EP2163763B2 - Oszillierende Verdrängervakuumpumpe - Google Patents

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EP2163763B2
EP2163763B2 EP09009702.3A EP09009702A EP2163763B2 EP 2163763 B2 EP2163763 B2 EP 2163763B2 EP 09009702 A EP09009702 A EP 09009702A EP 2163763 B2 EP2163763 B2 EP 2163763B2
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EP
European Patent Office
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pressure
vacuum pump
signal
evaluation circuit
drive chamber
Prior art date
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EP09009702.3A
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English (en)
French (fr)
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EP2163763A1 (de
EP2163763B1 (de
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Jürgen Dr. Dirscherl
Frank Dr. Gitmans
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Vacuubrand GmbH and Co KG
Original Assignee
Vacuubrand GmbH and Co KG
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Application granted granted Critical
Publication of EP2163763B1 publication Critical patent/EP2163763B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02—Stopping, starting, unloading or idling control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B37/00—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00
    • F04B37/10—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use
    • F04B37/14—Pumps having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B35/00 for special use to obtain high vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02—Stopping, starting, unloading or idling control
    • F04B49/022—Stopping, starting, unloading or idling control by means of pressure

Definitions

  • the invention relates to an oscillating positive displacement vacuum pump having the features of the preamble of claim 1.
  • an oscillating positive displacement pump namely a diaphragm pump ( US 2007/0177985 A1 ), which is intended for the conveyance of liquids.
  • This positive displacement pump has a housing and a drive unit arranged in the housing.
  • the housing forms an interior space with an oscillating element, namely the diaphragm, which is arranged in relation to the housing and driven by the drive unit.
  • the interior is sealingly divided into a provided with inlet and outlet orifices in front of the membrane and a drive space behind the membrane sealing.
  • a pressure sensor is arranged in the inlet region or in the outlet region of the suction chamber. This is connected to an evaluation circuit. If a pressure is measured by means of the pressure sensor at the affected point, which indicates that the positive displacement pump is running dry or another flow error, then the drive unit of the positive displacement pump is switched off by an evaluation circuit connected to the pressure sensor and, if necessary, a warning signal is generated.
  • the subject matter of the invention is not a general oscillating positive displacement pump, but an oscillating positive displacement vacuum pump.
  • the medium to be pumped is gas or steam.
  • Oscillating positive displacement vacuum pumps such as diaphragm or piston vacuum pumps or combined diaphragm / piston vacuum pumps are known.
  • at least one pumping chamber is periodically reduced and enlarged by (one) an oscillating element.
  • the medium to be pumped gas or vapor
  • shrinking the pump chamber the medium in the pump chamber is compressed and ejected through at least one outlet opening (see, eg DE 199 04 350 C2 ).
  • the oscillating element not only serves to reduce and enlarge the pumping chamber, but must also seal the pumping chamber against the drive space underneath with elements for moving the oscillating element. This seal must be as good as possible. Leakages from the pumping chamber into the drive chamber and vice versa would reduce the efficiency of the pumping process, and also lead to a deterioration of the achievable vacuum level with vacuum pumps. With such reciprocating positive displacement pumps, and in particular with diaphragm pumps, chemically aggressive gases and vapors are often conveyed which, in the event of leakage from the (in this case, chemically resistant) pumping space into the drive space, corrode the mechanical components such as bearings, connecting rods and shafts would lead in the drive room.
  • a failure of the seal is the most common cause of failure of such pumps, since the sealing member such as the membrane is exposed in a diaphragm pump or the piston seal on a piston pump a very high mechanical, thermal and possibly chemical stress. So for the membrane in a diaphragm pump typically lives of 3,000-20,000 hours are given, in continuous operation is thus expected to such a failure within a few months or years. Accordingly, such diaphragm vacuum pumps are generally designed so that replacement of the typical wear part "membrane" can be performed by the customer without much effort.
  • the teaching is based on the problem of being able to reliably and promptly recognize the failure of the sealing element in a structurally simpler manner for an oscillating positive displacement vacuum pump, which requires a drive space sealed to the ambient atmosphere.
  • the drive space is relatively dense in many types of reciprocating positive displacement vacuum pumps to dampen noise from the back of the oscillating element as a result of its rapid movement.
  • the drive space - except for special sealing measures such as O-rings - but hardly so gas-tight that it does not without failure of the sealing element - at least over a longer period - the ambient pressure.
