DE69921627T4

DE69921627T4 - Vakuum ejektorpumpe

Info

Publication number: DE69921627T4
Application number: DE69921627T
Authority: DE
Inventors: Peter Tell
Original assignee: Xerex AB
Current assignee: Xerex AB
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1999-03-12
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2019-03-13
Also published as: DE69921627T2; DE69921627D1; JP2002507698A; KR20010040883A; EP1064464B1; SE9800943D0; SE511716E5; US6394760B1; KR100393434B1; SE9800943L; JP4146086B2; BR9908210A; WO1999049216A1; DE69921627C5; EP1064464A2; ES2233029T3; ES2233029T7; SE511716C2; WO1999049216A8; EP1064464B3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumpumpe oder einen Ejektor (zum Beispiel US-A-4880 358 ), der zum Erzeugen eines Unterdrucks in einem zum Beispiel zum Transport oder Heben verwendeten Medium genutzt wird, und insbesondere auf eine Vakuumpumpe, dien einen Düsenkörper mit zumindest einem integrierten Ventilbauteil aufweist.
Pumpen zum Erzeugen eines Vakuums bzw. Unterdrucks unter Anwendung von Überdruck sind in der Technik bekannt, siehe zum Beispiel 1 der beigefügten Zeichnungen. Ejektoren der gewünschten Art, sogenannte mehrstufige Ejektoren, weisen gewöhnlich zwei oder mehr, innerhalb eines Gehäuses hintereinander angeordnete Düsen auf, wobei ein umgebender Raum wie z. B. eine Kammer jeder jeweiligen Düse zugeordnet ist, die sich durch die Trennwand zwischen benachbarten Kammern erstreckt. Die Düsen bilden einen Durchgangskanal mit nach und nach zunehmender Querschnittfläche der Öffnung, durch die ein Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit zugeführt wird, um über einen zwischen den Düsen gelegenen Schlitz Luft oder ein anderes Medium in der umgebenden Kammer zu befördern und darin eine Verringerung des Drucks zu erzeugen.
Wenn drei oder mehr Düsen hintereinander gekoppelt sind, steht die jeweilige Kammer gewöhnlich in Strömungsverbindung mit einem gemeinsamen oder äußeren Raum, der Kopplungsmittel zum Verbinden der Vakuumpumpe mit einem externen Gerät aufweist. Ein Rückschlagventil in Form z. B. einer flexiblen Zunge ist im Stromweg angeordnet, um eine Leckage zwischen dem äußeren Raum und der Kammer zu verhindern, die bei einem bestimmten Druckunterschied damit aufhört, den Druck aktiv weiter zu senken.
Ejektoren dieser bekannten Konstruktion können mit hintereinander gekoppelten Düsen mit verschiedenen Leistungseigenschaften geschaffen werden, um sowohl einen hohen Unterdruckstrom als auch einen niedrigen Unterdruckpegel in einem Ejektor zu schaffen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Ejektor des obigen Typs zu schaffen, der eine größere Flexibilität und Wahlfreiheit gestattet, wenn er mit einem Gerät für verschiedene Anwendungen eingebaut wird, wobei ein Raum zum Transport oder Heben evakuiert oder ein Vakuum bzw. Unterdruck genutzt werden soll. Der Ejektor gemäß der Erfindung gestattet auch eine vereinfachte Montage und Demontage beim Service und der Wartung.
Die obige Aufgabe wird mit einem Ejektor mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
Die Erfindung wird im folgenden mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in welchen:
1 schematisch eine mehrstufige Vakuumpumpe oder einen mehrstufigen Ejektor gemäß dem Stand der Technik zeigt;
2 in einem Längsschnitt eine bevorzugte Ausführungsform eines Düsenkörpers zeigt, der einen Teil des Ejektors gemäß der Erfindung bildet;
3 ein Ventilbauteil in perspektivischer Ansicht zeigt, das im Ejektor eingebaut ist;
4 das Ventilbauteil von 3 in seitlicher Ansicht zeigt;
5 den in einem Gehäuse untergebrachten Düsenkörper zeigt; und
6 den Düsenkörper gemäß der Erfindung in einem Maschinenelement montiert zeigt.
