-
Rotierende Vakuumpumpe Die Erfindung betrifft eine rotierende Vakuumpumpe,
bei der in den Pumpenschöpfraum ein flüssiges Dichtungs- und Schmiermittel eingelassen
wird, welches im Ausstoßvorgang.durch einen vorzugsweise mit einem Auslaßventil
abgeschlossenen Auslaßkanal in einen Ölvorratsraum verdrängt wird.
-
In als Vakuumpumpen dienenden Drehkolben-und Drehschieberpumpen bekannter
Bauweise werden die aus dem Rezipienten abgesaugten Gase oder Dämpfe zusammen mit
dem im Schöpfraum befindlichen Öl während der Kompression so lange veraichtet, bis
das mit Öl überlagerte Auspuffventil sich öffnet und die komprimierten Gase oder
Dämpfe durch das Öl hindurch an die Atmosphäre entweichen läßt. Wenn die
Pumpe nach einiger Pumpzeit im Rezipienten das der Pumpe entsprechende Endvakuum
nahezu oder ganz erzeugt hat, wird während der Kompression im Pumpenschöpfraum überwiegend
Öl gefördert, da infolge des bereits erreichten guten Vakuums die zu komprimierende
Gasmenge nunmehr vergleichsweise sehr gering ist. Das Öl des Schöpfraumes wird während
der Kompression auf einen immer kleiner werdenden Raum zusammengeschoben, bis das
Öl schließlich diesen ganz ausfüllt und infolge seiner Inkompressibilität einer
weiteren Verkleinerung des Volumens entgegenwirkt. Dadurch entstehen im Öl bedeutende
Druckkräfte, die über das in der Verbindungsleitung zwischen Schöpfraum und Ventil
befindliche Öl auf den Ventilteller übertragen werden und diesen schließlich öffnen,
wobei zunächst das Gewicht des den Ventilteller überlagernden Öls überwunden werden
muß.
-
Es ist einleuchtend, daß infolge der Abwesenheit nennenswerter Gas-
oder Dampfmengen im Schöpfraum die bei der Druckübertragung zu bewegenden Massen
gegenüber der raschen Bewegung des Drehkolbens oder Drehschiebers sich als starre
Körper verhalten. Dies hat zur Folge, daß unmittelbar vor dem Öffnen des Ventils
und auch noch während des Öffnens hohe, kurzzeitige Druckspitzen (etwa 70 atm innerhalb
etwa 1/ioo Sekunde) auftreten, die sich auf andere Pumpenteile schädlich auswirken
können. So wurde festgestellt, daß unter dem Einfluß dieser sich periodisch wiederholenden
Druckspitzen der Schieber einer Drehkolbenpumpe seitlich stoßartig so stark beansprucht
werden kann, daß dieser sich nach kurzer Betriebsdauer der Pumpe in seiner Führung
festfrißt und damit die Pumpe unbrauchbar macht.
-
Zur Vermeidung solcher betriebstechnisch ungünstigen Druckspitzen
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, im Bereich des Auslaßkanals zwischen Pumpenschöpfraum
und Auslaßventil mindestens einen hermetisch abgeschlossenen und damit gegen das
Eindringen des flüssigen Dichtungs- und Schmiermittels vollständig abgesperrten,
mit einem kompressiblen Medium gefüllten, elastisch verformbaren Druckausgleichskörper
vorzusehen. Dieser kann mit dem Schließorgan des Auslaßventils, z. B. einer Ventilplatte,
vereinigt sein. Als Druckausgleichskörper kann man mindestens einen abgeschlossenen,
vorzugsweise luftgefüllten Federbalg wählen, der z. B. aus einem gummielastischen
Werkstoff bestehen kann. Jedenfalls muß gewährleistet sein, daß der oder die Ausgleichskörper
eine Anzahl von abgeschlossenen Luft- oder Gasteilräumen aufweisen und dabei die
geforderte Elastizität besitzen.
-
Die Erfindung sei an Hand zweier Ausführungsbeispiele erläutert; es
zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch eine Drehkolbenpumpe nach der Erfindung,
F i g. 2 ein Auslaßventil, bei dem der Druckausgleichskörper an der Ventilplatte
montiert ist.
