DE2163618A1 - OIL SEPARATOR FOR AN OIL SEALED MECHANICAL VACUUM PUMP - Google Patents

Description

Unser Zeichen; G 1289Our sign; G 1289

ölabscheider für eine ölabgedichtete mechanischeoil separator for an oil sealed mechanical

VakuumpumpeVacuum pump

Die Erfindung betrifft ölabscheider für ölabgedichtete mechanische Vakuumpumpen, wobei die ölabscheider mit schirmartigen Ablenkplatten ausgerüstet sind. Zwischen der Mündung der Pumpenausstoßleitung und der Ablenkplatte ist ein mit Löchern versehener Schirm zwischengeschaltet, der dazu dient, einen ölschwall zu zerteilen und zerstäubtes öl in dem austretenden Gasstrom zu vereinigen. Diese Anordnung verbessert die ölabscheidewirkung, sie verringert das Wiederaufnehmen von öl durch den austretenden Gasstrom und sie erlaubt eine wirksame Verringerung der Bauhöhe des Abscheiders. ■The invention relates to oil separators for oil-sealed ones mechanical vacuum pumps, with the oil separator are equipped with umbrella-like baffles. Between the mouth of the pump discharge line and the baffle is interposed with a screen provided with holes, the serves to break up a surge of oil and atomize it to combine oil in the exiting gas stream. This arrangement improves the oil separation effect, it reduces the uptake of oil by the exiting gas stream and it allows an effective reduction in the overall height of the separator. ■

Die- aus einer ölabgedichteten mechanischen Vakuumpumpe austretende Strömung enthält sowohl Gas als auch Öl. Aus diesem Grund wird die Strömung durchThe flow emerging from an oil-sealed mechanical vacuum pump contains both gas and also oil. Because of this, the flow is through

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einen Gas-Öl-Abscheider und durch ein Niederschlagfilter geführt, ehe diese Strömung in die Atmosphäre entlassen wird. Das von dem Gasstrom abgeschiedene mitgeführte öl wird in dem Abscheider in Vorrat gehalten und es wird durch das Schmiersystem in das Innere der Pumpe zurückgeführt. Wenn die Pumpe mit niedrigen Einlaßdrücken arbeitet, wird ein wesentlicher Teil des öl von dem Abscheider in den Arbeitsraum oder in die Räume innerhalb der Pumpe abgegeben. Falls unter diesen Bedingungen der Einlaßdruck plötzlich ansteigt, beispielsweise durch das öffnen der Einlaßleitung zur Atmosphäre, wird das in der Pumpe befindliche öl in der Form eines ölschwalles in den W Abscheider ausgestoßen. Beim Betrieb der Pumpe in einem hohen Einlaßdruckbereich mit konstanten Bedingungen, d.h. bei einem Druck oberhalb ca.45Ö Torr, ist andererseits das Volumen des Gasstromes relativ groß und das mitgeführte öl ist fein verteilt oder zerstäubt. Diese zwei Bedingungen erschweren die Auslegung eines wirksamen Abscheiders.a gas-oil separator and passed through a precipitation filter before this flow is released into the atmosphere. The entrained oil separated from the gas stream is kept in stock in the separator and it is returned to the interior of the pump by the lubrication system. When the pump is operating at low inlet pressures, a substantial portion of the oil is discharged from the separator into the working space or spaces within the pump. If suddenly increases under these conditions, the intake pressure, for example, by the inlet conduit open to the atmosphere, the oil in the pump is ejected in the form of an oil-gush in the W separator. On the other hand, when the pump is operated in a high inlet pressure range with constant conditions, i.e. at a pressure above about 45Ö Torr, the volume of the gas flow is relatively large and the oil carried along is finely distributed or atomized. These two conditions make it difficult to design an effective separator.

