DE2755328A1 - OIL SEALED VACUUM PUMP - Google Patents

OIL SEALED VACUUM PUMP

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Description

76.02976,029

LEYBOLD-HERAEUS-SOGEV S.A. ORSAYLEYBOLD-HERAEUS-SOGEV S.A. ORSAY

ölgedichtete Vakuumpumpeoil sealed vacuum pump

Die Erfindung betrifft eine ölgedichtete Vakuumpumpe, vorzugsweise Rotationskolben-Vakuumpumpe, mit Einlaß- und Auslaßventil.The invention relates to an oil-sealed vacuum pump, preferably Rotary piston vacuum pump, with inlet and outlet valve.

Einlaßventile bei ölgedichteten Vakuumpumpen haben den Zweck, den an die Vakuumpumpe angeschlossenen Rezipienten beim Ab— schalten oder beim Ausfall cer Pumpe vom Pumpeninnenraum zu trennen. Dadurch wird erreicht, daß das Vakuum im Rezipienten erhalten bleibt. Ohne Einlaßventil bestünde auch noch die Gefahr, daß Pumpenöl nach dem Anhalten der Pumpe in den Rezipienten zurückgesaugt wird und die darin befindlichen Einrichtungen unbrauchbar macht.Inlet valves in oil-sealed vacuum pumps have the purpose of supporting the recipient connected to the vacuum pump during discharge. switch on or switch on if the pump fails from inside the pump separate. This ensures that the vacuum is maintained in the recipient. Without the inlet valve there would also be the risk of that pump oil is sucked back into the recipient after the pump has stopped and the facilities therein become unusable power.

Es ist bekannt, im Einlaß öl gedichteter Vakuumpumpen, federbelastete Ventilelemente zu verwenden. Diese haben den wesentlichen Nachteil,daß das gegen den Federdruck zu öffnende Ventilelement eine besonders wirkungsvolle Drosselstelle darstellt, die z.B. den mit der Pumpe erreichbaren Enddruck wesentlich erhöht. Die Wahl von Federn mit geringerer Federkraft erlaubt zwar eine Verringerung der Drosselwirkung; bestimmte untere Grenzen der Federkraft dürfen jedoch nicht unterschritten werden, da dann die Gefahr besteht, daß die Feder die notwendige Schließkraft nicht mehr aufbringtIt is known, in the inlet of oil-sealed vacuum pumps, spring-loaded Use valve elements. These have the major disadvantage that the valve element to be opened against the spring pressure represents a particularly effective throttling point which, for example, significantly increases the final pressure that can be achieved with the pump. the Choice of springs with a lower spring force allows a reduction in the throttling effect; certain lower limits of the However, the spring force must not be undercut, as there is then the risk that the spring will have the necessary closing force no longer brings up

Weiterhin ist es bekannt, im Einlaß von ölgedichteten Vakuumpumpen ein pneumatisches Ventil zu verwenden. Die Steuerung dieses Ventils erfolgt mit Hilfe eines mit der Pumpenwelle gekoppelten Fliehkraftreglers, der auch noch ein der BelüftungIt is also known in the inlet of oil-sealed vacuum pumps to use a pneumatic valve. This valve is controlled with the aid of a valve coupled to the pump shaft Centrifugal governor, which is also one of the ventilation

