NL8002614A - Meertraps roterende zuigerpomp. - Google Patents

Description

t % ' N.O. 29067 1

Meertraps roterende zuigerpomp.

De uitvinding heeft betrekking op een roterende zui-gerpomp met een regelzuiger en daarbij twee of meer werk-zuigers met een ten opzichte van de rotatie hartlijn syme-trische massaverdeling, die twee of meer achter elkaar ge-5 schakelde pomptrappen vormen en waardoor het gas slechts volgens het verdringerprincipe van de ene trap in de volgende wordt getransporteerd. Daarbij kunnen de afzonderlijke trappen een verschillend zuigvermogen bezitten.

Voor het afzuigen van grote gashoeveelheden, in het 10 bijzonder voor het ontwikkelen van vacuum, echter ook voor het circuleren van gassen bij betrekkeüjk kleine drukverschillen worden drooglopende roterende zuigerpompen gebruikt, die uitmunten door een bijzonder gunstig effect. Het nadeel is de geringe compressieverhouding ervan. Daarom 15 kunnen zij slechts samen met andere pomptypen of als combinatie van een aantal achter elkaar geplaatste roterende zuigerpompen voor het ontwikkelen van vacuüm worden gebruikt. Bekend is een tweetraps roterende zuigerpomp bestaande uit twee eentraps roterende zuigerpompen, dus vier 20 zuigers in een huis. Afgezien ervan dat hier slechts twee eentraps pompen achter elkaar worden geschakeld is deze pomp slechts in een beperkt drukgebied van 100 mbar tot _2l 10 mbar bruikbaar, zodat een toepassing bij atmosferische . druk slechts in combinatie met tenminste een verdere ge-25 schikte pomp mogelijk is.

In het Canadese octrooischrift 104054-0 wordt een rotatie inrichting met een regelzuiger en twee werkzuigers beschreven. Deze inrichting is in de eerste plaats bedoeld voor toepassing als motor of compressor. Voor het trans-30 porteren van gashoeveelheden is deze inrichting uiterst slecht geschikt, omdat de gassen in de werkruimten gecomprimeerd en aansluitend weer geëxpandeerd worden.

Dit is voor het zuiver transporteren van gassen een onnodige bewerking, die een niet onbelangrijke overbodige 35 hoeveelheid energie vereist; echter ook bij toepassing als motor of compressor bezit deze inrichting het nadeel dat de massaverdeling van de zuigers asymetrisch ten opzichte van de rotatiehartlijn is, wat een geruisarme en trillings- 8 0 0 2 6 14 \ 2 vrije loop tegenwerkt.

De opgave van de uitvinding is het verschaffen van een pompsysteem, waarvan het toepassingsgebied zich uit-strekt van 1000 mbar tot 10 mbar, dat by hoge toeren-5 tallen een rustig en trillingsvrije loop garandeert en waarin geen overbodige compressie-arbeid wordt uitgevoerd. Daarbij moeten de grote voordelen van een roterende zuiger-pomp, die liggen in een hoog specifiek zuigvermogen en in een droge loop, behouden blijven.

10 Genoemde opgave wordt opgelost doordat een meertraps roterende zuigerpomp, die wat zijn constructie betreft in belangrijke mate van de tot dusverre bekende tweetraps roterende zuigpomp afwijkt. In een aantal door halve cylinders begrensde werkruimten die stervormig om een regel-15 zuiger zijn geplaatst, roteren tegengesteld aan- de regel-zuiger een aantal werkzuigers, die door tandwielparen met de regelzuiger zijn gekoppeld. üJussen de zuigers alsmede tussen de zuigers en het huis zijn spleten aanwezig, zodat in de werkruimte de bewegende delen elkaar niet wrijvend 20 aanraken. Daardoor wordt een smering in de werkruimte overbodig, waardoor de voorwaarde is verschaft voor een droge loop. De onvermijdelijke gasterugstroming door de spleten is in fijn- en hoogvacuumgebied van geen betekenis, omdat de stromingswe er stand met afnemende druk in belangrijke mate 25 toeneemt. De legers en de voor het synchrone lopen noodzakelijke tandwielen zijn buiten de werkruimte geplaatst. De zuigers bezitten tenminste twee afdichtranden. Een dynamische uitbalancering, die door een ten opzichte van de rotatiehartüjn symetrische massaverdeling van de zuigers 30 mogelijk wordt gemaakt, veroorzaakt een geruisarme en tril-lingsvrije loop. Een goed volumetrisch rendement wordt bereikt door de keuze van een gunstig zuigerprofiel.

