DE2163618C3

DE2163618C3 - Oil separator for an oil-sealed mechanical vacuum pump

Info

Publication number: DE2163618C3
Application number: DE19712163618
Authority: DE
Inventors: Zbigniew Christopher Needham Dobrowolski; George Peter Norwood Madsen
Original assignee: General Signal Corp
Current assignee: SPX Technologies Inc
Priority date: 1970-12-21
Filing date: 1971-12-21
Publication date: 1975-01-09
Also published as: GB1322620A; JPS5115603B1; DE2163618A1; DE2163618B2; CA944331A

Description

Tö.absch;ir nach Anspruch U dadurch gekennzeichnet, daß eine aus einem Drahtgewebe bestehende Siebplatte (19) zwischen der MOndung (18) der Auspuffleitung (15) und der Ablenkplatte (13) angeordnet .st.Tö.absch; ir according to claim U, characterized that a sieve plate (19) consisting of a wire mesh between the mouth (18) the exhaust pipe (15) and the baffle (13) arranged .st.

3. Ölabscheider nach Anspruch 1, dadurch ge-Energie ^fj^^^™ daß d. Strömung em Jeft>ges Spnto^bewirkt s daß Ol tröpfchen nut dem durch dJJ Ausputreuunj, ,₅ tenden <3as m.^nss.^ ^^^ 3. Oil separator according to claim 1, characterized in that ge-energy ^ fj ^^^ ™ that d. Flow in the flow> total spnto ^ causes oil droplets to be used only as a result of dJJ Ausputreuunj,, ₅ tenden <3as m. ^ ^^^

iurch eine Vergrößerung des senkrechten Abstandet durch eine ^ver|™""" * , . oberfläche desi by increasing the vertical spacing by adding a ^ver | ™ """*,. surface of the

4. ölabscheider nach Ampn-ch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Siebplatu (19 a, 19*) aus einem Drahtgewebe besteht.4. Oil separator according to Ampn-ch 3, characterized in that that each Siebplatu (19 a, 19 *) consists of a wire mesh.

Die Erfindung betrifft einer, ölabscheider für eine 4» ölabgedichtete mechanische Vakuumpumpe mit einer senkrecht nach oben in einen ölabscheider führenden Auspuffleitung, der im unteren Teil einen ölvorrat enthält und im oberen Teil mit einer schirm- bzw. schalenartigen, nach unten offenen Ablenkplatte bzw. -schale versehen ist, deren Boden sich im Abstand über der Mündung der Auslaßleitung befindet, wodurch der Strom des geförderten, aus der Auspuffleitung austretenden Gas-Ölgemisches zum Spiegel des ölvorrates umgelenkt wird.The invention relates to an oil separator for a 4 » Oil-sealed mechanical vacuum pump with one leading vertically upwards into an oil separator Exhaust line, which contains an oil supply in the lower part and is equipped with a shielding in the upper part. or bowl-like, downwardly open deflector plate or bowl is provided, the bottom of which is in the Distance is above the mouth of the outlet pipe, whereby the flow of the pumped gas-oil mixture emerging from the exhaust line to the Mirror of the oil supply is deflected.