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der Pumpe dienendes Ventil steuert. Eine solche Steuerung 1st aufwendig und teuer. Das gleiche gilt für eine gegebenenfalls denkbare elektromagnetische Steuerung.controls the valve serving the pump. Such a control is 1st complex and expensive. The same goes for an eventual conceivable electromagnetic control.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ölgedlchtete Vakuumpumpe, vorzugsweise Rotationskolben-Vakuumpumpe, mit Einlaß- und Auslaßventil zu schaffen, bei der die Steuerung des Einlaßventils und auch die Belüftung des Pumpeninnenraums In besonders einfacher Heise gestaltet sind. Weiterhin soll erreicht werden, daß die Pumpe hinsichtlich ihrer Enddruckeigenschaften den höchsten Ansprüchen genügt.The present invention is based on the object of an oil-twisted To create a vacuum pump, preferably a rotary piston vacuum pump, with an inlet and outlet valve, in which the control of the inlet valve and also the ventilation of the pump interior In are designed particularly simple Heise. Furthermore, it should be achieved that the pump with regard to its ultimate pressure properties meets the highest demands.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Einlaßventil ein allein vom Differenzdruck zwischen Schöpfraum und Pumpeneinlaß gesteuertes Ventilelement umfaßt und daß das Auslaßventil ein Ventilelement mit einer öffnung zur Belüftung der Pumpe nach ihrem Anhalten aufweist. Wird eine in dieser Weise ausgebildete Pumpe angehalten oder fällt sie wegen eines Defektes aus, dann strömt <- nach dem Anhaltendes Rotors - durch die öffnung im VEntilelement des Auslaßventils zunächst noch eine gering Menge öl und dann Luft in den Pumpeninnenraum, so daß sich der Druck im Pumpeninnenraum gegenüber dem Druck in dem an die Pumpe angeschlossenen Rezipienten erhöht. Diese Druckerhöhung bewirkt eine sofortige Schließung des Einlaßventils, so daß das Vakuum im Rezipienten nicht zusammenbricht und auch Pumpenöl nicht in den Rezipienten gelangen kann. Das Ventilelement steht nicht unter Federdruck, so daß diejdadurch bewirkte Drosselwirkung vernachlässigbar ist.According to the invention this object is achieved in that the inlet valve comprises a valve element controlled solely by the differential pressure between the pump chamber and the pump inlet and that the outlet valve has a valve element with an opening for venting the pump after it has stopped. Becomes one that way trained pump stopped or if it fails due to a defect, then flows <- after the rotor has stopped - through the opening In the valve element of the outlet valve, first a small amount of oil and then air into the interior of the pump, so that the Pressure in the pump interior is increased compared to the pressure in the recipient connected to the pump. This causes the pressure to increase an immediate closure of the inlet valve so that the vacuum in the recipient does not collapse and pump oil does not enter can reach the recipient. The valve element is not under spring pressure, so that the throttling effect caused thereby is negligible is.

Eine weitere besonders vorteilhafte Maßnahme besteht darin, daß dem Auslaßventil ein ölbehälter mit mindestens einer unterhalb der öffnung im Auslaßventilelement liegenden Ausflußöffnung zugeordnet ist, wobei der Querschnitt der Ausflußöffnung so bemessenAnother particularly advantageous measure is that the outlet valve has an oil container with at least one below associated with the opening in the outlet valve element lying outflow opening is, the cross-section of the outflow opening so dimensioned

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daß die daraus abfließende ölmengenrate kleiner ist als die während des Normalbetriebes aus der Pumpe austretende ölmengenrate. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das Auspuffentil während des Enddruckbetriebes ölüberlagert ist, was für die Erzielung eines guten Enddruckes von besonderer Bedeutung ist. Weiterhin besteht der Vorteil, daß nach dem Abschalten der Pumpe möglichst wenig öl in den Pumpenraum zurückgesaugt wird. Während die Pumpe nach dem Abschalten oder Ausfall noch in Förderrichtung ausläuft, fließt das öl bereits aus dem Behälter ab, da die aus der Pumpe austretende ölmengenrate während der Abnahme der Drehzahl geringer wird. Im Moment des Stillstandes der Pumpe ist der ölspiegel bis unter die öffnung im Auslaßventilelement gesunken, so daß dadurch Luft in den Pumpeninnenraum eindringen kann. Diese Belüftung der Pumpe hat auch die erwünschte Schließung des Einlaßventils zur Folge.that the oil flow rate flowing out of it is smaller than that rate of oil flow emerging from the pump during normal operation. This measure has the advantage that the exhaust valve oil is superimposed during the final pressure operation, which is of particular importance for achieving a good final pressure. Farther there is the advantage that after switching off the pump, as little oil as possible is sucked back into the pump chamber. While the pump If it still leaks in the delivery direction after it has been switched off or fails, the oil will already flow out of the container, as it is from the pump the rate of oil flow out during the decrease in speed is lower will. When the pump is at a standstill, the oil level has sunk to below the opening in the outlet valve element, so that this allows air to penetrate the interior of the pump. This ventilation the pump also results in the desired closure of the inlet valve.

djirch
Insgesamt ist also»die Anwendung der Erfindungsmerkmale eine Pumpe geschaffen worden, die obwohl nie hinsichtlich ihrer baulichen Gestaltung besonders einfach ist - nicht nur gute Pumpeigenschaften sondern auch gute Belüftungseigenschaften hat.djirch
Overall, therefore, »the application of the features of the invention has been created to create a pump which, although never particularly simple in terms of its structural design, not only has good pumping properties but also good ventilation properties.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 bis 3 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen: Further advantages and details of the invention are to be explained with reference to the exemplary embodiments shown schematically in FIGS. Show it:

Figur 1 einen Schnitt durch eine Vakuumpumpe nach der Erfindung in einem Zustand, der sich während des normalen Betriebes einstellt; FIG. 1 shows a section through a vacuum pump according to the invention in a state which occurs during normal operation;

Figur 2 das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 im Stillstand und Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung.FIG. 2 shows the exemplary embodiment according to FIG. 1 at a standstill and FIG. 3 shows a further exemplary embodiment according to the invention.