Overeenkomstig het verdringereffect heeft het transport gedwongen plaats en heeft van trap tot trap in het 35 pomphuis plaats.

Door een inwendige trapsgewijze verlaging van de afzonderlijke pomptrappen, die door een verschillend toerental van de werkzuigers onderling en/of door verschillende diameter van de werkzuiger wordt bereikt, komt de pomp 40 overeen met een pompstand, bestaande uit een aantal rote- 800 2 6 14 * $ \ 3' rende zuigerpompen met verschillend zuigvermogen. By een dergelijke combinatie verkrijgt men hoge besparingen op energie bij de aandrijving, zonder dat het zuigvermogen in belangrijke mate wordt verminderd. Het aantal van de afzon-5 derlijke trappen en het type van de trapsgewijze verlaging richt zich naar de gestelde eisen en is slechts constructief begrensd.

De laatste trap of de laatste trappen van een meer-traps roterende zuigerpomp kunnen van een gaskoeling zijn 10 voorzien. Het koelgas wordt door een waterkringloop extra gekoeld. Hiermede bereikt men een compressie op atmosferische druk zonder thermische overbelastingen. Aldus kan de —4 pomp in het gehele werkgebied van 1000 mbar tot 10 mbar voortdurend worden ingezet zonder dat een extra voorpomp 15 noodzakelijk wordt. Omdat de eerste trap bij hogere drukken eerst meer gas uitstoot dan de volgende trap kan wegzuigen, wordt de overmaat gas door een overdrukventiel in de atmosfeer afgeblazen.

Aan de hand van een tekening, waarin uitvoeringsvoor-20 beelden zijn weergegeven, wordt de uitvinding hierna nader beschreven.

Figuur 1 toont een tweetraps roterende zuigerpomp.

Figuur 2 toont een drietraps roterende zuigerpomp met inwendige trapverlaging door verschillende zuigerdiameters♦ 25 Figuur 3 toont een tweetraps roterende zuigerpomp met gaskoeling.

Figuren 5 I tot 5 V tonen‘de werking van een tweetraps roterende zuigerpomp zonder inwendige trapverlaging.

Figuur 6 I tot VIII toont de werking van een drietraps 30 roterende zuigerpomp met inwendige trapverlaging en met gaskoeling.

Figuur 1 toont een tweetraps roterende zuigermachine waarbij zich in een pomphuis 1 met een inlaatopening 2 en een uitlaatopening 3 een regelzuiger 4 en twee werkzuigers 35 5 en 6 bevinden. De beide werkzuigers 5 en 6 roteren tegen gesteld aan de regelzuiger 4 en vormen met het huis werkruimten 8 en 9· Het gas wordt van trap naar trap en tenslotte naar de uitlaatopening 3 getransporteerd. Tussen de werkzuigers 5 en 6 en het huis enerzijds en de werkzuigers 40 5 en 6 en de regelzuiger 4 anderzijds vindt een voortdurende 8002614 4 afdichting plaats zonder dat aanraking optreedt. De tegengestelde synchrone loop van de regelzuiger 4 en van de heide werkzuigers 5 en 6 wordt via drie tandwielen, die op de verlengde aseinden buiten de werkruimten zitten, 5 bereikt·

Figuur 2 toont een drietraps roterende zuigerpomp met inwendige trapverlaging. In het pomphuis 1 met een inlaat-opening 2 en een uitlaatopening 3 bevindën 'zich een regelzuiger 4 en drie werkzuigers 5» 6 en 7 die tegengesteld 10 aan de regelzuiger 4 roteren. De inwendige trapverlaging wordt door verschillende toerentallen van de werkzuigers bereikt· De toerentallen van de werkzuigers 5» 6 en 7 verhouden zich als 2:3:4. Dit komt ook tot uitdrukking in de betreffende zuigerprofielen.

13 Opdat in de kanalen 20 en 22 bij het af zuigen bij hoge drukken geen overdruk ontstaat, wordt de overmatige gashoeveelheid via de overdrukventielen 26 en 27 in de atmosfeer afgeblazen.

Figuur 3 toont een tweetraps roterende zuigerpomp met 20 een huis 1, een inlaatopening 2, een uitlaat opening 3» een regelzuiger 4 de werkzuigers 5 en 6 en de werkruimten 8 en 9, waarbij de binnenste trapverlaging door verschillende diameters van de zuigers wordt bereikt.

