DE2927797A1

DE2927797A1 - Verdraenger-vakuumpumpe mit saugstutzenventil

Info

Publication number: DE2927797A1
Application number: DE19792927797
Authority: DE
Inventors: Rolf Ing Grad Elsig; Hubert Dipl Ing Jasper
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1979-07-10
Filing date: 1979-07-10
Publication date: 1981-02-05

Description

Verdränger-Vakuumpumpe mit Saugstutzenventil
Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine Verdränger-Vakuumpumpe mit Saug- und Auspuffstutzen und einem im Saugstutzen angeordneten Ventil sowie eine für die Durchführung dieses Verfahrens geeignete Verdränger-Vakuumpumpe. Unter Verdränger-Vakuumpumpe sollen z. B Drehschieber-, Sperrschieber-, wälzkolben-U- dgl.
Vakuumpumpen verstanden sein.
Werden von Vakuumpumpen dieser Art Dämpfe oder dampfhaltige Gemische gefördert, so kann es unter bestimmten Umständen dazu kommen, daß die Dämpfe in der Pumpe kondensieren.
Sind die kondensierenden Dämpfe aggressiv, dann greifen sie die Oberflächen der Schöpfräume und Kolben an. Bei ölgedichteten Pumpen können Vermischungen oder Reaktionen des Kondensats mit dem Pumpenöl eintreten, so daß die Schmier-und Dichtfähigkeit des bls beeinträchtigt ist. Im Falle des Förderns kondensierender Dämpfe besteht also immer die erhöhte Gefahr von Betriebsstörungen. Es ist bekannt, bei Vakuumpumpen Maßnahmen zu treffen, die das Kondensieren in der Pumpe verhindern (z. B. Kondensation der geförderten Gase vor der Pumpe, Gasballast, Betrieb der Pumpe bei erhöhter Betriebstemperatur). Bei ölgedichteten Pumpen kann eine vorzeitige Zerstörung der Pumpe dadurch vermieden werden, daß das öl häufig ausgewechselt wird.
Diese Maßnahmen sind entweder aufwendig oder können nicht verhindern, daß die Pumpe in ihrer kritischen Warmlaufphase oder Unterschreitung der Betriebstemperatur den aggressiven und/oder kondensierbaren Dämpfen ausgesetzt ist. In dieser Phase hat die Pumpe noch eine relativ niedrige Temperatur, so daß die Dämpfe bevorzugt kondensieren und ihre schädliche Wirkung in besonders starkem Maße eintritt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsverfahren und eine dafür geeignete Verdrängerpumpe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, wodurch in einfacher Weise die Pumpe in ihrer Warmlaufphase oder bei Unterschreitung der notwendigen Betriebstemperatur vor den aggressiven und/oder kondensierbaren Dämpfen geschützt ist.
Durch die in den Patentansprüchen enthaltenen Maßnahmen wird diese Aufgabe gelöst. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die aggressiven und/oder kondensierbaren Dämpfe so lange nicht in den Schöpfraum eintreten können, bis die Pumpe die erforderliche Betriebstemperatur erreicht hat.
Besonders vorteilhaft sind die Lösungen nach den Ansprüchen 6 bis 9. Diese ermöglichen es, das in der Pumpe vorhandene Luftvolumen über eine Kurzschlußleitung zwischen Saug- und Auspuffstutzen so lange im Kreis zu fahren, bis die Pumpe die erforderliche Betriebstemperatur erreicht hat. Die durch das danach öffnende Saugstutzenventil in den Schöpfraum eintretenden Dämpfe können die Pumpe nicht mehr gefährden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden.
Die Figur 1 zeigt als Beispiel für eine Verdränger-Vakuumpumpe eine Drgschieber-Vakuumpumpe 1, deren Saugstutzen -mit 2 und deren Auspuffstutzen mit 3 bezeichnet ist. Im Saugstutzen 2 ist das Ventil 4 angeordnet. An den Abschnitt des Saugstutzens 2 zwischen dem Ventil 4 und dem Schöpfraum der Pumpe -1 ist eine Leitung 6 angeschlossen, die den Saugstutzen 2 über das Ventil 7 mit dem- Auspuffstutzen 3 verbindet. Dargestellt sind lediglich die für die Erfindung wichtigen Ventile. Darüber hinaus können - falls erwünscht oder erforderlich - natürlich noch weitere Ventile mit anderen Funktionen in Saug- und Auspuffstutzen angeordnet sein.
Zur Realisierung der Erfindung ist im Schöpfraum der Pumpe -1 ein Temperaturfühler 8 vorgesehen, der geeignete Signale in ein Stellglied 9 eingibt. Mit Hilfe des Stellgliedes 9 werden die Ventile 4 und 7 derart gesteuert, daß bei unterhalb der Betriebstemperatur liegenden Temperaturen im Schöpfraum der Vakuumpumpe 1 das Ventil 4 geschlossen und das Ventil 7 offen ist und daß bei im Bereich der Betriebstemperatur liegenden Temperaturen das Ventil 4 offen und das Ventil 7 geschlossen ist. Dadurch wird erreicht, daß zumindest ein Teil der in der Pumpe vorhandenen Gase über die Kurzschlußleitung 7 so lange im Kreis-gefahren wird, bis die Pumpe ihre Betriebstemperatur erreicht hat Eine einfachere Lösung im Sinne der vorliegenden Erfindung kann darin bestehen, daß lediglich das Saugstutzenventil 4 in Abhängigkeit von der Temperatur geöffnet bzw. geschlossen wird und daß auf die Kurzschlußleitung 6 mit dem Ventil 7 verzichtet wird. Bei einer solchen Lösung dauert es jedoch länger, bis die Pumpe 1 die notwendige Betriebstemperatur erreicht hat, als bei der in Figur 1 dargestellten Lösung.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, neben den Ventilen 4 und 7 im Auspuffstutzen 3 ein weiteres Ventil anzuordnen, das so lange geschlossen bleibt, bis die Pumpe die Betriebstemperatur erreicht hat. Ein solches Ventil ist nur gestrichelt dargestellt und mit 10 bezeichnet. Experimente haben aber gezeigt, daß es ohne weiteres möglich ist, auf ein solches Ventil zu verzichten, Die Figur 2 zeigt eine spezielle Lösung, bei der die Steuerung der Ventile thermostatisch erfolgt. Dazu ist im Auspuffstutzen 3 ein Dehnungskörper 12 angeordnet, der so angeordnet ist, daß er im Auspuff-Gasstrom liegt. Dadurch hat er ständig die Temperatur der Auspuffgase. Dieser Dehnungskörper 12 wirkt auf einen Ventilstempell3, an dem zwei Ventilteller 14 und 15 befestigt sind, Der Ventilteller i4 ist Bestandteil des Saugstutzenventils 4. In einem um 900 C abgebogenen Abschnitt 16 des Saugstutzens 2 bildet eine stufenartige Verjüngung des Querschnittes des Saugstutzens den Ventilsitz 17. In ähnlicher Weise bildet die Mündung der Kurzschlußleitung 6 in den Saugstutzen 3 den Ventilsitz 18 des Ventils 7. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Dichtflächen der Ventilteller 14 und 15 einander zugewandt sind. Außerdem ist der Abstand der Ventilteller bzw. der Ventilsitze so gewählt, daß bei geschlossenem Ventil 4 das Ventil 7 offen ist und umgekehrt.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 nehmen die Ventile 4 und 7 eine Stellung ein, bei der die Pumpe 1 ihre Betriebstemperatur noch nicht erreicht hat. In diesem Falle strömt ein Teil der durch den Auspuffstutzen 3 strömenden Gase entlang dem Ventilstempel 13 in den Saugstutzen 2 zurück und wird dadurch im Kreis gefahren, wodurch erreicht wird, daß die Pumpe sehr schnell ihre Betriebstemperatur erreicht.
Auch die Abgase im Auspuffstutzen 3 nehmen diese Betriebstemperatur an, so daß sich der Dehnungskörper 12 ausdehnt. Das bewirkt eine Verschiebung des Ventilstempels nach links, so daß sich das Saugstutzenventil 4 öffnet und das Ventil 7 in der Kurzschlußleitung 6 sich schließt.
Dadurch wird der Saugstutzen 2 an den zu evakuierenden, nicht dargestellten Rezipienten angeschlossen, Da die Pumpe in diesem Moment bereits die Betriebstemperatur erreicht hatr ist die Gefahr schädlicher Kondensationen auf ein Minimum reduziert.
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Claims

