DE3152349C2 - Ölgedichtete Vakuumpumpe mit einem Saugstutzenventil - Google Patents
Ölgedichtete Vakuumpumpe mit einem SaugstutzenventilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine ölgedichtete Vakuumpumpe mit
einem Saugstutzenventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Vakuumpumpen werden in einer großen Vielzahl von Anwendungsfällen
eingesetzt. Die Beibehaltung des Vakuums im Rezipienten
ist hierbei oft kritisch für das unter Vakuum ablaufende
Verfahren, Experiment od. dgl. So werden industrielle Platierverfahren,
Beschichtungsverfahren und Elektro-Galvanisierungsverfahren
in einer evakuierten Kammer durchgeführt. Ein
Vakuumverlust in der Kammer, insbesondere aufgrund eines
Pumpendefekts, kann zu gravierenden Verlusten an Zeit und
Material führen, v. a. aufgrund von Kontamination im Rezipienten
aufgrund der eintretenden Umgebungsluft. Daher werden
Rückflußverhinderungsventile zwischen dem Rezipienten und der
Vakuumpumpe eingesetzt, so daß Schmutzstoffe im Falle eines
Pumpendefekts nicht in den Rezipienten zurückfließen können.
So zeigt beispielsweise die US-PS 3 406 897 eine ölgedichtete
Vakuumpumpe mit einem Saugstutzenventil als Rückflußverhinderungsventil
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei dieser
bekannten Anordnung wird das Steuerventil mit Hilfe eines
Elektromagneten in seiner Schließstellung gehalten. Eine
Unterbrechung der Stromzufuhr, z. B. aufgrund eines Stromausfalls,
führt dann aufgrund der Federvorspannung des Ventilelements
zum Übergang des Steuerventils in seine Öffnungsstellung
und in der Folge auch zu einem Schließen des Saugstutzenventils.
Falls die Vakuumpumpe jedoch aufgrund eines
mechanischen oder elektrischen Defekts im Bereich von Vakuumpumpe
und Antriebsmotor zum Stehen kommt, ohne daß gleichzeitig
die Stromzufuhr zum Elektromagneten unterbrochen wird,
bleibt das Steuerventil geschlossen und damit auch das Saugstutzenventil
offen. Aufgrund des momentanen Unterdrucks im
Rezipienten gelangt in der Folge Luft oder gar Öl aus der
Vakuumpumpe durch das offene Saugstutzenventil hindurch in
den Rezipienten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumpumpe
mit einem Saugstutzenventil der eingangs genannten Art bereitzustellen,
welche bei einfachem Aufbau für zuverlässiges
Sperren des Rezipienten auch bei nicht-elektrischen Defekten
sorgt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Der Druckölanschluß der Vakuumpumpe liefert Drucköl mit dem
betriebsgemäßen Überdruck nur so lange, wie die Vakuumpumpe
tatsächlich läuft. Bei Stillstand der Vakuumpumpe, aus welchem
Grunde auch immer, geht dementsprechend der Öldruck
augenblicklich gegen Null, mit dem Ergebnis, daß das Steuerventil
öffnet und in der Folge das Saugstutzenventil
schließt. Darüber hinaus wird das Saugstutzenventil auch dann
selbsttätig geschlossen, wenn lediglich das Ölversorgungssystem
der Vakuumpumpe defekt ist, sei es aufgrund zu geringen
Ölpegels, starker Ölkontamination oder eines Ausfalls der
Ölpumpe. Ferner wird das Saugstutzenventil auch dann geschlossen,
wenn die mechanische Verbindung zwischen Antriebsmotor
und Vakuumpumpe defekt ist, oder wenn die Vakuumpumpe
als solche defekt ist, da sich letzteres in aller Regel auch
auf den Druck des Hochdruckanschlusses auswirkt. Dabei ist
der bauliche Aufwand denkbar gering, da der Steueranschluß
des Steuerventils lediglich an einen Druckölanschluß des
ohnehin bereits vorhandenen, der Abdichtung sowie der Schmierung
der Vakuumpumpe dienenden Öldrucksystems anzuschließen
ist.
Für diese spezielle Art der Steuerung der Schließbewegung des
Saugstutzenventils gibt der Stand der Technik kein Vorbild.
