DE202016005229U1 - Multi-stage rotary vane pump - Google Patents
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Abstract
Mehrstufige Drehschieberpumpe mit mindestens zwei Rotorelementen (14, 38), die jeweils in Schlitzen (16) verschiebbar angeordnete Schieber (18) aufweisen, einer die Rotorelemente (14, 38) tragenden Rotorwelle (36) und einem Schöpfraum (12, 68) je Rotorelement (14, 38), wobei die Rotorwelle (36) exzentrisch in den Schöpfräumen (12, 68) angeordnet ist und wobei jeweils ein Schöpfraum (12, 68) eine Pumpstufe ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorelemente (14, 38) und die Rotorwelle (36) einstückig ausgebildet sind.Multi-stage rotary vane pump with at least two rotor elements (14, 38) each slidably mounted in sliders (16) slide (18), a rotor elements (14, 38) supporting rotor shaft (36) and a pump chamber (12, 68) per rotor element (14, 38), wherein the rotor shaft (36) eccentrically in the pump chambers (12, 68) is arranged and wherein in each case a pump chamber (12, 68) forms a pumping stage, characterized in that the rotor elements (14, 38) and the Rotor shaft (36) are integrally formed.
Description
Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Drehschieberpumpe.The invention relates to a multi-stage rotary vane pump.
Drehschieberpumpen weisen ein üblicherweise zylindrisches Rotorelement auf, das exzentrisch in einem ebenfalls zylindrisch ausgebildeten Schöpfraum angeordnet ist. Mit dem Rotorelement sind mehrere, üblicherweise drei Schieber verbunden. Diese sind in Schlitzen angeordnet und im Wesentlichen radial verschiebbar. Außenkanten der Schieber liegen am Innenraum des Schöpfraums an. An einem Einlass des Schöpfraums weist ein benachbart zum Schieber ausgebildeter Raum ein großes Volumen auf. Aufgrund der Exzentrizität verringert sich dieses Volumen kontinuierlich bis zum Auslass beim Drehen des Rotorelements in dem Schöpfraum. Hierdurch erfolgt ein Komprimieren des geförderten Gases. Ferner sind mehrstufige Drehschieberpumpen bekannt. Bei diesen ist der Einlass einer ersten Stufe mit einem zu evakuierenden Raum verbunden und der Auslass der ersten Stufe ist mit dem Einlass der zweiten Stufe verbunden, deren Auslass sodann zum Beispiel mit der Atmosphäre verbunden ist.Rotary vane pumps have a usually cylindrical rotor element, which is arranged eccentrically in a likewise cylindrically designed suction chamber. Several, usually three slides are connected to the rotor element. These are arranged in slots and substantially radially displaceable. Outside edges of the slides are applied to the interior of the pump chamber. At an inlet of the pump chamber, a space formed adjacent to the slider has a large volume. Due to the eccentricity of this volume decreases continuously to the outlet when rotating the rotor element in the pump chamber. This results in a compression of the delivered gas. Furthermore, multi-stage rotary vane pumps are known. In these, the inlet of a first stage is connected to a space to be evacuated, and the outlet of the first stage is connected to the inlet of the second stage, the outlet of which is then connected to the atmosphere, for example.
Eine derartige zweistufige Drehschieberpumpe ist beispielsweise in
Aufgabe der Erfindung ist es, eine mehrstufige Drehschieberpumpe zu schaffen, die kostengünstig herstellbar ist.The object of the invention is to provide a multi-stage rotary vane pump, which is inexpensive to produce.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.The object is achieved according to the invention by the features of claim 1.
Die erfindungsgemäße mehrstufige Drehschieberpumpe weist mindestens zwei Rotorelemente auf, die jeweils in Schlitzen verschiebbar angeordnete Schieber aufweisen. Die Rotorelemente sind von einer gemeinsamen Rotorwelle getragen. Ferner ist je Rotorelement ein Schöpfraum vorgesehen. Die Rotorwelle, die insbesondere zylindrisch ausgebildete Rotorelemente aufweist ist exzentrisch zu den Schöpfräumen angeordnet. Eine Pumpstufe ist somit durch einen Schöpfraum ausgebildet, in dem ein auf einer Welle angeordneter Rotor mit Schiebern angeordnet ist.The multi-stage rotary vane pump according to the invention has at least two rotor elements, each having sliders displaceably arranged in slots. The rotor elements are supported by a common rotor shaft. Furthermore, a pumping chamber is provided per rotor element. The rotor shaft, which has in particular cylindrically shaped rotor elements is arranged eccentrically to the pump chambers. A pumping stage is thus formed by a pumping chamber, in which a arranged on a shaft rotor is arranged with sliders.
