WO2018050545A1 - Vacuum pump - Google Patents

Vacuum pump Download PDF

Info

Publication number
WO2018050545A1
WO2018050545A1 PCT/EP2017/072519 EP2017072519W WO2018050545A1 WO 2018050545 A1 WO2018050545 A1 WO 2018050545A1 EP 2017072519 W EP2017072519 W EP 2017072519W WO 2018050545 A1 WO2018050545 A1 WO 2018050545A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heating element
vacuum pump
temperature
operating
operating temperature
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/072519
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Alexander Kaiser
Original Assignee
Leybold Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leybold Gmbh filed Critical Leybold Gmbh
Publication of WO2018050545A1 publication Critical patent/WO2018050545A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0007—Injection of a fluid in the working chamber for sealing, cooling and lubricating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/344—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member

Definitions

  • the invention relates to a vacuum pump.
  • a vacuum pump In particular, it is an oil-sealed vacuum pump such as a rotary vane pump.
  • Vacuum pumps such as an oil-sealed rotary vane pump, have a pump rotor in a housing.
  • the pump rotor In a rotary vane pump, the pump rotor is arranged eccentrically in a cylindrical suction chamber.
  • the rotor carries in slits radially displaceable slide.
  • the slides are located on an inner side of the pump chamber. Oil seals between the slides and the inner wall of the pump chamber.
  • the oil is used for cooling the rotary vane pump and usually for lubricating bearings.
  • rotary vane pumps are used in applications with very short operating cycles. This can be done between the operating cycles, a cooling of the pump, so that the oil temperature drops.
  • the object of the invention is to provide a vacuum pump which has a reliable heating device. It is another object of the invention to provide a method, in particular for operating such a pump.
  • the object is achieved by a vacuum pump according to claim 1 or a method according to claim 14.
  • the heating device according to the invention is particularly suitable for oil-sealed vacuum pumps.
  • the heating device according to the invention is particularly suitable for oil-sealed vacuum pumps, such as rotary vane pumps. Therefore, the invention will be explained in more detail below with reference to a rotary vane pump.
  • the preferably oil-sealed vacuum pump has, in a housing, at least one pump rotor, in which a rotary vane pump is an eccentric with radially displaceable slides which are arranged in a, in particular, cylindrically designed suction chamber. Furthermore, the pump has an oil reservoir for providing oil. This is used in oil-sealed vacuum pumps such as rotary vane pumps for sealing, for example, the slide on the inner wall of the pump chamber. Furthermore, the oil can be used for lubrication of bearings and the like and is used in particular for cooling the pump during operation.
  • the heating device has a main heating element and an additional heating element, wherein the additional heating element is connected to a temperature switch.
  • the additional heating element is connected to a temperature switch.
  • the temperature switch is provided according to the invention, which is a temperature has tursensor or connected to a temperature sensor. When a predetermined temperature such as the operating temperature is reached, the auxiliary heating element is switched off.
  • the pump can then be kept at temperature by means of the main heating element, so that in particular short operating cycles are possible. Due to the provision of a main heating element and an additional heating element, the main heating element can be made weaker in its performance. Furthermore, the main heating element must be less frequently switched off and on or can be operated continuously.
  • the main heating element may be connected to a further temperature switch, so that the main heating element is switched on, for example, only between operating cycles and / or as a function of a predetermined temperature.
  • Preheating the vacuum pump before starting the engine has the particular advantage that the pump can be heated to a specific operating temperature. At a corresponding operating temperature, for example, the water vapor compatibility and / or the reactivity with other pumped media is improved. Further, preheating has the advantage that the starting torque for starting the engine in comparison to starting the engine at a lower temperature, ie. is lower without preheating. In this respect, it is possible, for example, to use low-power or energy-efficient engines.
  • the main heating element and / or the additional heating element are designed as a particular electrical heating resistor.
  • the heating resistors may in this case be arranged directly in the oil reservoir in order to heat the oil. It is also possible to form all or at least only a portion of the heating elements, for example, as heating mats and to connect with the housing of the vacuum pump to heat the pump housing directly.
  • both the main heating element and the additional heating element have a plurality of individual elements, which may be designed differently.
  • the temperature switch may be formed of a plurality of individual elements. Heating elements, which are arranged in the oil reservoir, are preferably designed as electric rod heater. It is particularly preferred to design the heating elements or at least some of the heating elements as electrical heating resistors.
  • the power of the main heater may be configured to maintain the pump at operating temperature between operating cycles. In this embodiment, a shutdown of the additional heating element can then take place while the pump is in operation. This can be done by the pump control. In addition to or instead of such control, the main heating element may also be connected to a temperature switch, so that the main heating element can be switched off and on in response to a predetermined temperature.
  • the vacuum pump according to the invention can be kept in a simple manner at predetermined operating temperatures.
  • the water vapor compatibility can be improved and, for example, the reactivity with other pumped media can be reduced or optimized.
  • the water vapor compatibility starting from room temperature up to a typical operating temperature of about 70 ° C increases exponentially, for example, if the vacuum pump is used only for temporally short operating cycles, these are not sufficient to heat the pump to a corresponding temperature. It is therefore particularly preferred to preheat the vacuum pump, so that immediately after the start of the pump, the necessary chemical compatibility is achieved.
  • the main heating element is used to maintain the temperature of the vacuum pump, in particular between operating cycles.
  • the method according to the invention is preferably developed as described above with reference to the vacuum pump.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of a rotary vane vacuum pump
  • Fig. 2 is a schematic circuit diagram of a preferred embodiment of a heating device according to the invention.
  • An oil-lubricated vacuum pump is, for example, a rotary vane pump.
  • the pump rotor has a cylindrically designed eccentric 14 in the illustrated embodiment, which is arranged eccentrically in a cylindrically designed pump chamber 16.
  • the eccentric 14 is connected via a shaft with an electric motor and is rotated in the direction of an arrow 17.
  • a plurality of slides 18 are arranged in slots 20. The slides 18 abut against an inner wall 20 of the pumping chamber 16. As a result, chambers 22, 24, 26 are formed between adjacent slides.
  • An inlet 28 of the rotary vane pump is connected to a chamber to be evacuated. Through the inlet 28, the gas to be delivered in the illustrated embodiment enters the chamber 24 and is then by turning the Exzenters in the direction of arrow 18 through an outlet channel 30 ejected.
  • the outlet channel 30 is closed by a valve 32.
  • the valve 32 designed as a flap valve is disposed in an oil bath 34, wherein the oil bath 34 covers the valve in the lower region, so that the outlet channel 30 is sealed.
  • the oil bath 34 is connected to an oil reservoir 36.
  • the oil 38 in the oil reservoir 36 serves on the one hand for lubricating the rotary vane pump.
  • oil is supplied to the slots 20, so that the slide 18 sealingly abut against the inner wall 20 of the pumping chamber 16. Further, the oil 38 is used to cool a rotary vane pump. Another use of the oil is to actuate the hydraulically operable valve disposed in the inlet 28 through the oil 38 as the hydraulic medium.
  • the oil reservoir 38 can also be arranged such that at least a part of the pump housing is arranged in the oil reservoir.
  • the cooling of the housing 10 then takes place in particular not only via cooling fins 40 by convection, but also by the oil.
  • Oil cooling can also be realized by pumping the oil through channels located in the housing 10.
  • the rotary vane pump is cooled both by oil cooling and by the provision of cooling fins.
  • the temperature of the oil due to the corresponding viscosity determines the torque required to rotate the rotor.
  • the oil preferably circulates throughout the pump, thereby allowing the entire pump to be brought to a uniform temperature. In particular, heating the oil present in the oil reservoir is sufficient to heat the entire pump to the corresponding temperature in a short time.
  • the oil is used for bearing lubrication.
  • the heating device has, for example, heating elements arranged in the oil reservoir 36, at least in the form of a main heating element and at least one additional heating element. At least one of the Heating elements can also be arranged in the form of a heating mat, in particular on the outside of the housing 10.
  • the function of the heater is shown in the illustration in FIG. 2 explained in more detail.
  • the heating device is connected to a current source 42.
  • the power source 52 is connected to a main heater 44 and an auxiliary heater 46.
  • the main heating element 44 By means of the main heating element 44, the temperature is maintained during operation or between operating cycles. With the help oftientheizelements 46 there is a heating of the vacuum pump at startup, that is, before the first operating cycle.
  • a temperature switch 48 is arranged in the power line of the main heating element. The temperature switch 48 opens upon reaching the operating temperature or upon reaching a predetermined temperature.
  • the temperature switch 48 is designed in particular as a temperature sensor, which is arranged at a suitable point of the vacuum pump.
  • An arrangement in the oil reservoir 36 is possible, for example. After reaching the operating temperature of the temperature switch 48 remains open. The temperature is then maintained by means of the main heating element 44.
  • a further temperature switch 50 in the power line of the main heating element 44. This can be done during operation, a precise control of the heating process.
  • both temperature switches are connected to a control device.
  • the control device can be integrated into the pump control.

