WO2014117991A2 - Vacuum pump, in particular rotary-lobe pump - Google Patents
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Definitions
- Vacuum pump in particular Roots pump
- the invention relates to a vacuum pump, in particular a Roots or Roots pump.
- Vacuum pumps have pumping elements arranged in a pumping chamber, in which Roots pumps are two Roots.
- Roots pumps are two Roots.
- the capacity of Roots pumps is limited in particular by a maximum pressure difference between the suction side and pressure side. This is approx. 30 mbar for Roots pumps with a large-volume pump chamber and up to 100 mbar for smaller Roots pumps.
- a thermal overload of the Roots pump, in particular of the drive motor can take place.
- Roots pumps have a connection channel connecting the pressure side to the suction side, through which the conveyed medium can flow back from the pressure side to the suction side.
- a valve the so-called bypass valve, arranged.
- Upon reaching a predetermined pressure difference opens the usually weight and / or spring-loaded valve.
- Roots pump arranged valve Such, in the connecting channel of a Roots pump arranged valve is known for example from DE 28 44 019. It deals this is a poppet valve which has a plate-shaped valve body for closing a passage opening in the connecting channel.
- Poppet valves with or without hydraulic or mechanical damping have the disadvantage that large masses must be moved. As a result, such poppet valves are sluggish.
- large-volume Roots pumps correspondingly large poppet valves must be provided so that in a short time a sufficient amount of medium can flow back through the connecting channel.
- This has the further disadvantage that a large space is required for the poppet valve. This leads to large pump housing dimensions and thus to increased costs.
- Another disadvantage of spring and weight-loaded poppet valves is that due to the acceleration of gravity, the mounting position must be considered.
- a special arrangement of the poppet valve in a 45 ° angle to the conveying direction of the Roots pump is known from DE 2844019. This makes it possible, the Roots pump at least in two different Install mounting positions in which the poppet valve is always arranged at a 45 ° angle to the acceleration of gravity.
- flapper valve As a bypass valve.
- a flap valve is described, for example, in DE 102008034073.
- the provision of flap valves also has the advantage that they have a small space.
- the flapper valve is spring loaded.
- the spring force applied by the spring the pressure difference between the pressure side and the suction side is defined at which the flapper valve opens.
- the spring force can be adjusted. This is expensive and possible only in a relatively small power range. In order to realize a greater variation of the spring force, it is therefore necessary to replace the spring. This is extremely expensive and can only be done with the help of special tools.
- the springs can only be replaced by service personnel of the manufacturer and not by the customer himself.
- the object of the invention is to provide a vacuum pump, in particular a Roots pump, whose bypass valve can be adjusted in a simple manner for operation at different operating points.
- the vacuum pump according to the invention is in particular a Roots pump.
- the vacuum pump has arranged in a pumping chamber pumping elements and in particular Wälzkolben. Furthermore, the pressure side of the suction chamber is connected to the suction side of the suction chamber via a connecting channel. In the connecting channel, a valve device is arranged in a passage opening.
- the valve device arranged in the connecting channel is adjustable Aperture device assigned, in particular upstream in the flow direction.
- adjustable Aperture device assigned, in particular upstream in the flow direction.
- the potential engine power can not be exploited, while at high mass flows, the required engine power leads to an undesirable increase in engine temperature, especially in continuous operation.
- This problem can be avoided by providing an adjustable aperture device. By adjusting the diaphragm device and thus by the definition of the effective cross-sectional area effected thereby, the desired opening pressure can be adjusted depending on the operating conditions. As a result, the engine power can be fully utilized for the respective application and, as a rule, a shutdown of the engine, in particular due to overheating, can be avoided.
- the diaphragm device has an adjustable diaphragm element.
- a plurality of diaphragm elements are provided, wherein the diaphragm elements in Particularly preferred embodiment independently, ie, for example, individually or in groups are adjustable.
- the adjustment of the at least one diaphragm element for changing the effective cross-sectional area can be effected by displacement and / or rotation of the diaphragm element.
- By moving the diaphragm element can be changed in a simple manner, the aperture and thus the effective cross-sectional area.
- In cross-section semicircular or rectangular aperture element can also be done by rotating the diaphragm element, a change in the effective cross-sectional area.
- the position of the diaphragm device is pressure-independent, so that the effective cross-sectional area is determined only by the position of the diaphragm device and does not depend on the differential pressure.
- At least one sealing element is provided between the diaphragm device and the valve device. If the diaphragm device has a plurality of diaphragm elements, in particular a plurality of sealing elements or a common sealing element are provided. By providing the sealing elements it is ensured that only the static pressure acts on the valve device, in particular the valve flap. The static pressure primarily determines the required opening force.
- the diaphragm device and in particular the at least one diaphragm element of the diaphragm device are connected to an actuating device.
- the adjusting device may be a manually operable actuator.
- the adjusting device can be provided with slidable aperture elements adjusting screws.
- an electromagnetic, pneumatic and / or hydraulic adjusting device for adjusting the diaphragm device and in particular the at least one diaphragm element provided.
- Particularly preferred is the provision of a stepping motor, for example, the actuation of an adjusting spindle or a sliding crank mechanism.
- a stepping motor and a rotation of individual aperture elements is possible in a simple manner.
- the diaphragm device is designed as a throttle valve.
- a throttle valve upstream of the valve device in the flow direction.
- the throttle valve is preferably connected to an actuator as described above.
- the diaphragm device has both one or more adjustable diaphragm elements and a throttle valve.
- a throttle valve e.g. upstream of a flapper valve produces, as aerodynamic drag, flow losses which reduce the pressure prevailing at the flapper valve and thus allow the opening pressures of the flapper valve to operate at other operating points.
- valve device itself is designed as a throttle valve.
- a throttle valve There is thus a function of a differential pressure, a partial and / or complete opening of the throttle.
- the actuation of the throttle valve is in turn carried out by appropriate adjusting devices as described above.
- Fig. 1 is a schematic sectional view of a Roots pump
- Fig. 3 is a schematic enlarged cross-sectional view of a
- Fig. 5 is a schematic sectional view of an embodiment of the invention, in which the flapper valve is combined with a throttle valve and
- Fig. 6 is a schematic sectional view of a throttle valve designed as a valve device.
- a Roots pump according to the invention has two Wälzkolben 12 arranged in a pump chamber 10.
- the Wälzkolben 12 rotate synchronized in opposite directions in the direction of arrow 13 about perpendicular to the plane extending axes of rotation 14.
- the Wälzkolben 12 are arranged in a housing 16. By the Wälzkolben 12 conveying the medium takes place in the direction of a reed 18 from a suction side 20 in the direction of a pressure side 30th
- connection channel 22 arranged laterally next to the pump chamber 10 is provided in the housing 16.
- the connecting channel 22 preferably extends over the entire width of the pump housing running perpendicular to the plane of the drawing 16.
- the connecting channel thus preferably has a rectangular cross-section.
- a valve device 24 is arranged in the connecting channel 22 .
- the spring-loaded valve device 24 opens automatically, so that part of the fluid delivered flows back from the pressure side in the direction of a section 26 to the suction side 20.
