EP1598558B1 - Ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe - Google Patents

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EP1598558B1
EP1598558B1 EP05008941.6A EP05008941A EP1598558B1 EP 1598558 B1 EP1598558 B1 EP 1598558B1 EP 05008941 A EP05008941 A EP 05008941A EP 1598558 B1 EP1598558 B1 EP 1598558B1
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EP
European Patent Office
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oil
vacuum pump
shaft
type rotary
rotary vacuum
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Armin Conrad
Wolfgang Losch
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Pfeiffer Vacuum GmbH
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Pfeiffer Vacuum GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/344—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C18/3441—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
    • F04C18/3442—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation the surfaces of the inner and outer member, forming the inlet and outlet opening
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C25/00—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids
    • F04C25/02—Adaptations of pumps for special use of pumps for elastic fluids for producing high vacuum
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    • F04C29/0042—Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/0085—Prime movers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/70—Safety, emergency conditions or requirements
    • F04C2270/701—Cold start

Definitions

  • the invention relates to an oil-sealed rotary vane vacuum pump according to the preamble of the first claim.
  • Rotary vane vacuum pumps play an important role in the generation of vacuum. They are used to generate coarse and fine vacuum with final pressures of up to approx. 6 * 10 -3 mbar and are used in industry, research and laboratories. Traditionally, these pumps also serve as a backing pump for non-atmospheric pressure pumps such as Roots pumps and turbomolecular pumps. Depending on the application, they are designed in one or more stages.
  • Rotary vane vacuum pumps of the present type belong to the class of oil superposed positive displacement pumps.
  • the oil in the pump performs a number of tasks, including on the one hand the sealing of the gas outlet against the gas inlet side. On the other hand, the oil is used for cooling and lubricating the mechanical components of the pump.
  • the oil also plays a negative role in the design of the drive motor.
  • the oil is tough and viscous. This requires a lot of power on the side of the drive motor in order to turn the rotor of the pump.
  • insufficient dimensioning ie, too low a torque of the drive motor, it may even happen that the pump does not even start up.
  • Remedy can provide the choice of an oil with higher viscosity, however, such oils have volatile constituents, so that the final pressure increases (Wutz: "Handbook Vacuum Technology", Vieweg-Verlag, 8th edition, p 202 ff).
  • the drive motors are designed very powerful in oil-lubricated rotary vane vacuum pumps.
  • Prior art rotary vane vacuum pumps of the prior art are equipped with asynchronous AC electric motors. Their typical torque as a function of the speed is in Fig. 3 shown. At low speeds, the torque is low, the much higher maximum torque is achieved only at medium speeds. At higher speeds, the torque drops again.
  • This situation requires that the drive motors must be oversized, so that the rotary vane vacuum pumps can even start.
  • This oversizing causes an unnecessarily high power consumption of the drive and thereby increases both the manufacturing costs, as well as the operating costs of the pump. The latter play an increasing role, as rotary vane vacuum pumps are designed for continuous operation. Negatively, the oversizing of the drive motor also affects the size of the entire pump.
  • AC electric motors as they are mostly used in particular in small and medium rotary vane vacuum pumps with pumping speeds up to 40 m 3 / h, are often two-phase motors. These motors use capacitors to allow more than two coils per circumference. This results in an uneven torque characteristic, ie an uneven torque relative to a complete revolution of the shaft. This results in an unnecessarily high vibration and noise, which is difficult to tolerate in many applications. Appropriate installation measures must be taken to ensure that that these vibrations are not transmitted to, for example, sensitive laboratory equipment.
  • the oil within the rotary vane pump is used for cooling, for lubricating the moving parts and for sealing the suction chamber. Contamination of the pump environment by oil escaping from the housing should be prevented. Especially the sealing of the implementation of the rotor shaft through the housing is difficult.
  • radial shaft seals are used here, which, however, have a high degree of wear, i. lead to high maintenance costs.
  • in the prior art rotary vane vacuum pumps are equipped with magnetic coupling and split pot, which leads to an increase in manufacturing costs while reducing operating costs.