Erfindungsgemäß sind die Rotorelemente zusammen mit der Rotorwelle einstückig ausgebildet. Es ist somit bei der erfindungsgemäßen mehrstufigen Drehschieberpumpe nicht mehr erforderlich die einzelnen Rotorelemente auf der Rotorwelle zu montieren. Dies reduziert den Montageaufwand erheblich. Ferner sind auch die Herstellungs- und Montagekosten reduziert. Des Weiteren können für die Montage erforderliche Toleranzen zwischen den einzelnen auf die Rotorwelle zu montierenden Rotorelementen und die damit verbundenen Ungenauigkeiten vermieden werden.According to the invention, the rotor elements are integrally formed together with the rotor shaft. It is thus no longer necessary in the multi-stage rotary vane pump according to the invention to mount the individual rotor elements on the rotor shaft. This considerably reduces the assembly effort. Furthermore, the manufacturing and assembly costs are reduced. Furthermore, tolerances required for assembly between the individual rotor elements to be mounted on the rotor shaft and the associated inaccuracies can be avoided.
Zwischen zwei Pumpstufen ist eine Zwischenwand zur Trennung benachbarter Pumpstufen angeordnet. Zur einfachen Montage ist die Zwischenwand mehrteilig, insbesondere zweiteilig ausgebildet. Die Zwischenwand weist somit mehrere, insbesondere zwei Zwischenwandelemente auf. In montiertem Zustand weisen die Zwischenwandelemente eine insbesondere runde, vorzugsweise exzentrisch angeordnete Öffnung auf, durch die die Rotorwelle führt. Besonders bevorzugt ist es, dass die einzelnen Zwischenwandelemente ringsegmentförmig ausgebildet sind. Insbesondere ist die bevorzugte Ausführungsform wie auch der Außenumfang der Zwischenwand kreisförmig. Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der zwei Zwischenwandelemente vorgesehen sind, ist es besonders bevorzugt, dass diese im Wesentlichen identisch und jeweils halbringförmig ausgebildet sind. Insbesondere bei einer ähnlichen Ausbildung der beiden Zwischenwandelemente sind die Herstellungskosten weiter reduziert. Auch die Montage ist hierdurch vereinfacht, da ein Verwechseln der Bauteile nicht möglich ist.Between two pumping stages an intermediate wall for separating adjacent pumping stages is arranged. For ease of assembly, the intermediate wall is in several parts, in particular formed in two parts. The intermediate wall thus has several, in particular two intermediate wall elements. In the assembled state, the intermediate wall elements have a particular round, preferably eccentrically arranged opening through which the rotor shaft leads. It is particularly preferred that the individual partition elements are formed ring segment-shaped. In particular, the preferred embodiment as well as the outer periphery of the intermediate wall is circular. In the preferred embodiment, in which two intermediate wall elements are provided, it is particularly preferred that these are formed substantially identical and each half-ring-shaped. In particular, with a similar design of the two partition elements, the production costs are further reduced. The assembly is simplified as a result, since a confusion of components is not possible.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass an der Anlagefläche der Zwischenwandelemente Zentrierelemente wie Zentrierzapfen oder Zentrierpins vorgesehen sind. Die Hälften können auch aus frakturierten Teilen bestehen, und nur durch zwei Schrauben zusammengehalten werden.Furthermore, it is preferred that centering elements such as centering pins or centering pins are provided on the abutment surface of the intermediate wall elements. The halves can also consist of fractured parts, and are held together only by two screws.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Schöpfräume durch ein gemeinsames einstückiges Gehäuseelement ausgebildet. Die mindestens zwei Schöpfräume können den gleichen oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Den entsprechenden Durchmesser kann auch die in montiertem Zustand einen Kreisring ausbildende mindestens eine Zwischenwand aufweisen. Insbesondere handelt es um eine zylindrische Öffnung in dem Gehäuseelement, in der mindestens eine Zwischenwand angeordnet und somit die beiden Schöpfräume ausgebildet werden.In a particularly preferred embodiment of the invention, the pump chambers are formed by a common one-piece housing element. The at least two pump chambers may have the same or different diameters. The corresponding diameter can also have in the assembled state a circular ring forming at least one intermediate wall. In particular, it is a cylindrical opening in the housing element, arranged in the at least one intermediate wall and thus the two pump chambers are formed.