- the valve device 24 has a valve flap 28 (FIG. 2) which closes off a rectangular passage opening 32 of the connection channel 22.
- the passage opening 32 preferably extends substantially over the entire width of the connection channel 22 and thus approximately the entire housing 16.
- the valve flap 28 is pivotable about a pivot axis 34 in the direction of an arrow 36.
- a pivot spring 34 surrounding the torsion spring 40, a holding or closing force is applied to the valve flap 28. Because of this closing force, the valve 24 opens only from a defined pressure difference between the pressure side 30 and the suction side 20 (FIG. 1) of the suction chamber 10.
- the pivot axis 34 is disposed on the side facing away from the pumping chamber 10 side, so that for opening the valve flap 28, a pivoting of the valve flap takes place in a housing corner. Due to the thus required for the flap valve small space relatively small outer dimensions of the pump housing 16 can be realized.
- apertures in the passage opening 32 can be mounted by opening a housing cover 38.
- the effective cross-sectional area of the passage opening 32 can be changed. hereby there is a change in the pressure difference at which the valve flap 28 opens.
- the mounting cover 38 it is also possible to provide additional weights on the valve flap or to remove it. This also makes it possible to vary the differential pressure.
- a preferred embodiment of the invention with adjustable diaphragm means 42 is shown in Figures 3 and 4.
- the diaphragm device 42 is arranged in FIG. 3 below the valve flap 28 or upstream in the flow direction of the valve flap 28.
- the valve device 24 corresponds to the valve device 24 described with reference to FIGS. 1 and 2.
- a sealing element 43 is provided, which extends in particular over the entire underside of the valve flap 28. This ensures that the individual diaphragm elements, which are in particular the diaphragm blades 44 in the exemplary embodiment shown, are always sealed with respect to the valve flap 28.
- an adjusting spindle 46 is provided in the illustrated embodiment. This adjusting spindle 46 protrudes through a projection 48 of the diaphragm element 44, in which a thread is provided. By rotating the spindle 46, the diaphragm element 44 can thus be displaced in the direction of an arrow 50.
- a plurality of diaphragm elements 44 are provided, which are connected to one another, so that the diaphragm elements 44 can be displaced via a common adjusting spindle 46.
- a plurality of adjusting spindles it is possible, for example, to provide a plurality of adjusting spindles, so that individual diaphragm elements can be moved separately or in groups.
- the diaphragm elements 44 preferably have a non-circular, for example semicircular or rectangular cross-section.
- valve device 24 is again provided.
- a diaphragm device according to the embodiment shown in Figures 3 and 4.
- a throttle flap 52 of the valve device 24 is connected upstream as a diaphragm device.
- the throttle flap 52 can be pivoted about a pivot axis 54 in the direction of an arrow 56.
- the gas flow in the direction of arrow 57 by turning the flap 52 in the direction of arrow 56 a more or less large aerodynamic resistance are applied, which in turn causes a pressure drop through which the operating point at which opens the valve means can vary.
- the "active" pressure difference of the spring-loaded flap valve always remains the same.
- the entire valve device is replaced by a throttle valve (FIG. 6).
- the throttle valve substantially corresponds to the throttle flap 52 and is also pivotable about an axis 54. Since the sealed in the closed state valve flap 28 is omitted in this embodiment, additional sealing elements 58 are provided, which can be arranged either on a housing extension 60 or at corresponding outer regions of the throttle valve 52.
- an adjusting device such as an electric motor or the like is provided.
- the adjusting device is connected to a control device, such as the control device of the vacuum pump.
- the control device is a frequency converter.
- the control device can have sensors for measuring pressure, for example in the connecting channel, so that an adjustment of the diaphragm device or the throttle valve can take place as a function of operating data and / or measured pressures.
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Abstract
A vacuum pump such as a rotary-lobe pump has a pump chamber (10) in which pump elements (12) are arranged. A pressure side (30) is connected to a suction side (20) of the pump chamber (10) via a connecting duct (22). Furthermore, a valve device (24) is arranged in a passage opening (32) of the connecting duct (22). To vary the effective cross-sectional area of the passage opening (32), the valve device (24) is, in one of the preferred embodiments, assigned an adjustable aperture device (42).
Description
Vakuumpumpe insbesondere Wälzkolbenpumpe Vacuum pump, in particular Roots pump
Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere eine Wälzkolben- oder Rootspumpe. The invention relates to a vacuum pump, in particular a Roots or Roots pump.
Vakuumpumpen weisen in einem Schöpfraum angeordnete Pumpelemente auf, bei denen es sich bei Wälzkolbenpumpen um zwei Wälzkolben handelt. Durch die Rotation der Wälzkolben erfolgt ein Fördern des zu pumpenden Mediums von einer Saugseite eines Schöpfraums zu einer Druckseite. Die Förderleistung von Wälzkolbenpumpen ist insbesondere durch eine maximale Druckdifferenz zwischen Saugseite und Druckseite begrenzt. Diese liegt bei Wälzkolbenpumpen mit großvolum igem Schöpfraum bei ca. 30 mbar und bei kleineren Wälzkolbenpumpen bis 100 mbar. Bei Überschreiten der maximalen Druckdifferenz kann eine thermische Überlastung der Wälzkolbenpumpe, insbesondere des Antriebsmotors erfolgen. Um derartige Überlastungen zu vermeiden, weisen einige Wälzkolbenpumpen einen die Druckseite mit der Saugseite verbindenden Verbindungskanal auf, durch den das geförderte Medium von der Druckseite zur Saugseite zurückströmen kann. Im Verbindungskanal ist ein Ventil, das sogenannte Umwegleitungsventil, angeordnet. Bei Erreichen einer vorgegebenen Druckdifferenz öffnet das üblicherweise gewichts- und/oder federbelastete Ventil. Vacuum pumps have pumping elements arranged in a pumping chamber, in which Roots pumps are two Roots. By the rotation of the Wälzkolben carried a pumping of the medium from a suction side of a pumping chamber to a pressure side. The capacity of Roots pumps is limited in particular by a maximum pressure difference between the suction side and pressure side. This is approx. 30 mbar for Roots pumps with a large-volume pump chamber and up to 100 mbar for smaller Roots pumps. When the maximum pressure difference is exceeded, a thermal overload of the Roots pump, in particular of the drive motor can take place. In order to avoid such overloads, some Roots pumps have a connection channel connecting the pressure side to the suction side, through which the conveyed medium can flow back from the pressure side to the suction side. In the connecting channel, a valve, the so-called bypass valve, arranged. Upon reaching a predetermined pressure difference opens the usually weight and / or spring-loaded valve.
Ein derartiges, in dem Verbindungskanal einer Wälzkolbenpumpe angeordnetes Ventil ist beispielsweise aus DE 28 44 019 bekannt. Es handelt
sich hierbei um ein Tellerventil, das zum Verschließen einer Durchlassöffnung in dem Verbindungskanal einen tellerförmigen Ventilkörper aufweist. Such, in the connecting channel of a Roots pump arranged valve is known for example from DE 28 44 019. It deals this is a poppet valve which has a plate-shaped valve body for closing a passage opening in the connecting channel.