Die GB-PS 1 195 361 zeigt zwar eine Reihe von Ausführungsbeispielen,
in welchen die Steuerung der Bewegung des Kolbens
des Saugstutzenventils auf unterschiedliche Weise realisiert
wird, nämlich mit Hilfe einer Vakuumpumpe oder eines Elektromagneten
oder mechanisch oder auch mit Hilfe einer hydraulischen
Hochdruckpumpe; jedoch wird bei all diesen Ausführungsformen
der Kolben des Saugstutzenventils ausschließlich
durch die Kraft einer Vorspannfeder in die Schließstellung
bewegt und nicht aufgrund einer Druckdifferenz zwischen
Kammer und Ventildurchgang wie bei dem eingangs genannten
Saugstutzenventil. Bei einem etwaigen Federbruch sind die
bekannten Ausführungsformen funktionsuntüchtig.
Die DE-AS 12 66 438 zeigt ein Rückflußverhinderungsventil in
einem gesonderten Verbindungsrohr zwischen einer Vorvakuumpumpe
und einer Hochvakuumpumpe. Auch hier wird das Rückflußventil
mit Hilfe eines Elektromagneten gesteuert. Hält
die Vorvakuumpumpe beispielsweise aufgrund eines mechanischen
Defekts an, ohne Einfluß auf das Magnetventil, so bleibt das
Rückflußverhinderungsventil offen.
Schließlich ist aus der DE-PS 67 34 97 eine Vakuumpumpe mit
einem unmittelbar durch den Pumpendruck gesteuerten Saugstutzenventil
bekannt, also ohne Einsatz eines Steuerventils
und den damit verbundenen Vorteilen wie leichtes, zuverlässiges
Auslösen und von der Ansteuerung des Steuerventils unabhängig
vorgebbare, insbesondere verzögerte Schließbewegung
des Saugstutzenventils. Das bekannte Saugstutzenventil wird
wiederum durch ein Federelement (Federbalg) in der Schließstellung
gehalten und durch den Unterdruck bei laufender
Vakuumpumpe in die Öffnungsstellung bewegt. Hierbei kann der
Unterdruck von einer zusätzlichen kleinen Saugpumpe bereitgestellt
werden, was den Bauaufwand erhöht.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
daß der Ventilsitz an einer den Saugstutzen tragenden
Deckelplatte angeordnet ist und daß bei geschlossenem
Saugstutzenventil die Deckelplatte gemeinsam mit dem am
Ventilsitz aufgrund des Unterdrucks im Rezipienten gehaltenen
Ventilteller mit Kolben von der Vakuumpumpeneinheit gesondert
entfernbar ist. Aufgrund dieser Maßnahmen ist es möglich, die
Vakuumpumpe von der Deckelplatte und dem aufgrund des Unterdrucks
im Rezipienten am Ventilsitz gehaltenen Ventilteller
mit Kolben gesondert zu entfernen. Die Pumpe kann daher
insbesondere zu Reparaturzwecken ausgetauscht oder repariert
werden, ohne daß der Rezipient belüftet werden muß.
Bevorzugt ist das Ventilelement des Steuerventils als Membran
ausgebildet.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
ist vorgesehen, daß der Kolben in der Kammer ein Spiel
aufweist, um das Öffnen des Saugstutzenventils nach einem
Wiederingangsetzen der Vakuumpumpe nach einer Unterbrechung
durch entsprechend dem Spiel gedrosseltem Austritt von Umgebungsluft
aus der Kammer zu verzögern. Dies hat zur Folge,
daß vor Öffnung des Saugstutzenventils in der Vakuumpumpe
bereits ein nicht unerhebliches Vakuum aufgebaut worden ist,
so daß ein kurzfristiges Einströmen von Luft oder von
Schmutzstoffen in den Rezipienten beim Öffnen des Saugstutzenventils
im wesentlichen ausgeschlossen ist.
In den übrigen Ansprüchen sind weitere vorteilhafte Ausführungen
der Erfindung angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert. In dieser Zeichnung stellt
dar:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß mit Saugstutzenventil ausgebildeten, ölgedichteten Vakuumpumpe,
Fig. 2 eine Explosionsdarstellung des Saugstutzenventils
gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen horizontalen Querschnitt entlang der Linie 3-3
der Fig. 2,
Fig. 4 einen vertikalen Querschnitt des Saugstutzenventils
in der Öffnungsstellung, in der ein Fluß
von Gas oder anderem Fluid durch das Saugstutzenventil
hindurch möglich ist,
Fig. 5 einen vertikalen Querschnitt des Saugstutzenventils
in der Schließstellung,
in der ein Einströmen von Umgebungsluft
oder Schmutzstoffen in das evakuierte System verhindert
wird.