  • the drive space is sufficiently gas tight to detect a drop in pressure in the drive space due to a failure of the sealing element during operation.
  • the inventive principle can be advantageously transferred to oscillating positive displacement vacuum pumps with multiple pump stages with a common drive space and with a common pressure drop detector on the drive space.
  • relative pressure sensors are used, which measure the pressure below the sealing element relative to the ambient pressure.
  • influences can be excluded by variations in ambient pressure due to weather or altitude.
  • the drive space is sufficiently gastight to provide a clearly measurable pressure drop in the event of leakage of the sealing member, but not so gas tight that it will not pressure balance with the environment without this leakage , Therefore, the pressure loss due to leakage of the sealing member with a relative pressure sensor relative to the ambient pressure can be easily and inexpensively detected.
  • the signal of the pressure sensor can be compared, for example, in a downstream electronics with a default value and at a pressure drop greater than a predetermined limit, a warning signal o. ⁇ . Be triggered.
  • This warning signal can also be used in a downstream control for process control or shutdown, so as to avoid consequential damage from the failure of the sealed element.
  • the pressure sensor can be designed as a pressure-controlled switching relay to turn off the pump.
  • the rapid oscillation of the oscillating element of the positive displacement pump is not critical for the evaluation of the signal of the pressure sensor when the pressure sensor itself has such a response that pressure fluctuations in the drive chamber or in the space with the operationally occurring oscillation frequency of the oscillating element metrologically not be resolved but only the resulting mean value of the pressure is determined by the pressure sensor.
  • Fig. 1 shows an embodiment of an oscillating positive displacement vacuum pump 1, which may be a piston vacuum pump or, preferably, a diaphragm vacuum pump.
  • the illustrated embodiment shows for simplicity a piston vacuum pump.
  • the illustrated positive displacement vacuum pump 1 has a housing 2 and a motor drive unit 3 arranged in the housing 2.
  • the housing 2 forms an interior.
  • a relative to the housing 2 sealing, oscillating element 4 is arranged.
  • the sealing, oscillating element 4 is a pump piston.
  • a membrane vacuum pump is the circumferentially clamped elastic membrane (see DE 199 04 350 C2 ).
  • the interior of the housing 2 is sealingly divided by the oscillating element 4 into a suction chamber 7 provided with inlet and outlet openings 5, 6 in front of the element 4 and a drive space 8 behind the element 4.
  • the drive chamber 8 is even at least largely sealed to the ambient atmosphere.
  • a pressure sensor 9 is arranged at the drive chamber 8. With this, the pressure in the drive chamber 8 can be measured.
  • the pressure sensor 9 is generated by an evaluation circuit 10 to which the pressure sensor 9 is connected, a corresponding warning signal, control signal or shutdown signal.
  • a user is either warned or, for safety's sake, the drive unit 3 of the displacement vacuum pump is switched off immediately in order to avoid major consequential damage.
  • Fig. 1 shows connecting lines between the drive unit 3 and the evaluation circuit 10, which is designed in the form of a typical electronic control, preferably with a microprocessor.
  • a first line is provided to supply the evaluation circuit 10 with a signal showing the respective position of the drive unit 3, which can close the normally operationally expected pressure in the drive chamber 8.
  • the second line is provided to transmit a switch-off signal from the evaluation circuit 10 to the drive unit 3.
  • the pressure sensor 9 is designed as a relative pressure sensor which detects the pressure in the drive chamber relative to the ambient pressure.
  • a suitable pressure sensor 9 as a relative pressure sensor and thereby achieve that in the evaluation circuit 10, a preferably adjustable limit value for the differential pressure is stored, that the pressure sensor 9 has such a response that pressure fluctuations in the drive chamber 8 with the operationally occurring oscillation frequency of the oscillating Elements 4 are not resolved, but only the resulting mean value of the pressure in the drive chamber 8 is determined, and that when the limit is exceeded, the evaluation circuit 10, a corresponding warning signal, control signal or shutdown signal is generated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine oszillierende Verdrängervakuumpumpe mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
  • Generell bekannt ist eine oszillierende Verdrängerpumpe, nämlich eine Membranpumpe ( US 2007/0177985 A1 ), die für das Fördern von Flüssigkeiten bestimmt ist. Diese Verdrängerpumpe hat ein Gehäuse und eine im Gehäuse angeordnete Antriebseinheit. Das Gehäuse bildet einen Innenraum mit einem darin angeordneten, gegenüber dem Gehäuse abdichtenden, von der Antriebseinheit angetriebenen oszillierenden Element, nämlich der Membran. Durch diese Membran ist der Innenraum in einen mit Einlass- und Auslassöffnungen versehenen Schöpfraum vor der Membran und einen Antriebsraum hinter der Membran abdichtend unterteilt.