In modernen Fertigungsverfahren, wie beispielsweise Vakuum- Beschichtungsverfahren müssen sehr kurze Prozesszeiten realisiert werden. Beispielsweise müssen Taktzeiten von unter einer Minute realisiert werden. Dies hat zur Folge, dass die eingesetzten Vakuumpumpen, insbesondere Wälzkolbenpumpen innerhalb einiger Sekunden den gesamten Betriebsbereich der Pumpe durchfahren müssen. Dies führt dazu, dass das Umwegleitungsventil der Wälzkolbenpumpe sehr schnell bzw. schlagartig geöffnet wird. Aufgrund des Anschlagens des Ventiltellers oder von mit dem Ventil verbundenen Bauteilen treten erhöhte Betriebsgeräusche auf. Ferner können hierdurch Beschädigungen am Pumpengehäuse auftreten. Zur Vermeidung von Beschädigungen und der Verringerung der Betriebsgeräusche wurden Spezialventile entwickelt, bei denen der Ventilteller nicht nur federbelastet ist, sondern zusätzlich einen hydraulischen Dämpfer aufweist. Hierdurch wird die schnelle, bzw. schlagartige Bewegung des Ventiltellers gedämpft. In modern manufacturing processes, such as vacuum coating process very short process times must be realized. For example, cycle times of less than a minute must be realized. As a result, the vacuum pumps used, in particular Roots pumps, have to pass through the entire operating range of the pump within a few seconds. This results in that the bypass valve of the Roots pump is opened very quickly or suddenly. Due to the impact of the valve disk or connected to the valve components occur increased operating noise. Furthermore, this can cause damage to the pump housing. To avoid damage and to reduce operating noise, special valves have been developed in which the valve disk is not only spring-loaded, but also has a hydraulic damper. As a result, the rapid, or sudden movement of the valve disk is damped.
Tellerventile mit oder ohne hydraulischer oder mechanischer Dämpfung weisen den Nachteil auf, dass große Massen bewegt werden müssen. Dies führt dazu, dass derartige Tellerventile träge sind. Insbesondere bei großvolumigen Wälzkolbenpumpen müssen entsprechend große Tellerventile vorgesehen sein, so dass in kurzer Zeit eine ausreichende Menge an Medium durch den Verbindungskanal zurückströmen kann. Dies hat ferner den Nachteil, dass für das Tellerventil ein großer Bauraum benötigt wird. Dies führt zu großen Pumpengehäuseabmessungen und somit zu erhöhten Kosten. Ein weiterer Nachteil von feder- und gewichtsbelasteten Tellerventilen besteht darin, dass aufgrund der Erdbeschleunigung die Einbaulage berücksichtigt werden muss. Eine besondere Anordnung des Tellerventils in einem 45° Winkel zur Förderrichtung der Wälzkolbenpumpe ist aus DE 2844019 bekannt. Hierdurch ist es möglich, die Wälzkolbenpumpe zumindest in zwei unterschiedlichen
Einbaulagen einzubauen, in denen das Tellerventil stets in einem 45° Winkel zur Erdbeschleunigung angeordnet ist. Poppet valves with or without hydraulic or mechanical damping have the disadvantage that large masses must be moved. As a result, such poppet valves are sluggish. In particular large-volume Roots pumps correspondingly large poppet valves must be provided so that in a short time a sufficient amount of medium can flow back through the connecting channel. This has the further disadvantage that a large space is required for the poppet valve. This leads to large pump housing dimensions and thus to increased costs. Another disadvantage of spring and weight-loaded poppet valves is that due to the acceleration of gravity, the mounting position must be considered. A special arrangement of the poppet valve in a 45 ° angle to the conveying direction of the Roots pump is known from DE 2844019. This makes it possible, the Roots pump at least in two different Install mounting positions in which the poppet valve is always arranged at a 45 ° angle to the acceleration of gravity.
Zur Realisierung großer Durchströmungsflächen ist es ferner bekannt als Umwegleitungsventil ein Klappenventil vorzusehen. Ein derartiges Klappenventil ist bspw. in DE 102008034073 beschrieben. Das Vorsehen von Klappenventilen hat ferner den Vorteil, dass diese einen geringen Bauraum aufweisen. Das Klappenventil ist federbelastet. Insbesondere durch Auslegung der durch die Feder aufgebrachten Federkraft ist die Druckdifferenz zwischen der Druckseite und der Saugseite definiert, bei der das Klappenventil öffnet. Zum Betreiben derselben Pumpe bei unterschiedlichen Betriebspunkten, die insbesondere bei unterschiedlichen Einsatzzwecken auftreten, kann bspw. mithilfe einer Spannvorrichtung die Federkraft eingestellt werden. Dies ist aufwendig und nur in einem relativ geringen Kraftbereich möglich. Um ein stärkeres Variieren der Federkraft zu realisieren, ist es daher erforderlich die Feder auszuwechseln. Dies ist äußerst aufwendig und kann nur mithilfe von Spezialwerkzeug erfolgen. Das Auswechseln der Federn kann nur durch Servicepersonal des Herstellers und nicht durch den Kunden selbst erfolgen. To realize large flow areas, it is also known to provide a flapper valve as a bypass valve. Such a flap valve is described, for example, in DE 102008034073. The provision of flap valves also has the advantage that they have a small space. The flapper valve is spring loaded. In particular, by designing the spring force applied by the spring, the pressure difference between the pressure side and the suction side is defined at which the flapper valve opens. To operate the same pump at different operating points, which occur in particular in different applications, for example, by means of a clamping device, the spring force can be adjusted. This is expensive and possible only in a relatively small power range. In order to realize a greater variation of the spring force, it is therefore necessary to replace the spring. This is extremely expensive and can only be done with the help of special tools. The springs can only be replaced by service personnel of the manufacturer and not by the customer himself.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vakuumpumpe insbesondere eine Wälzkolbenpumpe zu schaffen, deren Umwegleitungsventil auf einfache Weise für den Betrieb bei unterschiedlichen Betriebspunkten eingestellt werden kann. The object of the invention is to provide a vacuum pump, in particular a Roots pump, whose bypass valve can be adjusted in a simple manner for operation at different operating points.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 10. The object is achieved by the features of claim 1 or 10.
