Drehkolben-Hochvakuumpumpenanlage Die Erfindung bezieht sich auf Drehkolben-Hochvakuumspumpenandagen,
bei denen das Betriebsöl der Vorvakuumpumpenstufe vom Betriebsöl der Hochvakuumpumpenstufe
getrennt gehalten ist, zum Zweck der Reinigung des Betriebsöls der Hochvakuumpumpenstufe.
Diese wird bei den, bekannten Pumpenanlagen in einer vakuumdichten Kammer untergebracht,
in der sich auch das Betriebsöl befindet. Die Kammer ist mit dem Saugstutzen der
Vorvakuumpumpenstufeverbunden. Bei einem Evakuierungsvorgäng steht sie also unter
dem von der Vorvakuwmpwmpernstufe erzeugten Vorvakuum, unter dessen Einfluß die
im Betriebsöl der Hochvakuumpumpenstufe enthaltenen Gase sowie die Bestandteile
mit hbhem Dampfdruck entweichen.. Das auf solche Weise gereinigte Öl kann während
des Betriebes dem Schöpfraum der Hochvakuumpumpenstufe zugeführt werden, so daßeine
gute Schmierung und Abdichtung der bewegten Pumpienteile gewährleistet Ist; ohne
d@aß sich das mit der Hochvakuumpumpenstufe erreichbare Vakuum verschlechtert, wie
es bei anderen Pumpenkonstru'ktionen der Fall ist, bei denen das Betriebsöl nicht
genügend entgast werden kann. Solche Pumpen anlagen haben aber den Nachteil, daß
in Betriebspausen das Betriebsöl der Hochvakuumpumpenstufe wieder mit der atmosphäri!sdhen
Luft in Berührung kommt und diese bei längerem Stillstand bis zur Sättigung absorbiert.
Der gelöste Luftsauerstoff bewirkt außerdem eine Alterung des 051s, wodurch
Alterungsprodukte
mit hohem Dampfdruck entstehen und die Schmierwirkung beeinträchtigt wird. Wird
eine solche Pumpe wieder in Betrieb gesetzt, dann müssen bei Beginn. des Evakuierungsvorganges
erst die im Betriebsöl der Hochvakuumpumpenstufe in großer Menge enthaltenen Gase
und Dämpfe von der Vorvakuumpumpenstufe abgesaugt werden, bevor die Pumpe ein hohes
Vakuum erreichen. kann.. Die dazu benötigte Zeit verlängert den; Evakuierungsvorgang
erheblich und gefährdet damit die Wirtschaftlichkeit des Evakuierungsprozesses.
Außer in Betriebspausen kann. das Betriebsöl der Hochvakuumpumpenstufe auch beim
Absaugen von Gasen oder Dämpfen unter hohem Druck verunreinigt werden. Ferner reichern
sich im Öl im Laufe der Zeit mechanische Verunreinigungen, wie Abtrieb der Pumpe
oder in die Pumpe gesaugte Staubpartikel iis-%v., an; die die Schmierwirkung beeinträchtigen
und damit die Betriebssicherheit der Pumpe gefährden. Deshalb muß das Öl in relativ
kurzen Zeitabständen gewechselt werden, womit ein hoher Ölverbrauch und Betriebsunterbrechungen.
verbunden sind.Rotary lobe high vacuum pump system The invention relates to rotary lobe high vacuum pump supports,
in which the operating oil of the backing pump stage differs from the operating oil of the high vacuum pump stage
is kept separate, for the purpose of cleaning the operating oil of the high vacuum pump stage.
This is housed in the known pump systems in a vacuum-tight chamber,
which also contains the operating oil. The chamber is connected to the suction nozzle
Forevacuum pump stage connected. In the event of an evacuation process, it is therefore subject to
the forevacuum generated by the Vorvakuwmpwmpernstufe, under whose influence the
The gases contained in the operating oil of the high vacuum pump stage and the components
escape with high vapor pressure .. The oil purified in this way can during
of operation are fed to the suction chamber of the high vacuum pump stage, so that a
good lubrication and sealing of the moving pump parts is guaranteed; without
d @ ate the vacuum attainable with the high vacuum pump stage worsened, like
it is the case with other pump designs where the operating oil is not
can be sufficiently degassed. Such pumps systems have the disadvantage that
During pauses in operation, the operating oil of the high vacuum pump stage is restored to atmospheric pressure
Comes into contact with air and absorbs it to saturation if it is not used for a long time.
