EP0964999A1 - Vakuumpumpe - Google Patents
VakuumpumpeInfo
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumpumpe mit mindestens einem Schöpfraum (7, 8, 23 bis 26) und mindestens einem dem Schöpfraum benachbarten Raum (3, 5, 27); um Schäden in den benachbarten Räumen, verursacht durch die geförderten Gase, zu vermeiden, wird vorgeschlagen, dass sie mit einer Gasballasteinrichtung ausgerüstet ist und dass die Zufuhr des Ballastgases über den dem Schöpfraum benachbarten Raum erfolgt.
Description
Vakuumpumpe
Die Erfindung betrifft eine Va uumpumpe mit mindestens einem Schöpfraum und mindestens einem dem Schöpfraum benachbarten Raum, wie Motor- Antriebs-, Getriebe-, Kurbelwellen- oder dergleichen -Raum.
In vielen Industriezweigen müssen Vakuumpumpen der hier betroffenen Art ätzende und/oder toxische Gase fördern. Diese Gase können in die den Schöpfräumen der Vakuumpumpen benachbarten Räume gelangen, die in aller Regel durch Dichtungen ( ellendicht-ringe, Labyrinthdichtungen usw.) von den Schöpfräumen getrennt sind. Ätzende Gase verursachen in diesen Räumen Korrosionen oder Abrasionen, die zu einem vorzeitigen Verschleiß von Lagern oder zu Schäden an anderen dort befindlichen Bauteilen führen. Darüber hinaus können ätzende und toxische Gase auf dem Weg über den Schöpfräumen benachbarte Räume in die Atmosphäre gelangen. In der Halbleiterindustrie, wird der Bedarf an trockenen, das heißt zumindest in Bezug auf den Schöpfräum ölfreien Vakuumpumpen immer größer. Der Grund dafür liegt darin, dass die Prozesse, die in den an die Vakuumpumpen angeschlossenen Vakuumkammern ablaufen, vor störenden Kohlenwasserstoffen geschützt sind. Die in der Halbleiterindustrie eingesetzten oder entstehenden, von der Vakuumpumpe zu fördernden Gase haben häufig die Eigenschaft, während ihrer Kompression
auf Atmosphärendruck Feststoffe zu bilden. Auch Ablagerungen dieser Art können in den dem Schöpfraum benachbarten Räumen schädlich sein.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vakuumpumpe der eingangs erwähnten Art derart auszubilden, dass die Gefahren der Entstehung von Schäden in den den Schöpfräumen benachbarten Räumen sowie des Austretens von ätzenden oder toxischen Gasen aus der Vakuumpumpe weitestgehend beseitigt sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vakuumpumpe mit einer Gasballasteinrichtung ausgerüstet ist und dass die Zufuhr des Ballastgases über den dem Schöpfräum benachbarten Raum erfolgt. Eine Vakuumpumpe gemäß dieser Erfindung hat einen äußeren Gasballast- oder Spülgaseinlass und einen unmittelbar am Schöpfraumgehäuse gelegenen Gaseintritt. Zwischen Ga- seinlass und Gaseintritt befinden sich der oder die zu spülenden, dem Schöpfräum benachbarten Räume. Bei einer in der angegebenen Weise ausgebildeten Pumpe hat das über den Gasballasteinlass eintretende Gas die Wirkung, den oder die dem Schöpfraum benachbarten Räume zu spülen. Dringen ätzende oder toxische Gase durch Dichtungen, die ihre Dichtfunktion nicht oder nicht mehr vollständig erfüllen, in den dem Schöpfraum benachbarten Raum ein, dann werden sie zusammen mit dem Ballast- bzw. Spülgas zurück in die Pumpe gefördert, bevor sie Schäden anrichten oder in die Atmosphäre gelangen können. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass dem Konstrukteur in Bezug auf die Wahl des Ortes des Gasballast- bzw. Spülgaseinlasses mehr Möglichkeiten zur Verfügung stehen. Schließlich kann der am Schöpfraumgehäuse gelegene Gaseintritt ständig offen gehalten werden, so dass sich in dem dem Schöpfraum benachbarten Raum ein Unterdruck einstellt. Die Gefahr, dass toxische oder ät-
zende Gase durch Undichtigkeiten im äußeren Gehäuse nach außen dringen, ist dadurch weiter vermindert.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen
Figur 1 eine zweistufige Drehschiebervakuumpumpe und Figur 2 eine vierstufige Kolbenvakuumpumpe.
Die in Figur 1 dargestellte Drehschiebervakuumpumpe umfaßt ein Schöpfraumgehäuse 1 und einen Antriebsmotor 2. Das Schöpfraumgehäuse 1 befindet sich im Pumpenraum 3, gebildet vom äußeren Gehäuse 4, der Motor im Motorraum 5, gebildet vom Motorgehäuse 6, das an das äußere Pumpengehäuse 4 angeflanscht ist. Im Schöpfraumgehäuse 1 befinden sich die Schöpfräume 7 und 8 mit ihren Rotoren
9 und 10. Die Rotoren 9 und 10 sind auf der Motorwelle 11 befestigt, welche mehrfach im Schöpfraumgehäuse 2 gelagert und abgedichtet ist. Die größere Stufe 7, 9 der Pumpe ist die Einlassstufe und steht mit dem Einlass 12 in Verbindung. Der Auslass 13 ist an die Auslassstufe 8,
10 angeschlossen. Einlassstufe 7, 9 und Auslassstufe 8, 10 sind über die Bohrung 14 miteinander verbunden. In diese Bohrung 14 mündet die Bohrung 15. Sie steht mit dem Pumpenraum 3 in Verbindung und wird im weiteren als schöpfraumnaher Gasballast- oder Spülgaseintritt bezeichnet. Der außerhalb der Pumpe befindliche Gasballast- oder Spülgaseinlass ist mit 16 bezeichnet. Er um- fasst das Ventil 17 und die Drossel 18.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Gaseinlass 16 in einem vom Pumpengehäuse 4 entfernt liegenden Bereich am Motorgehäuse 6 angebracht. Bei geöffnetem Ventil 17, also bei einem Gasballast- bzw.