  • the drive system of a rotary vane vacuum pump has at least two shafts, namely rotor shaft and motor shaft. Both must be stored, also coupling elements between the waves are needed. These measures increase the number of components, the assembly costs and the error rate of the pump.
  • the prior art ( GB 2 151 091 A ) includes a rotary vane pump with a shaft and an electric drive motor for the shaft.
  • Roots pump which also has a shaft and a drive motor.
  • This prior art vacuum pump can be improved so that components provided for driving, such as coils of oil and any residues therein, can not be attacked and decomposed.
  • the invention is therefore based on the object to build an oil-sealed rotary vane vacuum pump, which overcomes the disadvantages of the prior art.
  • the oil-sealed rotary vane vacuum pump is driven by a brushless DC motor.
  • This consists of permanent magnets, which are mounted on the shaft of the pumping system, and stationary coils, which are controlled by an electronics.
  • These engines have a very even course of torque as a function of speed and angle of rotation. Even at very low speeds almost the full torque is applied as starting torque. In this way, a motor can be used, which has a significantly lower power consumption compared to an asynchronous AC motor with the same starting torque. Therefore, the entire engine is structurally smaller, so the pump can be made more compact.
  • the torque which is more uniform with respect to the rotation, ensures significantly smoother running, which has a very positive effect on vibration and noise development.
  • the rotary vane vacuum pump according to the invention requires only a single shaft, whereby manufacturing costs and error rate are reduced.
  • FIG. 1 shows an oil-sealed rotary vane vacuum pump 1 with housing 2, gas inlet 3 and gas outlet 4. Inside the housing is the pumping system 5 with a shaft 12 which is mounted in the bearings 13. The pumping effect results from the rotation of the shaft in interaction with the Rotary valves 7.
  • a hydraulic oil pump 6 supplies the bearings, which are designed as plain bearings, and the high-vacuum safety valve with oil. This valve closes when the shaft stops rotating, causing the oil pressure generated by the oil pump to drop.
  • Coils 10 generate a magnetic rotating field, which changes its position by electronic commutation and thus sets the shaft in rotation.
  • this pump has only one shaft.
  • Sensors 16 preferably Hall sensors, are used to determine the angular position of the shaft.
  • the sensor signals are read by the control electronics 8.
  • the control electronics generates the necessary voltages and currents for the coils and the commutation signals.
  • This control electronics sits in a removable and in particular against the oil chamber dense part of the housing. Furthermore, it is designed so that it must be connected to the power supply only via a cable to an existing supply network, such as the 230 V AC mains or a 24 V industrial power network (for example 24 V or 48 V).
  • control electronics are designed so that they can be operated on single- or multi-phase mains voltages between 60 V and 400 V or industrial voltage networks (24 V or 48 V).
  • a selector switch allows adjustment to the respective supply voltage. It is even more advantageous if the control electronics contains means with which they can automatically detect the applied supply voltage.
  • the control electronics 8 includes a power unit 9 for controlling the coils. It is advantageous if this power unit is brought into thermal contact with the housing wall. The heat is then removed from the pump via the housing in thermal convection, whereby additional coolant can be avoided.
  • the coils are encapsulated in synthetic resin according to the invention, so that they can not be attacked and decomposed by the oil and any residues therein. Such residues occur, for example, in application fields of the pumps, in which corrosive and other process gases must be promoted.
  • control electronics makes it possible to operate the shaft with various user-selectable rotational frequencies and thus to regulate the pump's pumping speed.
  • the hydraulic pump must be designed so that it builds up enough oil pressure even in the lower speed range to supply the bearings with oil and open the high vacuum safety valve 20.
  • An overpressure valve in the oil circuit must then open at high speeds in order to avoid excessive pressure.
  • the oil pump is dispensed with.
  • the high vacuum safety valve is designed electromagnetically and is controlled by the control electronics 8 via cable 22. If the control electronics detects that the shaft is no longer rotating, it switches the electromagnetic high-vacuum safety valve to the closed state.