Abstract

The invention relates to an oil-sealed vacuum pump such as a rotary vane pump having at least one pump rotor (12) in a housing (10). Furthermore, an oil reservoir (36) for supplying oil is provided. This serves for sealing the vane (18) for lubrication of bearings and/or for cooling the pump. Furthermore, a heating device is provided. The heating device has a main heating element (44) and an additional heating element (46), wherein the additional heating element (46) is connected to a temperature switch (48). By corresponding switching of the two heating elements (44, 46), a rapid and energy-saving heating of the vacuum pump to the operating temperature and maintaining the temperature between operating cycles can occur. In this case, the additional heating element (46) is in particular only used for heating to the operating temperature.

Description

Vakuumpumpe  vacuum pump
Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe. Insbesondere handelt es sich um eine ölgedichtete Vakuumpumpe wie eine Drehschieberpumpe. The invention relates to a vacuum pump. In particular, it is an oil-sealed vacuum pump such as a rotary vane pump.
Vakuumpumpen, wie beispielsweise eine ölgedichtete Drehschieberpumpe, weisen in einem Gehäuse einen Pumpenrotor auf. Bei einer Drehschieberpumpe ist der Pumpenrotor in einem zylindrischen Schöpfraum exzentrisch angeordnet. Der Rotor trägt in Schlitzen radial verschiebbare Schieber. Die Schieber liegen an einer Innenseite des Schöpfraums an. Durch Öl erfolgt ein Abdichten zwischen den Schiebern und der Innenwand des Schöpfraums. Ferner dient das Öl zur Kühlung der Drehschieberpumpe sowie üblicherweise zum Schmieren von Lagern. Insbesondere Drehschieberpumpen werden in Applikationen mit sehr kurzen Betriebszyklen eingesetzt. Hierbei kann zwischen den Betriebszyklen ein Abkühlen der Pumpe erfolgen, so dass die Öltemperatur sinkt. Hierdurch steigt die Viskosität des Öls, so dass aufgrund der niedrigen Temperatur ein großes Anlaufmoment beim nächsten Betriebszyklus notwendig ist. Dies führt zu einer Belastung der Schieber. Um die Vakuumpumpe auf einer möglichst konstanten Betriebstemperatur zu halten, ist es bekannt, Heizelemente vorzusehen, die temperaturabhängig geregelt sind. Dies weist jedoch den Nachteil auf, dass die Heizelemente häufig an- und ausgeschaltet werden müssen. Derart hohe Frequenzen von Schaltzyklen verringern die Lebensdauer des Thermoschalters sowie des Heizwiderstands. Aufgabe der Erfindung ist es eine Vakuumpumpe zu schaffen, die eine zuverlässige Heizeinrichtung aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren, insbesondere zum Betreiben einer derartigen Pumpe zu schaffen. Vacuum pumps, such as an oil-sealed rotary vane pump, have a pump rotor in a housing. In a rotary vane pump, the pump rotor is arranged eccentrically in a cylindrical suction chamber. The rotor carries in slits radially displaceable slide. The slides are located on an inner side of the pump chamber. Oil seals between the slides and the inner wall of the pump chamber. Furthermore, the oil is used for cooling the rotary vane pump and usually for lubricating bearings. In particular, rotary vane pumps are used in applications with very short operating cycles. This can be done between the operating cycles, a cooling of the pump, so that the oil temperature drops. As a result, the viscosity of the oil increases, so that due to the low temperature, a large starting torque in the next operating cycle is necessary. This leads to a burden on the slide. In order to keep the vacuum pump at a constant operating temperature as possible, it is known to provide heating elements which are temperature-controlled. However, this has the disadvantage that the heating elements often have to be switched on and off. Such high frequencies of switching cycles reduce the life of the thermal switch and the heating resistor. The object of the invention is to provide a vacuum pump which has a reliable heating device. It is another object of the invention to provide a method, in particular for operating such a pump.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Vakuumpumpe gemäß Anspruch 1 bzw. ein Verfahren gemäß Anspruch 14. The object is achieved by a vacuum pump according to claim 1 or a method according to claim 14.
Die erfindungsgemäße Heizeinrichtung ist insbesondere für ölgedichtete Vakuumpumpen geeignet. Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Heizeinrichtung für ölgedichtete Vakuumpumpen wie Drehschieberpumpen. Daher wird die Erfindung nachfolgend anhand einer Drehschieberpumpe näher erläutert. The heating device according to the invention is particularly suitable for oil-sealed vacuum pumps. The heating device according to the invention is particularly suitable for oil-sealed vacuum pumps, such as rotary vane pumps. Therefore, the invention will be explained in more detail below with reference to a rotary vane pump.
Die vorzugsweise ölgedichtete Vakuumpumpe weist in einem Gehäuse mindestens einen Pumpenrotor auf, bei dem es sich bei einer Drehschieberpumpe um einen Exzenter mit radial verschiebbaren Schiebern handelt, die in einem insbesondere zylindrisch ausgebildeten Schöpfraum angeordnet sind. Ferner weist die Pumpe ein Ölreservoir zur Bereitstellung von Öl auf. Dies dient bei ölgedichteten Vakuumpumpen wie Drehschieberpumpen zur Abdichtung beispielsweise der Schieber an der Innenwand des Schöpfraums. Ferner kann das Öl zur Schmierung von Lagerstellen und dergleichen genutzt werden und dient insbesondere zur Kühlung der Pumpe während des Betriebs. The preferably oil-sealed vacuum pump has, in a housing, at least one pump rotor, in which a rotary vane pump is an eccentric with radially displaceable slides which are arranged in a, in particular, cylindrically designed suction chamber. Furthermore, the pump has an oil reservoir for providing oil. This is used in oil-sealed vacuum pumps such as rotary vane pumps for sealing, for example, the slide on the inner wall of the pump chamber. Furthermore, the oil can be used for lubrication of bearings and the like and is used in particular for cooling the pump during operation.