Bisher wurden zwei Arten von Abscheidern verwendet. Bei der einen Art wird der Strom von der Pumpenabgabeleitung durch eine Schirmplatte aufgefangen, die die Ausgangsströmung seitlich ablenkt und dann nach t unten auf die Fläche des ölvorrates lenkt. Bei stationären Zuständen arbeitet diese Ausführungsform zufriedenstellend und sie schafft eine Auspuffströmung, die ausreichend frei von öltröpfchen ist.· Beim Auftreten eines ölschwalles können jedoch die kinetische und die potentielle Energie der Austrittsströmung so hoch sein, daß die Strömung ein heftiges Spritzen bewirkt, woraus sich ein Ölverlust durch die Auspuff-Two types of separators have been used so far. In one type, the current from the pump delivery line is collected by a shield plate, the deflects the output flow sideways and then directs it t down onto the surface of the oil reservoir. With stationary Conditions this embodiment works satisfactorily and it creates an exhaust flow, which is sufficiently free of oil droplets. When a surge of oil occurs, however, the kinetic and the potential energy of the exit flow be so high that the flow causes violent splash, resulting in a loss of oil through the exhaust

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öffnung des Abscheiders ergibt. Während diese nachteilige Wirkung durch eine Vergrößerung des senkrechten Abstandes zwischen der Ablenkplatte und der Oberfläche des ölvorrates beseitigt werden kann, so ist diese Maßnahme in den Fällen unangebracht, in denen die Höhe des Abscheiders eine entscheidende . Abmessung ist.opening of the separator results. While this disadvantageous Effect by increasing the vertical distance between the baffle and the Surface of the oil supply can be eliminated, so this measure is inappropriate in cases in which where the height of the separator is a decisive factor. Dimension is.

Die zweite Art eines bekannten Abscheiders verwendet eine Schleuderplatte oder eine S-förmige Ablenkplatte, wie sie beispielsweise in dem von der Firma Kinney Vacuum Company angebotenen Kinneyswirl Abscheider verwendet wird. Diese Art von Ablenkplatte verteilt das mitgeführte öl und verhindert ein Auftreffen großer ölmengen auf die Oberfläche des Ölvorrates* Dementsprechend arbeitet dieser Abscheider beim Auftreten eines öIschwalles zufriedenstellend. Die Verteilungswirkung ist -jedoch bei einem stationären Zustand, bei dem die Pumpe mit einem hohen Druck arb.eitet nicht zufriedenstellend, da sie eine ausreichende Abscheidung des Öles verhindert. Darüber hinaus kann diese Art von einer Ablenkplatte nicht.in einem Abscheidegehäuse mit rechteckigem Querschnitt verwendet werden, sondern sie muß in einem zweiten zylindrischen Gehäuse angeordnet werden·.·The second type of known separator uses a slinger or an S-shaped baffle, such as, for example, in the Kinneyswirl separator offered by the Kinney Vacuum Company is used. This type of baffle distributes the oil carried along and prevents it from impacting large quantities of oil on the surface of the oil reservoir * Accordingly, this separator works satisfactorily when a surge of oil occurs. The distribution effect is, however, in a steady state, in which the pump works at a high pressure unsatisfactory because it prevents sufficient separation of the oil. In addition, can this type of baffle is not used in a separator housing with a rectangular cross-section but it must be in a second cylindrical Housing can be arranged ·. ·

Die Aufgabe der Erfindung ist es, "einen Abscheider für ölabgedichtete mechanische Vakuumpumpen zu schaffen, der aus der Ausgangsströmung bei beiden, oben genannten Betriebsbedingungen öl wirksam abscheidet und der nicht die übermäßige Bauhöhe erfordert, die sich bei der üblichen schirmartigen Ablenkplatte ergibt oder der nicht ein zweites, mit der Schleuderplatte verwendetes Ge-The object of the invention is "a separator for create oil-sealed mechanical vacuum pumps, that from the outlet flow in both of the above Operating conditions separates oil effectively and not requires the excessive height that results from the usual umbrella-like baffle or which does not a second device used with the spinner