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In allen Ausführungsbeispielen sind der Pumpenkörper mit 1, der Schöpfraum mit 2, der im Schöpfraum sich drehende Kolben mit 3, die Schieber mit 4, der Einlaßstutzen mit 5 und der Auslaßstutzen mit 6 bezeichnet. Auf die Darstellung eines an den Einlaßstutzen angeschlossenen Rezipienten wurde verzichtet. Das Einlaßventil 7 besteht jeweils aus der Ventilplatte 8, die Inder kammerartigen Erweiterung 9 in ihren Endstellungen (Auf-Zu) hin und herbewegbar angeordnet ist. Die VentilPlatte 8 weist eine Dichtung 10 auf, mit der sie sich in ihrer Schließstellung gegenflie Absatzfläche 11 legt. In ihrer Offenstellung liegt die Platte 8 der Absatzfläche 12 auf. Ein oder mehrere Bypässe 13 sind so gestaltet, daß sie das gepumpte Medium bei geöffnetem Einlaßventil 7 möglichst frei an der Ventilplatte 8 vorbei strömen lassen. Das Einlaßventil ist vorzugsweise vertikal angeordnet, so daß die Ventilklappe allein unter der Wirkung der Schwerkraft das Ventil öffnet Unbedingt erforderlich ist die vertikale Anordnung des Einlaßventils jedoch nicht.In all the exemplary embodiments, the pump body is denoted by 1, the pump chamber with 2, the piston rotating in the pump chamber with 3, the slide with 4, the inlet connector with 5 and the outlet connector with 6. A recipient connected to the inlet port has not been shown. The inlet valve 7 consists in each case of the valve plate 8, which is arranged to be movable to and fro in the chamber-like expansion 9 in its end positions (open-closed). The VentilP lat te 8 has a seal 10 with which it lies against the shoulder surface 11 in its closed position. In its open position, the plate 8 rests on the shoulder surface 12. One or more bypasses 13 are designed so that they allow the pumped medium to flow past the valve plate 8 as freely as possible when the inlet valve 7 is open. The inlet valve is preferably arranged vertically, so that the valve flap opens the valve solely under the action of gravity. However, the vertical arrangement of the inlet valve is not absolutely necessary.

Das Auslaßventil 14 umfaßt die Ventilzunge oder Ventil-Blattfeder 15, die sich in ihrer Offenstellung gegenßen Anschlag 16 und in ihrer Schließstellung gegen die Auslaßöffnung 17 legt. Im Bereich der Auslaßöffnung 17 weist die Ventilzunge 15 die öffnung 18 auf.The outlet valve 14 comprises the valve tongue or valve leaf spring 15, which in its open position lies opposite stop 16 and in its closed position against the outlet opening 17. In the area of the outlet opening 17, the valve tongue 15 has the opening 18.

Dem Auslaßventil 14 zugeordnet ist noch der ölbehälter 19, der unterhalb der öffnung 28 in der Ventilzunge 15 - bezogen auf eine Horizontale - mindestens eine Abflußöffnung 20 aufweist. Der Querschnitt dieser Abflußöffnung 20 ist so gewählt, daß die daraus abfließende ölmengenrate kleiner ist als die bei Normalbetrieb der Pumpe aus der Auslaßöffnung 17 ausströmende ölmengenrate. The outlet valve 14 is still assigned the oil container 19, the has at least one drainage opening 20 below the opening 28 in the valve tongue 15 - based on a horizontal plane. Of the The cross-section of this drainage opening 20 is chosen so that the oil flow rate flowing out of it is smaller than that during normal operation the pump from the outlet port 17 flowing out oil rate.

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In allen drei Figuren wurde auf die Darstellung eines äußeren Gehäuses der Pumpe verzichtet.In all three figures, the representation of an outer housing of the pump has been omitted.

Die Figur 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einem Zustand, der sich während des Normal- bzw. Enddruckbetriebes der Pumpe einstellt. Beide Ventile 7 und 14 sind dann offen. In diesem Zustand strömt aus dem Auslaß 6 im wesentlichen Pumpenöl, das an nicht näher dargestellter Stelle in den Schöpfraum eingelassen wird. Aus der Auslaßöffnung 17 strömt pro Zeiteinheit mehr öl aus als durch die öffnung 20 abfließen kann,so daß sich der Behälter 19 mit öl füllt und die überschüssige Menge über den Rand des Behälters 19 abströmt. Das Ventil 14 ist also in diesem Zustand ölüberlagert. Das Auslaßventil 14 ist also vollständig mit öl abgedichtet, so daß die Pumpe sehr gute Enddrücke erreichen kann.FIG. 1 shows the exemplary embodiment in a state which occurs during normal or ultimate pressure operation of the pump. Both valves 7 and 14 are then open. In this state, essentially pump oil flows out of the outlet 6 not shown in detail is let into the pump chamber. More oil flows out of the outlet opening 17 per unit of time from than can flow through the opening 20, so that the Fills container 19 with oil and the excess amount flows off over the edge of container 19. The valve 14 is so in this Condition covered with oil. The outlet valve 14 is completely sealed with oil, so that the pump can achieve very good final pressures can.