Alternativ zu der in den Ansprüchen definierten Erfindung ist es bei einer kostengünstigen einfachen Ausführungsform möglich, die Durchlassöffnung des Verbindungskanals, in dem die Ventileinrichtung angeordnet ist, im Querschnitt zu verändern, indem in die Durchlassöffnung eine Blende eingesetzt wird. Wenngleich diese auch einen gewissen Montagaufwand erfordert, ist dieser jedoch erheblich geringer als das Einstellen und
insbesondere als das Auswechseln der Ventilfeder. Das Auswechseln der Blende und somit das Verändern der wirksamen Querschnittsfläche kann ggf. durch den Kunden selbst erfolgen, sofern hierfür das erforderliche Spezialwerkzeug vorhanden oder nicht erforderlich ist. Je nach Einbaulage der Ventileinrichtung ist es ferner möglich, zusätzlich oder anstatt dem Vorsehen von Blenden Zusatzgewichte an der Ventileinrichtung vorzusehen oder zu entfernen. Durch ein derartiges Verändern des Eigengewichts der Ventilklappe wird die erforderliche Druckdifferenz zwischen der Saugseite und der Druckseite verändert, die erforderlich ist, um das Ventil zu öffnen. Durch das Vorsehen von Blenden und/oder Zusatzgewichten kann bspw. eine Wälzkolbenpumpe mit einem Volumenstrom zwischen 1000qm/h und 6000qm/h Differenzdrücke zwischen 50mbar und 300mbar realisiert werden. Wenngleich das Vorsehen von Blenden und/oder Zusatzgewichten einen gewissen Montageaufwand darstellt, handelt es sich hierbei um eine selbstständige Erfindung, die insbesondere eine kostengünstige Lösung der Aufgabe darstellt. Diese weist ferner den Vorteil auf, dass sie bei bestehenden Vakuumpumpen einfach nachgerüstet werden kann. As an alternative to the invention defined in the claims, it is possible in a low-cost simple embodiment to change the passage opening of the connecting channel in which the valve device is arranged in cross-section by inserting a diaphragm into the passage opening. Although this also requires a certain assembly effort, but this is much lower than the setting and especially as the replacement of the valve spring. The replacement of the diaphragm and thus the changing of the effective cross-sectional area may optionally be carried out by the customer himself, provided that the required special tool is present or not required. Depending on the installation position of the valve device, it is also possible to provide or remove additional weights on the valve device in addition to or instead of the provision of diaphragms. Such a change in the dead weight of the valve flap, the required pressure difference between the suction side and the pressure side is changed, which is required to open the valve. By providing diaphragms and / or additional weights, it is possible, for example, to realize a Roots pump with a volumetric flow rate between 1000qm / h and 6000qm / h differential pressures between 50 mbar and 300 mbar. Although the provision of diaphragms and / or additional weights represents a certain installation effort, this is an independent invention, which represents in particular a cost-effective solution of the problem. This also has the advantage that it can be easily retrofitted with existing vacuum pumps.
Besonders bevorzugt ist jedoch die Lösung der vorstehenden Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 10, wobei diese Merkmale ggf. auch mit dem Vorsehen zusätzlicher Blenden oder Zusatzgewichte kombiniert werden können. However, the solution of the above object is particularly preferred by the features of claim 1 or 10, wherein these features may optionally be combined with the provision of additional panels or additional weights.
Bei der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe handelt es sich insbesondere um eine Wälzkolbenpumpe. Die Vakuumpumpe weist in einem Schöpfraum angeordnete Pumpelemente und insbesondere Wälzkolben auf. Ferner ist die Druckseite des Schöpfraums mit der Saugseite des Schöpfraums über einen Verbindungskanal verbunden. In dem Verbindungskanal ist in einer Durchlassöffnung eine Ventileinrichtung angeordnet. The vacuum pump according to the invention is in particular a Roots pump. The vacuum pump has arranged in a pumping chamber pumping elements and in particular Wälzkolben. Furthermore, the pressure side of the suction chamber is connected to the suction side of the suction chamber via a connecting channel. In the connecting channel, a valve device is arranged in a passage opening.
Bei einer ersten besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der in dem Verbindungskanal angeordneten Ventileinrichtung eine verstellbare
Blendeneinrichtung zugeordnet, insbesondere in Strömungsrichtung vorgeschaltet. Durch Verstellen der Blendeneinrichtung kann ein Verändern der wirksamen Querschnittsfläche der Durchlassöffnung und/oder ein Verändern der Durchströmungscharakteristik bewirkt werden. Durch Vorsehen einer verstellbaren Blendeneinrichtung und hierdurch erfolgtes Verändern der wirksamen Querschnittsfläche ist auf einfache Weise ein Einstellen der Vakuumpumpe auf unterschiedliche Betriebspunkte möglich. Hierdurch ist es bspw. möglich, die Motorleistung stets auszunutzen bzw. ein Überlasten des Motors durch Überschreiten der zulässigen Motortemperatur zu vermeiden. Dies liegt darin begründet, dass die erforderliche Motorleistung des Pumpenmotors nicht nur proportional zum Differenzdruck sondern insbesondere auch zum geförderten Massenstrom ist. So kann bei kleinen Massenströmen die mögliche Motorleistung nicht ausgenutzt werden, während bei großen Massenströmen die geforderte Motorleistung zu einer unerwünschten Erhöhung der Motortemperatur, insbesondere bei Dauerbetrieb führt. Diese Problematik kann durch Vorsehen einer verstellbaren Blendeneinrichtung vermieden werden. Durch Einstellen der Blendeneinrichtung und somit durch das hierdurch bewirkte Definieren der wirksamen Querschnittsfläche kann in Abhängigkeit der Betriebsbedingungen der gewünschte Öffnungsdruck eingestellt werden. Hierdurch kann für die jeweilige Applikation die Motorleistung vollständig ausgenutzt werden und im Regelfall ein Abschalten des Motors, insbesondere aufgrund Überhitzung vermieden werden. In a first particularly preferred embodiment of the invention, the valve device arranged in the connecting channel is adjustable Aperture device assigned, in particular upstream in the flow direction. By adjusting the diaphragm device, it is possible to bring about a change in the effective cross-sectional area of the passage opening and / or a change in the flow-through characteristic. By providing an adjustable diaphragm device and thus effected changing the effective cross-sectional area is easy to adjust the vacuum pump to different operating points possible. This makes it possible, for example, always to exploit the engine power or to avoid overloading the engine by exceeding the permissible engine temperature. This is due to the fact that the required motor power of the pump motor is not only proportional to the differential pressure but in particular also to the delivered mass flow. Thus, at low mass flows, the potential engine power can not be exploited, while at high mass flows, the required engine power leads to an undesirable increase in engine temperature, especially in continuous operation. This problem can be avoided by providing an adjustable aperture device. By adjusting the diaphragm device and thus by the definition of the effective cross-sectional area effected thereby, the desired opening pressure can be adjusted depending on the operating conditions. As a result, the engine power can be fully utilized for the respective application and, as a rule, a shutdown of the engine, in particular due to overheating, can be avoided.