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häuse "benötigt. Gemäß der Erfindung verwendet der Abscheider eine schirmartige Ablenkplatte in Verbindung mit einem mit Löchern versehenen Schirm, der in den Strömungsweg zwischengeschaltet ist, der von der Mündung der Ausgangsleitung zu der Ablenkplatte geht. Der Schirm ist vorzugsweise aus einem Drahtgewebe hergestellt und er kann verschiedene im Abstand befindliche Lagen haben. Der Schirm dient einerseits zum Verteilen großer ö!mengen und er verhindert dadurch, ein heftiges Aufspalten des in Vorrat gehaltenen Ölbades beim auftreten eines ölschwalles. Andererseits dient der Schirm dazu, die feinen ölpartikel zu verbinden und dadurch ihre Abscheidung bei einem stationären Zustand eines Gasstromes mit großem Volumen zu bewirken. Die ölabscheidewirkung dieser Kombination ist unabhängig von der Querschnittsform des Abscheidegehäuses und es wird eine solche ausreichende Abschei— dewirkung erreicht, die eine wesentliche Verringerung der Höhenabmessung des Abscheiders erlaubt. Im Vergleich zu dem üblichen, eine schirmartige Ablenkplatte verwendenden Abscheider ermöglicht der neue Abscheider eine Verringerung der Höhenabmessung von wenigstens ca. 100 mm im Fall von kleinen Pumpen bis ca.450 nun im Falle von sehr großen Pumpen, d.h. bei Pumpen mit ca. 28 m ..housing ". According to the invention, the separator uses an umbrella-like baffle in connection with a perforated screen interposed in the flow path leading from the mouth of the exit conduit to the baffle goes. The screen is preferably made of a wire mesh and it can be different in distance have located locations. On the one hand, the screen serves to distribute large quantities of oil and thus prevents violent splitting of the oil bath kept in store when a surge of oil occurs. On the other hand, the screen serves to connect the fine oil particles and thereby their deposition in a steady state of a gas flow with a large volume cause. The oil separating effect of this combination is independent of the cross-sectional shape of the separator housing and such a sufficient separation effect is achieved that a substantial reduction the height dimension of the separator allowed. Compared to the usual, an umbrella-like baffle using separator, the new separator enables a reduction in height dimension of at least approx. 100 mm in the case of small pumps up to approx. 450 now in the case of very large pumps, i.e. pumps with approx. 28 m ..

Die .Zeichnung zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die einzige Fig. eine Vakuumpumpe mit dem erfxndungsgemaßen Abscheider schematisch darstellt. The drawing shows a preferred embodiment of the invention, the only figure schematically showing a vacuum pump with the separator according to the invention.

Gemäß der Zeichnung ist ein neuer Abscheider 1 mit einer mechanischen Vakuumpumpe 2, beispielsweise einer Pumpe der IiT-Reihe der von der Firma Kinney Vacuum Company an-According to the drawing, there is a new separator 1 with a mechanical vacuum pump 2, for example a pump the IiT series of the Kinney Vacuum Company

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gebotenen Triplex-Vakuumpumpen, vereinigt. Die Pumpe wird von einem auf der Oberseite des Abscheiders 1 angebrachten Elektromotor 4 über einen Riemen- und Riemenscheibenantrieb 3 angetrieben. Die. Pumpe ist"mit einem mit natürlichem Gefälle arbeitenden Schmiersystem ausgerüstet, das zu der Pumpe öl nur unter der Wirkung einer geringen Flüssigkeitssäule und der Differenz, zwischen dem Atmosphärendruck in dem Abscheider und dem Druck in dem Arbeitsraum auf der Innenseite der Pumpe liefert. Dieses System hat eine Sammelleitung 5, die sich in den Abscheider an einer Stelle unter dem niedrigsten ölniveau 6 öffnet sowie ein Paar von Zweigleitungen 7 und 8_r die zu den lagern an. den entgegengesetzten Enden der Pumpe führen. Jede der Zweigleitungen 7 und 8 hat ein Drosselventil 9· In der Sammelleitung 5 befindet sich ein Rückschlagventil 11, das ein Aufrühren des Öls in dem Abscheider 1 durch verdichtetes Gas verhindert, das aus der Pumpe durch die Schaiierleitungen während des Betriebes bei hohen Einlaßdrücken entweichen kann.offered triplex vacuum pumps. The pump is driven by an electric motor 4 attached to the top of the separator 1 via a belt and pulley drive 3. The. The pump is "equipped with a natural gradient lubrication system that delivers oil to the pump only under the action of a small column of liquid and the difference between the atmospheric pressure in the separator and the pressure in the working space on the inside of the pump. This system has." a manifold 5 which opens into the separator at a point below the lowest oil level 6 and a pair of branch lines 7 and 8 _r leading to the bearings at opposite ends of the pump · In the collecting line 5 there is a check valve 11 which prevents the oil in the separator 1 from being stirred up by compressed gas which can escape from the pump through the hinge lines during operation at high inlet pressures.