Erfindungsgemäß weist die Heizeinrichtung ein Hauptheizelement und ein Zusatzheizelement auf, wobei das Zusatzheizelement mit einem Temperaturschalter verbunden ist. Hierdurch ist es möglich, ein zweites Heizelement, das Zusatzheizelement zuzuschalten, wenn ein erhöhter Wärmebedarf besteht. Dies ist insbesondere beim Aufheizen der Pumpe auf Betriebstemperatur der Fall. Mit Hilfe des Zusatzheizelements ist es somit möglich, die Pumpe in kurzer Zeit auf Betriebstemperatur aufzuheizen. Sobald die Pumpe die Betriebstemperatur erreicht hat, erfolgt ein Abschalten des Zusatzheizelements. Hierzu ist erfindungsgemäß der Temperaturschalter vorgesehen, der einen Tempera- tursensor aufweist oder mit einem Temperatursensor verbunden ist. Bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur wie der Betriebstemperatur erfolgt ein Abschalten des Zusatzheizelements. According to the invention, the heating device has a main heating element and an additional heating element, wherein the additional heating element is connected to a temperature switch. This makes it possible to connect a second heating element, the additional heating element, if there is an increased heat demand. This is especially the case when the pump is being heated up to operating temperature. With the help of the additional heating element, it is thus possible to heat the pump to operating temperature in a short time. As soon as the pump has reached the operating temperature, the additional heating element is switched off. For this purpose, the temperature switch is provided according to the invention, which is a temperature has tursensor or connected to a temperature sensor. When a predetermined temperature such as the operating temperature is reached, the auxiliary heating element is switched off.
Während des Betriebs kann die Pumpe sodann mit Hilfe des Hauptheizelements auf Temperatur gehalten werden, so dass insbesondere kurze Betriebszyklen möglich sind . Aufgrund des Vorsehens eines Hauptheizelements und eines Zusatzheizelements kann das Hauptheizelement in seiner Leistung schwächer ausgelegt werden. Ferner muss das Hauptheizelement seltener aus- und angeschaltet werden oder kann durchgehend betrieben werden. Das Hauptheizelement kann mit einem weiteren Temperaturschalter verbunden sein, so dass das Hauptheizelement beispielsweise nur zwischen Betriebszyklen und/oder in Abhängigkeit einer vorgegebenen Temperatur angeschaltet ist. During operation, the pump can then be kept at temperature by means of the main heating element, so that in particular short operating cycles are possible. Due to the provision of a main heating element and an additional heating element, the main heating element can be made weaker in its performance. Furthermore, the main heating element must be less frequently switched off and on or can be operated continuously. The main heating element may be connected to a further temperature switch, so that the main heating element is switched on, for example, only between operating cycles and / or as a function of a predetermined temperature.
Ein Vorheizen der Vakuumpumpe vor dem Starten des Motors, hat insbesondere den Vorteil, dass die Pumpe auf eine spezifische Betriebstemperatur erwärmt werden kann. Bei einer entsprechenden Betriebstemperatur ist beispielsweise die Wasserdampfverträglichkeit und/oder die Reaktivität mit anderen gepumpten Medien verbessert. Ferner weist ein Vorheizen den Vorteil auf, dass das Anlaufmoment zum Starten des Motors im Vergleich zum Starten des Motors bei geringerer Temperatur, d .h. ohne Vorheizen geringer ist. Insofern ist es beispielsweise möglich, leistungsärmere bzw. energiesparendere Motoren zu verwenden . Preheating the vacuum pump before starting the engine has the particular advantage that the pump can be heated to a specific operating temperature. At a corresponding operating temperature, for example, the water vapor compatibility and / or the reactivity with other pumped media is improved. Further, preheating has the advantage that the starting torque for starting the engine in comparison to starting the engine at a lower temperature, ie. is lower without preheating. In this respect, it is possible, for example, to use low-power or energy-efficient engines.