Wird bspw. bei einem Klappenventil in Strömungsrichtung unmittelbar vor der Ventilklappe eine Blende mit vorgesehen, so kann bspw. bei gleichbleibender Federkraft ein größerer Öffnungsdruck eingestellt werden, in dem durch teilweises Schließen der Blende die wirksame Querschnittsfläche verringert wird. Entsprechend kann ein kleinerer Öffnungsdruck durch ein Öffnen der Blende eingestellt werden. Hierzu ist es besonderes bevorzugt, dass die Blendeneinrichtung ein verstellbares Blendenelement aufweist. Vorzugsweise sind mehrere Blendenelemente vorgesehen, wobei die Blendenelemente in
besonders bevorzugter Ausführungsform unabhängig voneinander, d.h. bspw. einzeln oder auch in Gruppen verstellbar sind. Hierbei kann das Verstellen des mindestens einen Blendenelements zur Veränderung der wirksamen Querschnittsfläche durch Verschieben und/oder Verdrehen des Blendenelements erfolgen. Durch Verschieben des Blendenelements kann auf einfache Weise die Blendenöffnung und somit die wirksame Querschnittsfläche verändert werden. Bei einem nicht kreisrunden sondern bspw. im Querschnitt halbkreisförmigen oder rechteckigen Blendenelement kann durch Verdrehen des Blendenelements ebenfalls ein Verändern der wirksamen Querschnittsfläche erfolgen. If, for example, a diaphragm is provided in the case of a flap valve in the flow direction immediately before the valve flap, a larger opening pressure can be set, for example, with the same spring force, in which the effective cross-sectional area is reduced by partially closing the diaphragm. Accordingly, a smaller opening pressure can be adjusted by opening the aperture. For this purpose, it is particularly preferred that the diaphragm device has an adjustable diaphragm element. Preferably, a plurality of diaphragm elements are provided, wherein the diaphragm elements in Particularly preferred embodiment independently, ie, for example, individually or in groups are adjustable. In this case, the adjustment of the at least one diaphragm element for changing the effective cross-sectional area can be effected by displacement and / or rotation of the diaphragm element. By moving the diaphragm element can be changed in a simple manner, the aperture and thus the effective cross-sectional area. In a non-circular but eg. In cross-section semicircular or rectangular aperture element can also be done by rotating the diaphragm element, a change in the effective cross-sectional area.
Insbesondere ist die Stellung der Blendeneinrichtung druckunabhängig, so dass auch die wirksame Querschnittsfläche nur von der Stellung der Blendeneinrichtung festgelegt wird und nicht vom Differenzdruck abhängt. In particular, the position of the diaphragm device is pressure-independent, so that the effective cross-sectional area is determined only by the position of the diaphragm device and does not depend on the differential pressure.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Blendeneinrichtung und der Ventileinrichtung mindestens ein Dichtelement vorgesehen. Sofern die Blendeneinrichtung mehrere Blendenelemente aufweist, sind insbesondere mehrere Dichtelemente oder ein gemeinsames Dichtelement vorgesehen. Durch das Vorsehen der Dichtelemente ist sichergestellt, dass auf die Ventileinrichtung insbesondere die Ventilklappe nur der statische Druck wirkt. Der statische Druck bestimmt in erster Linie die erforderliche Öffnungskraft. In a particularly preferred embodiment, at least one sealing element is provided between the diaphragm device and the valve device. If the diaphragm device has a plurality of diaphragm elements, in particular a plurality of sealing elements or a common sealing element are provided. By providing the sealing elements it is ensured that only the static pressure acts on the valve device, in particular the valve flap. The static pressure primarily determines the required opening force.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Blendeneinrichtung und insbesondere das mindestens eine Blendenelement der Blendeneinrichtung mit einer Stelleinrichtung verbunden. Bei der Stelleinrichtung kann es sich um einen manuell betätigbaren Aktuator handeln. Bspw. können bei verschiebbaren Blendenelementen Versteilschrauben vorgesehen sein. Ferner ist es möglich, eine elektromagnetische, pneumatische und/oder hydraulische Stelleinrichtung zum Verstellen der Blendeneinrichtung und insbesondere des mindestens einen Blendenelements
vorzusehen. Besonders bevorzugt ist das Vorsehen eines Schrittmotors, der bspw. eine Verstellspindel oder ein Schubkurbelgetriebe betätigt. Insbesondere mithilfe eines Schrittmotors ist auch ein Drehen einzelner Blendenelemente auf einfache Weise möglich. In a preferred embodiment of the invention, the diaphragm device and in particular the at least one diaphragm element of the diaphragm device are connected to an actuating device. The adjusting device may be a manually operable actuator. For example. can be provided with slidable aperture elements adjusting screws. Furthermore, it is possible to use an electromagnetic, pneumatic and / or hydraulic adjusting device for adjusting the diaphragm device and in particular the at least one diaphragm element provided. Particularly preferred is the provision of a stepping motor, for example, the actuation of an adjusting spindle or a sliding crank mechanism. In particular, by means of a stepping motor and a rotation of individual aperture elements is possible in a simple manner.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, dass die Blendeneinrichtung als Drosselklappe ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist es somit bevorzugt in Strömungsrichtung vor der Ventileinrichtung eine Drosselklappe anzuordnen. Durch entsprechendes Verdrehen oder Verschwenken der Drosselklappe ist es ebenfalls möglich, die wirksame Querschnittsfläche zu verändern. Die Drosselklappe ist vorzugsweise mit einer Stelleinrichtung, wie vorstehend beschrieben, verbunden. In a further preferred embodiment, it is possible that the diaphragm device is designed as a throttle valve. In this embodiment, it is thus preferable to arrange a throttle valve upstream of the valve device in the flow direction. By corresponding rotation or pivoting of the throttle valve, it is also possible to change the effective cross-sectional area. The throttle valve is preferably connected to an actuator as described above.
Desweiteren ist es möglich, dass die Blendeneinrichtung sowohl ein oder mehrere verstellbare Blendenelemente als auch eine Drosselklappe aufweist. Hierdurch ist eine sehr feine Einstellung der Druckdifferenz, bei der die Ventileinrichtung insbesondere die Ventilklappe öffnet, möglich. Ein Drosselventil (ohne Dichtelement), das z.B. einem Klappenventil vorgeschaltet wird, erzeugt als aerodynamischer Widerstand Strömungsverluste, die den am Klappenventil vorherrschenden Druck reduzieren und so die Öffnungsdrücke des Klappenventils bei anderen Betriebspunkten wirksam werden lassen. Furthermore, it is possible that the diaphragm device has both one or more adjustable diaphragm elements and a throttle valve. As a result, a very fine adjustment of the pressure difference, in which the valve device in particular opens the valve flap, possible. A throttle valve (without sealing element), e.g. upstream of a flapper valve produces, as aerodynamic drag, flow losses which reduce the pressure prevailing at the flapper valve and thus allow the opening pressures of the flapper valve to operate at other operating points.
Bei einer weiteren unabhängigen Ausführungsform der Erfindung ist die Ventileinrichtung selbst als Drosselklappe ausgebildet. Es erfolgt somit in Abhängigkeit eines Differenzdrucks ein teilweises und/oder vollständiges Öffnen der Drosselklappe. Das Betätigen der Drosselklappe erfolgt wiederrum durch entsprechende Stelleinrichtungen wie vorstehend beschrieben. In a further independent embodiment of the invention, the valve device itself is designed as a throttle valve. There is thus a function of a differential pressure, a partial and / or complete opening of the throttle. The actuation of the throttle valve is in turn carried out by appropriate adjusting devices as described above.