Die aus einer ölabgedichteten, mechanischen Vakuumpumpe austretende Strömung enthält sowohl Gas als auch öl. Aus diesem Grund wird die Strömung durch einen Gas-Öl-Abscheider und durch einen Niederschlagfilter geführt, ehe diese Strömung in die Atmosphäre entlassen wird. Das von dem, Gasstrom abgeschiedene, mitgeführte Öl wird in dem Abscheider :n Vorrat gehalten, und es wird durch das Schmiersystem in das Innere der Pumpe zurückgeführt. Wenn die Pumpe mit niedrigen Einlafldriik- 6» ken arbeitet, wird ein wesentlicher Teil des Öls von dem Abscheider in den Arbeitsraum oder in die Riume innerhalb der Pumpe abgegeben. Falls unter diesen Bedingungen der Einlaßdruck plötzlich an· steigt, beispielsweise durch das öffnen der Einlaßleitung zur Atmosphäre, wird daa in der Pumpe befindliehe öl in Form eines Ölschwalles in den Abscheider ausgestoßen. Beim Betrieb der Pumpe in einem _, 156 410) schließt sich an di
leitung ein ölabscheider an, der die in dem Gas enthaltenen öltröpfchen aus dem Gas herausfiltert und einem ölvorrat wieder zuführt. Das Gas tritt dabei durch den oberen Teil des ölabscheiders hindurch und entweicht aus der Vakuumoumpe durch eine sich über dem ölabscheider im •Pumpengehäuse befindliche Auspuffleitung.The flow emerging from an oil-sealed mechanical vacuum pump contains both gas and oil. For this reason, the flow is passed through a gas-oil separator and a precipitation filter before this flow is released into the atmosphere. The entrained oil separated from the gas stream is held in the separator: n reserve and it is returned to the interior of the pump by the lubrication system. When the pump operates with low inlet pressures, a substantial part of the oil is discharged from the separator into the working space or into the spaces within the pump. If the inlet pressure suddenly rises under these conditions, for example by opening the inlet line to the atmosphere, the oil in the pump is ejected into the separator in the form of an oil surge. When operating the pump in a _, 156 410) follows di
line an oil separator, which filters the oil droplets contained in the gas out of the gas and returns it to an oil supply. The gas passes through the upper part of the oil separator and escapes from the vacuum pump through an exhaust line located above the oil separator in the pump housing.

Es ist ferner eine Vakuumpumpe bekanntgeworden (s. die USA.-Patentschrift 2 147 194), bei welcher das mit dem öl durchsetzte Gas gegen über dem Gasaustritt befindliche Drahtborsten geleitet wird, in denen sich die öltröpfchen fangen und einem ölvorrat zugeleitet werden. Um das öl besser über den Drahtborstenbereich verteilen zu können, ist die Gasaustrittsmündung durch einen aufgesetzten rohrförmigen Körper verbreitert, der seitlich verschlossen und an der den Borsten gegenüberliegenden Seite mit einem Längsschlitz versehen ist. Der Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß der Gasstrom infolge der plötzlichen Querschnittsverbreiterung der Gasauslaßleitung unregelmäßig über den Ölabscheider verteilt wird, so daß bei einem auftretenden Ölschwall nicht verhindert werden kann, daß Tröpfchen mitgerissen werden.It has also become known (see US Pat. No. 2,147,194) in which the gas permeated with the oil is passed towards the wire bristles located above the gas outlet, in which catch the oil droplets and an oil supply be forwarded. In order to be able to distribute the oil better over the wire bristle area, the gas outlet is used widened by an attached tubular body, which is closed at the side and is provided with a longitudinal slot on the side opposite the bristles. The disadvantage this device is that the gas flow due to the sudden widening of the cross-section Gas outlet line is distributed irregularly over the oil separator, so that when an oil surge occurs it cannot be prevented that droplets are entrained.

Bei einem weiteren bekannten Abscheider wird eine Schleuderplatte oder eine S-förmige Ablenkplatte verwendet, wie sie beispielsweise in dem von der Firma Kinney Vacuum Company angebotenen Kinneyswirl-Abscheider verwendet wird. Diese Ablenkplatten verteilen das mitgeführte Öl und verhindern ein Auftreffen großer ölmenge auf die Oberfläche des Ölvorrates. Infolgedessen arbeitet dieser Abscheider beim Auftreten eines Ölschwalls zufriedenstellend. Die Verteilungswirkung ist jedoch beiAnother known separator uses a centrifugal plate or an S-shaped baffle used, for example, in that offered by the Kinney Vacuum Company Kinneyswirl separator is used. These baffles distribute the oil carried along and prevent it an impact of a large amount of oil on the surface of the oil supply. As a result, this one works Separator satisfactory when an oil surge occurs. However, the distribution effect is at