  • FIG. 2 A further advantageous embodiment shows Fig. 2 , Opposite the in Fig. 1
  • This rotary vane vacuum pump has a split pot 18. This sits between the shaft and the coils and thus allows to arrange the coils outside of the oil-filled space.
  • This split pot consists of a non-magnetic material, such as a ceramic.

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  • Rotary Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.
  • Drehschiebervakuumpumpen spielen eine wichtige Rolle in der Erzeugung von Vakuum. Sie dienen zur Erzeugung von Grob- und Feinvakuum mit Enddrücken bis ca. 6*10-3 mbar und werden in Industrie, Forschung und Labor eingesetzt. Traditionell dienen diese Pumpen auch als Vorvakuumpumpe für nicht gegen Atmosphärendruck verdichtende Pumpen wie Wälzkolbenpumpen und Turbomolekularpumpen. Dabei sind sie je nach Anwendung ein- oder mehrstufig ausgebildet.
  • Drehschiebervakuumpumpen des hier vorliegenden Typs gehören zu der Klasse der ölüberlagerten Verdrängerpumpen. Das Öl in der Pumpe erfüllt mehrere Aufgaben, darunter fällt zum einen die Abdichtung der Gasaustritts- gegen die Gaseintrittsseite. Zum anderen dient das Öl zur Kühlung und Schmierung der mechanischen Komponenten der Pumpe.
  • Das Öl spielt allerdings auch eine negative Rolle bei der Auslegung des Antriebsmotors. Zu Beginn des Betriebes, wenn die Pumpe kalt ist, ist das Öl zäh und dickflüssig. Damit wird sehr viel Leistung auf Seite des Antriebsmotors benötigt, um den Rotor der Pumpe drehen zu lassen. Bei unzureichender Dimensionierung, d.h. zu geringem Drehmoment, des Antriebsmotors kann es sogar vorkommen, dass die Pumpe gar nicht erst anläuft. Abhilfe kann die Wahl eines Öles mit höherer Viskosität schaffen, allerdings besitzen solche Öle leichtflüchtige Bestandteile, so dass der Enddruck zunimmt (Wutz: "Handbuch Vakuumtechnik", Vieweg-Verlag, 8te Auflage, S. 202ff). Da dies nicht in allen Pumpenanwendungen hingenommen werden kann, werden die Antriebsmotoren in ölgeschmierten Drehschiebervakuumpumpen sehr leistungsstark ausgelegt.
  • Gattungsgemäße Drehschiebervakuumpumpen nach dem Stand der Technik werden mit asynchronen Wechselstrom-Elektromotoren ausgerüstet. Deren typisches Drehmoment in Abhängigkeit von der Drehzahl ist in Fig. 3 gezeigt. Bei niedrigen Drehzahlen ist das Drehmoment gering, das deutlich höhere maximale Drehmoment wird erst bei mittleren Drehzahlen erreicht. Bei höheren Drehzahlen fällt das Drehmoment wieder ab. Dieser Sachverhalt bedingt, dass die Antriebsmotoren überdimensioniert werden müssen, damit die Drehschiebervakuumpumpen überhaupt anlaufen können. Diese Überdimensionierung verursacht eine unnötig hohe Leistungsaufnahme des Antriebes und erhöht dadurch sowohl die Herstellungskosten, als auch die Betriebskosten der Pumpe. Letztere spielen in zunehmenden Maße eine Rolle, da gerade Drehschiebervakuumpumpen für den Dauerbetrieb gedacht sind. Negativ wirkt sich die Überdimensionierung des Antriebsmotors auch auf die Größe der gesamten Pumpe aus. Ein kompaktes Bauvolumen, wie es in heutigen Pumpständen und Anlagen anzustreben ist, lässt sich nicht auf Basis der Antriebsmotoren des Standes der Technik realisieren. Dies wird noch verschärft, da die nicht in Drehung des Rotors umgesetzte elektrische Energie in abzuführende Wärme umgewandelt wird. Diese muss innerhalb des Pumpstandes abgeführt werden, gegebenenfalls sogar mit aktiver Kühlung.