  • Um die Verdrängerpumpe gegen ein Trockenlaufen zu schützen ist im Einlassbereich oder im Auslassbereich des Schöpfraums ein Drucksensor angeordnet. Dieser ist mit einer Auswerteschaltung verbunden. Wird mittels des Drucksensors an der betroffenen Stelle ein Druck gemessen, der auf ein Trockenlaufen der Verdrängerpumpe oder einen sonstigen Strömungsfehler schließen lässt, so wird von einer mit dem Drucksensor verbundenen Auswerteschaltung die Antriebseinheit der Verdrängerpumpe sicherheitshalber abgeschaltet und ggf. ein Warnsignal generiert.
  • Gegenstand der Erfindung ist nicht eine allgemeine oszillierende Verdrängerpumpe, sondern eine oszillierende Verdrängervakuumpumpe. Dabei ist das zu fördernde Medium Gas oder Dampf.
  • Oszillierende Verdrängervakuumpumpen wie beispielsweise Membran- oder Kolbenvakuumpumpen oder kombinierte Membran-/Kolbenvakuumpumpen sind bekannt. Bei diesen Pumpentypen wird mindestens ein Schöpfraum durch (jeweils) ein oszillierendes Element periodisch verkleinert und vergrößerte Beim Vergrößern des Schöpfraums wird das zu fördernde Medium (Gas oder Dämpfe) durch mindestens eine Einlaßöffnung in den Schöpfraum hineiungesaugt. Beim Verkleinern des Schöpfraums wird das im Schöpfraum befindliche Medium verdichtet und durch mindestens eine Auslaßöffnung ausgestoßen (siehe z.B. DE 199 04 350 C2 ).
  • Das oszillierende Element dient dabei nicht nur zum Verkleinern und Vergrößern des Schöpfraums, sondern muß auch den Schöpfraum gegen den darunter befindlichen Antriebsraum mit Elementen zur Bewegung des oszillierenden Elements abdichten. Diese Abdichtung muß möglichst gut sein. Leckagen aus dem Schöpfraum in den Antriebsraum und umgekehrt würden die Effizienz des Pumpvorgangs verringern, und bei Vakuumpumpen auch zur Verschlechterung des erreichbaren Vakuumniveaus führen. Mit solchen oszillierenden Verdrängerpumpen, und hierbei besonders mit Membranpumpen, werden oft chemisch aggressive Gase und Dämpfe gefördert, die bei einer Leckage aus dem (in diesem Falle chemisch beständig gestalteten) Schöpfraum in den Antriebsraum zu Korrosionsangriff auf die mechanischen Komponenten wie Lager, Pleuel und Wellen im Antriebsraum führen würden.
  • Aus den zuvor aufgeführten Gründen wird sehr hoher konstruktiver Aufwand für eine möglichst gute und dauerhafte Abdichtung des Schöpfraums vom Antriebsraum betrieben. Bei Membranvakuumpumpen erfolgt diese Abdichtung durch eine gasdichte Einspannung der Membran am Außenumfang und - falls aufgrund einer Öffnung dort erforderlich - auch im Innenbereich. Bei Kolbenpumpen erfolgt die Abdichtung durch eine gleitende Dichtung des Kolbens in der Kolbenführung oder durch vergleichbare Mittel. In allen Fällen führt ein Versagen der Abdichtung, beispielsweise durch einen Riß in der Membran oder durch Verschleiß an der Kolbengleitdichtung, zu einem Funktionsausfall der Pumpe. Falls durch solchen Verschleiß aggressive Stoffe aus dem Schöpfraum in den Antriebsraum gelangen, kann dies zu einem Totalausfall der Pumpe mit erheblichen Folgekosten führen.