In bevorzugter Ausführungsform sind das Hauptheizelement und/oder das Zusatzheizelement als insbesondere elektrischer Heizwiderstand ausgebildet. Die Heizwiderstände können hierbei unmittelbar im Ölreservoir angeordnet sein, um das Öl aufzuheizen. Auch ist es möglich, sämtliche oder zumindest nur einen Teil der Heizelemente beispielsweise als Heizmatten auszubilden und mit dem Gehäuse der Vakuumpumpe zu verbinden, um unmittelbar das Pumpengehäuse zu erwärmen . Selbstverständlich kann sowohl das Hauptheizelement als auch das Zusatzheizelement mehrere Einzelelemente aufweisen, die gegebenenfalls unterschiedlich ausgebildet sind. Ebenso kann auch der Temperaturschalter aus mehreren Einzelelementen ausgebildet sein. Heizelemente, die im Ölreservoir angeordnet sind, sind vorzugsweise als elektrische Stabheizung ausgebildet. Besonders bevorzugt ist es, die Heizelemente oder zumindest einzelne der Heizelemente als elektrische Heizwiderstände auszubilden. In a preferred embodiment, the main heating element and / or the additional heating element are designed as a particular electrical heating resistor. The heating resistors may in this case be arranged directly in the oil reservoir in order to heat the oil. It is also possible to form all or at least only a portion of the heating elements, for example, as heating mats and to connect with the housing of the vacuum pump to heat the pump housing directly. Of course, both the main heating element and the additional heating element have a plurality of individual elements, which may be designed differently. Likewise, the temperature switch may be formed of a plurality of individual elements. Heating elements, which are arranged in the oil reservoir, are preferably designed as electric rod heater. It is particularly preferred to design the heating elements or at least some of the heating elements as electrical heating resistors.
Die Leistung des Hauptheizelements kann derart ausgelegt sein, dass dieses die Pumpe zwischen Betriebszyklen auf Betriebstemperatur hält. Bei dieser Ausführungsform kann sodann ein Abschalten des Zusatzheizelements erfolgen, während die Pumpe in Betrieb ist. Dies kann durch die Pumpensteuerung erfolgen. Zusätzlich oder anstatt einer derartigen Steuerung kann das Hauptheizelement auch mit einem Temperaturschalter verbunden sein, so dass das Hauptheizelement in Abhängigkeit einer vorgegebenen Temperatur aus- und angeschaltet werden kann . The power of the main heater may be configured to maintain the pump at operating temperature between operating cycles. In this embodiment, a shutdown of the additional heating element can then take place while the pump is in operation. This can be done by the pump control. In addition to or instead of such control, the main heating element may also be connected to a temperature switch, so that the main heating element can be switched off and on in response to a predetermined temperature.
Besonders vorteilhaft ist es, dass mit der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe diese auf vorgegebenen Betriebstemperaturen auf einfache Weise gehalten werden kann. Hierdurch kann die Wasserdampfverträglichkeit verbessert und beispielsweise die Reaktivität mit anderen gepumpten Medien verringert bzw. optimiert werden. Beispielsweise nimmt die Wasserdampfverträglichkeit, ausgehend von Raumtemperatur bis zu einer typischen Betriebstemperatur von ca. 70°C exponentiell zu, wenn die Vakuumpumpe beispielsweise nur für zeitlich kurze Betriebszyklen genutzt wird, sind diese nicht ausreichend, um die Pumpe auf eine entsprechende Temperatur zu erwärmen. Es ist daher besonders bevorzugt, die Vakuumpumpe vorzuheizen, damit unmittelbar nach dem Start der Pumpe die notwendige chemische Verträglichkeit erreicht ist. It is particularly advantageous that with the vacuum pump according to the invention it can be kept in a simple manner at predetermined operating temperatures. As a result, the water vapor compatibility can be improved and, for example, the reactivity with other pumped media can be reduced or optimized. For example, the water vapor compatibility, starting from room temperature up to a typical operating temperature of about 70 ° C increases exponentially, for example, if the vacuum pump is used only for temporally short operating cycles, these are not sufficient to heat the pump to a corresponding temperature. It is therefore particularly preferred to preheat the vacuum pump, so that immediately after the start of the pump, the necessary chemical compatibility is achieved.
Für das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben insbesondere zum Erwärmen einer Vakuumpumpe auf Betriebstemperatur zum Halten der Betriebstemperatur ist insbesondere die vorstehend beschriebene Vakuumpumpe ge- eignet. Erfindungsgemäß erfolgt mittels des Hauptheizelements ein Halten der Temperatur der Vakuumpumpe insbesondere zwischen Betriebszyklen. Durch Zuschalten des Zusatzheizelements, das heißt durch Betreiben des Zusatzheizelements und des Hauptheizelements erfolgt ein insbesondere zeitlich schnelles Aufwärmen der Vakuumpumpe auf Betriebstemperatur. For the method according to the invention for operating in particular for heating a vacuum pump to the operating temperature for maintaining the operating temperature, in particular the above-described vacuum pump is provided. suitable. According to the invention, the main heating element is used to maintain the temperature of the vacuum pump, in particular between operating cycles. By switching on the additional heating element, that is to say by operating the additional heating element and the main heating element, the vacuum pump, in particular, is heated up to operating temperature in a particularly timely manner.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise wie vorstehend anhand der Vakuumpumpe beschrieben vorteilhaft weitergebildet. The method according to the invention is preferably developed as described above with reference to the vacuum pump.
Es zeigen : Show it :
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer Drehschieber- Vakuumpumpe, 1 is a schematic sectional view of a rotary vane vacuum pump,