-
F i g. 1 gibt zunächst die für die Beschreibung der Erfindung wesentlichen
Bauelemente einer Drehkolbenpumpe wieder. Die abzusaugenden Gase oder Dämpfe treten
durch einen Saugkanal 1 eines Flachschiebers 2 in einen Schöpfraum 3 ein. Im Schöpfraum,
entlang der Innenwand 4 desselben, wird kreisend ein mit dem Flachschieber 2 fest
verschweißter Exzenter 5 bewegt. Dabei schiebt er die im Schöpfraum 3 befindlichen
Gase oder Ölmengen vor sich her, wobei der Druck im Gas- und ölgemisch ansteigt
und sich über das in einer Verbindungsleitung 6 und einer Kammer 7 befindliche Öl
auf einen Ventilteller 8 überträgt. Dieser ruht unter leichtem Federdruck
einer Feder 9 auf einer Auflage 10, bis der auf die Ventilplatte 8 ausgeübte Druck
so groß wird,
daß sich dieser von der Auflage 10 abhebt und. den
Druckausgleich zwischen dem öl-Gag-Gemisch und dem das Ventil überlagernden G111
herbeiführt. Dieses wird durch die Bewegung der Ventilplatte 8 ebenfalls etwas in
Bewegung versetzt.
-
Wenn " die Pumpe aus dem Rezipienten bei Erreichen des Enddruckes
praktisch keine- Gase oder Dämpfe mehr absaugt;. ist in dem durch die Bewegung des
Exzenters .5 sich verengenden Schöpfraum 3 lediglich öl vorhanden, das 'unelastisch
ist und zu den oben beschriebenen hohen Druckspitzen führt.
-
In der Kammer 7 ist ein Druckausgleichskörper 15 angeordnet. Dieser
besteht aus zwei Endplatten 12 und 13 (vgl. F i g. 1), zwischen denen ein aus einer
Anzahl, z. B. zehn Scheibenpaaren gebildeter Federbalg 14 angebracht ist. Die Endplatten
12 und 13 sind mit dem Federbalg 14, z. B. durch Schweißen oder Löten fest
verbunden, so daß ein mit Luft gefüllter, hermetisch geschlossener Druckausgleichskörper
15 entsteht.
-
F i g. 1 zeigt weiter den Einbau eines solchen Druckausgleichskörpers
in die Kammer 7, die über den Verbindungskanal 6 mit dem Schöpfraum 3 in Verbindung
steht. Der Druckausgleichskörper 15 ist hierzu mittels eines Trägers 16 an der Wand
der Kammer 7 befestigt. Die Ventilplatte 8 ist - vom Verbindungskanal 6 aus gesehen-
- hinter dem Druckausgleichskörper 15 angeordnet.
-
F i g. 2 zeigt eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Konstruktion.
Bei dieser ist der Druckausgleichskörper 15 mit der Ventilplatte fest verbunden
und bildet einen konstruktiven Bestandteil des Auslaßventils. Eine Ventilplatte
18 ist an dem Federbalg 14 starr befestigt, und dieser wiederum ist mit einer oberen
Tragscheibe 19 verbunden. Sie enthält eine Nut 20, in die ein Rundschnurring
21 eingelegt ist. In der Mitte der Tragscheibe 19 ist eine Schraubeneinstellvorrichtung
22 vorgesehen, welche dazu dient, das Ventil an eine Halteplatte 23 anzudrücken,
wobei sich der Rundschnurring 21 elastisch verformt. Der Schraubenkopf einer Zylinderschraube
24 ist mittels eines Dichtungsringes 25 gegen die Halteplatte 23 elastisch abgestützt.
F i g. 2 läßt ferner den Einbau eines solchen Ventils in die Pumpe erkennen. In
eine kreisförmige Aussparung der Grundplatte 26, die die Kammer 7 gegen den eigentlichen
Auspuffraum abschließt, wird zunächst ein Ring 28 eingesetzt und mit der Grundplatte
26 verschweißt. über diesen wird ein an seinem Umfang mit einer Anzahl von öffnungen
29 versehener Zylinder 30 geschoben.
-
Nunmehr wird von oben her das aus Ventilplatte 18, Federbalg 14 und
der Tragscheibe 19 bestehende Ventil, das bereits an der Halteplatte 23 mittels
der Zylinderschraube 24 angezogen ist, aufgesetzt und verschweißt.
-
An Stelle eines einzigen Ausgleichskörpers können je nach der Konstruktion
auch mehrere Ausgleichskörper hintereinander oder ,parallel' arbeitend verwendet
werden. Sie können aus einem metallischen oder auch einem nichtmetallischen, z.
B. aus einem gumielästischen Werkstoff bestehen. Wenn der oder die Druckausgleichskörper
nicht als jeweils selbständiges zusätzliches Bauelement im Pumpenauslaßkanal angebracht
werden, sondern, wie in F i g. 2 dargestellt, ein Druckausgleichskörper einen konstruktiven
Bestandteil des Auslaßventils bildet und z. B. an der Ventilplatte befestigt "ist,
muß dafür gesorgt werden, daß die eventuell auftretenden, kurzzeitigen, aber hohen
Druckspitzen zum großen Teil vom Ausgleichskörper und nicht von anderen Teilen des
Ventils aufgenommen werden, um die Gesamtbewegung des öles so gering wie möglich
zu halten.