einem stationären Zustand, bei dem die Pumpe mit einem hohen Druck arbeitet, nicht zufriedenstellend, da sie eine ausreichende Abscheidung des Öles verhindert. Darüber hinaus können diese vorbekannten Ablenkplatten nicht in einem Abscheidegehäuse mit rechteckigem Querschnitt verwendet werden, sondern sie müssen in einem zweiten zylindrischen Gehäuse angeordnet werden.a steady state in which the pump with works at a high pressure is unsatisfactory because it prevents sufficient separation of the oil. In addition, these previously known baffles cannot be included in a separator housing rectangular cross-section can be used, but they must be in a second cylindrical housing to be ordered.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abscheider für ölabgedichtete mechanische Vakuumpumpen zu schaffen, mit dem in allen Betriebszuständen der Pumpe eine wirksame ölabscheidung aus dem Gasstrom erzielbar ist und welcher eine niedrige Bauhöhe der Pumpe zuläßt.The invention is based on the object of a separator for oil-sealed mechanical vacuum pumps to create effective oil separation in all operating states of the pump can be achieved from the gas stream and which allows a low overall height of the pump.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen der Mündung der Auspuffleitung und der Ablenkplatte mindestens eine Siebplatte angeordnet ist, durch welche ein aus der Auspuffleitung austretender ölschwall verteilt und im übrigen der ölanteil des austretenden Gas-Ölgemisches hauptsächlich aufgefangen und ausgeschieden wird.This object is achieved according to the invention in that between the mouth of the exhaust line and the baffle plate is arranged at least one sieve plate through which one of the exhaust pipe distributed oil surge and the rest of the oil portion of the escaping gas-oil mixture is mainly collected and excreted.

Die Siebplatte kann vorteilhaft aus einem Drahtgewebe hergestellt sein, und es können mehrere mil Löchern versehene Siebplatten zwischen der Mündung der Auspuffleitung und der Ablenkplatte im Abstand voneinander angeordnet sein, die der Reihe nach vom austretenden Gas-Ölgemisch bzw. Gas durchströmt werden. Die Siebplatten dienen einerseits zum Verteilen großer Ölmengen, so daß ein heftiges Aufprallen des abgelenkten Öles auf denölspiegel des in Vorrat gehaltenen Ölbades verhindert wird, und andererseits dienen die Siebplatten dazu, die feinen Ölpartikeln zu vereinigen, um dadurch eine Abscheidung des Öles aus einem stationären Gasstrom großen Volumens zu bewirken. Die Ölabscheidewirkung dieser Kombination ist unabhängig von der Querschnittsform des Abscheidegehäuses, und es wird eine solche ausreichende Abscheidewirkung erreicht, die eine wesentliche Verringerung der Höhenabmessung des Abscheiders erlaubt. Im Vergleich zu einem üblichen Abscheider mit einer schirmartigen Ablenkplatte ermöglicht der erfindungsgemäße Abscheider eine Verringerung der Höhenabn.essung von wenigstens etwa 100 mm bei kleinen Pumpen bis etwa 450 mm bei großen Pumpen, d. h. bei Pumpen mit etwa 28 m³.The sieve plate can advantageously be made from a wire mesh, and several perforated sieve plates can be arranged between the mouth of the exhaust line and the deflector plate at a distance from one another, through which the exiting gas-oil mixture or gas flows in sequence. The sieve plates serve on the one hand to distribute large amounts of oil, so that a violent impact of the deflected oil on the oil level of the oil bath is prevented, and on the other hand the sieve plates serve to unite the fine oil particles, thereby separating the oil from a stationary gas flow to effect large volume. The oil separating effect of this combination is independent of the cross-sectional shape of the separator housing, and such a sufficient separating effect is achieved that allows a substantial reduction in the height of the separator. Compared to a conventional separator with an umbrella-like baffle plate, the separator according to the invention enables a reduction in height from at least about 100 mm for small pumps to about 450 mm for large pumps, ie for pumps with about 28 m ³ .

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung kann jede Siebplatte aus einem Drahtgewebe bestehen.In a further advantageous embodiment of the subject matter of the invention, each sieve plate can be made from consist of a wire mesh.

Die Zeichnung zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobe^; eine Vakuumpumpe in Außenansicht und der dazugehörige erfindungsgemäße Abscheider im Schnitt dargestellt sind.The drawing shows a preferred embodiment of the invention, wherein ^; a vacuum pump in an external view and the associated separator according to the invention are shown in section.