Fig. 2 einen schematischen Schaltplan einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung. Fig. 2 is a schematic circuit diagram of a preferred embodiment of a heating device according to the invention.
Bei einer ölgeschmierten Vakuumpumpe handelt es sich beispielsweise um eine Drehschieberpumpe. An oil-lubricated vacuum pump is, for example, a rotary vane pump.
Diese weist in einem Gehäuse 10 einen Pumpenrotor 12 auf. Der Pumpenrotor weist einen im dargestellten Ausführungsbeispiel zylindrisch ausgebildeten Exzenter 14 auf, der exzentrisch in einem zylindrisch ausgebildeten Schöpfraum 16 angeordnet ist. Der Exzenter 14 ist über eine Welle mit einem Elektromotor verbunden und wird in Richtung eines Pfeils 17 gedreht. In dem Exzenter 14 sind mehrere Schieber 18 in Schlitzen 20 angerordnet. Die Schieber 18 liegen an einer Innenwand 20 des Schöpfraums 16 an. Hierdurch sind zwischen benachbarten Schiebern Kammern 22, 24, 26 ausgebildet. This has a pump rotor 12 in a housing 10. The pump rotor has a cylindrically designed eccentric 14 in the illustrated embodiment, which is arranged eccentrically in a cylindrically designed pump chamber 16. The eccentric 14 is connected via a shaft with an electric motor and is rotated in the direction of an arrow 17. In the eccentric 14 a plurality of slides 18 are arranged in slots 20. The slides 18 abut against an inner wall 20 of the pumping chamber 16. As a result, chambers 22, 24, 26 are formed between adjacent slides.
Ein Einlass 28 der Drehschieberpumpe ist mit einer zu evakuierenden Kammer verbunden. Durch den Einlass 28 gelangt das zu fördernde Gas im dargestellten Ausführungsbeispiel in die Kammer 24 und wird sodann durch Drehen des Exzenters in Richtung des Pfeils 18 durch einen Auslasskanal 30 ausgestoßen. Der Auslasskanal 30 ist mit einem Ventil 32 verschlossen. Das als Klappenventil ausgebildete Ventil 32 ist in einem Ölbad 34 angeordnet, wobei das Ölbad 34 das Ventil im unteren Bereich überdeckt, so dass der Auslasskanal 30 abgedichtet ist. Das Ölbad 34 ist mit einem Ölreservoir 36 verbunden. An inlet 28 of the rotary vane pump is connected to a chamber to be evacuated. Through the inlet 28, the gas to be delivered in the illustrated embodiment enters the chamber 24 and is then by turning the Exzenters in the direction of arrow 18 through an outlet channel 30 ejected. The outlet channel 30 is closed by a valve 32. The valve 32 designed as a flap valve is disposed in an oil bath 34, wherein the oil bath 34 covers the valve in the lower region, so that the outlet channel 30 is sealed. The oil bath 34 is connected to an oil reservoir 36.
Das Öl 38 in dem Ölreservoir 36 dient einerseits zum Schmieren der Drehschieberpumpe. Hierzu wird Öl den Schlitzen 20 zugeführt, so dass die Schieber 18 dichtend an der Innenwand 20 des Schöpfraums 16 anliegen. Ferner wird das Öl 38 zur Kühlung einer Drehschieberpumpe verwendet. Eine weitere Verwendung des Öls besteht darin, das in dem Einlass 28 angeordnete hydraulisch betätigbare Ventil durch das Öl 38 als Hydraulikmedium zu betätigen. The oil 38 in the oil reservoir 36 serves on the one hand for lubricating the rotary vane pump. For this purpose, oil is supplied to the slots 20, so that the slide 18 sealingly abut against the inner wall 20 of the pumping chamber 16. Further, the oil 38 is used to cool a rotary vane pump. Another use of the oil is to actuate the hydraulically operable valve disposed in the inlet 28 through the oil 38 as the hydraulic medium.
Das Ölreservoir 38 kann auch derart angeordnet sein, dass zumindest ein Teil des Pumpengehäuses im Ölreservoir angeordnet ist. Die Kühlung des Gehäuses 10 erfolgt sodann insbesondere nicht nur über Kühlrippen 40 durch Kon- vektion, sondern auch durch das Öl. Eine Ölkühlung kann auch dadurch realisiert werden, dass das Öl durch im Gehäuse 10 angeordnete Kanäle gepumpt wird . Insbesondere erfolgt eine Kühlung der Drehschieberpumpe sowohl durch Ölkühlung als auch durch das Vorsehen von Kühlrippen. Insbesondere bestimmt die Temperatur des Öls aufgrund der entsprechenden Viskosität das zum Drehen des Rotors nötige Drehmoment. Des Weiteren zirkuliert das Öl vorzugsweise in der gesamten Pumpe, so dass hierdurch die gesamte Pumpe auf eine gleichmäßige Temperatur gebracht werden kann. Insbesondere ist ein Heizen des im Ölreservoir vorhandenen Öls ausreichend, um in kurzer Zeit die gesamte Pumpe auf die entsprechende Temperatur zu erwärmen. The oil reservoir 38 can also be arranged such that at least a part of the pump housing is arranged in the oil reservoir. The cooling of the housing 10 then takes place in particular not only via cooling fins 40 by convection, but also by the oil. Oil cooling can also be realized by pumping the oil through channels located in the housing 10. In particular, the rotary vane pump is cooled both by oil cooling and by the provision of cooling fins. In particular, the temperature of the oil due to the corresponding viscosity determines the torque required to rotate the rotor. Furthermore, the oil preferably circulates throughout the pump, thereby allowing the entire pump to be brought to a uniform temperature. In particular, heating the oil present in the oil reservoir is sufficient to heat the entire pump to the corresponding temperature in a short time.
