EP0714482B2 - Vakuumpumpe mit ölabscheider - Google Patents

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EP0714482B2
EP0714482B2 EP94926181A EP94926181A EP0714482B2 EP 0714482 B2 EP0714482 B2 EP 0714482B2 EP 94926181 A EP94926181 A EP 94926181A EP 94926181 A EP94926181 A EP 94926181A EP 0714482 B2 EP0714482 B2 EP 0714482B2
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vacuum pump
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Lutz Arndt
Winfried Kaiser
Peter Müller
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Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
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Leybold AG
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    • Y10S418/00—Rotary expansible chamber devices
    • Y10S418/01—Non-working fluid separation

Definitions

  • the invention relates to a vacuum pump with the Features of the preamble of claim 1.
  • gas ballast supply With gas ballast supply, the inlet of gases into the Understand the capacity of a vacuum pump, namely one Time when the scoop is closed to the inlet side is.
  • the gas ballast supply can be harmful Condensation of extracted vapors can be avoided.
  • a two-stage vacuum pump is used to supply the gas ballast usually in the forevacuum stage. It is also known to supply gas ballast to the high vacuum stage.
  • Oil-sealed vacuum pumps deliver with the gas volume flow an oil volume flow that consists of one at every revolution Oil supply gets into the pump. The extracted oil gets into the oil supply back. The gases contaminated with oil vapors are fed to the pump outlet.
  • the outlet of such Pumping is therefore usually internal or external located oil separator or gas filter, in which by far the largest part of the oil vapors transported from Gas volume flow is separated.
  • From DE-B-10 98 150 is a gate valve vacuum pump known, the outlet of which is followed by an oil separator.
  • the Oil separator is designed as a cyclone.
  • the previously known vacuum pump on a gas ballast device that comprises a gas channel with a valve. In this gas channel opens a side channel that leads to the oil separator.
  • the Side channel has the effect that part of the oil separator located oil mist as gas ballast in the work area the pump is sucked in. Are using this pump promoted aggressive gases, there is the disadvantage that these get back into the pump delivery chamber. in the other side channel is not used to return the im Oil separation room of separated oil.
  • the state of the art also includes the content of GB-A-863 162. This discloses a gas compressor. On Oil separator from which oil is derived is not available.
  • the present invention has for its object a To create a vacuum pump with the features mentioned at the beginning, where the risk of repatriation from aggressive Gases no longer exist in the pumping chamber and at which the Means for oil return from the oil separator especially are simply designed.
  • the return leads to the return the oil serving line at one point in the vacuum pump, on the during the operation of the vacuum pump There is negative pressure, which is the conveyance of the oil from the oil separator to the pump. The influence on the final pressure behavior is. negligible. The danger of one There is backflow of oil in the connected recipient no more.
  • the oil return into the gas ballast supply serving line also has the advantage that it is particularly simple, inexpensive and can be retrofitted.
  • the anchor sections 21, 22 are provided with slots 25, 26 for Slider 27, 28 equipped. These are each from the associated end face of the rotor milled here, so that achieved exact slot dimensions in a simple manner can be.
  • the bearing section 23 lies between the anchor sections 21, 22. bearing section 23 and bearing bore 11 form the only storage of the Rotor.
  • Anchor section 22 and the associated scoop space 9 are longer than the anchor section 21 with the scooping space 8.
  • Anchor section 22 and Ladle chamber 9 form the high vacuum stage. While the inlet of high vacuum stage 9 is in operation, 22 with the intake manifold 30 in connection.
  • the outlet the high vacuum stage 9, 22 and the inlet of the fore vacuum stage 8, 21 are over the housing bore or the intermediate channel 31 in connection, which is parallel extends to the axes 15, 16 of the scoops 8, 9.
  • the outlet of the forevacuum stage 8, 21 opens in the oil space 17, which includes the oil sump 20. In the oil room 17 the oily gases calm down and leave the pump 1 through the outlet port 33.
