DE2450598A1

DE2450598A1 - Rootspumpe

Info

Publication number: DE2450598A1
Application number: DE19742450598
Authority: DE
Inventors: Heinz Dieter Buerger
Original assignee: Alcatel CIT SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1973-10-26
Filing date: 1974-10-24
Publication date: 1975-04-30
Also published as: FR2249568A5

Description

2 MM. 1974

F 8926 Dtpl.-Ing. Jürgen WEINMiLLER

PATENTASSESSOR

SOSPI GmbH

8OGO München 8O Zeppelinstr. 63

COMPAGNIE INDUSTRIELLE DES TELECOMMUNICATIONS CIT-ALCATEL 12, rue de la Baume, 75008 PARIS (Prankreich)

ROOTSPUMPE

Die Erfindung betrifft eine in der Vakuumtechnik verwendbare Rootspumpe.

Bekanntlich besitzt eine derartige Pumpe eine Pumpkammer, in der zwei Kolben mit gleicher Geschwindigkeit gegensinnig gedreht werden und dabei eine Luftmenge von der Saugseite zur Druckseite befördern. Diese beiden Drehkolben sitzen auf Antriebsachsen, die in zwei Gehäusewandungen gelagert sind, durch die

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die Pumpkammer an der Vorder- und Hinterseite begrenzt wird. Der vollkommene Gleichlauf bei der Rotation der beiden Drehkolben wird dadurch erreicht, daß lediglich eine der beiden Antriebsachsen durch einen Motor gedreht wird und diese ihrerseits ihre Bewegung über Getriebe auf die andere Antriebswelle überträgt; diese Getriebe sind in zwei Kästen untergebracht, die an den beiden Pumpenachsenenden angeordnet sind und mittels der die Antriebsachsen lagernden Vorder- bzw. Hinterwandungen von der Pumpkammer getrennt sind. Diese Getriebe erfordern eine reichliche Ölschmierung.

Derartige Pumpen sind in der Vakuumtechnik seit vielen Jahren bekannt. Im allgemeinen werden sie in Pumpenaggregaten verwendet, zu denen eine oder zwei Rootspumpen in Reihe gehören und in denen durch eine Öldichtungsvakuumpumpe oder eine Flüssigkeitsringvakuumpumpe ein Vorvakuum hergestellt wird. Der große Vorteil solcher Aggregate liegt in der hierbei möglichen hohen Pumpleistung, und jede Verbesserung, mit der der mit einem solchen Pumpenaggregat erreichbare Grenzdruck verringert werden kann, stellt einen wichtigen Fortschritt in der Vakuumtechnik dar.

Mit einem aus zwei in Reihe geschalteten Rootspumpen

und einer zweistufigen Öldichtungspumpe gebildeten Pumpenaggre-

—4 gat kann ein Grenzdruck von insgesamt 10 Torr erreicht werden.

Der Sättigungsdampfdruck des in der Maschine enthaltenen Öls verhindert ein Unterschreiten dieses Grenzdrucks. Denn um zu verhindern, daß möglicherweise Schmieröl aus den Synchronisationsgetrieben durch die Antriebswellenlager in die Pumpkammer gelangt, wird

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zwischen den ölkästen und der Pumpkammer eine Verbindung hergestellt, so daß die in den Getriebekasten enthaltenen Gase sowie der Sättigungsöldampf zwar in die Druckkammer gelangen, jedoch so verhindert wird, daß das Öl im flüssigen Zustand in die Druckkammer oder sogar in den unter Unterdruck zu setzenden Behälter eindringt. Daher werden in den Pumpenwandungen zwischen den durch die Getriebekasten und die Druckkammer begrenzten Räumen ansaugseitig oder druckseitig Verbindungsöffnungen hergestellt*

Diese Lösungen sind unvollkommen. Wenn die Verbindungsöffnung saugseitig angebracht ist, so ist der erreichbare Grenzdruck gleich dem Sättigungsdampfdruck des im Getriebegehäuses enthaltenen Schmieröls.