  • Wechselstromelektromotoren, wie sie meist insbesondere in kleinen und mittleren Drehschiebervakuumpumpen mit Saugvermögen bis 40 m3/h eingesetzt werden, sind oft Zweiphasenmotoren. Bei diesen Motoren werden Kondensatoren eingesetzt, um mehr als zwei Spulen pro Umfang einsetzen zu können. Daraus ergibt sich eine ungleichmäßige Drehmomentcharakteristik, d.h. ein ungleichmäßiges Drehmoment bezogen auf eine ganze Umdrehung der Welle. Hieraus resultiert eine unnötig hohe Vibrations- und Geräuschentwicklung, die in sehr vielen Anwendungsfällen schwer tolerierbar ist. Durch geeignete Installationsmaßnahmen muss dafür gesorgt werden, dass diese Schwingungen nicht auf zum Beispiel empfindliche Laborapparaturen übertragen werden.
  • Das Öl innerhalb der Drehschieberpumpe dient zum Kühlen, zum Schmieren der beweglichen Teile und zur Abdichtung des Schöpfraums. Eine Verschmutzung der Pumpenumgebung durch Öl, das aus dem Gehäuse austritt, gilt es zu verhindern. Gerade das Abdichten der Durchführung der Rotorwelle durch das Gehäuse ist schwierig. Traditionell werden hier Radialwellendichtungen eingesetzt, die allerdings einen hohen Verschleiß aufweisen, d.h. zu hohen Wartungskosten führen. Um die Probleme dieser Dichtungen zu beseitigen, werden im Stand der Technik Drehschiebervakuumpumpen mit Magnetkupplung und Spalttopf ausgerüstet, was zu einer Erhöhung der Herstellungskosten bei Senkung der Betriebskosten führt.
  • Im Stand der Technik besitzt das Antriebssystem einer Drehschiebervakuumpumpe mindestens zwei Wellen, nämlich Rotorwelle und Motorwelle. Beide müssen gelagert werden, außerdem werden Kupplungselemente zwischen den Wellen benötigt. Diese Maßnahmen erhöhen die Zahl der Bauteile, die Montagekosten und die Fehleranfälligkeit der Pumpe.
  • Zum Stand der Technik ( GB 2 151 091 A ) gehört eine Drehschieberpumpe mit einer Welle und einem elektrischen Antriebsmotor für die Welle.
  • Diese zum Stand der Technik gehörende Drehschieberpumpe kann hinsichtlich ihrer Baugröße verbessert werden.
  • Weiterhin gehört zum Stand der Technik ( US 2002/0172599 A1 ) eine Wälzkolbenpumpe, die ebenfalls eine Welle und einen Antriebsmotor aufweist. Diese zum Stand der Technik gehörende Vakuumpumpe kann dahingehend verbessert werden, dass für den Antrieb vorgesehene Bauteile, wie zum Beispiel Spulen vom Öl und den eventuell darin befindlichen Rückständen nicht angegriffen und zersetzt werden können.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe zu bauen, die die Nachteile des Standes der Technik überwindet.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs. Die Ansprüche 2 bis 7 stellen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar.
  • Erfindungsgemäß wird die ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe durch einen bürstenlosen Gleichstrommotor angetrieben. Dieser besteht aus Permanentmagneten, die auf der Welle des Pumpsystems angebracht sind, und ortsfesten Spulen, die von einer Elektronik angesteuert werden. Diese Motoren besitzen einen sehr gleichmäßigen Verlauf des Drehmoments in Abhängigkeit von Drehzahl und Drehwinkel. Bereits bei sehr niedrigen Drehzahlen wird als Anlaufdrehmoment nahezu das volle Drehmoment aufgebracht. Hierdurch kann ein Motor eingesetzt werden, der gegenüber einem asynchronen Wechselstrommotor mit gleichem Anlaufdrehmoment eine deutlich geringere Leistungsaufnahme besitzt. Daher ist auch der komplette Motor baulich kleiner, die Pumpe kann also kompakter gestaltet werden. Das bezogen auf die Drehung gleichmäßigere Drehmoment sorgt für eine deutlich höhere Laufruhe, was sich sehr positiv auf Vibrations- und Geräuschentwicklung auswirkt.