  • the inlet and outlet openings are for reasons of clarity of the two pump stages in the figure not shown.
  • the bearing piece 13 Is coaxial with the axis 14 of the bearing bore 11 the bearing piece 13 with a bore 35 for the shaft 36 of the drive motor 4 equipped.
  • the seal the shaft 36 to the bearing piece 13 takes place through the shaft sealing rings 37 in the recesses 38.
  • the clutch of the rotor 3 with the drive shaft 36 is form-fitting via cams and corresponding recesses.
  • float valve 50 Appropriately located in line section 45 a float valve 50. This ensures that line 45 is shut off if there is no deposited and there is oil to be returned. A flood the pump 1 is thereby avoided.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Unter Gasballastzufuhr wird der Einlaß von Gasen in den Schöpfraum einer Vakuumpumpe verstanden, und zwar zu einem Zeitpunkt, wenn der Schöpfraum zur Einlaßseite hin abgeschlossen ist. Durch die Gasballastzufuhr können schädliche Kondensationen abgesaugter Dämpfe vermieden werden. Bei einer zweistufigen Vakuumpumpe erfolgt die Gasballastzufuhr üblicherweise in die Vorvakuumstufe. Es ist aber auch bekannt, der Hochvakuumstufe Gasballast zuzuführen.
Ölgedichtete Vakuumpumpen fördern mit dem Gasvolumenstrom einen Ölvolumenstrom, der bei jeder Umdrehung aus einem Ölvorrat in die Pumpe gelangt. Das geförderte Öl gelangt in den Ölvorrat zurück. Die mit Öldämpfen belasteten Gase werden dem Pumpenauslaß zugeführt. Dem Auslaß derartiger Pumpen ist deshalb in der Regel ein intern oder extern gelegener Ölabscheider bzw. Gasfilter nachgeordnet, in dem der weitaus größte Teil der mitgeförderten Öldämpfe vom Gasvolumenstrom getrennt wird.
Es ist bekannt, das im Gasfilter abgeschiedene Öl durch den Einlaß der Pumpe zurückzuführen. Das der Saugseite der Pumpe zugeführte Öl verschlechtert den Enddruck; außerdem besteht die Gefahr von unerwünschten Ölrückströmungen in den angeschlossenen Rezipienten, was zu Störungen der im Rezipienten ablaufenden Prozesse führen kann.
Bei einer anderen Lösung wird das im Gasfilter abgeschiedene Öl unmittelbar in den Ölsumpf der Pumpe zurückgeführt. Diese Ölrückführung ist nur möglich, wenn eine Hilfspumpe vorhanden ist, oder - was in der Regel nicht der Fall ist - der Gasfilter so weit oberhalb des Schöpfraumes angeordnet ist, daß das Öl infolge seiner Schwerkraft in den Ölsumpf zurückströmt.
Aus der DE-B-10 98 150 ist eine Sperrschiebervakuumpumpe bekannt, deren Auslaß ein Ölabscheider nachgeordnet ist. Der Ölabscheider ist als Zyklon ausgebildet. Außerdem weist die vorbekannte Vakuumpumpe eine Gasballast-Einrichtung auf, die einen Gaskanal mit einem Ventil umfaßt. In diesem Gaskanal mündet ein Seitenkanal, der zum Ölabscheider führt. Der Seitenkanal hat die Wirkung, daß ein Teil des im Ölabscheideraum befindlichen Ölnebels als Gasballast in den Arbeitsraum der Pumpe hineingesaugt wird. Werden mit dieser Pumpe aggressive Gase gefördert, dann besteht der Nachteil, daß diese erneut in den Förderraum der Pumpe gelangen. Im übrigen dient der Seitenkanal nicht der Rückführung des im Ölabscheideraum abgeschiedenen Öls.