Spülbetrieb, strömt das Gas durch den Motorraum 5 und durch den Pumpenraum 3 zum Eintritt der Bohrung 15, dem unmittelbar am Schöpfraumgehäuse gelegenen Gaseintritt. Durch undichte Wellendichtungen in den Pumpen- oder Motorraum gelangende Gase werden in die Auslassstufe 8, 10 zurückgespült. Bei Bedarf können Schikanen und/oder mehrere Einlassstutzen 16 vorhanden sein, um eine vollständige Spülung der den Schöpfräumen 7, 8 benachbarten Räume sicherzustellen. An den Einlassstutzen 16 kann außerdem ein Inertgas-Vorratsbehälter angeschlossen sein, wenn mit einem Inertgas, z.B. N2 gespült oder Gasballast erzeugt werden soll.
Der schöpfraumnahe Ballastgas- oder Spülgaseintritt 15 ist zum Pumpenraum 3 ständig offen. Ist das Ventil 17 geschlossen, stellt sich im Pumpenraum 3 und im Motorraum 5 ein Vakuum ein. In den Pumpenraum 3 und den Motorraum 5 gelangende Gase können deshalb durch Lecks in den Gehäusen 4, 6 nicht nach außen dringen. Bei offenem Ventil 16 sorgt die Drossel 18 für die Aufrechterhaltung eines Unterdruckes in den Gehäusen 4 und 6.
Figur 2 zeigt eine vierstufige trockene Kolbenvakuumpumpe mit ihren Schöpfraumgehäuseteilen 21 und 22, in denen sich die zylindrischen Schöpfräume 23 bis 26 befinden. Zwischen den Gehäuseteilen 21, 22 befindet sich der Kurbelwellenraum 27, dessen Gehäuse mit 28 bezeichnet ist. Die Kolben 31 bis 34 sind jeweils gestuft und bilden acht Pumpenkammern, die zum Teil parallel geschaltet sind, so dass die dargestellte Pumpe vier Pumpstufen hat. Ihr Einlass ist mit 35, ihr Auslass mit 36 bezeichnet. In der älteren deutschen Patentanmeldung 196 34 519.7 ist eine Vakuumpumpe dieser Art im einzelnen beschrieben. Die letzte ringförmige Pumpkammer bildet die letzte Stufe der dargestellten Vakuumpumpe. Ihr Einlass ist mit 37, ihr Auslass mit 38 bezeichnet.
Der Einlass 37 der letzten Stufe der Pumpe steht über die Leitung 39 mit dem Kurbelwellenraum 27 in Verbindung. Ihre Mündung bildet den schöpfraumnahen Gaseintritt 41. Sie liegt in der Nähe der einen Stirnseite des Kurbelwellengehäuses 28. Im Bereich der gegenüberliegenden Seite des Kurbelwellengehäuses 28 befindet sich der Gasballast- oder Spülgaseinlass 16 mit Ventil 17 und Drossel 18. In der bereits zu Figur 1 beschriebenen Weise kann durch über den Gaseinlass 16 einströmendes Gas der Kurbelwellenraum 27 gespült und darin ein Unterdruck aufrechterhalten werden.
Claims
1. Vakuumpumpe mit mindestens einem Schöpfräum (7, 8, 23 bis 26) und mindestens einem dem Schöpfraum benachbarten Raum (3, 5, 27) , dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Gasballasteinrichtung ausgerüstet ist und dass die Zufuhr des Ballastgases über den dem Schöpfräum benachbarten Raum erfolgt.
2. Vakuumpumpe mit mindestens einem Schöpfräum (7, 8, 23 bis 26) und mindestens einem dem Schöpfraum benachbarten Raum (3, 5, 27) , dadurch gekennzeichnet, dass sie einen äußeren Gasballast- oder Spülgasein- lass (16) und einen unmittelbar am Gehäuse (3, 22) gelegenen Gaseintritt (15, 41) aufweist und dass sich der dem Schöpfraum benachbarte Raum zumindest teilweise zwischen Gaseinlass (16) und Gaseintritt
(15, 41) befindet.
3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaseinlass (16) ein Ventil (17) und eine Drossel (18) umfasst.
4. Pumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Gaseinlässe (16) an verschiedenen Stellen der Pumpe vorgesehen sind.
5. Pumpe nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Gaseinlässe (16) mit einem Inertgas-Vorratsbehälter in Verbindung stehen.
6. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Drehschiebervakuumpumpe ausgebildet ist.
7. Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie zweistufig ausgebildet ist, dass sie einen Pumpenraum (3) und einen Motorraum (5) aufweist, und dass eine Bohrung (15) vorhanden ist, welche eine Verbindungsbohrung (14) zwischen den beiden Stufen
(7, 9 und 8, 10) mit dem Pumpenraum (3) verbindet.
8. Pumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gaseinlass (16) am Motorgehäuse (6) angeordnet ist .
9. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie als mehrstufige Kolbenvakuumpumpe ausgebildet ist.
10. Pumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (37) der letzten Pumpenstufe mit einem Kurbelwellenraum (27) in Verbindung steht.
11. Pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung (41) der Leitung (39) in den Kurbelwellenraum (27) und der Gaseinlass (16) in den Bereichen einander gegenüberliegender Stirnseiten des Kurbelwellengehäuses (28) angeordnet sind.
12. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine trockene Vakuumpumpe ist .
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