The dissolved atmospheric oxygen also causes the 051s to age, which
Aging products
arise with high vapor pressure and the lubricating effect is impaired. Will
such a pump must be put back into operation at the beginning. the evacuation process
only the gases contained in large quantities in the operating oil of the high vacuum pump stage
and vapors are sucked from the foreline pump stage before the pump runs up
Reach vacuum. can .. The time required for this extends the; Evacuation process
considerable and thus endangers the profitability of the evacuation process.
Except during breaks in operation. the operating oil of the high vacuum pump stage also with
Suction of gases or vapors under high pressure become contaminated. Further enrich
Mechanical impurities such as pump output build up in the oil over time
or dust particles sucked into the pump iis-% v., on; which impair the lubricating effect
and thus endanger the operational safety of the pump. Therefore the oil must be in relative
can be changed at short intervals, resulting in high oil consumption and operational interruptions.
are connected.
Diesen Nachteilen wird durcp, .die Erfindung abgeholfen, indem bei
einer Drehkolben-Hochvakuumpumpenanlage, bei der zur selbsttätigen Ölgeneration
das Öl für die Vorvakuumpumpenstufe vom Öl der Hochvakuumpumpenstufe getrennt ist,
zur Aufnahme des Öls, das den Pumpenkörper kapselnd umschließt und das zur Schmierung
und Abdichtung der bewegten Teile der Hochvakuumpumpe dient, ein vakuumdichter Behälter
vorgesehen ist, der mit der Kammer zwischen dem Austritt der Hochvakuumpumpenstufe
und dem Eintritt der Vorvakuumpumpenstufe verbunden ist und unter einem Druck steht,
der niedriger als der Atmosphärendruck ist. Dabei ist genannter Behälter gegenüber
der Kammer erhöht und verstellbar angeordnet sowie durch einen mit Öffnungen versehenen
Rohrkrümmer mit erwähnter Kammer verbunden, dessen Öffnung in den vakuumdichten
Behälter über dessen Boden und Öffnung in die Kammer an deren tiefsten Stelle des
schräg abfallenden Bodens mündet.These disadvantages are remedied by the invention by
a rotary lobe high vacuum pump system for automatic oil generation
the oil for the backing pump stage is separated from the oil for the high vacuum pump stage,
for receiving the oil that encapsulates the pump body and that for lubrication
and sealing of the moving parts of the high vacuum pump is used, a vacuum-tight container
is provided with the chamber between the outlet of the high vacuum pump stage
and is connected to the inlet of the backing pump stage and is under pressure,
which is lower than atmospheric pressure. The container is opposite
the chamber increased and arranged adjustable and provided with an opening
Elbow pipe connected to the mentioned chamber, the opening of which in the vacuum-tight
Container over its bottom and opening into the chamber at its deepest point of the
sloping ground opens.