In der Zeichnung
wird die Erfindung
ganz allgemein von einem Saugstutzenventil (Rückflußverhinderungsventilanordnung)
10 verkörpert mit einem festen Gehäuse 12,
durch welches ein Strömungsdurchgang 14 führt, der dafür
ausgelegt ist, eine Verbindung herzustellen zwischen einem
stromaufwärts gelegenen
zu evakuierenden Rezipienten und einer
Vakuumpumpe 16. Um einen Rückfluß zu verhindern, ist ein
Ventilelement 18 im Gehäuse 12 zwischen einer Öffnungsstellung
(Fig. 4) und einer Schließstellung (Fig. 5)
bewegbar. In der Öffnungsstellung ist das Ventilelement
18 von der Eingangsöffnung 20 zum Durchgang
14 hin beabstandet; in der Schließstellung blockiert das
Ventilelement 18 den Fluidfluß durch die Eingangsöffnung 20.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Falle eines Pumpendefekts
der Rückfluß dadurch minimiert, daß das Ventilelement
18 schnell in die Schließstellung gebracht wird. Dies
wird durch Belüftung einer Kammer 24 hinter dem Ventilelement
18 durch einen Leitungsabschnitt (Luftdurchgang) 22 hindurch erreicht
mit Umgebungsluft, die unter höherem Druck steht als die
evakuierte Luft. Der höhere Luftdruck drückt einen Kolben
26, welcher in der Kammer 24 gleitverschiebbar
aufgenommen ist, nach oben, was dazu führt, daß ein Ventilteller
28 des Ventilelements 18 die Öffnung 20 gegen einen
Rückfluß in das gerade evakuierte System absperrt.
Die Strömung der Umgebungsluft in die Kammer 24 wird von einem Steuerventil mit
einer Membran 30 gesteuert. Während des Laufes der
Pumpe 16 ist Hochdruck-Hydraulikfluid über einen
Druckölanschluß 32 angeschlossen, um die normalerweise offene
Membran 30 in einer Schließstellung zu halten, in der der
Leitungsabschnitt 22 abgedichtet ist. Wenn die Pumpe 16,
aus welchen Gründen auch immer, zu arbeiten aufhört, öffnet
die federbelastete Membran 30, woraufhin Luft in den Leitungsabschnitt
22 eindringen kann, die das Ventilelement 18 in die Schließstellung,
wie vorstehend beschrieben, drückt. Falls die Pumpe 16
aufgrund eines mechanischen Defektes od. dgl. ersetzt
werden soll, kann die gesamte Ventilanordnung oder einfach
die Gehäusedeckelplatte 34 mit dem aufgrund des Ansaugeffektes
an Ort und Stellung gehaltenen Ventilelements 18 von
der Pumpe 16 entfernt werden, ohne daß das Vakuum im Rezipienten zusammenbricht.
Entsprechend einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden
Erfindung bewegt sich das Ventilelement 18 nicht sofort in
die Öffnungsstellung, wenn die Pumpe 16 nach einer Unterbrechung
wieder zu laufen beginnt. Die unter höherem Druck
stehende, im Durchgang 22 und in der Kammer 24 verbleibende
Umgebungsluft hält das Ventilelement 18 in seiner Schließstellung
bis schließlich ausreichend viel Luft durch den Spielzwischenraum
zwischen dem Kolben 26 und den
Wänden der Kammer 24 hindurch ausströmt, so daß das Ventilelement
18 in seine Öffnungsstellung fallen kann. Dies gibt
der Vakuumpumpe 16 ausreichend Zeit, um ein relativ hohes
Vakuum aufzubauen und so das momentane Einströmen von
Schmutzstoffen in das System bei offenem Ventilelement
18 reduziert.
