DE10046768B4 - Schraubenvakuumpumpe mit Bypass-Ventil - Google Patents
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Abstract
Schraubenvakuumpumpe mit einem Schöpfraumgehäuse (1), in dem sich zwei Rotoren mit äußeren Schraubengängen befinden, und mit einem unerwünschte Überdrucke im Schöpfraum verhindernden Bypass-Ventil, das eine Durchtrittsöffnung (2) in der Gehäusewandung (1) und ein der Druchtrittsöffnung außerhalb des Schöpfraumes zugeordnetes Verschlußstück (3) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (2) so bemessen ist, dass das Verschlussstück (3) des Ventils den Ventilsitz während des Beginns einer Evakuierungsphase nicht berührt.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubenvakuumpumpe mit einem Schöpfraumgehäuse, in dem sich zwei Rotoren mit äußeren Schraubengängen befinden, und mit einem unerwünschte Überdrucke im Schöpfraum verhindernden Bypass-Ventil, das eine Durchtrittsöffnung in der Gehäusewandung und ein der Durchtrittsöffnung außerhalb des Schöpfraumes angeordnetes Verschlußstück umfasst.
- Bypass- oder Überstömventile werden in Schraubenvakuumpumpen eingesetzt, deren Schraubengänge die geförderten Gase verdichten. Diese Wirkung tritt ein, wenn beispielsweise der Außendurchmesser des Rotors in Förderrichtung (sei es kontinuierlich oder stufenförmig) abnimmt. Eine innere Verdichtung der geförderten Gase tritt auch dann ein, wenn die Steigung und/oder die Tiefe der Gewindegänge in Förderrichtung kleiner werden. Bei Schraubenvakuumpumpen mit einer derartigen inneren Verdichtung kommt es zu Beginn einer Evakuierungsphase, d. h. wenn der Ansaugdruck etwa dem Atmosphärendruck entspricht, zu Kompressionen, die ein vielfaches des Atmosphärendruckes betragen können.
- Es ist bekannt, mit Hilfe eines Bypass- oder Überströmventils Überkompressionen der beschriebenen Art zu verhindern. Bekannte Überstömventile weisen federbelastete Verschlußstücke auf. Sie öffnen, wenn sich in Höhe der Durchströmöffnung eine Gewindenut befindet, und schließen, wenn sich in Höhe der Durchströmöffnung der Kopf eines Gewindesteges befindet. Da Schraubenvakuumpumpen mit immer höheren Drehzahlen betrieben werden, ergibt sich infolge des ständigen Öffnens und Schließens ein hoher Verschleiß. Bei ungünstiger Auslegung des Feder-Masse-Systems treten häufig Schwingungen auf, die zum Ausfall des Ventils durch Federbruch führen. Nachteilig sind auch die mit dem Ventilverhalten verbundenen Geräuschentwicklungen.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraubenvakuumpumpe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, deren Überströmventil die geschilderten Nachteile nicht mehr hat.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.
- Ist die Durchströmöffnung größer als die Breite des Zahnkopfes, wird erreicht, dass sie vom Kopf eines Gewindesteges nie vollständig verschlossen werden kann. In jeder der Drehwinkelphasen der Rotoren wirkt bei einem im Schöpfraum vorhandenen Überdruck eine Druckkraft auf das Verschlußstück des Ventils, so dass es seine Schließstellung nicht einnehmen kann. Wesentlich ist, dass es die Erfindung bei geeigneter Auslegung des dynamischen Kräftesystems erlaubt, das Verschlußstück in einem schwebenden Zustand zu halten. Diese Wirkung wird auch erreicht, wenn die Abmessung der Durchströmöffnung gleich oder gar etwas kleiner ist als die Breite des Zahnkopfes. Wesentlich ist, dass das Ventil infolge seiner Trägheit und wegen des Gaspolsters unter dem Ventil daran gehindert wird, vollständig zu schließen.
- Der Verschleiß des Ventils ist im Vergleich zum Stand der Technik maßgeblich reduziert. Bei federbelasteten Ventilen ist die Wahrscheinlichkeit eines Federbruchs wesentlich kleiner. Besonders vorteilhaft ist es im Rahmen der Erfindung, dass auch gewichtsbelastete Ventile eingesetzt werden können.
- Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es bei einem Ventil mit der beschriebenen Zweckbestimmung nach dem Stand der Technik (b > d) nicht möglich ist, allein durch eine geeignete Auslegung des Feder-Masse-Systems einen ”schwebenden” Zustand des Verschlussstückes (q > 0) zu verwirklichen.
- Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den
1 bis4 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen -
1a bis1c eine Ausführung nach dem Stand der Technik, -
2 eine lageunabhängige Ausführung mit einer Schließkräfte erzeugenden Feder, -
3 und4 gewichtsbelastete Ausführungen und -
5 ein Diagramm, das den schwebenden Zustand des Verschlussstückes eines erfindungsgemäßen Ventils erkennen lässt. - In den Figuren sind die Wandung des Schöpfraumgehäuses mit
1 , eine Durchtrittsöffnung (zylindrisch) mit2 , ihr Durchmesser mit d und das außerhalb des Schöpfraumgehäuses1 befindliche Verschlussstück des Ventiles mit3 bezeichnet. Ein Ventilsitz ist nur in4 dargestellt. Bei den nur schematisch dargestellten Ausführungen nach den1 bis3 soll die Außenseite der Schöpfraumwandung diese Funktion haben. - Auf das z. B. tellerförmige Verschlussstück
3 wird eine in Schließrichtung wirkende Kraft ausgeübt. Bei den lageunabhängigen Ausführungen nach den1 und2 geschieht das mit Hilfe einer Feder4 . Bei den Ausführungen nach den3 und4 führt das Verschlussstück3 eine im wesentlichen vertikal gerichtete Bewegung aus. Das Gewicht des Verschlussstückes3 erzeugt eine in Schließrichtung wirkende Kraft. Im Schöpfraumgehäuse rotieren zwei Rotoren, von denen jeweils der Zahnkopf5 eines Gewindesteges mit der Breite b dargestellt ist. Die Lage der Rotationsachse ist jeweils durch die strichpunktierte Linie6 angedeutet. -
1a der Ausführung nach dem Stand der Technik zeigt den Zahnkopf5 des Gewindesteges des Rotors in einer die Öffnung2 vollständig freigebenden Stellung. Ein – nicht erwünschter – Überdruck im Schöpfraumgehäuse bewirkt, dass das Verschlussstück3 von seinem Sitz abhebt und entgegen der von der Feder4 ausgeübten Schließkraft um den Betrag q öffnet. Den Überdruck im Schöpfraum bewirkende Gase strömen aus, so dass eine Druckentlastung stattfindet. - Die Drehbewegung des Rotors bewirkt, dass der Zahnkopf
5 die Öffnung2 überstreicht. In1b ist sie etwa zur Hälfte geöffnet. Das Verschlussstück3 hat bereits seine Schließbewegung begonnen. In1c hat der Zahnkopf5 die Öffnung2 vollständig verschlossen. Das Verschlussstück3 hat seine Schließstellung eingenommen. Bei modernen Schraubenvakuumpumpen mit Rotor-Drehzahlen von 3000 bis 12000 1/min wechselt das Entlastungsventil entsprechend oft zwischen Offen- und Schließstellung. Bei eingängigen Profilen öffnet das Ventil1 mal pro Umdrehung, bei zweigängigen Profilen2 mal pro Umdrehung der Rotoren. - Bei den erfindungsgemäßen Ausführungen nach den
2 ,3 und4 ist die Größe der Öffnung2 so gewählt, dass sie vom Zahnkopf5 nie vollständig verschlossen werden kann. Ist die Öffnung2 zylindrisch, dann muss ihr Durchmesser d größer sein als die Breite b des Zahnkopfes5 . Wesentlich ist, dass die axiale Abmessung der Öffnung2 größer ist als die Zahnkopfbreite b. - In den
2 bis4 befindet sich der Zahnkopf5 jeweils unmittelbar vor der Durchtrittsöffnung2 . Wegen der erfindungsgemäßen Abmessungen können auch in dieser Stellung des Zahnkopfes5 unter Überdruck stehende Schöpfraumgase das Verschlussstück in einer Offenstellung halten und ausströmen. Der Abstand des Verschlussstückes3 von seinem Sitz unterschreitet einen minimalen Abstand q/min nicht. In allen weiteren Drehwinkel-Phasen des Rotors gibt der Zahnkopf5 größere Bereiche der Öffnung2 frei, so dass das Verschlussstück3 ständig in einem schwebenden Zustand gehalten werden kann, und zwar so lange, bis ein im Schöpfraum abzubauender Überdruck nicht mehr vorhanden ist. Das Diagramm nach5 zeigt die Abhängigkeit des Abstandes q (Ordinate) vom Rotor-Drehwinkel α (Abzisse). Der Wert qmin wird nicht unterschritten, solange ein Überdruck im Schöpfraum herrscht. - Ein besonderer Vorteil liegt darin, dass die Erfindung bei federbelasteten (