  • Ein Ausfall der Abdichtung ist die häufigste Ausfallursache an solchen Pumpen, da das abdichtende Element wie beispielsweise die Membran bei einer Membranpumpe oder die Kolbendichtung an einer Kolbenpumpe einer sehr hohen mechanischen, thermischen und ggf. chemischen Belastung ausgesetzt ist. So werden für die Membrane in einer Membranpumpe typischerweise Standzeiten von 3.000-20.000 Stunden angegeben, bei Dauerbetrieb ist also mit einem solchen Ausfall innerhalb weniger Monate bzw. Jahre zu rechnen. Dementsprechend sind solche Membranvakuumpumpen im allgemeinen so konstruiert, daß ein Austausch des typischen Verschleißteils "membran" ohne großen Aufwand vom Kunden selbst durchgeführt werden kann.
  • Um die oben geschilderten erheblichen Folgeschäden durch einen Ausfall des Abdichtungselements zu vermeiden, wird in der Praxis eine vorbeugende Wartung mit einem Wartungsintervall nach Erfahrungswerten des Anwenders oder Empfehlungen des Herstellers vorgenommen. Dies kann - bei zu frühzeitigem Wechsel - zu unnötig hohen regelmäßigen Kosten führen. Bei vorzeitigem Verschleiß, beispielsweise durch das Fördern von abrasiven oder zu Ablagerungen neigenden Medien, kann die Wartung eventuell nicht früh genug erfolgen und damit sind Folgeschäden nicht zuverlässig zu vermeiden.
  • Es wäre erstrebenswert, das Versagen des abdichtenden Elementes zuverlässig und zeitnah erkennen zu können, um die zuvor beschriebenen Nachteile zu vermeiden.
  • Um das Versagen des abdichtenden Elementes zuverlässig und zeitnah erkennen zu können, ist im Stand der Technik bereits vorgeschlagen worden ( DE-A-21 46 016 , DE-A-25 02 566 , US-A-4,049,366 , Firmenschrift "neubergerluftpost" 6/1972), hinter dem abdichtenden, oszillierenden Element einer oszillierenden Verdrängervakuumpumpe mit Abstand davon ein weiteres abdichtendes Element anzuordnen, so dass ein Zwischenraum zwischen diesen beiden Elementen gebildet ist. Im Zwischenraum zwischen diesen beiden Elementen ist hier am Antriebsraum ein Drucksensor angeordnet, mit dem der Druck im Zwischenraum gemessen wird. Wenn im Zwischenraum ein Druckabfall detektiert wird, so wird ein entsprechendes Warnsignal, Steuersignal oder Abschaltsignal von einer mit dem Drucksensor verbundenen Auswerteschaltung generiert.
  • Die zuvor beschriebene Problemlösung erfordert den im Stand der Technik beschriebenen konstruktiv aufwändigen Aufbau mit dem, was die Literaturstelle "neubergerluftpost" ein "Doppelmembransystem" nennt.
  • Der Lehre liegt das Problem zugrunde, für eine oszillierende Verdrängervakuumpumpe, die einen zur Umgebungsatmosphäre hin abgedichteten Antriebsraum voraussetzt, auf konstruktiv einfachere Weise das Versagen des abdichtenden Elementes zuverlässig und zeitnah erkennen zu können.
  • Die Problemlösung erfolgt in einer Variante, die einen zur Umgebungsatmosphäre hin abgedichteten Antriebsraum voraussetzt, durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1.
  • Bei einer Leckage am abdichtenden Element erfolgt ein Gasaustausch aus dem Schöpfraum mit dem hinter dem abdichtenden Element liegenden Bereich, Im Falle eines Unterdrucks im Schöpfraum, wie dies bei nahezu allen Betriebszuständen einer als Vakuumpumpe eingesetzten oszillierenden Verdrängerpumpe der Fall ist, wird Gas aus dem hinter dem abdichtenden Element liegenden Bereich in den Schöpfraum gesaugt, der Druck im hinter dem abdichtenden Element liegenden Bereich also abnehmen. Dies ist nicht im Widerspruch zu obiger Feststellung, daß es bei aggressiven Medien im Schöpfraum durch eine Leckage im abdichtenden Element zu Korrosionsangriff im Antriebsraum kommen kann, da in gewissem Maße stets ein Gasaustausch in beiden Richtungen erfolgt.