Im folgenden wird das Saugstutzenventil 10 im Detail
beschrieben:
Fig. 1 zeigt das Saugstutzenventil 10
montiert an der Oberseite der Vakuumpumpe 16
der Bauart mit einem Elektromotor 36 in direkter Antriebsverbindung
mit rotierenden (nicht dargestellten) Pumpenelementen,
die in ein Ölbad innerhalb eines Gehäuses 38 eingetaucht
sind. Das Saugstutzenventil 10 ist auf eine Pumpenträgerplatte
40 montiert derart, daß der Durchgang 14
in der Ventilanordnung unmittelbar mit dem Einlaß zu den
Pumpenkammern kommuniziert. Die Pumpe 16 selbst kann von
beliebiger üblicher Bauart sein, beispielsweise Drehschieberpumpe;
die Einzelheiten der Pumpenkonstruktion sind
nicht dargestellt und auch nicht näher erläutert.
Das Gehäuse 12 des Saugstutzenventils 10 ist im wesentlichen zweiteilig
aufgebaut mit einem im wesentlichen hohlen Körperabschnitt
42, welcher den inneren Durchgang 14 definiert
und oben durch eine Deckelplatte 34 verschlossen ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Unterseite
des Abschnitts 42 unmittelbar oberhalb des Einlasses zur
Vakuumpumpe 16 angebracht, um eine direkte Verbindung herzustellen.
Gas aus dem System, welches gerade evakuiert
wird, tritt in das Saugstutzenventil 10 durch die Eingangsöffnung
20 in der Deckelplatte 34 ein; die Deckelplatte 34
nimmt, wie dargestellt, einen Saugstutzen (Anschlußteil) 44 über einer Verschraubung
auf. Das äußere Ende des Saugstutzens 44 ist
konisch verjüngt zur Einführung in einen Gummischlauch od. dgl.
Zum schnellen Schließen der Öffnung zur Verhinderung
eines Rückflusses bei Pumpenausfall, geht ein innerer Querträgerarm
46 von einer Wand des Körperabschnitts 42 aus,
der das Ventilelement 18 unmittelbar unterhalb der Öffnung
20 haltert.
Das Ventilelement 18 besteht aus dem Ventilteller (Dichtelement) 28 und
dem Kolben 26, der von der Kammer 24 im Ende
des Trägerarms 46 gleitverschiebbar aufgenommen ist. Der
Ventilteller 28 ist im wesentlichen scheibenförmig und umfaßt
eine flache Stützplatte 48 aus Aluminium oder anderem
steifen Material, welche von einem Dichtelement 50 in Form einer Schicht eines Elastomer-
Werkstoffs oder gummiähnlichen Werkstoffs wie z. B. Neopren,
Polyurethan od. dgl. bedeckt ist, um für eine
leckfreie Dichtung an der Öffnung 20 zu sorgen. Der Ventilteller
28 ist am Kolben 26 über ein Kugelgelenk
52 befestigt. Hierbei ist das Kugel-Verbindungsteil am
oberen Ende des Kolbens 26 durch eine zentrale
Öffnung in der Stützplatte 48 in eine im Elastomer-Werkstoff
ausgeformte Kugelpfanne 54 eingeführt. Diese
Anordnung sorgt für ein geringes Spiel oder Planschlag des
Ventiltellers 28, was für eine gute Abdichtung gegen die
Öffnung 20 selbst bei kleinen Herstellungs- oder Dimensionsschwankungen
sorgt. Der Kolben 26 ist
vorzugsweise zylindrisch und die Kammer 24 von entsprechender
Form mit derartigen Abmessungen, daß der Kolben 26 innerhalb
der Kammer 24 sich nach oben und nach unten gleitend
bewegen kann.
Wie vorstehend kurz beschrieben, wird bei der vorliegenden
Erfindung Luftdruck eingesetzt, um im Falle eines Pumpendefektes
das schnelle Hochdrücken des Kolbens 26 und des Ventiltellers
28 zum Abdichten der Öffnung 20 gegen Rückfluß
zu unterstützen. Die Strömung der Umgebungsluft zwischen
dem Leitungsabschnitt (Luftdurchgang) 22, der zur Kammer 24 führt, und einem
Umgebungsluft-Belüftungsanschluß 60 im Körperabschnitt
42 wird vom Steuerventil mit Membran 30 gesteuert, welches in eine große
Ausnehmung 58 im Körperabschnitt 42 des Gehäuses 12 eingebaut
ist. Wie am besten den Fig. 3, 4 und 5 zu entnehmen
ist, erstreckt sich der Leitungsabschnitt 22 von der Kammer 24
durch den Trägerarm 46 hindurch und durch den Mittelpunkt einer
Bodenfläche 56 der Ausnehmung 58. Der Belüftungsanschluß
60, kommuniziert ebenfalls durch die Bodenfläche 56 hindurch.