Nachfolgenden werden die unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Below, the different embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Wälzkolbenpumpe Fig. 1 is a schematic sectional view of a Roots pump
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des in dem Verbindungskanal der Wälzkolbenpumpe angeordneten Klappenventils, 2 is an enlarged view of the arranged in the connecting channel of the Roots pump flap valve,
Fig. 3 eine schematische vergrößerte Querschnittsansicht eines Fig. 3 is a schematic enlarged cross-sectional view of a
Klappenventils mit Blendeneinrichtung, Flapper valves with aperture device,
Fig.4 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in A schematic sectional view taken along the line IV-IV in
Fig. 3, 3,
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung, bei der das Klappenventil mit einer Drosselklappe kombiniert ist und Fig. 5 is a schematic sectional view of an embodiment of the invention, in which the flapper valve is combined with a throttle valve and
Fig. 6 eine schematische Schnittansicht einer als Drosselklappe ausgebildeten Ventileinrichtung. Fig. 6 is a schematic sectional view of a throttle valve designed as a valve device.
Eine erfindungsgemäße Wälzkolbenpumpe weist zwei in einem Schöpfraum 10 angeordnete Wälzkolben 12 auf. Die Wälzkolben 12 drehen sich synchronisiert gegenläufig in Pfeilrichtung 13 um senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Drehachsen 14. Die Wälzkolben 12 sind in einem Gehäuse 16 angeordnet. Durch die Wälzkolben 12 erfolgt ein Fördern des Mediums in Richtung eines Reils 18 von einer Saugseite 20 in Richtung einer Druckseite 30. A Roots pump according to the invention has two Wälzkolben 12 arranged in a pump chamber 10. The Wälzkolben 12 rotate synchronized in opposite directions in the direction of arrow 13 about perpendicular to the plane extending axes of rotation 14. The Wälzkolben 12 are arranged in a housing 16. By the Wälzkolben 12 conveying the medium takes place in the direction of a reed 18 from a suction side 20 in the direction of a pressure side 30th
Insbesondere zur Vermeidung von Überhitzungen ist in dem Gehäuse 16 ein seitlich neben dem Schöpfraum 10 angeordneter Verbindungskanal 22 vorgesehen. Der Verbindungskanal 22 erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Breite des Pumpengehäuses
16. Der Verbindungskanal weist somit vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt auf. In particular, in order to avoid overheating, a connection channel 22 arranged laterally next to the pump chamber 10 is provided in the housing 16. The connecting channel 22 preferably extends over the entire width of the pump housing running perpendicular to the plane of the drawing 16. The connecting channel thus preferably has a rectangular cross-section.
In dem Verbindungskanal 22 ist eine Ventileinrichtung 24 angeordnet. Bei Überschreiten einer maximalen Druckdifferenz zwischen Druckseite 30 und Saugseite 20 öffnet die federbelastete Ventileinrichtung 24 automatisch, so dass ein Teil des das geförderten Fluids von der Druckseite in Richtung eines Reils 26 zur Saugseite 20 zurückströmt. In the connecting channel 22, a valve device 24 is arranged. When a maximum pressure difference between pressure side 30 and suction side 20 is exceeded, the spring-loaded valve device 24 opens automatically, so that part of the fluid delivered flows back from the pressure side in the direction of a section 26 to the suction side 20.
Die Ventileinrichtung 24 weist eine Ventilklappe 28 (Fig. 2) auf, die eine rechteckige Durchlassöffnung 32 des Verbindungskanals 22 verschließt. Die Durchlassöffnung 32 erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen über die gesamte Breite des Verbindungskanals 22 und somit annähernd des gesamten Gehäuses 16. Die Ventilklappe 28 ist um eine Schwenkachse 34 in Richtung eines Pfeils 36 schwenkbar. Mittels einer die Schwenkachse 34 umgebenden Drehfeder 40 wird eine Halte- bzw. Schließkraft auf die Ventilklappe 28 aufgebracht. Aufgrund dieser Schließkraft öffnet das Ventil 24 erst ab einer definierten Druckdifferenz zwischen der Druckseite 30 und der Saugseite 20 (Fig. 1) des Schöpfraums 10. The valve device 24 has a valve flap 28 (FIG. 2) which closes off a rectangular passage opening 32 of the connection channel 22. The passage opening 32 preferably extends substantially over the entire width of the connection channel 22 and thus approximately the entire housing 16. The valve flap 28 is pivotable about a pivot axis 34 in the direction of an arrow 36. By means of a pivot spring 34 surrounding the torsion spring 40, a holding or closing force is applied to the valve flap 28. Because of this closing force, the valve 24 opens only from a defined pressure difference between the pressure side 30 and the suction side 20 (FIG. 1) of the suction chamber 10.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schwenkachse 34 auf der vom Schöpfraum 10 abgewandten Seite angeordnet, so dass zum Öffnen der Ventilklappe 28 ein Verschwenken der Ventilklappe in eine Gehäuseecke erfolgt. Aufgrund des somit für das Klappenventil erforderlichen geringen Bauraums können relativ kleine Außenabmessungen des Pumpengehäuses 16 realisiert werden. In the illustrated embodiment, the pivot axis 34 is disposed on the side facing away from the pumping chamber 10 side, so that for opening the valve flap 28, a pivoting of the valve flap takes place in a housing corner. Due to the thus required for the flap valve small space relatively small outer dimensions of the pump housing 16 can be realized.
Bei einer einfachen, kostengünstigen Ausführungsform, die insbesondere auch nachgerüstet werden kann, ist es möglich in der Durchlassöffnung 32 Blenden vorzusehen. Diese können durch Öffnen eines Gehäusedeckels 38 montiert werden. Durch Vorsehen unterschiedlicher Blenden kann die wirksame Querschnittfläche der Durchlassöffnung 32 verändert werden. Hierdurch
erfolgt ein Verändern der Druckdifferenz, bei der sich die Ventilklappe 28 öffnet. Über den Montagedeckel 38 ist es auch möglich, Zusatzgewichte an der Ventilklappe vorzusehen oder von dieser zu entfernen. Auch hierdurch ist ein Variieren des Differenzdruckes möglich. In a simple, cost-effective embodiment, which can also be retrofitted in particular, it is possible to provide apertures in the passage opening 32. These can be mounted by opening a housing cover 38. By providing different apertures, the effective cross-sectional area of the passage opening 32 can be changed. hereby there is a change in the pressure difference at which the valve flap 28 opens. About the mounting cover 38, it is also possible to provide additional weights on the valve flap or to remove it. This also makes it possible to vary the differential pressure.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit verstellbarer Blendeneinrichtung 42 ist in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Die Blendeneinrichtung 42 ist in Fig. 3 unterhalb der Ventilklappe 28 angeordnet bzw. in Strömungsrichtung der Ventilklappe 28 vorgeschaltet. Die Ventileinrichtung 24 entspricht der anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Ventileinrichtung 24. An der Unterseite der Ventilklappe 28 ist ein Dichtelement 43 vorgesehen, das sich insbesondere über die gesamte Unterseite der Ventilklappe 28 erstreckt. Hierdurch ist sichergestellt, dass die einzelnen Blendenelemente, bei denen es sich im dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere um Blendenlamellen 44 handelt, stets abgedichtet gegenüber der Ventilklappe 28 sind. A preferred embodiment of the invention with adjustable diaphragm means 42 is shown in Figures 3 and 4. The diaphragm device 42 is arranged in FIG. 3 below the valve flap 28 or upstream in the flow direction of the valve flap 28. The valve device 24 corresponds to the valve device 24 described with reference to FIGS. 1 and 2. On the underside of the valve flap 28, a sealing element 43 is provided, which extends in particular over the entire underside of the valve flap 28. This ensures that the individual diaphragm elements, which are in particular the diaphragm blades 44 in the exemplary embodiment shown, are always sealed with respect to the valve flap 28.