1 zeigt in vier Querschnittansichten schematisch einen bekannten Ejektor mit nach und nach erhöhtem Unterdruckpegel in einem äußerem Raum.
In 2 und den folgenden Zeichnungen ist der Ejektor gemäß der Erfindung als Ganzes mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Der Ejektor 1 in der in 2 gezeigten Ausführungsform umfasst vier strahlförmige Düsen 2, 3, 4 und 5.
Die Düsen 2–5 weisen einen Durchgangskanal 6 mit nach und nach zunehmender Querschnittfläche der Öffnung auf. Die Düsen sind hintereinander mit einem Schlitz 7, 8 bzw. 9 zwischen ihnen angeordnet, wobei die Schlitze und die Strahldüsen gemäß Erwägungen des Fachmanns dimensioniert sind, um dem Ejektor die gewünschten Leistungseigenschaften zu verleihen.
Die Düsen 2, 3, 4 und 5 sind für eine Montage so ausgelegt, dass sie einen integrierten Düsenkörper 1 bilden.
Zu diesem Zweck sind die Düsen in ihren gegenüberliegenden Enden mit Schultern und vorstehenden Flanschen oder mit Hüllen versehen, durch die die zusammengesetzten Düsen beabstandet sind, um Schlitze 7, 8 und 9 mit einer geeigneten Breite und Öffnungsfläche zu bilden. Alternativ zu können die Düsen mit Gewinden für einen Gewindeeingriff oder mit anderen Kopplungsmitteln ausgebildet sein, um zu einem integrierten Körper zusammengesetzt zu werden.
In Verbindung mit den Kopplungsflächen der Düsen und benachbart zu den Schlitzen 7, 8 und 9 sind Durchgangsöffnungen 10 in der Wand des Düsenkörpers angeordnet. Die Öffnungen 10 schaffen eine Strömungsverbindung mit einem äußeren Raum (wie der Kammer V in 5), der den Düsenkörper 1 umgibt. Ventlibauteile 11 sind in einer Weise, die im folgenden beschrieben wird, so angeordnet, dass sie die Strömungsverbindungen 10 bedecken bzw. öffnen, deren Anzahl innerhalb des Umfangs der Erfindung variieren kann.
Die Ventilbauteile 11 sind so angeordnet, dass sie im Wege der Rückschlagventile 11 eine Leckage vom Luftstrom in den Kanal 6 und in den umgebenden Raum in einem Fall verhindern, in dem der äußere Raum einen Druck hat, der niedriger als der Druck des Luftstroms durch den Schlitz 7, 8 oder 9 ist, der jeweils den Ventilbauteilen zugeordnet ist. Das Ventilbauteil 11 kann vorzugsweise aus einem flexiblen Material wie z. B. Naturgummi, synthetischem Gummi oder Kunststoff hergestellt werden.
Die Ventilbauteile 11 sind für einen Einbau in den Düsenkörper 1 angepasst.
In den Verbindungsflächen der Düsen, die hintereinander zusammengesetzt werden, sind auf der Innenwand des Düsenkörpers Ventilsitze ausgebildet und dafür eingerichtet, ein jeweiliges Ventilbauteil 11 in der Fläche der Strömungsverbindung 10 und den Schlitzen benachbart aufzunehmen. Das Ventilbauteil 11 erstreckt sich in die Öffnungen 10, so dass es in einer bedeckenden Stellung an der Innenwand des Düsenkörpers 1 anliegt und die Öffnung mit einem Teil des Ventilelements bedeckt.
In der bevorzugten Ausführungsform hat der Düsenkörper 1 eine rotationssymmetrische Form. Folglich hat das Ventilbauteil 11 eine zylindrische Form und verläuft konzentrisch mit dem Luftstrom durch den Kanal 6.