'Der Abscheider 1 ist mit einer Auspufföffnung 12 versehen, durch die das geförderte Gas zu einem nicht dargestellten Abscheidefilter und von da in die Atmosphäre geliefert wird. Der Abscheider 1 enthält eine schirmartige Ablenkplatte 15, iie von drei gleichwinkligen, im Abstand befindlichen, an einer senkrechten Auslaßleitung 15 der Pumpe 2 angebrachten Bügeln 14 abgestützt ist. Die Ablenkplatte 13 ist schalenförmig und sie hat einen senkrecht nach unten vorstehenden Rand 16. Diese !Form ist bevorzugt, da sie eine .maximale ölabscheidewirkung bietet. Die Platten können jedoch mit nach außen sich erweiternden Rändern verwendet werden. Andere Ablenkplatten-'The separator 1 is provided with an exhaust opening 12 through which the conveyed gas to a not shown Separation filter and from there is delivered into the atmosphere. The separator 1 contains an umbrella-like one Deflector 15, iie of three equiangular, spaced apart, on a vertical outlet conduit 15 of the pump 2 attached bracket 14 is supported. The baffle 13 is cup-shaped and it has a Edge 16 protruding vertically downwards. This form is preferred because it has a maximum oil separation effect offers. The plates can, however, widen outwards Margins are used. Other baffles

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formen, beispielsweise Kugelsegmente oder Halbkugelsegmente, können auch verwendet werden. Jedoch . ^r -■ergibt sich dadurch gewöhnlicherweise ein größerer Abscheider. Da sich die Menge des ölvorrates in dem Abscheider 1 mit der Menge des Gasstromes verändert, d.h.. mit dem Pumpeneinlaßdruck, muß die Ablenkplatte . 13 so angeordnet sein, daß eine Kante 1? des Randes 16 von der Oberfläche 6 sich im Abstand befindet, wenn der Einlaß dem Atmosphärendruck ausgesetzt ist und der Abscheider 1 die maximale ölmenge enthält. Ein Abstand von ca. 25 - 50 nun wurde als ausreichend festgestellt.Shapes, such as spherical segments or hemispherical segments, can also be used. However . ^r - ■ results from the fact usually a larger separator. Since the amount of oil supply in the separator 1 changes with the amount of gas flow, ie. with the pump inlet pressure, the baffle must. 13 be arranged so that an edge 1? the edge 16 is spaced from the surface 6 when the inlet is exposed to atmospheric pressure and the separator 1 contains the maximum amount of oil. A distance of approx. 25 - 50 has now been found to be sufficient.

Zwischen der Mündung 18 der leitung 15 und der Ablenkplatte 13 ist ein mit Lochern versehener Schirm 19 angeordnet, der von den Bügeln 14 abgestützt ist und der durch Befestigungsschrauben 21 der Ablenkplatte 13 in Stellung gehalten ist. Gemäß der Zeichnung hat der Schirm 19 zwei Schichten 19a und 19b, jedoch können auch, nur eine Schicht oder mehr Schichten verwendet werden. Im allgemeinen vergrößert sich die Zahl der verwendeten Schichten, wenn der Abstand zwischen der Ablenkplatte 13 und dem ölniveau 6 verringert wird, oder,wenn die Größe des Gasstromes vergrößert wird, d.h. bei einer größeren Pumpe. Vorzugsweise ist jede Schicht aus einem Drahtgewebe hergestellt. Die Maschenweite des ψ Drahtgewebes wird ausgewählt, um sicherzustellen, daß ein ölschwall in Teilchen aufgeteilt wird, die klein genug sind, um ein unerwünschtes Spritzen oder Aufrühren des in Yorrat gehaltenen Öles zu verhindern, die jedoch nicht so klein sind, daß sie nicht durch die Schwerkraft von dem Gasstrom getrennt werden. Beispielsweise wurde ein Drahtgewebe mit 10 Drähten pro 25 mm als ausreichend gefunden. In den Fällen, in denen verschiedene Schichten.Between the mouth 18 of the line 15 and the deflector plate 13, a screen 19 provided with holes is arranged, which is supported by the brackets 14 and which is held in position by fastening screws 21 of the deflector plate 13. As shown in the drawing, the screen 19 has two layers 19a and 19b, but only one layer or more layers can be used. In general, the number of layers used increases if the distance between the baffle plate 13 and the oil level 6 is reduced, or if the size of the gas flow is increased, ie with a larger pump. Each layer is preferably made from a wire mesh. The mesh size of the ψ wire mesh is selected to ensure that a gush of oil is broken up into particles small enough to prevent undesirable splashing or agitation of the oil held in the material, but which are not so small that they cannot get through the Be separated from the gas stream by gravity. For example, a wire mesh with 10 wires per 25 mm has been found to be sufficient. In those cases where different layers.