Die Membran 30 ist in die Ausnehmung 58 eingebaut, wobei
ihr Umfangsrand an einer Schulter 62 ruht, die rings um
die innere Bodenkante in der Ausnehmung 58 herum verläuft und
die die Membran 30 oberhalb der Bodenfläche 56 der Ausnehmung 58
haltert. In dieser Stellung kann Umgebungsluft vom Belüftungsanschluß
60 durch den Raum zwischen der Membran 30
und der Bodenfläche 56 der Ausnehmung 58 hindurch mit dem
Leitungsabschnitt 22 kommunizieren.
Der Umfangsrand der Membran 30 wird an Ort und Stelle gehalten
und dabei gegen die Schulter 62 gedrückt mittels
eines im wesentlichen zylindrischen Einsatzelements 64, welches
innerhalb der Ausnehmung 58 angeordnet und an Ort und Stelle
mit Hilfe eines Sprengringes 66 verriegelt ist. Das Einsatzelement
64 hat geringfügig kleineren Durchmesser als die Ausnehmung 58.
Das Einsatzelement 64 ist gegenüber der Innenfläche der Ausnehmung 58
durch zwei voneinander beabstandete O-Ringe 68 abgedichtet,
die auch für die Ausbildung eines ringförmigen Strömungsdurchgangs (Ringkanals) 70 zwischen
dem Einsatzelement 64 und der Innenoberfläche der Ausnehmung 58
sorgen. Ein innerer T-förmiger Durchgang 72 (in den Fig. 4
und 5 mit unterbrochenen Linien dargestellt) innerhalb
des Einsatzelements 64 erstreckt sich von der Seitenfläche des
Einsatzelements 64, wo er mit dem ringförmigen Strömungsdurchgang 70 in Verbindung steht,
bis zur Endfläche des Einsatzelements 64, wo er unmittelbar hinter
der Membran 30 ausmündet.
Die Membran 30 wird normalerweise aufgrund der Krafteinwirkung
einer zusammengepreßten, innerhalb des Leitungsabschnitts (Umgebungsluftdurchgangs)
22 angeordneten Spiralfeder 76 in einer
Stellung mit Abstand von der Bodenfläche 56 der Ausnehmung
58 gehalten. Um das Membranventil zu schließen, wird unter
Druck stehendes Fluid angelegt, und zwar durch den Druckölanschluß (Hochdruckanschluß)
32 im Körperabschnitt 42 hindurch, welcher mit
dem ringförmigen Strömungsdurchgang 70 um das Einsatzelement 64 in unmittelbarer
Verbindung steht. Das Fluid fließt vom Strömungsdurchgang 70 durch den
T-förmigen Durchgang 72 hindurch und drückt die
Membran 30 gegen das abgeschrägte Ende des Leitungsabschnitts 22,
wodurch dieser gegen den Eintritt von Umgebungsluft abgedichtet
ist. Dieses unter Druck stehende
Fluid wird von einem hochdruckseitigen Auslaß der Vakuumpumpe 16
bereitgestellt; es hat sich herausgestellt, daß ein Überdruck
von 120 kPa (18 psig) ausreichend ist, um die Membran 30 geschlossen
zu halten. Sobald dieser Druck im Falle eines
Pumpendefekts abfällt, bringt die Feder 76 die Membran 30 wieder in
die normale Öffnungsstellung zurück, woraufhin die Kammer
24 durch den Leitungsabschnitt 22 hindurch mit Umgebungsluft belüftet
werden kann. Die Membran 30 ist vorzugsweise aus elastischem
Gummi oder Elastomer-Werkstoff, der wiederholtem
Abbiegen standhält.
Während des Betriebes ist der Rezipient (das zu evakuierende System) im Normalfall
mit der Vakuumpumpe 16 über ein flexibles Rohr verbunden,
welches über das verjüngte Ende des Saugstutzens
44 geschoben und dort festgeklemmt ist. Die Pumpe 16 wird
daraufhin in Gang gesetzt; Gas fließt vom Rezipienten
durch den Saugstutzen 44, die Öffnung 20 und den
Durchgang 14 im Ventilgehäuse 12 hindurch und in die Pumpe 16.