Die detaillierte Ausführung des Ventilbauteils kann natürlich innerhalb des Umfangs der Erfindung variiert werden. In der dargestellten Ausführungsform weist das Ventilbauteil 11 ein Paar axiale Schlitze 12 auf solch eine Weise auf, dass ein Paar halbkreisförmige Zungen 13 in dem flexiblen und bedeckenden Ende des Ventilbauteils ausgebildet sind, siehe 3 und 4. Ferner ist ein Paar radiale Schlitze 16 einwärts der Zungen 13 so ausgebildet, dass diese nur durch eine jeweilige Brücke 14 eine Verbindung mit einem zylindrischen Basisteil 15 des Ventilbauteils 11 herstellen. Der Basisteil 15 kann wie in der gezeigten Ausführungsform Absätze oder Stifte 17 aufweisen, die in der Aufnahmestellung des Ventilbauteils mit entsprechenden, in der Wand des Düsenkörpers ausgebildeten Aussparungen 18 ineinandergreifen, um das Ventilbauteil zu sichern. Natürlich kann das Ventilbauteil im Düsenkörper ohne Abweichung vom Konzept der Erfindung auch auf andere Arten gesichert werden.
Mit Verweis auf 5 wird ein Ejektor gemäß der Erfindung mit einem Düsenkörper 1 mit integrierten Ventilbauteilen und in einem Gehäuse 19 montiert dargestellt. Der Düsenkörper 1 erstreckt sich von seinem Einlassende aus zwischen einer Einlasskammer I und einer Auslasskammer U, worin sich das Auslassende des Düsenkörpers öffnet, und verläuft durch einen umgebenden äußeren Raum V. Über die Öffnungen 10 steht der äußere Raum V in Strömungsverbindung mit dem Kanal 6 des Düsenkörpers. Der äußere Raum oder die äußere Kammer V, aus der bei Zufuhr eines Luftstroms mit hoher Geschwindigkeit durch den Kanal 6 eine Evakuierung stattfindet, ist zu allen Strömungsverbindungen 10 des Düsenkörpers 1 hin offen. In der Zeichnung ist ein zusätzlicher Düsenkörper in gestrichelten Linien angegeben. Dieser zweite Düsenkörper kann parallel zum Düsenkörper 1 betrieben werden. Man erkennt, dass gemäß der Erfindung die Ejektoren mit Gehäusen 19, um mehr als zwei parallel arbeitende Düsenkörper 1 zu montieren, geschaffen werden können.
Bezugnehmend nun auf 6 wird ein Ejektor dargestellt, der in einem Maschinenelement 20 montiert ist und einen Düsenkörper 1 mit integrierten Ventilbauteilen gemäß der Erfindung aufweist. Der Düsenkörper 1 erstreckt sich von einer Einlasskammer I zu einer Auslasskammer U und passiert einen umschließenden Raum V', der durch den Betrieb des Ejektors evakuiert wird. Der Düsenkörper 1 ist in eine Bohrung 21, die zum Beispiel als ein Senkloch 21 ausgebildet ist, dicht eingepasst und dichtet gegen die Innenwand der Bohrung durch O-Ringe 22 ab. Der evakuierte Raum V' und, falls gewünscht auch die Einlass- und Auslasskammer I bzw. U, kann oder können als Querbohrungen vorgesehen werden, welche die Bohrung 21 schneiden. In der gezeigten Ausführungsform besteht der Raum V' aus drei einzelnen Räumen V', die durch die Dichtungen 22 getrennt sind. Man erkennt jedoch, dass mit einer anderen Ausführung der Unterbringung und Abdichtung des Düsenkörpers in der Bohrung 21 die einzelnen Kammern V' auch über den kreisförmigen Spalt zwischen dem Düsenkörper 1 und der Wand der Bohrung 21 in Anwendungen, wo dies wünschenswert wäre, in gegenseitiger Strömungsverbindung stehen können.