Zum Verschieben der lamellenförmigen Blendenelemente 44 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Verstellspindel 46 vorgesehen. Diese Verstellspindel 46 ragt durch einen Ansatz 48 des Blendenelements 44, in dem ein Gewinde vorgesehen ist. Durch Drehen der Spindel 46 kann das Blendenelement 44 somit in Richtung eines Pfeils 50 verschoben werden. To move the lamellar diaphragm elements 44, an adjusting spindle 46 is provided in the illustrated embodiment. This adjusting spindle 46 protrudes through a projection 48 of the diaphragm element 44, in which a thread is provided. By rotating the spindle 46, the diaphragm element 44 can thus be displaced in the direction of an arrow 50.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Blendenelemente 44 (Fig. 4) vorgesehen, die miteinander verbunden sind, sodass die Blendenelemente 44 über eine gemeinsame Verstellspindel 46 verschiebbar sind. Es ist jedoch möglich, bspw. mehrere Verstellspindeln vorzusehen, sodass einzelne Blendenelemente gesondert oder in Gruppen verschoben werden können. In the illustrated embodiment, a plurality of diaphragm elements 44 (FIG. 4) are provided, which are connected to one another, so that the diaphragm elements 44 can be displaced via a common adjusting spindle 46. However, it is possible, for example, to provide a plurality of adjusting spindles, so that individual diaphragm elements can be moved separately or in groups.
Ein Verändern der wirksamen Querschnittsfläche erfolgt somit, in dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel durch Verschieben der Blendenelemente 44 in Richtung des Reils 50. Ein Verändern der wirksamen
Querschnittsfläche der Blendeneinrichtung könnte alternativ auch durch ein Verschwenken von Blendenelementen erfolgen. Hierbei weisen die Blendenelemente vorzugsweise einen nicht runden bspw. halbkreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt auf. Changing the effective cross-sectional area thus takes place, in the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 3 and 4, by displacing the diaphragm elements 44 in the direction of the coil 50 Cross-sectional area of the diaphragm device could alternatively be done by pivoting diaphragm elements. In this case, the diaphragm elements preferably have a non-circular, for example semicircular or rectangular cross-section.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform (Fig. 5) ist wiederum dieselbe Ventileinrichtung 24 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch nicht in Strömungsrichtung vor der Ventilklappe 28 eine Blendeneinrichtung entsprechend der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsform vorgesehen. Stattdessen ist als Blendeneinrichtung eine Drosselklappe 52 der Ventileinrichtung 24 vorgeschaltet. Zur Variierung der Druckdifferenz an der Ventileinrichtung 24 kann die Drosselklappe 52 um eine Schwenkachse 54 in Richtung eines Pfeils 56 verschwenkt werden. Hierdurch kann auf einfache Weise dem Gasstrom in Pfeilrichtung 57 durch Verdrehen der Klappe 52 in Pfeilrichtung 56 ein mehr oder weniger großer aerodynamischer Widerstand aufgebracht werden, der wiederum einen Druckverlust bewirkt, durch den sich der Betriebspunkt, an dem die Ventileinrichtung öffnet, variieren lässt. Die "aktive" Druckdifferenz des federbelasteten Klappenventils bleibt hierbei stets gleich. In a further embodiment according to the invention (FIG. 5), the same valve device 24 is again provided. In this embodiment, however, is not provided in the flow direction in front of the valve flap 28, a diaphragm device according to the embodiment shown in Figures 3 and 4. Instead, a throttle flap 52 of the valve device 24 is connected upstream as a diaphragm device. To vary the pressure difference across the valve device 24, the throttle flap 52 can be pivoted about a pivot axis 54 in the direction of an arrow 56. In this way, in a simple manner, the gas flow in the direction of arrow 57 by turning the flap 52 in the direction of arrow 56, a more or less large aerodynamic resistance are applied, which in turn causes a pressure drop through which the operating point at which opens the valve means can vary. The "active" pressure difference of the spring-loaded flap valve always remains the same.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die gesamte Ventileinrichtung durch eine Drosselklappe ersetzt (Fig. 6). Die Drosselklappe entspricht im Wesentlichen der Drosselklappe 52 und ist ebenfalls um eine Achse 54 schwenkbar. Da die im geschlossenen Zustand dichtende Ventilklappe 28 bei dieser Ausführungsform entfällt, sind zusätzlich Dichtelemente 58 vorgesehen, die entweder an einem Gehäuseansatz 60 oder an entsprechenden äußeren Bereichen der Drosselklappe 52 angeordnet sein können. In a further preferred embodiment, the entire valve device is replaced by a throttle valve (FIG. 6). The throttle valve substantially corresponds to the throttle flap 52 and is also pivotable about an axis 54. Since the sealed in the closed state valve flap 28 is omitted in this embodiment, additional sealing elements 58 are provided, which can be arranged either on a housing extension 60 or at corresponding outer regions of the throttle valve 52.
In sämtlichen vorstehenden Ausführungsformen ist es bevorzugt, dass zum Verstellen der einzelnen Blendenelemente und zum Verstellen der Drosselklappen eine Stelleinrichtung, wie ein Elektromotor oder dergleichen
vorgesehen ist. Desweiteren ist es möglich, dass die Stelleinrichtung mit einer Steuereinrichtung, wie der Steuereinrichtung der Vakuumpumpe verbunden ist. Insbesondere handelt es sich bei der Steuereinrichtung um einen Frequenzumwandler. Ferner kann die Steuereinrichtung Sensoren zur Druckmessung bspw. in dem Verbindungskanal aufweisen, sodass ein Verstellen der Blendeneinrichtung bzw. der Drosselklappe in Abhängigkeit von Betriebsdaten und/oder gemessenen Drücken erfolgen kann.
In all the above embodiments, it is preferable that for adjusting the individual diaphragm elements and for adjusting the throttle valves, an adjusting device, such as an electric motor or the like is provided. Furthermore, it is possible that the adjusting device is connected to a control device, such as the control device of the vacuum pump. In particular, the control device is a frequency converter. Furthermore, the control device can have sensors for measuring pressure, for example in the connecting channel, so that an adjustment of the diaphragm device or the throttle valve can take place as a function of operating data and / or measured pressures.