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass der einstückige Rotor, das heißt die Rotorwelle mit den Rotorelementen sowie auch die montierten Schieber, zusammen mit der mindestens einen Zwischenwand vormontiert werden. Dieses vormontierte Bauteil kann sodann in axialer Richtung in das die Schöpfräume ausbildende Gehäuseelement eingeschoben werden. Mit dem einstückigen Gehäuseelement können weitere Gehäuseelemente, die bevorzugterweise den Elektromotor, die Steuerung, die Kühlung, die Ölförderung oder dergleichen aufweisen verbunden sein.Furthermore, it is preferred that the one-piece rotor, that is to say the rotor shaft with the rotor elements as well as the mounted slides, be preassembled together with the at least one intermediate wall. This preassembled component can then in the axial direction in which the Schöpfräume forming housing element be inserted. With the one-piece housing element further housing elements, which preferably have the electric motor, the control, the cooling, the oil production or the like may be connected.
Die mehrstufige Drehschieberpumpe weist ein erstes, in einem ersten Schöpfraum angeordnetes Rotorelement sowie ein in Strömungsrichtung letztes, in einem letzten Schöpfraum angeordnetes Rotorelement auf. Der erste Schöpfraum ist mit dem Pumpeneinlass und der letzte Schöpfraum mit dem Pumpenauslass verbunden. Der Pumpenauslass ist mit einem Ölreservoir verbunden, wobei durch den Pumpenauslass das aufgrund der Ölschmierung der Drehschieber mit Öl angereicherte Medium ausgestoßen wird. Mit dem Ölreservoir ist der Auslass der Pumpe verbunden. Zwischen Auslass und Ölreservoir ist üblicherweise ein Ventil wie ein Klappenventil angeordnet, das vorzugsweise zumindest teilweise unterhalb des Ölniveaus angeordnet ist, so dass das Öl das Ventil abdichtet.The multistage rotary vane pump has a first rotor element arranged in a first pump chamber and a rotor element which is last in the flow direction and arranged in a last pump chamber. The first pump chamber is connected to the pump inlet and the last pump chamber to the pump outlet. The pump outlet is connected to an oil reservoir, the pump outlet discharging the oil enriched medium due to the oil lubrication of the rotary valves. The outlet of the pump is connected to the oil reservoir. Between the outlet and the oil reservoir, a valve such as a flap valve is usually arranged, which is preferably arranged at least partially below the oil level, so that the oil seals the valve.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform erfolgt unmittelbar im Ölreservoir ein Abscheiden des Öls aus dem geförderten gasförmigen Medium. Hierzu ist es besonders bevorzugt, dass das Ölreservoir zwei miteinander verbundene Kammern aufweist. Hierbei ist vorzugsweise eine der Kammern als Ölkammer und die andere Kammer als Filterkammer ausgebildet. Die beiden Kammern sind in Strömungsrichtung hintereinander angeordnet und werden nacheinander durchströmt. Hierbei gelangt das Gemisch aus Öl und dem komprimierten Gas zunächst in die Ölkammer. In dieser wird bereits aufgrund der Schwerkraft ein Großteil des Öls vom Gas getrennt. Anschließend strömt das Gas-Ölgemisch in die Filterkammer, wobei die Filterkammer insbesondere eine mit dem Einlass der Filterkammer verbundene Filtereinrichtung aufweist. Dieser Filter dient zur weiteren Ölabscheidung. Das Öl gelangt über einen Rückflusskanal wieder in den Ölkreislauf der Pumpe zurück. Insbesondere ist der Rückflusskanal mit der Kammer verbunden.In a particularly preferred embodiment, a separation of the oil from the conveyed gaseous medium takes place directly in the oil reservoir. For this purpose, it is particularly preferred that the oil reservoir has two interconnected chambers. In this case, one of the chambers is preferably designed as an oil chamber and the other chamber as a filter chamber. The two chambers are arranged one behind the other in the flow direction and are flowed through in succession. Here, the mixture of oil and the compressed gas first enters the oil chamber. In this case, due to gravity, a large part of the oil is separated from the gas. Subsequently, the gas-oil mixture flows into the filter chamber, wherein the filter chamber in particular has a filter device connected to the inlet of the filter chamber. This filter is used for further oil separation. The oil returns via a return channel back into the oil circuit of the pump. In particular, the return flow channel is connected to the chamber.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform, bei der es sich um eine zweistufige Drehschieberpumpe handelt, näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to a preferred embodiment, which is a two-stage rotary vane pump.
Es zeigen:Show it:
Eine Drehschieberpumpe weist in einem Gehäuseelement
Erfindungsgemäß ist eine Rotorwelle
Die Rotorwelle
Zwischen den beiden Rotorelementen
Das Gehäuseelement
Zur Montage werden die einzelnen Schieber in die Schlitze der beiden Rotorelemente
Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehschieberpumpe (
An einer Gehäuseoberseite ist ein Pumpeneinlass
Zum axialen Abschluss des kleineren Schöpfraums
Der kleinere, in Strömungsrichtung letzte Schöpfraum
Ferner ist mit der Rotorwelle
Die Rotorwelle
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf der in
Durch den Auslass
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