2 ) und gewichtsbelasteten Ventilen (3 ,4 ) verwirklicht werden kann. Beim Ventil nach3 steht das tellerförmige Verschlussstück3 mit einem in einer vertikalen Bohrung7 geführten Schaft8 in Verbindung. Das Verschlussstück3 der Ausführung nach4 ist eine Kugel, die im Gehäuse9 geführt ist. Der Sitz der Kugel ist der die Öffnung2 umgebende Rand einer Dichtung10 . - Auf die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Überströmventile kann u. a. durch die Wahl geeigneter Werkstoffe Einfluss genommen werden. Durch verschiedene Werkstoff-Kombinationen können die Öffnungs- und Schließeigenschaften mittels Gewicht, Strömungswiderstand des Tellers und Reibung in der Schaftführung so ausgelegt werden, dass das Ventil erfindungsgemäß nicht ganz schließt.
- Beispiele:
-
- – Stahl-Ventilteller, Elastomer-Ventilsitz
- – Elastomer-Teller bzw. elastomerbeschichteter Teller, Metall-Ventilsitz
- Für die Ausführung nach
3 gilt zusätzlich: - – Metall-Ventilschaft und kunststoffbeschichtete Stahl-/Aluminium-Führungsbohrung oder Gleitmetall-Führungsbohrung
- – kunststoffbeschichteter Ventilschaft und Stahl-/Aluminium-Führungsbohrung
- Zweckmäßige Werkstoff-Kombinationen bei der Ausführung nach
4 sind: - – Kugel aus Stahl oder Keramik, Elastomer-Ventilsitz, Kunststoff-Führung alternativ kunststoffbeschichtete Stahl-Führung oder Gleitmetall-Führung.
- – Kunststoff-Kugel (z. B. aus PFPE-Compound), Elastomer-Ventilsitz, Metall-Führung
- – Elastomer-Kugel, Metall-Ventilsitz, Metall-Führung.
Claims (6)
- Schraubenvakuumpumpe mit einem Schöpfraumgehäuse (
1 ), in dem sich zwei Rotoren mit äußeren Schraubengängen befinden, und mit einem unerwünschte Überdrucke im Schöpfraum verhindernden Bypass-Ventil, das eine Durchtrittsöffnung (2 ) in der Gehäusewandung (1 ) und ein der Druchtrittsöffnung außerhalb des Schöpfraumes zugeordnetes Verschlußstück (3 ) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (2 ) so bemessen ist, dass das Verschlussstück (3 ) des Ventils den Ventilsitz während des Beginns einer Evakuierungsphase nicht berührt. - Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessung der Durchtrittsöffnung (
2 ) zumindest auf ihrer schöpfraumnahen Seite in axialer Richtung etwa gleich, vorzugsweise größer ist als die Breite (b) des Zahnkopfes (5 ) des/der die Durchtrittsöffnung (2 ) überstreichenden Schraubenganges/-gänge. - Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnung (
2 ) zylindrisch ausgebildet ist und dass ihr Durchmesser (d) größer als die Breite (b) der sie überstreichenden Zahnköpfe (5 ) ist. - Pumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypass-Ventil als Feder-Ventil ausgebildet ist.
- Pumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypass-Ventil als gewichtsbelastetes Ventil ausgebildet ist.
- Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Oberflächen der beiden Partner Verschlussstück (
3 )/Ventilsitz aus hartem Werkstoff (Stahl, Keramik) und die Oberfläche des anderen Partners aus einem Kunststoff oder Elastomer bestehen.
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DE19820622A1 (de) * | 1998-05-09 | 1999-11-11 | Peter Frieden | Demontierbare Vielzweckpumpe oder -kompressor für Chemie-, Verfahrens-, Lebensmittel- und Vakuumtechnik |
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