Zum Stand der Technik gehört auch noch der Inhalt der GB-A-863 162. Diese offenbart einen Gaskompressor. Ein Ölabscheider, aus dem Öl zurückzuführen ist, ist nicht vorhanden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumpumpe mit den eingangs erwähnten Merkmalen zu schaffen, bei der die Gefahr der Rückführung von aggressiven Gasen in den Förderraum nicht mehr besteht und bei der die Mittel zur Ölrückführung aus dem Ölabscheider besonders einfach gestaltet sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Bei dieser erfindungsgemäßen Lösung gelangt nur das Öl aus dem Ölabscheider über die Gasballasteinrichtung in den Förderraum der Vakuumpumpe zurück. In den Ölabscheider geförderte aggressive Dämpfe werden nicht erneut in den Förderraum der Vakuumpumpe zurückgeführt.
Eine andere, nur bei zweistufigen Vakuumpumpen realisierbare Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe besteht darin, daß die der Rückführung des abgeschiedenen Öls dienende Leitung in den Zwischenkanal mündet, der den Auslaß der Hochvakuum-Stufe mit dem Einlaß der Vorvakuum-Stufe verbindet.
Bei beiden vorgeschlagenen Lösungen mündet die der Rückführung des Öls dienende Leitung an einer Stelle in die Vakuumpumpe, an der während des Betriebs der Vakuumpumpe ein Unterdruck herrscht, der die Förderung des Öls vom Ölabscheider zur Pumpe sicherstellt. Der Einfluß auf das Enddruckverhalten ist. vernachlässigbar. Die Gefahr einer Ölrückströmung in den angeschlossenen Rezipienten besteht nicht mehr. Die Ölrückführung in die der Gasballastzufuhr dienende Leitung hat außerdem noch den Vorteil, daß sie besonders einfach, kostengünstig und nachrüstbar ist.
Die Ankerabschnitte 21,22 sind mit Schlitzen 25, 26 für Schieber 27, 28 ausgerüstet. Diese sind jeweils von der zugehörigen Stirnseite des Rotors her eingefräst, so daß in einfacher Weise exakte Schlitzabmessungen erreicht werden können. Der Lagerabschnitt 23 liegt zwischen den Ankerabschnitten 21, 22. Lagerabschnitt 23 und Lagerbohrung 11 bilden die einzige Lagerung des Rotors.
Der Ankerabschnitt 22 und der zugehörige Schöpfraum 9 sind länger ausgebildet als der Ankerabschnitt 21 mit dem Schöpfraum 8. Ankerabschnitt 22 und Schöpfraum 9 bilden die Hochvakuumstufe. Während des Betriebs steht der Einlaß der Hochvakuumstufe 9, 22 mit dem Ansaugstutzen 30 in Verbindung. Der Auslaß der Hochvakuumstufe 9, 22 und der Einlaß der Vorvakuumstufe 8, 21 stehen über die Gehäusebohrung bzw. den Zwischenkanal 31 in Verbindung, der sich parallel zu den Achsen 15, 16 der Schöpfräume 8, 9 erstreckt. Der Auslaß der Vorvakuumstufe 8, 21 mündet in den ölraum 17, der den Ölsumpf 20 umfaßt. Im Ölraum 17 beruhigen sich die ölhaltigen Gase und verlassen die Pumpe 1 durch den Auslaßstutzen 33. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Einlaß- und Auslaßöffnungen der beiden Pumpenstufen in der Figur nicht dargestellt.
Koaxial mit der Achse 14 der Lagerbohrung 11 ist das Lagerstück 13 mit einer Bohrung 35 für die Welle 36 des Antriebsmotors 4 ausgerüstet. Die Abdichtung der Welle 36 zum Lagerstück 13 erfolgt durch die Wellendichtringe 37 in den Aussparungen 38. Die Kupplung des Rotors 3 mit der Antriebswelle 36 erfolgt formschlüssig über Nocken und korrespondierende Aussparungen.