  • Statt mehrere Wellen, wie im Stand der Technik, benötigt die erfindungsgemäße Drehschiebervakuumpumpe nur eine einzige Welle, wodurch Herstellkosten und Fehleranfälligkeit reduziert werden.
  • Die vorliegende Erfindung soll anhand der Figuren näher erläutert werden.
    • Fig. 1: Erfindungsgemäße Drehschiebervakuumpumpe mit Permanentmagneten auf der Welle und ein magnetisches Drehfeld erzeugende Spulen.
    • Fig. 2: Drehschiebervakuumpumpe mit Permanentmagneten auf der Welle und ein magnetisches Drehfeld erzeugende Spulen und Spalttopf.
    • Fig. 3: Drehmoment in Abhängigkeit von Drehzahl für asynchronen Wechselstrommotor (durchgezogen) und für einen Gleichstrommotor (gestrichelt), qualitativ.
  • Figur 1 zeigt eine ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe 1 mit Gehäuse 2, Gaseinlass 3 und Gasauslass 4. Im Inneren des Gehäuses befindet sich das Pumpsystem 5 mit einer Welle 12, die in den Lagern 13 gelagert ist. Die Pumpwirkung ergibt sich aus der Rotation der Welle im Zusammenspiel mit den Drehschiebern 7. Eine hydraulische Ölpumpe 6 versorgt die Lagerstellen, die als Gleitlager ausgebildet sind, und das Hochvakuumsicherheitsventil mit Öl. Dieses Ventil schließt, wenn die Welle nicht mehr dreht und damit der von der Ölpumpe erzeugte Öldruck abfällt.
  • Auf der Welle 12 sitzen Permanentmagnete 14. Spulen 10 erzeugen ein magnetisches Drehfeld, das durch elektronische Kommutation seine Lage ändert und damit die Welle in Rotation versetzt. Statt der zwei Wellen des Standes der Technik, nämlich Rotorwelle und Motorwelle, besitzt diese Pumpe nur noch eine Welle. Sensoren 16, vorzugsweise Hallsensoren, dienen zur Bestimmung der Winkellage der Welle. Die Sensorsignale werden von der Regelelektronik 8 eingelesen. Die Regelelektronik erzeugt die für die Spulen notwendigen Spannungen und Ströme sowie die Kommutierungssignale. Diese Regelelektronik sitzt in einem abnehmbaren und insbesondere gegen den Ölraum dichten Teil des Gehäuses. Weiterhin ist sie so ausgebildet, dass sie zur Energieversorgung lediglich über ein Kabel mit einem vorhandenen Versorgungsnetz, wie beispielsweise dem 230 V Wechselstromnetz oder einem 24 V Industriespannungsnetz (bspw. 24 V oder 48 V), verbunden werden muss.
  • Gemäß der Erfindung ist die Regelelektronik so ausgestaltet, dass sie an ein- oder mehrphasigen Netzspannungen zwischen 60 V und 400 V oder Industriespannungsnetzen (24 V oder 48 V) betrieben werden kann. Ein Wahlschalter erlaubt die Einstellung auf die jeweilige Versorgungsspannung. Noch vorteilhafter ist es, wenn die Regelelektronik Mittel enthält, mit denen sie selbsttätig die angelegte Versorgungsspannung erkennen kann. Diese Maßnahmen führen dazu, dass die ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe an allen Weltspannungsnetzen betrieben werden kann, wodurch erheblich Kosten gespart werden können, da die Pumpen nicht mehr auf spezielle örtliche Gegebenheiten angepasst werden müssen. Stattdessen können für alle Pumpen die gleichen Standardbauteile verwendet werden.