Der Gegenstand der Erfindung ist als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel
in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Abb. i eine zweistufige rotierende ölluftpumpe
im Schnitt, beim Absaugen, von Gasen bzw. Dämpfen unter hohem Druck oder bei Stillstand
derselben, und Abb. 2 die gleiche Pumpe beim Absaugen von Gasen bzw. Dämpfen, unter
niedrigem Druck. Bauart und Wirkungsweise. In den Abb, i und 2 bezeichnet i den
Pumpenkörper einer zweistufigen rotierenden Vakuumpumpe, der die Vorvakuumstufe
2 und die Hochvakuumstufe 3 enthält. Der Pumpenkörper i ist in die Kammeer 4 eingebaut,
die gleichzeitig das Betriebsöl für die Schmierung und Abdichtung der bewegten Teile
der Hochvakuumstufe aufnimmt. Die Ölfüllung ist in der Zeichnung durch gemaserte
Flächen dargestellt. Die Pumpenkammer 4 ist allseitig vakuumdicht gegen die Atmosphäre
abgeschlossen. An den Saugstutzen 5 der Hochvakuumstufe 3 wird der Rezipient angeschlossen,
der von der Pumpe ausgepumpt werden, soll. Die abgesaugten Gase bzw. Dämpfe werden
von der Hochvakuumstufe über deren Auslaßöffnung 6 zunächst in den freien, nicht
von Öl ausgefüllten Innenraum der Kammer 4 gefördert, von wo sie über die Saugöffnung
7 von der Vorvakuumstufe abgesaugt wenden. Die Vorvakuumistufe fördert die abgesaugten
Gase bzw. Dämpfe über den Auslaßkanal 8, das Rückächlagventil 9, den Auspuffdom
io und den Auspuffstutzen i i in die Atmosphäre. Das den Auslaßkanal8 verschließende
Rückschlagventil9 ist von einer Ölschicht überlagert, damit der Schöpfraum der Vorvakuumstufe
weitgehend gegen die Atmosphäre abgeschlossen ist. Außerdem dient dieses Öl zur
Schmierung und Abdichtung der bewegten Teile sowie zur Ausfüllung des schädlichen
Raumes in der Vorvakuumstufe. Damit sich das Betriebsöl der Vorvakuumstufe nicht
mit dem der Hochvakuumstufe vermischen kann, sind der Auspuffdom so und der Innenraum
der Vorvakuumstufe vollkommen. gegen die Kammer 4 abgedichtet, so daß nur die Saugöffnung
7 mit dieser in Verbindung steht. Zu diesem an sich bekannten Konstruktionsprinzip
wird erfindungsgemäß der Behälter 13
hinzugefügt, der durch die Rohrleitung
12 mit der Kammer 4 verbunden ist. Er steht unter einem möglichst hohen Vakuum und
dient zur Aufnahme des Betriebsöls in der Kammer 4, wenn dort hoher Druck herrscht,
z. B. wenn bei Stillstand der Pumpe atmosphärische Luft in die Kammer 4 eindringt
oder wenn. Gase oder Dämpfe unter hohem Druck abgesaugt werden.. Der Behälter ist
so groß bemessen, daß er die gesamte in der Kammer 4 befindliche Ölmenge aufnehmen
kann, ohne daß außerdem noch gasförmige Medien darin Platz finden können. Damit
das Öl möglichst restlos aus der Kammer 4 in den Behälter 13 befördert werden
kann, ist die Mündung 14 der Verbindungsleitung i2 an. die tiefste Stelle des schräg
abfallenden Bodens der Kammer 4 gelegt. Die Abflußäffnung 15
liegt dagegen
nicht unmittelbar am Boden. des Behälters 13, sondern etwas höher. Dadurch werden
mechanische Verunreinigungen, die sich aus dem Öl am Boden des Behälters absetzen,
dort zurückgehalten und können nicht wieder mit dem Öl in die Kammer 4 zurückgelangen.The object of the invention is shown as a preferred embodiment in the drawing. It shows Fig. I a two-stage rotating oil air pump in section, when sucking off gases or vapors under high pressure or when the same is stopped, and Fig. 2 the same pump when sucking off gases or vapors, under low pressure. Design and mode of operation. In Figs. I and 2 i denotes the pump body of a two-stage rotating vacuum pump, which contains the fore-vacuum stage 2 and the high-vacuum stage 3. The pump body i is built into the chamber 4, which at the same time receives the operating oil for the lubrication and sealing of the moving parts of the high vacuum stage. The oil filling is shown in the drawing by grained surfaces. The pump chamber 4 is vacuum-tight on all sides from the atmosphere. The recipient, which is to be pumped out by the pump, is connected to the suction nozzle 5 of the high vacuum stage 3. The extracted gases or vapors are first conveyed from the high vacuum stage via its outlet opening 6 into the free interior of the chamber 4, which