Figuur 4 toont een tweetraps roterende zuigermachine 25 met gaskoeling. In het pomphuis 1 met de inlaatopening 2 en de uitlaatopening 3 bevinden zich een regelzuiger 4 en twee werkzuigers 5 en 6, die tegengesteld aan de regelzuiger 4 roteren. Via de kanalen 11a en 11b kan koelgas in de werkruimten van de werkzuigers 6 en 7 worden ingelaten. De 30 brede koppen 12 van de werkzuigers dienen voor het regelen van de koelgasinlaat. Door een systeem van waterkamers 13, 14 en 15 die een deel van waterkringloop zijn, wordt het koelgas extra afgekoeld.

In figuur 5 is de principiële werking van een twee-35 traps roterende zuigerpomp zonder inwendige trapverlaging weergegeven:

Fase I

De werkruimte 8 staat met de inlaatopening 2 in verbinding en zuigt bij draaiing van de zuigers 4, en 6 gas 40 bij de druk p1 aan.

800 2 6 14 5 *: t

Fase II

De werkruimte 8 is zowel ten opzichte van de inlaat-opening 2 als ook ten opzichte van het kanaal 17 afgesloten. Fase III

5 Via het kanaal 17 wordt het gas in de zich vormende werkruimte 9 getransporteerd.

Fase IV

De werkruimte 9 is zowel ten opzichte van de uitlaat-opening 3 als ook ten opzichte van het kanaal 17 afgesloten. 10 Fase V

De werkruimte 9 staat met de uitlaatopening 3 in verbinding. Het gas wordt tegen de druk p2 afgeblazen.

In figuur 6 is de principiële werking van een drie-traps roterende zuigerpomp met inwendige trapverlaging en 15 met gaskoeling weergegeven.

Fase I

De werkruimte 8 staat met de inlaatopening 2 in verbinding en zuigt bij draaiing van de zuigers 4, 5» 6 en 7 gas met de druk p1 aan.

20 Fase II

De werkruimte 8 is zowel ten opzichte van de inlaat-opening 2 als ook ten opzichte van het kanaal 20 gesloten. Fase III

Via het kanaal 20 wordt het gas in de zich vormende 25 werkruimte 9 getransporteerd.

Fase IV

De werkruimte 9 is zowel ten opzichte van het kanaal 20 als ook ten opzichte van het kanaal 22 afgesloten. Het gas staat onder de druk p2.

30 Fase V

Via het kanaal 22 wordt het gas in de zich vormende werkruimte 10 getransporteerd.

Fase VI

De werkruimte 10 is zowel ten opzichte van het kanaal 35 22 als ook ten opzichte van de uitlaatopening 3 afgesloten.

Het gas staat onder de druk p3.

Fase VII

De werkruimte 10 wordt via het kanaal 11 en de koeler 25 met koud gas tot de druk p4 gevuld.

40 Fase VIII. Via de uitlaatopening 3 wordt het gas afgeblazen.

800 2 6 14

Claims (7)

1. Boterende zuigerpomp met een regelzuiger en daarmee parallel twee of meer werkzuigers, die zonder aanraking in halve cylinders draaien en hiermede werkruimten 5 vormen, waarbij tussen de regelzuiger en de werkzuigers een voortdurende afdichting aanwezig is, m e t het kenmerk, dat de afzonderlijke trappen achter elkaar zijn geschakeld en uit een zuiger met een ten opzichte van de rotatie hartlijn symetrische massaverdeling bestaan en 10 dat het gas slechts volgens het verdringerprincipe vanaf de ene trap in de volgende wordt getransporteerd.

2. Roterende zuigerpomp volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de afzonderlijke pomptrappen een verschillend zuigvermogen bezitten. 15 3· Roterende zuigerpomp volgens conclusies 1 en 2, met het kenmerk, dat het verschillende zuigvermogen de verschillende toerentallen van de werkzuigers wordt bereikt.

4. Roterende zuigerpomp volgens de conclusies 1 en 2, 20 met het kenmerk, dat het verschillende zuigvermogen door verschillende diameters van de werkzuiger wordt bereikt.

6. Roterende zuigerpomp volgens conclusie 1 tot 5» met het kenmerk, dat de werkzuigers stervormig 25 om de regelzuiger zijn geplaatst.

7. Roterende zuigerpomp volgens conclusies 1 tot 6, met het kenmerk, dat een of meer trappen zijn uitgevoerd met een gaskoeling.

8. Roterende zuigerpomp volgens de conclusies 1 tot 7i 50 met het kenmerk, dat het koelgas door een waterkringloop extra wordt gekoeld.

9. Roterende zuigerpomp volgens de conclusies 1 tot 8, met het kenmerk, dat tussen de afzonderlijke trappen overdrukventielen zijn ingebouwd. ************ t 800 26 14