An den Auslaßstutzen 33 der Pumpe 1 schließt sich eine Leitung 41 an, die in den ölabscheider bzw. Gasfilter 42 mündet. Das von Öldämpfen befreite Gas verläßt den Ölabscheider über die Leitung 43. Das abgeschiedene Öl sammelt sich im Raum 44 und soll in den Ölvorrat der Pumpe 1 zurückgeführt werden.
Dargestellt sind zwei Alternativen der Ölrückführung. Bei der ersten Alternative gelangt das abgeschiedene Öl über die Leitungsabschnitte 45, 46 in die Leitung 47, die der Zufuhr von Gasballast in die Vorvakuumstufe 8, 21 der Pumpe 1 dient. Zweckmäßig mündet der Leitungsabschnitt 46 in die Leitung 47 an einer Stelle, die in Bezug auf die Strömungsrichtung des Gasballastes stromabwärts vom Gasballastventil 48 liegt. Dadurch ist sichergestellt, daß auch bei geschlossenem Gasballastventil die Ölrückführung möglich ist.
Bei der zweiten Alternative strömt das abgeschiedene Öl durch die Leitungsabschnitte 45 und 49. Der gestrichelt dargestellte Leitungsabschnitt 49 mündet in den Zwischenkanal 31.
Zweckmäßig befindet sich im Leitungsabschnitt 45 ein Schwimmerventil 50. Dadurch ist sichergestellt, daß die Leitung 45 abgesperrt ist, wenn kein abgeschiedenes und zurückzuführendes Öl vorhanden ist. Ein Fluten der Pumpe 1 wird dadurch vermieden.

Claims (2)

  1. Vakuumpumpe (1)
    mit einem ihrem Auslass (33) nachgeordneten Ölabscheider (42),
    mit einer Gasballasteinrichtung, welche eine der Gaszufuhr dienende Leitung (47) mit einem Gasballastventil (48) umfasst,
    mit einer weiteren Leitung (45, 46), die die Leitung (47) mit dem Ölsammelraum (44) des Ölabscheiders (42) verbindet und der Rückführung des im Ölabscheider (42) abgeschiedenen Öles in die Vakuumpumpe (1) dient, wobei die weitere Leitung (45, 46) in die Leitung (47) an einer Stelle mündet, die in Bezug auf die Strömungsrichtung des Gasballastes stromabwärts vom Gasballastventil (48) liegt, sowie
    mit einem Ventil (50) in der weiteren Leitung (45, 46),
    dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (50) ein Schwimmerventil ist, das die Leitung (45, 46) absperrt, wenn kein abgeschiedenes und zurückzuführendes Öl vorhanden ist.
  2. Zweistufige Vakuumpumpe (1)
    mit einer Hochvakuumstufe (9, 22),
    mit einer Vorvakuumstufe (8, 21),
    mit einem die beiden Stufen verbindenden Zwischenkanal (31),
    mit einem ihrem Auslass (33) nachgeordneten Ölabscheider (42) und
    mit einer weiteren Leitung (45, 49), über die das im Ölabscheider (42) abgeschiedene Öl in die Vakuumpumpe (1) zurückgeführt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass die der Rückführung des Öls dienende weitere Leitung (45, 49) in den Zwischenkanal (31) mündet, der den Auslass der Hochvakuumstufe (9, 22) mit dem Einlass der Vorvakuumstufe (8, 21) der Pumpe (1) verbindet, und dass sich in der Leitung (45, 49) ein Schwimmerventil (50) befindet, das die Leitung (45, 49) absperrt, wenn kein abgeschiedenes und zurückzuführendes Öl vorhanden ist.
EP94926181A 1993-08-17 1994-08-11 Vakuumpumpe mit ölabscheider Expired - Lifetime EP0714482B2 (de)

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EP0714482A1 EP0714482A1 (de) 1996-06-05
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