Gemäß der Zeichnung ist ein neuer Abscheider 1 mit einer mechanischen Vakuumpumpe 2 vereinigt. Die Pumpe wird von einem auf der Oberseite des Abscheiders 1 angebrachten Elektromotor 4 über einen Riemen- und Riemenscheibenantrieb 3 angetrieben. Die Pumpe ist mit einem mit natürlichem Gefälle arbeitenden Schmiersystem ausgerüstet, das zu der Pumpe Öl nur unter der Wirkung einer geringen Flüssigkeitssäule und der Differenz zwischen dem Atmosphärendruck in dem Abscheider und dem Druck in dem Arbeitsraum auf der Innenseite der Pumpe liefert. Zur Schmiereinrichtung gehört eine Sammelleitung 5, die sich in den Abscheider an einer Stelle unter dem niedrigsten Ölniveau 6 öffnet, sowie ein Paar von Zweigleitungen 7 und 8, die zu den Lagern an den entgegengesetzten Enden der Pumpe führen. Jede der Zweigleitungen 7 und 8 hat ein Drosselventil 9. In der Sammelleitung 5 befindet sich ein Rückschlagventil 11, das ein Aufrühren des Öls in dem Abscheider 1 durch verdichtetes Gas verhindert, das aus der Pumpe durch die Schmierleitungen während des Betriebes bei hohen Einlaßdrücken entweichen kann.According to the drawing, a new separator 1 is combined with a mechanical vacuum pump 2. The pump is driven by an electric motor 4 attached to the top of the separator 1 a belt and pulley drive 3 is driven. The pump comes with a natural one Equipped with a lubrication system working on a gradient, which is supplied to the pump only under the action of a small amount of oil Liquid column and the difference between the atmospheric pressure in the separator and the Provides pressure in the working space on the inside of the pump. The lubrication system includes a Manifold 5, which opens into the separator at a point below the lowest oil level 6, as well a pair of branch lines 7 and 8 leading to the bearings at opposite ends of the pump to lead. Each of the branch lines 7 and 8 has a throttle valve 9. In the collecting line 5 is located a check valve 11, which prevents agitation of the oil in the separator 1 by compressed gas, that escape from the pump through the lubrication lines during operation at high inlet pressures can.

Der Abscheider 1 ist mit einer Auspufföffnung 12The separator 1 is provided with an exhaust port 12

xo versehen, durch die das geförderte Gas zu einem nicht dargestellten Abscheidefilter und von da in die Atmosphäre geliefert wird. Der Abscheider 1 enthält eine schirmartige Ablenkplatte 13, die von drei gleichwinkligen, im Abstand befindlichen, an einerxo provided, through which the pumped gas to a separation filter, not shown, and from there into the Atmosphere is delivered. The separator 1 includes an umbrella-like baffle 13, which of three equiangular, located at a distance, on one

t5 senkrechten Auslaßleitung 15 der Pumpe 2 angebrachten Bügeln 14 abgestützt ist. Die Ablenkplattet5 vertical outlet line 15 of the pump 2 attached Bracket 14 is supported. The baffle

13 ist schalenförmig und hat einen senkrecht nach unten vorstehenden Rand 16. Diese Form ist bevorzugt, da sie eine maximale ölabscheidewirkung bietet. Die Platte könnte jedoch auch mit nach außen sich erweiternden Rändern versehen bein. Andere Ablenkplattenformen, beispielsweise Kugelsegmente oder Halbkugelsegmente, können auch verwendet werden. Jedoch ergibt sich dadurch gewöhnlicherweise ein größerer Abscheider. Da sich die Menge des Öivorrates in dem Abscheider 1 mit der Menge des Gasstromes verändert, d. h. mit dem Pumpeneinlaßdruck, muß die Ablenkplatte 13 so angeordnet sein, daß eine Kante 17 des Randes 16 von der Oberfläche ö sich im Abstand befindet, wenn der Einlaß dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist und der Abscheider 1 die maximale Ölmenge enthält. Ein Abstand von etwa 25 bis 50 mm wurde als ausreichend festgestellt.13 is bowl-shaped and has an edge 16 protruding vertically downwards. This shape is preferred, because it offers a maximum oil separation effect. However, the plate could also be with the outside widening edges provided leg. Other Deflector shapes such as spherical segments or hemispherical segments can also be used will. However, this usually results in a larger trap. As the crowd the oil supply in the separator 1 changes with the amount of gas flow, d. H. with the pump inlet pressure, the baffle 13 must be arranged so that an edge 17 of the edge 16 from the Surface ö is spaced when the inlet is exposed to atmospheric pressure and the separator 1 contains the maximum amount of oil. A distance of about 25 to 50 mm was found to be sufficient established.