In dieser Betriebsart befindet sich das Ventilelement 18
in der in Fig. 4 dargestellten Stellung, wobei der Ventilteller
28 von der Öffnung 20 beabstandet ist, so daß Luft
aus dem System, welches gerade evakuiert wird, entfernt
werden kann. Ein Ausgangsanschluß der Pumpe 16 ist über den
Druckölanschluß 32 angeschlossen und setzt die Membran 30
an dessen der Feder 76 entgegengesetzten Seite unter Druck
und preßt infolgedessen die Membran 30 gegen das Ende des Leitungsabschnitts
22, was den Eintritt von Umgebungsluft vom Belüftungsanschluß
60 her ausschließt.
Falls die Pumpe 16 ihren Lauf unterbricht, aus welchem Grund
auch immer, steht nicht länger mehr Hochdruckfluid zur Verfügung,
um die Membran 30 in Schließstellung zu halten.
Die Feder 76 drückt die Membran 30 in die Öffnungsstellung,
woraufhin Umgebungsluft vom Belüftungsanschluß 60 her den Leitungsabschnitt
22 und die Kammer 24 belüftet. Die Luft fließt
durch eine Seitennut 78 in der Kammeroberfläche bis zu einem
Orte unterhalb des Kolbens 26 und drückt den Kolben 26 und den
Ventilteller 28 nach oben zum Abschließen der Öffnung
20. Hierdurch wird ein Rückfluß in das evakuierte System
verhindert. In der dargestellten Ausführungsform dichtet der
Ventilteller 28 tatsächlich gegen den Bodenrand des Saugstutzens
44 ab, welcher in die Öffnung 20 eingeschraubt
ist und sich geringfügig bis unterhalb der inneren Oberfläche
der Deckelplatte 34 erstreckt. Dies dient jedoch nur
zu Darstellungszwecken; der Ventilteller 28 würde die Öffnung
20 auch dann abdichten, wenn der Saugstutzen 44 nicht
vorhanden wäre.
Falls die Unterbrechung des Pumpvorgangs auf einen mechanischen
Fehler zurückzuführen ist, der eine Reparatur oder
einen Austausch der Pumpe 16 erforderlich macht, kann das
gesamte Saugstutzenventil 10 oder lediglich die Deckelplatte 34
einfach dadurch entfernt werden, daß Bolzen 80 gelöst werden,
welche die Anordnung zusammenhalten und an der Pumpe 16
befestigen. Der Ventilteller 28 bleibt in abgedichtetem
Kontakt mit der Öffnung 20 aufgrund des Vakuums im evakuierten
System. Nachdem die Pumpe repariert oder eine neue Pumpe
bereitgestellt worden ist, kann das gesamte Saugstutzenventil
10 an die neue Pumpe festgeschraubt werden; oder
es kann die Deckelplatte 34 und der Ventilteller 18 mit einem
neuen, an der neuen Pumpe vorgesehenen Körperabschnitt 42
wieder verbunden werden. Auf jeden Fall kann die Pumpe relativ
leicht ausgetauscht oder repariert werden, ohne daß
das evakuierte System zur Umgebungsatmosphäre hin geöffnet
werden muß.
Nach dem Wiederingangsetzen der Vakuumpumpe 16 nach der Unterbrechung
bewegt sich der Ventilteller 18 nicht automatisch
in die Öffnungsstellung. Ehe der Ventilteller 18 sich in die
Öffnungsstellung bewegen kann, muß die im Leitungsabschnitt
22 und in der Kammer 24 eingeschlossene Umgebungsluft
entfernt werden. Vorzugsweise ist der Spielraum zwischen den
Oberflächen des Kolbens 26 und der Kammer 24 ausreichend
klein, kleiner oder gleich etwa 0,051 mm (0,002 inch), um
das Entweichen der eingeschlossenen Umgebungsluft zwischen
den Flächen hindurch einzuschränken. Dies hat eine Verzögerung
in der Freigabe des Ventiltellers 18 zur Folge, die
es der Vakuumpumpe 16 erlaubt, ein wesentliches Vakuum aufzubauen,
ehe das Saugstutzenventil öffnet. Hierdurch wird das kurzzeitige
Einströmen von Luft oder anderen Schmutzstoffen in
das evakuierte System beim Öffnen des Ventils reduziert,
wodurch der insgesamte Rückfluß minimiert wird, der im
Falle einer Betriebsunterbrechung der Vakuumpumpe auftreten
kann.