Ferner dient das Öl zur Lagerschmierung. Furthermore, the oil is used for bearing lubrication.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Heizeinrichtung weist beispielsweise in dem Ölreservoir 36 angeordnete Heizelemente zumindest in Form eines Hauptheizelements und zumindest eines Zusatzheizelements auf. Zumindest eines der Heizelemente kann auch in Form einer Heizmatte insbesondere an der Außenseite des Gehäuses 10 angeordnet sein. The heating device provided according to the invention has, for example, heating elements arranged in the oil reservoir 36, at least in the form of a main heating element and at least one additional heating element. At least one of the Heating elements can also be arranged in the form of a heating mat, in particular on the outside of the housing 10.
Die Funktion der Heizeinrichtung wird in der Darstellung in Fig . 2 näher erläutert. The function of the heater is shown in the illustration in FIG. 2 explained in more detail.
Da es sich in bevorzugter Ausführungsform um elektrische Heizwiderstände handelt, ist die Heizeinrichtung mit einer Stromquelle 42 verbunden. Die Stromquelle 52 ist mit einem Hauptheizelement 44 und einem Zusatzheizelement 46 verbunden . Mit Hilfe des Hauptheizelements 44 erfolgt ein Halten der Temperatur während des Betriebs bzw. zwischen Betriebszyklen. Mit Hilfe des Zusatzheizelements 46 erfolgt ein Aufheizen der Vakuumpumpe bei Inbetriebnahme, das heißt vor dem ersten Betriebszyklus. Insofern ist in der Stromleitung des Hauptheizelements ein Temperaturschalter 48 angeordnet. Der Temperaturschalter 48 öffnet bei Erreichen der Betriebstemperatur bzw. bei Erreichen einer vorgegebenen Temperatur. Hierzu ist der Temperaturschalter 48 insbesondere als Temperatursensor ausgebildet, der an geeigneter Stelle der Vakuumpumpe angeordnet ist. Dieser kann beispielsweise am Gehäuse möglichst nahe dem Schöpfraum 16 angeordnet sein, um eine Betriebstemperatur des Schöpfraums zu messen. Auch eine Anordnung in dem Ölreservoir 36 ist beispielsweise möglich. Nach Erreichen der Betriebstemperatur bleibt der Temperaturschalter 48 offen. Die Temperatur wird sodann mittels des Hauptheizelements 44 gehalten. Since, in a preferred embodiment, these are electrical heating resistors, the heating device is connected to a current source 42. The power source 52 is connected to a main heater 44 and an auxiliary heater 46. By means of the main heating element 44, the temperature is maintained during operation or between operating cycles. With the help of Zusatzheizelements 46 there is a heating of the vacuum pump at startup, that is, before the first operating cycle. In this respect, a temperature switch 48 is arranged in the power line of the main heating element. The temperature switch 48 opens upon reaching the operating temperature or upon reaching a predetermined temperature. For this purpose, the temperature switch 48 is designed in particular as a temperature sensor, which is arranged at a suitable point of the vacuum pump. This can be arranged, for example, on the housing as close as possible to the pump chamber 16 in order to measure an operating temperature of the pump chamber. An arrangement in the oil reservoir 36 is possible, for example. After reaching the operating temperature of the temperature switch 48 remains open. The temperature is then maintained by means of the main heating element 44.
In bevorzugter Ausführungsform ist es möglich, in der Stromleitung des Hauptheizelements 44 einen weiteren Temperaturschalter 50 vorzusehen. Über diesen kann auch während des Betriebs eine genaue Steuerung des Heizvorgangs erfolgen. In a preferred embodiment, it is possible to provide a further temperature switch 50 in the power line of the main heating element 44. This can be done during operation, a precise control of the heating process.
Besonders bevorzugt ist es, dass der Temperaturschalter 48 oder soweit ein weiterer Temperaturschalter 50 vorgesehen ist, beide Temperaturschalter mit einer Steuereinrichtung verbunden sind. Über diese erfolgt ein entsprechendes Steuern bzw. Regeln der Temperaturschalter und somit der Heizelemente 44, 46. Hierbei kann die Steuereinrichtung in die Pumpensteuerung integriert sein. It is particularly preferred that the temperature switch 48 or as far as a further temperature switch 50 is provided, both temperature switches are connected to a control device. About this is a corresponding Controlling the temperature switch and thus the heating elements 44, 46. In this case, the control device can be integrated into the pump control.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vakuumpumpe, insbesondere ölgedichtete Vakuumpumpe, mit mindestens einem in einem Gehäuse (10) angeordneten Pumpenrotor (12), einem Ölreservoir (36) zur Bereitstellung von Öl zur Abdichtung und/oder Schmierung und/oder Kühlung und einer Heizeinrichtung, wobei die Heizeinrichtung ein Hauptheizelement (44) und ein Zusatzheizelement (46) aufweist, und das Zusatzheizelement (46) mit einem Temperaturschalter (48) verbunden ist. 1. Vacuum pump, in particular oil-sealed vacuum pump, with at least one in a housing (10) arranged pump rotor (12), an oil reservoir (36) for providing oil for sealing and / or lubrication and / or cooling and a heater, wherein the heating means a Main heating element (44) and an additional heating element (46), and the additional heating element (46) is connected to a temperature switch (48).
2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung zum Erwärmen der Vakuumpumpe auf Betriebstemperatur und zum Halten der Betriebstemperatur zwischen Betriebszyklen dient. 2. Vacuum pump according to claim 1, characterized in that the heating device is used for heating the vacuum pump to operating temperature and for holding the operating temperature between operating cycles.
3. Vakuumpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Hauptheizelements (44) ein Halten der Betriebstemperatur zwischen Betriebszyklen erfolgt. 3. Vacuum pump according to claim 2, characterized in that by means of the main heating element (44) holding the operating temperature between operating cycles.
4. Vakuumpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Zusatzheizelements (46) und des Hauptheizelements (44) ein Erwärmen der Vakuumpumpe auf Betriebstemperatur erfolgt. 4. Vacuum pump according to claim 2 or 3, characterized in that by means of the additional heating element (46) and the main heating element (44) takes place, the heating of the vacuum pump to operating temperature.
5. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturschalter (48) das Zusatzheizelement (46) bei Erreichen der Betriebstemperatur abschaltet. 5. Vacuum pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the temperature switch (48) switches off the additional heating element (46) when the operating temperature is reached.
6. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptheizelement (44) und/oder das Zusatzheizelement (46) einen Heizwiderstand aufweist. 6. Vacuum pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the main heating element (44) and / or the additional heating element (46) has a heating resistor.
7. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizleistung des Hauptheizelements (44) derart gewählt ist, dass die Vakuumpumpe zwischen Betriebszyklen auf Betriebstemperatur gehalten wird. 7. Vacuum pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the heating power of the main heating element (44) is selected such that the vacuum pump is maintained at operating temperature between operating cycles.
8. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptheizelement (44) und/oder das Zusatzheizelement (46) das Öl erwärmt. 8. Vacuum pump according to one of claims 1 to 7, characterized in that the main heating element (44) and / or the additional heating element (46) heats the oil.
9. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptheizelement (44) und/oder das Zusatzheizelement im Ölreservoir (46) angeordnet und insbesondere als Stabheizung ausgebildet ist. 9. Vacuum pump according to one of claims 1 to 8, characterized in that the main heating element (44) and / or the additional heating element arranged in the oil reservoir (46) and in particular is designed as a rod heater.
10. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptheizelement (44) und oder Zusatzheizelement (46) elektrische Heizwiderstände aufweist. 10. Vacuum pump according to one of claims 1 to 9, characterized in that the main heating element (44) and or additional heating element (46) has electrical heating resistors.
11. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptheizelement (44) und/oder das Zusatzheizelement (46) am und/oder im Gehäuse angeordnet und insbesondere als Heizmatte ausgebildet ist. 11. Vacuum pump according to one of claims 1 to 10, characterized in that the main heating element (44) and / or the additional heating element (46) arranged on and / or in the housing and in particular is designed as a heating mat.
12. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen mit dem Hauptheizelement (44) verbundenen zweiten Temperaturschalter (50). - I I 12. Vacuum pump according to one of claims 1 to 11, characterized by a with the main heating element (44) connected second temperature switch (50). - II
IS. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung zum Steuern, insbesondere Aus- oder Anschalten eines oder beider Heizelemente während eines Betriebszyklus. IS. Vacuum pump according to one of claims 1 to 12, characterized by a control device for controlling, in particular switching off or on one or both heating elements during an operating cycle.
14. Verfahren zum Betreiben, insbesondere zum Erwärmen einer Vakuumpumpe auf Betriebstemperatur und zum Halten der Betriebstemperatur einer Vakuumpumpe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei welchem mittels des Hauptheizelements (44) die Vakuumpumpe insbesondere zwischen Betriebszyklen auf Betriebstemperatur gehalten wird und mittels des Zusatzheizelements (46) und des Hauptheizelements (44) die Vakuumpumpe auf Betriebstemperatur erwärmt wird . 14. A method for operating, in particular for heating a vacuum pump to operating temperature and for maintaining the operating temperature of a vacuum pump, in particular according to one of claims 1 to 13, wherein by means of the main heating element (44), the vacuum pump is maintained in particular between operating cycles to operating temperature and by means of Zusatzheizelements (46) and the Hauptheizelements (44), the vacuum pump is heated to operating temperature.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei welchem das Zusatzheizelement (46) nach Erreichen der Betriebstemperatur abgeschaltet wird . 15. The method of claim 14, wherein the additional heating element (46) is switched off after reaching the operating temperature.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei welchem das Hauptheizelement (44) während Betriebszyklen abgeschaltet wird. 16. The method of claim 14 or 15, wherein the main heating element (44) is switched off during operating cycles.
PCT/EP2017/072519 2016-09-13 2017-09-07 Vacuum pump WO2018050545A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016217418.5 2016-09-13
DE102016217418.5A DE102016217418A1 (en) 2016-09-13 2016-09-13 vacuum pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018050545A1 true WO2018050545A1 (en) 2018-03-22