Befindet sich die Verbindungsöffnung dagegen an der Druckseite, so kann man einen geringeren Grenzdruck erreichen als im vorerwähnten Fall. Jedoch kann es in bestimmten Betriebsfällen zu einem hohen Druckunterschied zwischen dem Ansaugraum und dem Druckraum kommen, wodurch das Öl in die unter Vakuum zu setzende Kammer gelangen kann, was gerade vermieden werden sollte.

Andererseits konnte der Grenzdruck eines Rootsaggregats

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tatsächlich verringert werden und von 10 Torr auf 10 Torr herabgesetzt v/erden, indem mit der Ansaugseite des Aggregats eine Kühlfalle aus Flüssigstickstoff in Reihe geschaltet wurde. Jedoch muß eine mit der Ansaugseite des Rootsaggregats in Reihe geschaltete Kühlfalle einen geringen Strömungswiderstand haben, da der sehr große Hauptpumpstrom diese Falle durchfließt. Rootsaggregate werden in Anlagen mit hohen Pumpleistungen verwendet,

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die beispielsweise 100 000 m pro Stunde erreichen können. Daraus ergibt sich, daß die verwendete Falle sehr viel Raum einnimmt und folglich auch relativ teuer ist. Darüber hinaus verbraucht sie eine bestimmte Flüssigstickstoffmenge, wodurch die Betriebskosten erhöht werden.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, mit der der Grenzdruck eines Rootsaggregats in demselben Maße herabgesetzt werden kann, dabei jedoch wesentlich geringere Anlage- und Betriebskosten hervorgerufen werden.

Gegenstand der Erfindung ist eine in der Vakuumtechnik verwendbare Rootspumpe, die eine vorne und hinten durch eine Gehäusewandung begrenzte Pumpkammer aufweist, ferner einen vorderen und einen hinteren Lagerkasten, eine Verbindungsleitung zwischen dem vorderen Kasten und der Pumpkammer und eine Verbindungsleitung zwischen dem hinteren Kasten und der Pumpkammer, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser Verbindungsleitungen eine Falle mit geringem Durchsatz enthält, die die Öldämpfe aufnimmt.

Die Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die beiliegende einzige Figur an Hand eines Beispiels verdeutlicht.

Die Figur stellt schematisch eine Rootspumpe im Horizontalschnitt dar.

Eine Druckkammer 4 ist von einem Pumpenmantel 1, einer

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vorderen und einer hinteren Gehäusewandung begrenzt. Jenseits dieser Wandungen liegen ein vorderer Getriebekasten 5 bzw. ein hinterer Kasten 6.

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Die Welle 9 des oberen Drehkolbens 7 verdeckt in der Figur die Welle des unteren Kolbens. Ein Wellenende 8 verlängert die Antriebswelle 9 und kann mit Hilfe eines Motors (hier nicht dargestellt) angetrieben werden; im allgemeinen wird dazu ein Elektromotor verwendet. Die obere Pumpenwelle 9 umfaßt ein Zahnrad 10, mit dem die untere Welle in Drehung versetzt wird.

Das Wellenende 8 verläuft durch die Außenwandung des Kastens 5, wo ein Kugellager 11 und Dichtungen 12 und 13 vorgesehen sind.

Die hintere Wandung 3 nimmt ein Wellenstumpf 15 mit einem Kugellager 16 für die Welle 9 auf.

Die Verbindung der durch den Kasten 5 begrenzten Kammer mit dem Ansaugraum wird wie folgt hergestellt :

In den Kasten 5 wird gegenüber einer Abschirmung 18 eine kreisförmige Bohrung 17 angebracht; die Abschirmung 18 soll verhindern, daß Ölspritzer direkt in die kreisförmige Öffnung 17 geschleudert werden. Diese Bohrung 17 ist mit einer Kühlfalle 19 geringen Durchsatzes über eine Leitung 20 verbunden, Bei dieser Kühlfalle handelt es sich im vorliegenden Fall um eine Flüssigstickstoffalle gewöhnlicher Bauart. In bestimmten Fällen wurde sie durch eine Zeolithfalle, eine Aktivkohlefalle, eine Aktivaluminiumoxydfalle (Al₀O ) oder eine Kupfersiebfalle ersetzt. Die praktisch erzielten Ergebnisse haben gezeigt, daß der erreichte Druckgewinn genauso groß wie der war, den man mit Hilfe einer mit der Ansaugseite in Reihe geschalteten Falle

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großen Durchsatzes erreicht hätte.