is not filled with oil, from where they are sucked off via the suction opening 7 from the fore-vacuum stage. The pre-vacuum stage conveys the extracted gases or vapors via the outlet channel 8, the Rückächlagventil 9, the Auspuffdom io and the exhaust pipe ii into the atmosphere. The check valve 9 which closes the outlet channel 8 is covered by a layer of oil so that the suction chamber of the fore-vacuum stage is largely sealed off from the atmosphere. This oil is also used to lubricate and seal the moving parts and to fill the harmful space in the fore-vacuum stage. So that the operating oil of the fore-vacuum stage cannot mix with that of the high-vacuum stage, the exhaust dome and the interior of the fore-vacuum stage are perfect. sealed against the chamber 4 so that only the suction opening 7 is in communication therewith. According to the invention, the container 13 , which is connected to the chamber 4 by the pipeline 12, is added to this construction principle, which is known per se. It is under the highest possible vacuum and serves to hold the operating oil in chamber 4 when there is high pressure there, e.g. B. when atmospheric air enters the chamber 4 when the pump is at a standstill or when. Gases or vapors are sucked off under high pressure .. The container is dimensioned so large that it can hold the entire amount of oil in the chamber 4 without there being any space for gaseous media. So that the oil can be conveyed as completely as possible from the chamber 4 into the container 13, the opening 14 of the connecting line i2 is on. the lowest point of the sloping bottom of the chamber 4 is placed. The drainage opening 15 , however, is not directly on the ground. of the container 13, but a little higher. As a result, mechanical impurities that settle out of the oil at the bottom of the container are retained there and cannot get back into the chamber 4 with the oil.
Diese Anordnung des Behälters 13 bewirkt folgendes: Werden
mit der Pumpe Gase bzw. Dämpfe unter niedrigem Druck (z. B. io-2 Tort) abgesaugt,
so herrscht auch in der Kammer 4 ein niedriger Druck - z. B. i o-2 Torr -, der von
der Vorvakuumstufe 2 aufrechterhalten wird. Da auch der Behälter 13 unter
Vakuum - z. B. i o-2 Torr -steht, verbleibt das Öl in der Kammer 4 (Abb. 2). Unter
dem Einfluß des Vorvakuums und der erhöhten Betriebstemperatur werden im Öl befindliche
Gase und Bestandteile mit hohem Dampfdruck entfernt. Es steht somit' ein von Gasen.
und Dämpfen freies Öl zur Verfügung, das in reichlicher Menge dem Schöpfraum der
Hochvakuumstufe 3 zugeführt werden kann, ohne das mit der Hochvakuumstufe
erreichbare
Vakuum zu verschlechtern. Wird die Pumpe abgestellt, so daß atmosphärische Luft
in die Kammer 4 eindringt, oder steigt der Druck der während eines Evakuierungsvorganges
abgesaugten Gase bzw. Dämpfe, so wird das Öl durch den Druckunterschied zwischen
Kammer 4 und dem Behälter 13 aus der Kammer in den Behälter gefördert. Das Öl steht
dann nur noch durch den. engen Querschnitt der Mündung 14 des Verbindungsrohres
12 mit den, in der Kammer 4 befindlichen: Gasen bzw. Dämpfen in Berührung und kann
diese daher praktisch nicht absorbieren,. Da in den, Behälter 13 außer dem Öl keine
anderen Medien eindringen können, ist das Öl darin auch bei längerem Stillstand
der Pumpe vollkommen geschützt (Abb. i). Es kann keine Gase und Dämpfe aufnehmen
und kann nicht durch Einwirkung von Luftsauerstoff altern. Da durch das geringe
spezifische Gewicht des Öls bereits ein relativ niedriger Druck in der Kammer 4
genügt, um das Öl in. den Behälter 13 zu fördern, kann das Öl durch die Anordnung
des Behälters unter keinen Umständen mit unter hohem Druck stehenden Gasen oder
Dämpfen, in Berührung kommen. Beträgt beispielsweise der Höhen unterschied zwischen,
der Rohrmündung 14 und der höchsten Stelle des Innenraumes des Behälters 13 150
mm, so genügt ein Druck von io Torr, um das Öl vollständig aus der Kammer 4 in den