Zwischen der Mündung 18 und der Leitung 15 und der Ablenkplatte 13 ist eine mit Löchern versehene Siebplatte 19 angeordnet, die von den BügelnBetween the mouth 18 and the conduit 15 and the baffle plate 13 is a perforated one Sieve plate 19 arranged by the bracket

14 abgestutzt ist und durch Befestigungsschrauben 21 der Abdeckplatte 13 in Stellung gehalten ist. Gemäß der Zeichnung sind zwei Siebplatten 19 α und 19 b vorgesehen, jedoch kann auch nur eine Siebplatte verwendet werden. Im allgemeinen vergrößert sich die Zahl der verwendeten Siebplatten, wenn der Abstand zwischen der Ablenkplatte 13 und dem ölniveau6 verringert wird, oder wennn die Größe des Gasstromes vergrößert wird, d. h. bei einer größeren Pumpe. Vorzugsweise ist jede Siebplatte aus einem Drahtgewebe hergestellt. Die Maschenweite des Drahtgewebes wird ausgewählt, um sicher zu stellen, daß ein Ölschwall in Teilchen aufgeteilt wird, die klein genug sind, um ein unerwünschtes Spritzen oder Aufrühren des in Vorrat gehaltenen Öles zu verhindern, die jedoch nicht so klein sind, daß sie nicht durch die Schwerkraft von dem Gasstrom getrennt werden. Beispielsweise wurde ein Drahtgewebe mit 10 Drähten pro 25 mm als ausreichend gefunden. In den Fällen, in denen verschiedene Siebplatten verwendet werden, sollten sie voneinander einen Abstand von etwa 6 bis 12 mm haben, da sie bei dieser Anordnung wirksamer sind und da hierbei die Zahl der erforderlichen Schichten verringert wird. In dem dargestellten Abscheider sind die Siebplatten eben, und der erforderliche Abstand wird durch den Abstandhalter 22 erreicht. Jedoch kann die erwünschte Wirkung lediglich durch Falten oder durch Wellen der einzelnen Siebplatten erreicht werden, wobei die sich ergebenden Rücken als Abstandshalter dienen.14 is trimmed and is held in position by fastening screws 21 of the cover plate 13. According to the drawing, two sieve plates 19 α and 19 b are provided, but only one sieve plate can be used. In general, the number of sieve plates used increases if the distance between the baffle plate 13 and the oil level 6 is reduced, or if the size of the gas flow is increased, ie with a larger pump. Each sieve plate is preferably made from a wire mesh. The mesh size of the wire mesh is selected to ensure that a surge of oil is broken up into particles small enough to prevent undesirable splashing or agitation of the stored oil, but which are not so small that they will not pass through the force of gravity can be separated from the gas flow. For example, a wire mesh with 10 wires per 25 mm has been found to be sufficient. In cases where different sieve plates are used, they should be spaced about 6 to 12 mm apart, as they are more effective with this arrangement and since it reduces the number of layers required. In the illustrated separator, the sieve plates are flat and the required spacing is achieved by means of the spacer 22. However, the desired effect can only be achieved by folding or corrugating the individual sieve plates, with the resulting ridges serving as spacers.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims;

1. Oil separator for an oil-sealed mechanical vacuum pump with an exhaust line leading vertically upwards into an oil separator, which contains an oil supply in the lower part and is provided in the upper part with an umbrella-like or shell-like, downwardly open deflector plate or shell, whose The bottom is at a distance above the mouth of the outlet line, whereby the flow of the pumped gas-oil mixture emerging from the exhaust line is diverted to the level of the oil supply, characterized in that between the mouth (18) of the exhaust line (15) and the deflector plate ( 13) at least one sieve plate (19) is arranged, through which a surge of oil emerging from the exhaust line is distributed and, for the rest, the oil content of the escaping gas-oil mixture is mainly collected and high Etolaßdruckbereich with constant conditions, db at a high pressure above about 450 TW on the other hand, the volume of the gas stream Tom "tan β""i ^ _{mH mm} _ö l is fine defending according to

^re J? "; _e S _bt These two conditions make it more difficult

^ f ^^ iSfeffective terminator.

^the _R 2e-n _e f vacuum pump of the aforementioned type (see the

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