Die Erfindung wurde hier mit Verweis auf eine Ausführungsform beschrieben, worin sowohl die Düsen 2, 3, 4, 5 als auch die Ventilbauteile 11 rotationssymmetrische Körper sind. Obgleich diese Ausführung im Hinblick auf Produktion, Wartung und Konstruktion für verschiedene Anwendungen die am meisten bevorzugte Ausführungsform ist, ist die Erfindung in keiner Weise auf Ejektoren mit der dargestellten Ausführung beschränkt, da dem Fachmann offensichtlich ist, dass viele der Vorteile der Erfindung auch in Düsenkörpern mit anderen Querschnittformen, zumindest extern, umgesetzt werden können. Der beanspruchte Schutzumfang ist folglich so skizziert, dass er auch solche in Betracht gezogene Ausführungsformen einschließt, die hier nicht speziell dargestellt sind, aber unter Anleitung der obigen Beschreibung vom Fachmann in die Praxis umgesetzt werden können.

Claims

Mehrstufenejektor (1), der drei oder mehr in Reihe angeordnete Düsen (2, 3, 4, 5) aufweist, worin ein durch die Düsen mit hoher Geschwindigkeit geführter Luftstrom verwendet wird, um in einem äußeren umgebenden Raum (V, V') einen Unterdruck auszubilden, wobei der umgebende Raum in Strömungsverbindung (10) mit mindestens zwei zwischen den Düsen lokalisierten Schlitzen (7, 8, 9) steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen Mittel aufweisen, um zu einem integrierten rotationssymmetrischen Düsenkörper (1) zusammengefügt zu werden, und dadurch, dass die Strömungsverbindung durch in der Wand des rotationssymmetrischen Düsenkörpers (1) angeordnete Durchgangsöffnungen (10) bereitgestellt wird, und der Ejektor Ventilbauteile (11) aufweist, die angeordnet sind, um die Durchgangsöffnungen (10) abzudecken und zu öffnen, wobei die Ventilbauteile zur Integration mit dem Düsenkörper (1) angepasst sind.
Ejektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein flexibles Ventilbauteil (11) zum Abdecken der Strömungsverbindung (10) im Düsenkörper integral so angeordnet ist, dass es konzentrisch mit dem durch die Düsen geführten Luftstrom verläuft.
Ejektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (2, 3, 4, 5), die zur Ausbildung eines integrierten Düsenkörpers (1) mit zwischen den Düsen ausgebildeten Schlitzen (7, 8, 9) zusammengefügt sind, ein im wesentlichen zylindrisches, in Verbindung mit jedem Schlitz angeordnetes flexibles Ventilbauteil (11) aufweisen, und das Ventilbauteil (11) jeweils axial geschlitzt (12) ist, um eine oder mehrere halbkreisförmige Zunge(n) (13) zum Abdecken der Strömungsverbindungen (10) aufzuweisen.
Ejektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die drei oder mehr Düsen in ihren gegenüberliegenden Enden dafür ausgebildet sind, in einen integrierten Düsenkörper (1) mit einem Durchgangskanal (6) mit allmählich steigender Querschnittsfläche der Öffnung zusammengesetzt zu werden, wobei der Düsenkörper mindestens zwei Schlitze (7, 8, 9) aufweist, die sich in den Kanal öffnen und in Strömungsverbindung (10) mit dem umgebenden Raum (V, V') stehen, und mindestens einen Sitz (18) für ein Ventilbauteil (11), das die Strömungsverbindung abdeckt.
Ejektor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Düsen mit einer rotationssymmetrischen äußeren und inneren Querschnittsform, die zur Ausbildung eines integrierten Düsenkörpers (1) zusammengesetzt sind, worin eine oder mehrere zylindrische Ventilbauteile (11) im Düsenkörper integral aufgenommen sind, um bei einer erreichten Druckdifferenz zwischen der Atmosphäre und einem den Düsenkörper umgebenden äußeren Raum (V, V') die Strömungsverbindung (10) zwischen dem umgebenden äußeren Raum und einem Kanal (6) durch die Düsen im Bereich von Schlitzen (7, 8, 9) abzudecken, die zwischen den zusammengesetzten Düsen (2, 3, 4, 5) im Düsenkörper ausgebildet sind, wobei das Ventilbauteil oder die Ventilbauteile gegen die innere Wand des Düsenkörpers abdichten.