Claims (9)
1. Ölgedichtete Vakuumpumpe mit einem Saugstutzenventil zum
Absperren eines an einem Saugstutzen angeschlossenen
Rezipienten und zum Belüften der Vakuumpumpe beim Abschalten,
wobei das Saugstutzenventil einen in einer
Kammer gleitverschiebbar gelagerten Kolben und einen am
Kolbenende angeordneten Ventilteller aufweist, welcher
in einem Ventildurchgang außerhalb der Kammer angeordnet
ist und einem Ventilsitz des Saugstutzens gegenüberliegt,
und wobei ein Steuerventil in einer die Kammer
mit der Umgebungsatmosphäre verbindenden Steuerleitung
angeordnet ist mit einem Ventilelement, welches beim
Betrieb der Vakuumpumpe in einer die Steuerleitung
unterbrechenden Schließstellung gegen ein kammerfernes
Ende eines Leitungsabschnittes der Steuerleitung zwischen
Kammer und Steuerventil abdichtend andrückt und
welches beim Abschalten der Vakuumpumpe durch die Vorspannung
des Ventilelements durch eine Feder in eine die
Steuerleitung freigebende, vom kammerfernen Ende des
Leitungsabschnittes entfernte Öffnungsstellung übergeht,
wodurch sich der Ventilteller des Saugstutzenventils aus
einer Öffnungsstellung mit Abstand zwischen Ventilteller
und Ventilsitz in eine Schließstellung mit dichtender
Anlage des Ventiltellers am Ventilsitz aufgrund des den
Druck im Ventildurchgang übersteigenden Druckes in der
Kammer bewegt,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Druckölanschluß (32) der Vakuumpumpe (16) mit einem
abgedichteten Druckraum verbunden ist, der von der vom
kammerfernen Ende des Leitungsabschnittes (22) abgewandten
Seite des Ventilelements des Steuerventils
begrenzt wird zur Beaufschlagung des Ventilelements
während des Betriebes der Vakuumpumpe (16) entgegen der
Vorspannung der Feder (76) mit dem Öldruck.
2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilsitz an einer den Saugstutzen (44) tragenden
Deckelplatte (34) angeordnet ist und daß bei
geschlossenem Saugstutzenventil (10) die Deckelplatte
(34) gemeinsam mit dem am Ventilsitz aufgrund des Unterdrucks
im Rezipienten gehaltenen Ventilteller (28) mit
Kolben (26) von der Vakuumpumpe (16) gesondert
entfernbar ist.
3. Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventilelement des Steuerventils als Membran (30)
ausgebildet ist.
4. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilteller (28) ein Dichtelement (50) umfaßt.
5. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben (26) in der Kammer (24) ein Spiel aufweist,
um das Öffnen des Saugstutzenventils (10) nach
einem Wiederingangsetzen der Vakuumpumpe (16) nach einer
Unterbrechung durch entsprechend dem Spiel gedrosselten
Austritt von Umgebungsluft aus der Kammer (24) zu verzögern.
6. Vakuumpumpe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Spiel höchstens 0,05 mm beträgt.
7. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventilteller (28) und der Kolben (26) über ein
Kugelgelenk (52) miteinander verbunden sind.
8. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran (30) in einer den abgedichteten Druckraum
bildenden zylindrischen Ausnehmung in einem Gehäuse
(12) angeordnet und von einer Bodenfläche (56) der Ausnehmung
beabstandet ist, wobei die Steuerleitung über
die Bodenfläche (56) der Ausnehmung verläuft zum Absperren
durch die Membran (30) durch Anlage an der Bodenfläche
(56) in der Schließstellung der Membran (30).
9. Vakuumpumpe nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Membran (30) von einem von der Ausnehmung aufgenommenen
Einsatzelement (64) in der Ausnehmung eingespannt
gehalten ist, wobei ein ringförmiger Strömungsdurchgang
(70) zwischen der Seitenwand der Ausnehmung
und dem Einsatzelement (64) festgelegt ist, mit dem der
Druckölanschluß (32) verbunden ist und wobei ferner das
Einsatzelement (64) einen inneren Durchgang (72) aufweist,
der an seinem einen Ende mit dem ringförmigen
Strömungsdurchgang (70) verbunden ist und dessen anderes
Ende der Membran (30) gegenüberliegt.
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Owner name: WELCH VACUUM TECHNOLOGY, INC. (N. D. GES. D. STAAT |
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D2 | Grant after examination | ||
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