Family

ID=59799398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/072519 WO2018050545A1 (en) 2016-09-13 2017-09-07 Vacuum pump

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016217418A1 (en)
WO (1) WO2018050545A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2216930A1 (en) * 1972-04-08 1973-10-18 Brand Fa Rudolf DEVICE FOR VACUUM PUMPS TO REDUCE YOUR DRIVE NEEDS
CN102155409A (en) * 2011-05-27 2011-08-17 南通金坤机械设备有限公司 Air-cooled rotary-vane vacuum pump with oil temperature control system and oil temperature control method thereof
JP2012061950A (en) * 2010-09-16 2012-03-29 Hitachi Automotive Systems Ltd Power steering device and thrust generator
EP2995818A1 (en) * 2014-09-15 2016-03-16 VHIT S.p.A. Rotary pump, system comprising the pump and operating method of the pump

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2216930A1 (en) * 1972-04-08 1973-10-18 Brand Fa Rudolf DEVICE FOR VACUUM PUMPS TO REDUCE YOUR DRIVE NEEDS
JP2012061950A (en) * 2010-09-16 2012-03-29 Hitachi Automotive Systems Ltd Power steering device and thrust generator
CN102155409A (en) * 2011-05-27 2011-08-17 南通金坤机械设备有限公司 Air-cooled rotary-vane vacuum pump with oil temperature control system and oil temperature control method thereof
EP2995818A1 (en) * 2014-09-15 2016-03-16 VHIT S.p.A. Rotary pump, system comprising the pump and operating method of the pump

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016217418A1 (en) 2018-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005033084B4 (en) Oil-injected compressor with means for oil temperature control
DE4227332C2 (en) Screw compressor
DE2261336C2 (en) Method for cooling the oil injected into the compression chambers of a controllable external-axis rotary lobe compressor in a cooling system with a compression refrigeration machine and cooling system for carrying out the method
DE2804557B2 (en) Fluid friction clutch, in particular for a cooling fan of an internal combustion engine
EP2114679B1 (en) Cooling device for printing machines
EP2430730A2 (en) Electric drive system
EP2071186A2 (en) Vacuum pump and its operating method
DE102018114450A1 (en) Temperature-controlled centrifuge with crash protection
EP2884060B1 (en) Device and method for operating volumetric expansion machines
EP3325806A2 (en) Pump system
DE102013020762A1 (en) Scroll machine
DE102020207028A1 (en) Pump unit
DE2414053A1 (en) PROCEDURE FOR OPERATING A GAS DYNAMIC PRESSURE SHAFT MACHINE AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCESS
WO2018050545A1 (en) Vacuum pump
WO2020025754A1 (en) Vacuum pump
EP3128137B1 (en) Assembly for controlling a flow of working steam with high pressure
EP2558725B1 (en) Electric delivery pump and method for operating an electric delivery pump
EP3376040A1 (en) Pump unit
DE102014113949B4 (en) Device for changing the pressure of a working substance
DE102012211138B4 (en) Internal combustion engine
DE10325981A1 (en) Liquid pump with heating element has suction line with associated electrical heating device for heating liquid; pump is provided to circulate cooling water in internal combustion engine cooling system
EP3924614B1 (en) Valve device
DE10037823A1 (en) Cooling water circulation regulating device has additional electrical pump and mechanical cooling water pump that are connectable to separate operating areas of internal combustion engine
DE102013221199A1 (en) hydraulic cylinders
DE3433762C2 (en) Vane machine

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17762139

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17762139

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1