Nach dem Abschalten oder Ausfall der Pumpe nimmt die Drehzahl des Kolbens 3 ab. Die aus dem Auslaßstutzen 6 herausgeförderte ölmengenrate nimmt dann ebenfalls ab, so daß sich der Behälter über die öffnung 20 entleert. Nach dem Stillstand der Pumpe ist dann der ölspiegel bis unter die öffnung 18 in der Ventilzunge 15 gesunken, so daß dadurch Luft (Pfeil 21) in den Schöpfraum 2 eindringen kann. Dadurch entsteht im Schöpfraum 2 ein höherer Druck als in dem an die Vakuumpumpe angeschlossenen Rezipienten, so daß sich das Ventil 7 schließt.After the pump is switched off or fails, the speed of the piston 3 decreases. The conveyed out of the outlet port 6 The oil quantity rate then also decreases, so that the container is emptied via the opening 20. After the pump has stopped then the oil level to below the opening 18 in the valve tongue 15 so that air (arrow 21) can penetrate into the pump chamber 2 as a result. This creates a higher level in the pump chamber 2 Pressure than in the recipient connected to the vacuum pump, so that the valve 7 closes.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 3 unterscheidet sich\om Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 lediglich dadurch, daß der Pumpenauslaß unmittelbar neben dem Pumpeneinlaß angeordnet ist. Dargestellt ist der Zustand der Pumpe im Stillstand.The embodiment according to FIG. 3 differs Embodiment according to Figures 1 and 2 only in that the pump outlet is arranged directly next to the pump inlet is. The status of the pump at standstill is shown.

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Claims (4)

76.Ο2976-29 ANSPROCHEAPPROACH ölgedichtete Vakuumpumpe, vorzugsweise Rotationskolben-Vakuumpumpe mit Einlaß- und Auslaßventil, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßventil (7) ein allein vom Differenzdruck zwischen Schöpfraum (2) und Pumpeneinlaß gesteuertes Ventilelement (8) umfaßt und daß das Auslaßventil (14) ein Ventilelement (15) mit einer öffnung (18) zur Belüftung der Pumpe nach ihrem Anhalten aufweist.Oil-sealed vacuum pump, preferably a rotary piston vacuum pump with inlet and outlet valve, characterized in that the inlet valve (7) is one of the only Differential pressure between pump chamber (2) and pump inlet controlled valve element (8) and that the outlet valve (14) comprises a valve element (15) with an opening (18) to ventilate the pump after it has stopped. 2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Differenzdruck gesteuerte Ventilelement des Einlaßventiles2. Vacuum pump according to claim 1 , characterized in that the valve element of the inlet valve controlled by the differential pressure (7) von einer Ventilplatte (8) gebildet ist, die in einer kammerartigen Erweiterung (9) des Einlaßstutzens (5) zwischen ihren beiden Endstellungen (Auf-Zu) hin- und herbewegbar ist.(7) is formed by a valve plate (8) in a chamber-like extension (9) of the inlet connection (5) between its two end positions (open-closed) can be moved back and forth. 3. Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einer öffnung versehene Ventilelement des3. Vacuum pump according to claim 1 or 2, characterized in that the valve element provided with an opening of the Auslaßventiles (14) von einer vorzugsweise mit einem Anschlag (16) versehenen Ventilzunge (15) gebildet ist,Exhaust valve (14) is formed by a valve tongue (15) preferably provided with a stop (16), 4. Vakuumpumpe nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Auslaßventil (14) ein ölbehälter (19) mit mindestens einer unterhalb der öffnung (18) im Auslaßventilelement (15) liegenden Ausflußöffnung (20) zugeordnet ist und daß der Querschnitt der Ausflußöffnung (20) so bemessen ist, daß die daraus abströmende ölmengenrate kleiner ist als die während des Normalbetriebs aus der Pumpe austretende ölmengenrate.4. Vacuum pump according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the outlet valve (14) has an oil container (19) with at least one below the opening (18) in the outlet valve element (15) lying outflow opening (20) is assigned and that the cross section of the outflow opening (20) is dimensioned so that the the resulting oil flow rate is smaller than the oil flow rate emerging from the pump during normal operation. 809837/0586809837/0586
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