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verwendet werden, sollten sie voneinander einen Abstand von ca.6 - 12 mm haben, da bei dieser Anordnung die Schichten wirksamer sind und da hierbei die Zahl der erforderlichen Schichten verringert wird. In dem dargestellten Abscheider sind die Schichten eben, und der erforderliche Abstand wird durch Abstandshalter
22 erreicht. Jedoch kann die erwünschte Wirkung lediglich durch Falten oder durch Wellen der einzelnen
Schichten erreicht werden, wobei die sich ergebenden Rücken als Abstandshalter dienen.are used, they should be spaced about 6-12 mm apart, as this arrangement makes the layers more effective and reduces the number of layers required. In the illustrated separator, the layers are flat and the required spacing is provided by spacers
22 reached. However, the desired effect can only be achieved by folding or curling the individual
Layers are achieved with the resulting ridges serving as spacers.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Claims (2)

Pat entansprüchePatent claims Λ J ölabscheider für eine ölabgedichtete mechanische Vakuumpumpe mit einer senkrechten Äuslaßleitung, die sich in einen ölabscheider öffnet, der einen ölvörrat enthält und der mit einer schirmartigen Ablenkplatte versehen ist, die sich von der Mündung der Leitung im Abstand befindet und die zum Abfangen eines Stromes von der Leitung und zum Eichten des Stromes nach unten zu der Oberfläche des ölvorrates hin angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen mit Löchern versehenen Schirm -(19)* .der zwischen der Mündung (18) und der Ablenkplatte (13) angeordnet ist und der dazu dient, einen Ölschwall zu verteilen und das zerstäubte Öl zu verbinden, das in dem Gasstrom enthalten ist, der aus der Leitung austritt. Λ J Oil separator for an oil-sealed mechanical vacuum pump with a vertical outlet pipe which opens into an oil separator which contains an oil supply and which is provided with an umbrella-like baffle which is located at a distance from the mouth of the pipe and which is used to intercept a current of of the line and for leveling the flow downwards to the surface of the oil reservoir, characterized by a screen provided with holes - (19) *. which is arranged between the mouth (18) and the baffle plate (13) and which serves for this purpose to disperse a surge of oil and to combine the atomized oil contained in the gas stream exiting the conduit. 2. ölabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (19) wenigstens eine Schicht eines Drahtgewebes hat.2. Oil separator according to claim 1, characterized in that that the screen (19) has at least one layer of wire mesh. 3« Ölabscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzelch^ net, daß der Schirm (19)-mehrere mrfc Löchern vex« ßeheöe Schichten (19a*19b) hat, die der Reihe nach diirch den austretenden Gasstrom passiert werden,3 «oil separator according to claim 1, characterized gekennzelch ^ net that the screen (19) has several mrfc holes vex «ßeheöe layers (19a * 19b), which in turn be passed through the exiting gas stream, Mi ölabscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Jede Schicht (19a,19b) ein Drahtgewfebe ist. Mi oil separator according to claim 3, characterized in that each layer (19a, 19b) is a wire mesh. 5> Ölabscheider nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten (19a»19b) sich voneinander im Abstand befinden» . "5> Oil separator according to claim 4, characterized in that that the layers (19a »19b) are spaced from one another are located" . " original inspectedoriginal inspected