ANSPRtfCHE .) Verfahren zum Betrieb einer Verdränger-Vakuumpumpe mit 5aug- und Auspuffstutzen und einem im Saugstutzen angeordneten Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugstutzenventil (4) in Abhängigkeit von der Temperatur derart gesteuert wird, daß esbei unterhalb der Betriebstemperatur liegenden Temperaturen (prozeßabhängig) im Schöpfraum der Pumpe (1) geschlossen ist und daß es bei im Bereich der Betriebstemperatur liegenden Temperaturen im Schöpfraum der Pumpe (1) geöffnet ist.
2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Saugstutzenventils (4) in Abhängigkeit von der T-empteratur der Auspuffgase erfolg£.
3. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Verdränger-Vakuumpumpe flüssigkeits- bzw. ölgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Saugstutzenventils (4) in Abhängigkeit von der Temperatur der Flüssigkeit erfolgt.
4. Für das Betriebsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3 geeignete Verdränger-Vakuumpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß im Saugstutzen (2) ein in Abhängigkeit von der Temperatur steuerbargVentil (4) angeordnet ist.
5. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Schöpfraumes oder im Bereich des Auspuffstutzens Temperaturfühler (8,12) vorgesehen sind, mit deren Hilfe das Saugstutzen-Ventil (4) steuerbar ist.
6. Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Saugstutzenventil (4) und dem Schöpfraum der Pumpe (1) befindliche Abschnitt des Saugstutzens (2) über eine mit einem Ventil (7) versehene Leitung (6) mit dem Auspuffstutzen (3) verbindbar ist.
7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Leitung (6) zwischen Saugstutzen (2) und Auspuffstutzen (3) befindliche Ventil (7) ebenfalls in Abhängigkeit von der Temperatur steuerbar ausgebildet ist, und zwar derart, daß es bei unterhalb der Betriebstemperatur liegenden Temperaturen im Schöpfraum der Pumpe (1) geöffnet ist und daß es bei im Bereich der Betriebstemperatur liegenden Temperaturen im Schöpfraum der Pumpe geschlossen ist.
8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Auspuffstutzen (3) ein temperaturabhängiger Dehnungskörper (12) vorgesehen ist, mit dessen Hilfe die beiden Ventile mechanisch steuerbar sind.
9. Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußstücke (14, 15) der beiden Ventile (4, 7) einen gemeinsamen Stempel (13) haben, der mit dem Dehnungskörper (12) gekoppelt ist.