Behälter 13 zu fördern.This arrangement of the container 13 has the following effects: If the pump is used to suck out gases or vapors under low pressure (e.g. IO-2 Tort), then there is also a low pressure in the chamber 4 - e.g. B. i o-2 Torr -, which is maintained by the fore-vacuum stage 2. Since the container 1 3 under vacuum - z. B. i o -2 Torr -is, the oil remains in the chamber 4 (Fig. 2). Under the influence of the fore-vacuum and the increased operating temperature, gases and constituents in the oil are removed with a high vapor pressure. It is therefore one of gases. and steaming free oil is available, which can be fed in copious amounts to the suction chamber of the high vacuum stage 3 without impairing the vacuum that can be achieved with the high vacuum stage. If the pump is switched off so that atmospheric air penetrates into the chamber 4, or if the pressure of the gases or vapors extracted during an evacuation process increases, the oil is pumped out of the chamber into the container due to the pressure difference between chamber 4 and container 13 . The oil then only stands through the. narrow cross-section of the mouth 14 of the connecting pipe 12 with the, located in the chamber 4: gases or vapors in contact and can therefore practically not absorb them. Since no other media besides the oil can penetrate into the container 13, the oil in it is completely protected even if the pump is not used for a long period of time (Fig. I). It cannot absorb any gases or vapors and cannot age due to the effects of atmospheric oxygen. Since, due to the low specific weight of the oil, a relatively low pressure in the chamber 4 is sufficient to pump the oil into the container 13, the arrangement of the container means that under no circumstances can the oil be exposed to gases or vapors under high pressure, come into contact. If, for example, the height difference between the pipe mouth 14 and the highest point of the interior of the container 13 is 150 mm, a pressure of 10 Torr is sufficient to fully convey the oil from the chamber 4 into the container 13.
Wird bei einem nachfolgenden Evakuierungsvorgang der Druck in der
Kammer 4 niedriger als beispielsweise io Torr, so beginnt das Öl wieder aus dem
Behälter 13 in die Kammer 4 zurückzufließen. Der Druck, bei dem das Öl vollständig
aus dem Behälter in die Kammer gelaufen ist, wird bestimmt durch den Höhenunterschied
zwischen, dem Ölspiegel in. der Kammer und der Abflußäffnung 15 im Behälter. Beträgt
dieser Höhenunterschied z. B. 45 mm, so befindet sich das Öl bei Drücken. unter
3 Torr in der Kammer 4. Da das. in die Kammer 4. zurückfließende L)1 voil hoher
Reinheit ist, steht der Hochvakuumstufe sofort bei Beginn eines Evakuierungsvorganges
reines Öl zur Verfügung; im Gegensatz zu bekannten Pumpen. Das Öl ist auch
im Gegensatz zu diesen frei von. mechanischen Verunreinigungen, da diese durch die
erhöhte Anordnung der Abflußöffnung 15 am Boden des Behälters ij zurückgehalten
werden. Der B-ehiälter 13 kann verstellbar gegenüber der Kammer 4 angeordnet werden.
Dadurch ist es möglich, den Höhenunterschied zwischen Behälter und Kammer den vorliegenden
Betriebsbedingungen so anzupassen, daß sich die bestmögliche Funktion der Punipe
ergibt.If, during a subsequent evacuation process, the pressure in the chamber 4 is lower than, for example, 10 Torr, the oil begins to flow back from the container 13 into the chamber 4. The pressure at which the oil has completely run out of the container into the chamber is determined by the difference in height between the oil level in the chamber and the drainage opening 15 in the container. If this height difference is z. B. 45 mm, the oil is at pressures. below 3 Torr in chamber 4. Since the L) flowing back into chamber 4. is of high purity, pure oil is available to the high vacuum stage immediately at the start of an evacuation process; in contrast to known pumps. In contrast to these, the oil is also free of. mechanical impurities, as these are retained by the raised arrangement of the drainage opening 15 at the bottom of the container ij. The container 13 can be arranged so as to be adjustable in relation to the chamber 4. This makes it possible to adapt the height difference between the container and the chamber to the prevailing operating conditions in such a way that the best possible function of the Punipe results.