  • Die Regelelektronik 8 enthält einen Leistungsteil 9 zur Ansteuerung der Spulen. Vorteilhaft ist es, wenn dieser Leistungsteil in thermischen Kontakt mit der Gehäusewandung gebracht wird. Über das Gehäuse wird dann in thermischer Konvektion die Wärme von der Pumpe abgeführt, wodurch zusätzliche Kühlmittel vermieden werden können.
  • Die Spulen sind erfindungsgemäß in Kunstharz vergossen, damit sie vom Öl und den eventuell darin befindlichen Rückständen nicht angegriffen und zersetzt werden können. Solche Rückstände treten beispielsweise in Einsatzfeldern der Pumpen auf, in denen korrosive und andere Prozessgase gefördert werden müssen.
  • In einer vorteilhaften Ausführung ermöglicht die Regelelektronik, die Welle mit verschiedenen, vom Benutzer wählbaren Drehfrequenzen, zu betreiben und damit das Saugvermögen der Pumpe zu regulieren. Die Hydraulikpumpe muss so ausgelegt werden, dass sie auch im unteren Drehzahlbereich genügend Öldruck aufbaut, um die Lagerstellen mit Öl zu versorgen und das Hochvakuumsicherheitsventil 20 zu öffnen. Ein Überdruckventil im Ölkreislauf muss dann bei hohen Drehzahlen öffnen, um einen zu hohen Druck zu vermeiden.
  • In einer vorteilhaften Ausführung wird auf die Ölpumpe verzichtet. Statt dessen ist das Hochvakuumsicherheitsventil elektromagnetisch ausgestaltet und wird von der Regelelektronik 8 über Kabel 22 angesteuert. Stellt die Regelelektronik fest, dass sich die Welle nicht mehr dreht, schaltet sie das elektromagnetische Hochvakuumsicherheitsventil in den geschlossenen Zustand.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführung zeigt Fig. 2. Gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Ausführung besitzt diese Drehschiebervakuumpumpe einen Spalttopf 18. Dieser sitzt zwischen der Welle und den Spulen und erlaubt damit, die Spulen außerhalb des mit Öl gefüllten Raumes anzuordnen. Dieser Spalttopf besteht aus einem nichtmagnetischen Material, beispielsweise einer Keramik.

Claims (7)

  1. Ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe (1) mit
    - mindestens einer Pumpstufe,
    - wobei jede Pumpstufe aus einer zylindrischen Kammer mit darin exzentrisch angeordneter mit Schiebern (7) versehene Welle (12) besteht,
    - wobei alle Pumpstufen von einer einstückigen Welle angetrieben werden,
    - mit einem Antriebssystem für die Welle,
    - wobei das Antriebssystem aus auf der Welle angebrachten Permanentmagneten (14) und ortfesten elektrischen Spulen (10) besteht, die ein elektrisches Drehfeld erzeugen,
    - dadurch gekennzeichnet, dass die zur Ansteuerung der Spulen notwendige Regelelektronik (8) in einem abnehmbaren Gehäuseteil der Pumpe angeordnet ist,
    - dass die Regelelektronik (8) mit ein- oder mehrphasigen Spannungen zwischen 60 Volt und 400 Volt oder Industriespannungsnetzen (24 Volt oder 48 Volt) betrieben werden kann,
    - und dass die Spulen (10) in Kunstharz vergossen sind.
  2. Ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Welle und den Spulen (10) ein Spalttopf (18) zur Trennung von Pumpraum (9) und Atmosphäre dient.
  3. Ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Sensoren (16) zur Bestimmung der Rotorlage vorhanden sind.
  4. Ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (16) zur Bestimmung der Rotorlage Hallsensoren sind.
  5. Ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelelektronik (8) Mittel zur Änderung der Drehzahl der Welle enthält.
  6. Ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelelektronik (8) so ausgebildet ist, dass sie zur Energieversorgung direkt mit einem Spannungsnetz verbunden ist.
  7. Ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der Leistungsteil (9) der Regelelektronik (8) mit der Gehäusewandung in thermischen Kontakt steht.
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