  • Der Antriebsraum wird bei vielen Bauarten oszillierender Verdrängervakuumpumpen relativ dicht aufgebaut, um Geräusche von der Rückseite des oszillierenden Elements in Folge von dessen schneller Bewegung zu dämpfen. Gleichzeitig ist der Antriebsraum - außer bei speziellen Abdichtungsmaßnahmen wie O-Ringen - aber kaum so gasdicht, daß er ohne Ausfall des abdichtenden Elements nicht - zumindest über einen längeren Zeitraum - den Umgebungsdruck annimmt. Überraschenderweise stellt man fest, daß bei vielen Bauarten von oszillierenden Verdrängervakuumpumpen der Antriebsraum jedoch hinreichend gasdicht ist, um einen Abfall des Drucks im Antriebsraum in Folge eines Ausfalls des abdichtenden Elements im Betrieb erkennen zu können.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche.
  • Das erfindungsgemäße Prinzip läßt sich vorteilhaft auch auf oszillierende Verdrängervakuumpumpen mit mehreren Pumpstufen mit einem gemeinsamen Antriebsraum und mit einem gemeinsamen Druckabfalldetektor am Antriebsraum übertragen.
  • Für die Detektion des Druckabfalls kommen praktischerweise Relativdrucksensoren zum Einsatz, die den Druck unterhalb des abdichtenden Elements relativ zum Umgebungsdruck messen. Damit lassen sich Einflüsse durch Variationen des Umgebungsdrucks durch Wetter oder Höhenlage ausschließen.
  • Wie oben erwähnt, ist bei vielen Bauarten von Verdrängervakuumpumpen der Antriebsraum zwar hinreichend gasdicht, um einen eindeutig meßbaren Druckabfall im Falle einer Undichtigkeit des abdichtenden Elements zu ergeben, andererseits aber nicht so gasdicht, daß es ohne diese Undichtigkeit nicht zu einer Druckangleichung mit der Umgebung kommt. Daher läßt sich der Druckabfall in Folge einer Undichtigkeit des abdichtenden Elements mit einem Relativdrucksensor bezogen auf den Umgebungsdruck einfach und preisgünstig detektieren.
  • Das Signal des Drucksensors kann beispielsweise in einer nachgeschalteten Elektronik mit einem Vorgabewert verglichen und bei einem Druckabfall größer als ein vorgegebener Grenzwert ein Warnsignal o. ä. ausgelöst werden. Dieses Warnsignal kann in einer nachgeordneten Steuerung auch zur Prozeßsteuerung bzw. -abschaltung verwendet werden, um so Folgeschäden durch den Ausfall des abdichteten Elements zu vermeiden. Im einfachsten Fall kann der Drucksensor als druckgesteuert schaltendes Relais ausgelegt sein, um die Pumpe abzuschalten.
  • Die schnelle Oszillation des oszillierenden Elements der Verdrängervakuumpumpe ist für die Auswertung des Signals des Drucksensors dann unkritisch, wenn der Drucksensor selbst ein solches Ansprechverhalten hat, daß Druckschwankungen im Antriebsraum bzw. im Zwischenraum mit der betriebsmäßig auftretenden Oszillationsfrequenz des oszillierenden Elements meßtechnisch gar nicht erst aufgelöst werden, sondern nur der resultierende Mittelwert des Druckes vom Drucksensor ermittelt wird.
  • Bei mehreren Pumpstufen, die in einem gemeinsamen Antriebsraum arbeiten, kann sich auch eine solche Konstellation ergeben (insbesondere bei Boxeranordnung), daß sich das Gesamtvolumen des Antriebsraums bei Bewegung der oszillierenden Elemente nicht ändert und damit der Druck ohnehin hier normalerweise betriebsmäßig konstant ist.
  • In anderen Fällen bzw, mit empfindlicheren Drucksensoren kann man aber auch einen betriebsmäßig zu erwartenden Druckverlauf im Antriebsraum abspeichern und den tatsächlichen, vom Drucksensor dann gemessenen Druck mit dem abgespeicherten Druckverlauf vergleichen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung einer oszillierenden Verdränger- vakuumpumpe mit einem hinreichend abgedichteten Antriebsraum.
  • Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer oszillierenden Verdrängervakuumpumpe 1, bei der es sich um eine Kolbenvakuumpumpe oder, vorzugsweise, eine Membranvakuumpumpe handeln kann. Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt der Einfachheit halber eine Kolbenvakuumpumpe.