Durch die Erfindung wird die .physikalisch bedingte Verunreinigung
des Betriebsöls der Hochvakuumpumpenstufe vollständig vermieden bzw. nach kurzer
Zeit wieder beseitigt. Dem Schöpfraum der Hochvakuumpumpenstufe kann ohne Herabsetzung
der Pumpenleistung immer - auch bei Beginn eines Evakuierungsvorganges - eine -
reichliche Ölmenge zugeführt werden. Die Funktion einer Pumpe gemäß der Erfindung
und ihre Be: triebssicherheit wird dadurch gegenüber bekannten Pumpen wesentlich
verbessert. Die sehr gute Schmierung erlaubt es außerdem, die Hochvakuumpumpenstufe
mit sehr hoher Drehzahl zu betreiben. Dadurch erhöht sich die Förderleistung gegenüber
bekannten Pumpen bei gleichem Gewicht, gleichen Abmessungen und etwa gleichem Fertigungsaufwand
um ein Mehrfaches.. Der Ölverbrauch ist gegenüber bekannten, Pumpen gleichfalls
bedeutend geringer, da das Betriebsöl der Hochvakuumptzmpenstufe sehr lange haltbar
ist.With the invention, the .physically caused contamination
of the operating oil of the high vacuum pump stage is completely avoided or after a short time
Time eliminated again. The suction chamber of the high vacuum pump stage can be used without reduction
the pump output always - even at the beginning of an evacuation process - a -
copious amounts of oil are supplied. The function of a pump according to the invention
and their operational reliability is therefore essential compared to known pumps
improved. The very good lubrication also allows the high vacuum pump stage
to operate at a very high speed. This increases the delivery rate compared to
known pumps with the same weight, the same dimensions and approximately the same manufacturing effort
many times over .. The oil consumption is also compared to known pumps
Significantly lower, as the operating oil of the high vacuum pump stage has a very long shelf life
is.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel
begrenzt, sondern es können auch Kolbenpumpen oder andere mechanische Systeme verwendet
werden. So kann. z. B. die Hochvakuumpumpenstufe aus mehr als einer Einzelpumpe
bestehen, wobei diese Einzelpumpen parallel oder hinterei-nandergeschaltiet,sei.n
können. Es ist auch möglich, die Vorvakuumpumpenstufe nicht direkt in der Kammer
4 anzuordnen, sondern getrennt von dieser, so daß nur die Saugöffnung 7 über eine
Rohrleitung mit der Kammer verbunden ist. Bei dieser Ausführung befindet sich also
nur die Hochvakuumpumpenstufe 3 in der Kammer ,¢. Ebenso kann außer der Vorvakuumpumpenstafe
auch die Hochvakuumpumpenstufe getrennt von der Kammer 4 angebracht sein. Mit der
Kammer 4 stehen dann nur die Saugöffnung 7 der Vorvakuumpumpenstufe und die Auslaßöffnung
6 der Hochvakuumpumpenstufe über geeignete Kanäle in Verbindung. Außerdem wird in
diesem Falle zwischen der Kammer q. und der Ölzuführungsöffnung der Hochvakuumpumpenstufe
- ein Verbindungskanal angeordnet, so daß bei genügend niedrigem Druck in der Kammer
4 der Hochvakuumpumpenstufe laufend Frischöl zugeführt wird.The invention is not limited to the exemplary embodiment described and illustrated
limited, but piston pumps or other mechanical systems can also be used
will. So can. z. B. the high vacuum pump stage from more than one single pump
exist, whereby these single pumps are connected in parallel or in series
can. It is also possible to have the backing pump stage not directly in the chamber
4 to be arranged, but separately from this, so that only the suction opening 7 has a
Pipeline is connected to the chamber. So in this version there is
only the high vacuum pump stage 3 in the chamber, ¢. In addition to the forevacuum pump station
the high vacuum pump stage can also be attached separately from the chamber 4. With the
Chamber 4 is then only the suction opening 7 of the backing pump stage and the outlet opening
6 of the high vacuum pump stage via suitable channels in connection. In addition, in
this case between the chamber q. and the oil supply opening of the high vacuum pump stage
- A connecting channel is arranged so that at a sufficiently low pressure in the chamber
4 fresh oil is continuously fed to the high vacuum pump stage.