Claims
1. Vakuumpumpe, insbesondere Wälzkolbenpumpe, mit in einem Schöpfraum (10) angeordneten Pumpelementen (12), einem einer Druckseite (30) mit einer Saugseite (20) des Schöpfraums (10) verbindenden Verbindungskanal (22) und einer in einer Durchlassöffnung (32) des Verbindungskanals (22) angeordneten Ventileinrichtung (24), dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileinrichtung (24) eine verstellbare Blendeneinrichtung (42) zur Veränderung einer wirksamen Querschnittsfläche der Durchlassöffnung (32) zugeordnet ist. 1. Vacuum pump, in particular Roots pump, with in a pump chamber (10) arranged pumping elements (12), a pressure side (30) with a suction side (20) of the pump chamber (10) connecting the connecting channel (22) and one in a passage opening (32) of the connecting channel (22) arranged valve means (24), characterized in that the valve means (24) is associated with an adjustable diaphragm means (42) for changing an effective cross-sectional area of the passage opening (32).
2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendeneinrichtung (42) ein verstellbares Blendenelement (44) aufweist. 2. Vacuum pump according to claim 1, characterized in that the diaphragm device (42) has an adjustable diaphragm element (44).
3. Vakuumpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendeneinrichtung (44) mehrere, insbesondere unabhängig voneinander verstellbare Blendenelemente (44) aufweist. 3. Vacuum pump according to claim 2, characterized in that the diaphragm device (44) has a plurality of, in particular independently adjustable diaphragm elements (44).
4. Vakuumpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Blendenelement (44) zur Veränderung der wirksamen Querschnittsfläche verschiebbar und/oder verdrehbar ist. 4. Vacuum pump according to claim 2 or 3, characterized in that the at least one diaphragm element (44) for changing the effective cross-sectional area is displaceable and / or rotatable.
5. Vakuumpumpe nach einem der Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Blendeneinrichtung (42),
insbesondere dem mindestens einem Blendenelement (44) und der Ventileinrichtung (24) ein oder mehrere Dichtelemente (43) vorgesehen sind. 5. Vacuum pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the diaphragm device (42), in particular the at least one diaphragm element (44) and the valve device (24) one or more sealing elements (43) are provided.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventileinrichtung (24) als gewichts- und/oder federbelastetes Klappenventil ausgebildet ist. Vacuum pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the valve device (24) is designed as a weight and / or spring-loaded flapper valve.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendeneinrichtung (42), insbesondere das mindestens eine Blendenelement (44) mit einer Stelleinrichtung verbunden ist. Vacuum pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the diaphragm device (42), in particular the at least one diaphragm element (44) is connected to an actuating device.
Vakuumpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung mit einer Steuereinrichtung der Pumpe verbunden ist. Vacuum pump according to claim 7, characterized in that the adjusting device is connected to a control device of the pump.
Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendeneinrichtung (42) als Drosselklappe (52) ausgebildet ist, die vorzugsweise der Ventileinrichtung (24) in Strömungsrichtung vorgeschaltet ist. Vacuum pump according to claim 1, characterized in that the diaphragm device (42) as a throttle valve (52) is formed, which is preferably upstream of the valve means (24) in the flow direction.
Vakuumpumpe, insbesondere Wälzkolbenpumpe, mit in einem Schöpfraum (10) angeordneten Pumpelementen (12), einem einer Druckseite (30) mit einer Saugseite (20) des Schöpfraums (10) verbindenden Verbindungskanal (22) und einer in einer Durchlassöffnung (32) des Verbindungskanals (22) angeordneten Ventileinrichtung (24), dadurch gekennzeichnet, dass
die Ventileinrichtung (24) als Drosselklappe (52) ausgebildet ist, die zur Veränderung einer Öffnungsstellung mit einer Stelleinrichtung verbunden ist.
Vacuum pump, in particular Roots pump, with in a pump chamber (10) arranged pumping elements (12) a pressure side (30) with a suction side (20) of the pump chamber (10) connecting the connecting channel (22) and one in a passage opening (32) of the connecting channel (22) arranged valve device (24), characterized in that the valve device (24) is designed as a throttle valve (52), which is connected to change an open position with an actuating device.
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---|---|
DE (1) | DE202013000913U1 (en) |
WO (1) | WO2014117991A2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2311936A (en) * | 1941-04-01 | 1943-02-23 | Gen Motors Corp | Engine blower control |
US4744734A (en) * | 1987-07-20 | 1988-05-17 | Ingersoll-Rand Company | Means for controlling air discharge, in an air compressor |
US4763636A (en) * | 1985-09-30 | 1988-08-16 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Mechanical supercharger |
US5127386A (en) * | 1990-06-01 | 1992-07-07 | Ingersoll-Rand Company | Apparatus for controlling a supercharger |
WO2009074408A2 (en) * | 2007-12-13 | 2009-06-18 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Vacuum pump, and method for operating a vacuum pump |
DE102008034073A1 (en) * | 2008-07-22 | 2010-01-28 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Vacuum pump i.e. roots pump, has valve opened during exceeding of maximum pressure difference between pressure side and suction side of suction chamber, and valve unit designed as pivotable valve flap |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2844019A1 (en) | 1978-10-09 | 1980-04-17 | Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg | VACUUM PUMP, ESPECIALLY RUBBER VACUUM PUMP |
DE4136950A1 (en) * | 1991-11-11 | 1993-05-13 | Pfeiffer Vakuumtechnik | MULTI-STAGE VACUUM PUMP SYSTEM |
DE19745448C1 (en) * | 1997-10-15 | 1999-01-21 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Pressure pump for motor vehicle power steering |
DE10160200A1 (en) * | 2001-12-07 | 2003-06-18 | Zf Lenksysteme Gmbh | Vane pump |
DE10356464B4 (en) * | 2003-12-04 | 2007-09-20 | Zf Lenksysteme Gmbh | Hydraulic steering system |
DE102008043246A1 (en) * | 2008-10-29 | 2010-05-06 | Zf Lenksysteme Gmbh | Hyraulic power steering |
-
2013
- 2013-01-30 DE DE202013000913.6U patent/DE202013000913U1/en not_active Expired - Lifetime
-
2014
- 2014-01-13 WO PCT/EP2014/050459 patent/WO2014117991A2/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2311936A (en) * | 1941-04-01 | 1943-02-23 | Gen Motors Corp | Engine blower control |
US4763636A (en) * | 1985-09-30 | 1988-08-16 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Mechanical supercharger |
US4744734A (en) * | 1987-07-20 | 1988-05-17 | Ingersoll-Rand Company | Means for controlling air discharge, in an air compressor |
US5127386A (en) * | 1990-06-01 | 1992-07-07 | Ingersoll-Rand Company | Apparatus for controlling a supercharger |
WO2009074408A2 (en) * | 2007-12-13 | 2009-06-18 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Vacuum pump, and method for operating a vacuum pump |
DE102008034073A1 (en) * | 2008-07-22 | 2010-01-28 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Vacuum pump i.e. roots pump, has valve opened during exceeding of maximum pressure difference between pressure side and suction side of suction chamber, and valve unit designed as pivotable valve flap |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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