Die Öldampffalle 19 ist mit einer in der Pumpenwandung 3 druckseitig angebrachten Öffnung 22 über eine Leitung 23 verbunden. Auf diese Weise wird der druckseitige Raum der Rootspumpe mit dem öldampfhaltigen Kasten 5 verbunden, ohne daß der entstehende Druck durch den Dampfdruck des Öls des vorderen
Kastens 5 begrenzt wäre. Es ist selbstverständlich, daß die
Flüssigstickstoffalle durch iegliche andere Falle, die mit
Kondensation auf einer kalten Oberfläche arbeitet, ersetzt
werden kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Ein analoger Kreislauf stellt zwischen der rückwärtigen Kammer und der Druckseite des Pumpraums eine Verbindung her : in dem rückwärtigen Kasten 6 ist eine Bohrung 25 angebracht.
Diese Bohrung wird gegen Ölspritzer durch eine Abschirmung 26 geschützt. Eine Leitung 30 verbindet die Bohrung 25 mit einer Falle 27, die der Falle 19 gleicht. Eine Leitung 28 schließt
die Falle 27 an eine in die hintere Pumpenwandung 3 gebohrte
Öffnung 29 an und stellt so zwischen dem Druckraum und der
hinteren Kammer eine Verbindung her.

In manchen Fällen ist es vorteilhaft, die Abschirmungen 18 und 26 durch Ölscheider zu ersetzen, die jeweils aus einem senkrechten Zylinder gebildet werden, der an seinen beiden Enden mit Deckeln versehen ist· in diesen senkrechten Zylinder sind oben und unten in der Nähe der Deckel Löcher gebohrt; die oberen Löcher lassen den öltropfenhaltigen Gasstrom passieren. Diese

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Öltröpfchen kondensieren an der Zylinderwand und fließen durch die unteren Öffnungen in den Kasten zurück, während der Gasstrom wie zuvor durch die Bohrung 17 und die Bohrung 25 in den Kastenwänden abgesogen wird.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 J- Rootspumpe, die eine vorne und hinten durch eine
Gehäusewandung begrenzte Pumpkammer aufweist, ferner einen
vorderen und einen hinteren Lagerkasten, eine Verbindungsleitung zwischen dem vorderen Kasten und der Pumpkammer und
eine Verbindungsleitung zwischen dem hinteren Kasten und der Pumpkammer, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser Verbindungsleitungen (20, 23; 28, 30) eine Falle (19, 27) mit geringem Durchsatz enthält, die die Öldämpfe
aufnimmt.

2 - Rootspumpe gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (20) zwischen dem vorderen Getriebekasten (5) und der Kühlfalle (19)

in eine Bohrung (17) im Kasten (5) mündet, und daß die Verbindungsleitung (23) durch eine in der Pumpenwandung (2) vorhandene
Öffnung (22) verläuft, die ansaugseitig in die Pumpkammer (4) mündet.

3 - Rootspumpe gemäß Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der hintere Kasten (6) mit der Pumpkammer (4) über eine Bohrung (25), die Leitung (30) , die Falle (27), die Leitung (28) und eine ansaugseitig in die Pumpkammer mündende Öffnung (29) verbunden ist.

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4 - Rootspumpe gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mündung der Bohrungen (17 bzw. 25) in den vorderen bzw. hinteren Kasten (5 bzw. 6) eine Abschirmung (18, 26) vorgesehen ist.

5 - Rootspumpe gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mündung der Bohrungen (17 bzw. 25) in den vorderen bzw. hinteren Kasten (5 bzw. 6) ein Ölscheider angeordnet ist.

6 - Rootspumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d ·\ r c h gekennze ichnet, daß die Kühlfallen (19 und 27) geringen Durchsatzes Fallen sind, die mit Kondensation auf einer kalten Oberfläche arbeiten.

7 - Rootspumpen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Fallen (19, 27) geringen Durchsatzes um Zeolithfallen handelt.

8 - Rootspumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Fallen (19, 27) um Aktivkohlefallen handelt.

9 - Rootspumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Fallen (19, 27) um Aktivaluminiumoxydfallen (Al»O ) handelt.

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