sealing liquid reservoir, is provided will. In the latter case one achieves the advantage that not only the wall of the container mentioned, as desired, is heated, but at the same time the sealing liquid with increased temperature di? Pump returns ^ what helps to keep the temperature of the putnpen chambers so high, that condensation is avoided. This type of heating the pump chambers is technically simpler and more economical than the well-known immersion of the entire pump housing in a heating bath or by surrounding the entire pump with other heat-releasing agents.

Bei besonders sehneHäufenden Pumpen kann es andererseits zweckmässig sein, die aus dem Vorratsbehälter über die Leitung 11 zurückgeführte Dichtungsflüssigkeit mitteis einer in die Leitung 11 zusätzlich eingeschalteten Kühlvorrichtung zu kühlen.On the other hand, it can be the case with particularly tendon-accumulating pumps be expedient that from the storage container via the line 11 returned sealing liquid to the middle of a cooling device additionally switched on in the line 11 cool.

Die erfindungsgemäss vorgeschlagene Lösung ist nützlich in Verbindung mit jeder bekannten Methode zur Unterdrückung der Dampfkondensation im Innern der Pumpe, alsosowohl in Verbindung mit Pumpen,bei'denen das ganze Pumpengehäuse beheizt wird als auch bei Gasballastpumpen und ferner bei Pumpen, bei denen gleichzeitig beide bekannten Maasnahmen angewendet werden. Diese zusätzlichen Hilfseinrichtungen bilden nicht denThe solution proposed according to the invention is useful in In conjunction with any known method of suppressing vapor condensation inside the pump, both in conjunction with pumps, both of which heat the entire pump housing is used as well as in gas ballast pumps and also in pumps in which both known measures are applied at the same time. These additional auxiliary devices do not constitute the

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Gegenstand der vorliegenden Erfindung-und sind deshalb in der anliegenden Zeichnung nicht dargestellt worden.The subject of the present invention and are therefore in the attached drawing has not been shown.

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Claims

FILE ITS PROBLEMS

1J Vacuum pump designed as a displacement pump for suction of gases containing vapors, the discharge duct of which is fed into an outlet opening for the pumped (lawn, a reservoir covering the discharge valve of the pump opens into a supply of sealing liquid, characterized in that at least that part of the container wall located above the level of the sealing liquid in said container is designed to be heatable.

2. Vacuum pump according to claim 1, characterized that the part of the container wall lying above the liquid level as by means of a heatable medium flowing through the heatable double jacket is formed »

3 · Vacuum pump according to claim 1, characterized that a line for returning sealing liquid from the reservoir to the pump vorgeathtn is which with the above the liquid level lying part of the container wall is connected in a thermally conductive manner. ,

4. Vacuum pump according to claim 1, characterized that at least the part of the container wall lying above the liquid level from a electric heating jacket is surrounded.

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