  • Die dargestellte Verdrängervakuumpumpe 1 weist ein Gehäuse 2 und eine im Gehäuse 2 angeordnete motorische Antriebseinheit 3 auf. Das Gehäuse 2 bildet einen Innenraum. Im Innenraum ist ein gegenüber dem Gehäuse 2 abdichtendes, oszillierendes Element 4 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel einer Kolbenvakuumpumpe handelt es sich bei dem abdichtenden, oszillierenden Element 4 um einen Pumpenkolben. Bei einer Membranvakuumpumpe handelt es sich um die umfangseitig eingespannte elastische Membran (siehe DE 199 04 350 C2 ).
  • Der Innenraum im Gehäuse 2 wird von dem oszillierenden Element 4 in einen mit Einlaß- und Auslaßöffnungen 5, 6 versehenen Schöpfraum 7 vor dem Element 4 und einen Antriebsraum 8 hinter dem Element 4 abdichtend unterteilt.
  • In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Antriebsraum 8 selbst zur Umgebungsatmosphäre hin zumindest weitgehend abgedichtet. Am Antriebsraum 8 ist ein Drucksensor 9 angeordnet. Mit diesem kann der Druck im Antriebsraum 8 gemessen werden. Bei Messung eines gegenüber dem normalerweise betriebsmäßig zu erwartenden Druckes im Antriebsraum 8 wesentlich niedrigeren Druck im Antriebsraum 8 durch den Drucksensor 9 wird von einer Auswerteschaltung 10, an die der Drucksensor 9 angeschlossen ist, ein entsprechendes Warnsignal, Steuersignal oder Abschaltsignal generiert. Ein Benutzer wird also entweder gewarnt oder es wird sicherheitshalber sogleich die Antriebseinheit 3 der Verdrängervakuumpumpe abgeschaltet, um größere Folgeschäden zu vermeiden.
  • Fig. 1 zeigt Verbindungsleitungen zwischen der Antriebseinheit 3 und der Auswerteschaltung 10, die in Form einer typischen elektronischen Steuerung, vorzugsweise mit einem Mikroprozessor, ausgeführt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine erste Leitung vorgesehen, um die Auswerteschaltung 10 mit einem Signal zu versorgen, das die jeweilige Position der Antriebseinheit 3 zeigt, die auf den normalerweise betriebsmäßig zu erwartenden Druck im Antriebsraum 8 schließen läßt. Die zweite Leitung ist vorgesehen, um ein Abschaltsignal von der Auswerteschaltung 10 an die Antriebseinheit 3 zu übermitteln.
  • Es gilt, daß zweckmäßigerweise von der Ausweiteschaltung 10 die Verdrängervakuumpumpe 1 einem Abschaltsignal folgend abgeschaltet wird, um Folgeschäden zu vermeiden.
  • Besonders interessant ist es, wenn, wie bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung erläutert worden ist, der Drucksensor 9 als Relativdrucksensor ausgebildet ist, der den Druck im Antriebsraum relativ zum Umgebungsdruck erfaßt.
  • Nach weiter bevorzugter Modifikation kann man von vorneherein den Drucksensor 9 als druckgesteuert schaltendes Relais ausführen.
  • Im Normalfall wird man mit einem passenden Drucksensor 9 als Relativdrucksensor arbeiten und dabei erreichen, daß in der Auswerteschaltung 10 ein vorzugsweise verstellbarer Grenzwert für den Differenzdruck gespeichert ist, daß der Drucksensor 9 ein solches Ansprechverhalten hat, daß Druckschwankungen im Antriebsraum 8 mit der betriebsmäßig auftretenden Oszillationsfrequenz des oszillierenden Elements 4 nicht aufgelöst werden, sondern nur der resultierende Mittelwert des Druckes im Antriebsraum 8 ermittelt wird, und daß, wenn der Grenzwert überschritten wird, von der Auswerteschaltung 10 ein entsprechendes Warnsignal, Steuersignal oder Abschaltsignal generiert wird.
  • Ist ein empfindlicherer Drucksensor 9 eingesetzt, so empfiehlt es sich, daß in der Auswerteschaltung 10 der normalerweise betriebsmäßig auftretende Druckverlauf im Antriebsraum 8 gespeichert ist, der tatsächliche Druck im Antriebsraum 8 mit dem jeweils gespeicherten Druck verglichen wird und bei einer einen bestimmten Grenzwert überschreitenden Abweichung des gemessenen Druckes vom gespeicherten Druck ein entsprechendes Warnsignal, Steuersignal oder Abschaltsignal generiert wird.
  • Von besonderer Bedeutung ist die erfindungsgemäße Lehre bei einer Membranvakuumpumpe zur Detektion eines eventuellen Membranrisses. Hier ist der Druckabfall besonders deutlich und tritt auch schlagartig auf, so daß eine schnell Reaktion der Auswerteschaltung 10 von großer Bedeutung ist.
  • Die Erweiterung der zuvor erläuterten Anordnungen auf Pumpen mit mehreren oszillierenden Pumpstufen ergibt sich aus der Beschreibung und den Abbildungen.

Claims (8)

  1. Oszillierende Verdrängervakuumpumpe
    mit einem Gehäuse (2) und einer im Gehäuse (2) angeordneten Antriebseinheit (3), wobei das Gehäuse (2) einen Innenraum bildet,
    mit einem im Innenraum angeordneten, gegenüber dem Gehäuse (2) abdichtenden, von der Antriebseinheit (3) angetriebenen oszillierenden Element (4), wobei der Innenraum vom oszillierenden Element (4) in einen mit Einlaß- und Auslaßöffnungen (5, 6) versehenen Schöpfraum (7) vor dem Element (4) und einen Antriebsraum (8) hinter dem Element (4) abdichtend unterteilt ist,
    wobei der Antriebsraum (8) zur Umgebungsatmosphäre hin abgedichtet ist,
    wobei am Antriebsraum (8) ein Drucksensor (9) angeordnet ist,
    wobei eine Auswerteschaltung (10) vorgesehen ist und
    wobei dann, wenn infolge einer Undichtigkeit des abdichtenden, oszillierenden Elements (4) ein Druckabfall detektiert wird, von der Auswerteschaltung (10) ein entsprechendes Warnsignal, Steuersignal oder Abschaltsignal generiert wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass vom Drucksensor (9) der Druck im Antriebsraum (8) gemessen und dann, wenn im Antriebsraum (8) ein Druckabfall detektiert wird, von der Auswerteschaltung (10) das entsprechende Warnsignal, Steuersignal oder Abschaltsignal generiert wird.
  2. Verdrängervakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass von der Auswerteschaltung (10) die Verdrängervakuumpumpe (1) einem Abschaltsignal folgend abgeschaltet wird.
  3. Verdrängervakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Drucksensor (9) als Relativdrucksensor ausgebildet ist, der den Druck relativ zum Umgebungsdruck mißt.
  4. Verdrängervakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Drucksensor (9) als druckgesteuert schaltendes Relais ausgeführt ist.
  5. Verdrängervakuumpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Auswerteschaltung (10) ein Grenzwert für den Differenzdruck gespeichert ist,
    dass der Drucksensor (9) ein solches Ansprechverhalten hat, daß Druckschwankungen im Antriebsraum (8) mit der betriebsmäßig auftretenden Oszillationsfrequenz des oszillierenden Elements (4) nicht aufgelöst werden, sondern nur der resultierende Mittelwert des Druckes im Antriebsraum (8) ermittelt wird, und
    dass dann, wenn der Grenzwert überschritten wird, von der Auswerteschaltung (10) ein entsprechendes Warnsignal, Steuersignal oder Abschaltsignal generiert wird.
  6. Verdrängervakuumpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Grenzwert für den Differenzdruck verstellbar ist.
  7. Verdrängervakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
    dass in der Auswerteschaltung (10) der normalerweise betriebsmäßig auftretende Druckverlauf im Antriebsraum (8) gespeichert ist,
    dass der tatsächliche, vom Drucksensor (9) gemessene Druck im Antriebsraum (8) mit dem entsprechenden Druck des gespeicherten Druckverlaufs verglichen wird und
    dass dann, wenn der gemessene Druck vom gespeicherten Druck um mehr als einen bestimmten Grenzwert abweicht, von der Auswerteschaltung (10) das entsprechende Warnsignal, Steuersignal oder Abschaltsignal generiert wird.
  8. Verdrängervakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Auswerteschaltung (10) mit der Antriebseinheit (3) meßtechnisch und steuerungstechnisch verbunden ist.
EP09009702.3A 2008-09-05 2009-07-28 Oszillierende Verdrängervakuumpumpe Active EP2163763B2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202008011817U DE202008011817U1 (de) 2008-09-05 2008-09-05 Oszillierende Verdrängervakuumpumpe

Publications (3)

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