EP1232344A1 - Vakuumpumpe mit auslass - Google Patents

Vakuumpumpe mit auslass

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EP1232344A1
EP1232344A1 EP00962358A EP00962358A EP1232344A1 EP 1232344 A1 EP1232344 A1 EP 1232344A1 EP 00962358 A EP00962358 A EP 00962358A EP 00962358 A EP00962358 A EP 00962358A EP 1232344 A1 EP1232344 A1 EP 1232344A1
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EP
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vacuum pump
outlet
pump
push
connection
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Rainer Hölzer
Hermann Boy
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Leybold GmbH
Original Assignee
Leybold Vakuum GmbH
Leybold Vacuum GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/12—Arrangements for admission or discharge of the working fluid, e.g. constructional features of the inlet or outlet

Definitions

  • the invention relates to a vacuum pump with an inlet and an outlet, which are equipped with connecting devices for connecting lines.
  • the inlet of a vacuum pump is connected to the device to be evacuated via flexible lines which are detachably connected to the inlet of the vacuum pump.
  • the outlet of a vacuum pump must also be able to be connected to connecting lines, be it in order to be able to discharge the pumped gases (particularly if they are aggressive or toxic) or to the vacuum pump if it is a high-vacuum pump to be able to connect a backing pump.
  • the connection of the connection lines to the inlet or outlet of the vacuum pump must be as tight as possible in order to prevent the entry of leakage air or the escape of harmful gases.
  • flange components for the vacuum-tight connection of vacuum pumps with supply or further lines (DE-A-24 16 808).
  • a pump connecting end with a flange is usually provided.
  • the line to be connected to the connecting piece also has a flange.
  • the connection is established by placing the two flanges on top of each other and fixing them in this position with the help of a clamping ring or other flange connection components.
  • sealing rings made of plastic, rubber or metal are provided for vacuum-tight connections of this type. These are located between the respective sealing surfaces. With the help of grooves, centering rings or the like, they are held in their desired position.
  • the object of the present invention is to make the connection geometry of the tight connection between a vacuum pump and a line more user-friendly and flexible.
  • Push-in fittings of the type concerned here are known per se (see, for example, push-in fittings from Camozzi Pneumatik). So far they have only been used in printing air technology used. Surprisingly, however, they have also proven to be vacuum-tight. They consist of a section that can be screwed into the housing of the vacuum pump and an approximately cup-shaped section that enables a tight, detachable connection of the vacuum pump to the free end of a plastic tube or hose. The tube is inserted into the pot-shaped section with one hand until it passes through an O-ring located inside the component and has reached a mechanical stop. Part of the pot-shaped section is a sleeve-shaped collet acting on the circumference of the plastic tube, which can be released by an axial movement.
  • connection lines are made of a flexible material (e.g. plastics such as polyamide, polyurethane, etc. or rubber).
  • FIGS. 1 and 2 Show it
  • Figure 1 shows a section through a backing pump
  • FIG. 2 shows a partial section through a high vacuum pump (turbomolecular pump) with an outlet designed according to the invention.
  • rotary vane vacuum pump 1 shown in FIG. 1, its housing is denoted by 2, its pump chamber by 3, its rotor system by 4, its inlet by 5 and its outlet by 6.
  • Inlet 5 and outlet 6 are equipped with connection devices 7 and 8, which are designed as push-in fittings 9.
  • the thread 11 of the push-in fittings 9 is screwed into the inlet channel 12 and outlet channel 13, respectively, which are equipped with corresponding counter threads 14 and 15 for this purpose.
  • Many other vacuum-tight connections between the vacuum pump and push-in fitting e.g. welding, soldering, other thread designs
  • the use of the thread that is already present on commercially available push-in fittings is particularly simple.
  • the cross section of the inlet duct 12 is larger than the cross section of the outlet duct 13. This also applies to the cross sections of the associated push-in fittings 9.
  • the push-in fittings 9 comprise the section 17 which can be screwed into the housing 2 and an approximately cup-shaped section 18 which is located outside the housing 2 and in which the axially displaceable collets 19 and an O-ring 21 are located.
  • the collet 19 is a sleeve slotted on the O-ring side with a bead 20 facing the O-ring, to which an incline 22 is assigned on the inside of the pot-shaped section 18.
  • the bevel 22 is designed in such a way that it braces a line 23 located in the sleeve, when traction is exerted on it. The tension is released by axially displacing the collet 19 in the direction of the O-ring 21.
  • a turbomolecular vacuum pump 30 is partially shown in FIG. 2 as an example of a high vacuum pump. Its housing is designated by 31, the stator pack arranged therein by 32, the rotor by 33, the rotor shaft by 34 and the drive motor by 35.
  • the shaft 34 is supported by the bearings 36 in the housing 1.
  • a push-in fitting 9 is provided, as was described for FIG. 1. Its section 17 is screwed into the outlet channel 38 in the housing 31 of the pump 30. Its cup-shaped section 18 takes, inter alia, line 23 on.
  • the push-in fitting 9 described has proven to be vacuum-tight under the conditions that the flexible material of the line 23 is suitable for enduring temperatures up to 80 ° C.
  • its surface roughness must be able to be selected such that the line 23, together with an O-ring 21 usually used in vacuum technology, can ensure a vacuum-tight separation. This is the case with a roughness of less than or equal to R z 16, preferably R z 10. Surfaces from R z 4 to R z 16 should also be free of cross grooves.

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Abstract

Vakuumpumpe (1, 30) mit einem Einlass (5) und einem Auslass (6), die mit Anschlussvorrichtungen (7, 8) für Verbindungsleitungen (23) ausgerüstet sind; um die Anschlussgeometrie einer Vakuumpumpe einfacher und flexibel zu gestalten, wird vorgeschlagen, dass zumindest die Anschlussvorrichtung des Auslasses (6, 37) der Vakuumpumpe (1, 30) als an sich bekannte Steckverschraubung (9) ausgebildet ist.

Description

Vakuumpumpe mit Auslass
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vakuumpumpe mit einem Einlass und einem Auslass, die mit Anschlussvorrichtungen für Verbindungsleitungen ausgerüstet sind.
Soweit nicht Hochvakuumpumpen betreffen sind, die. üblicherweise über Flanschpaare mit relativ großen Durchmessern fest mit der zu evakuierenden Kammer verbunden werden, erfolgt die Verbindung des Einlasses einer Vakuumpumpe mit der zu evakuierenden Einrichtung über flexible Leitungen, die lösbar an den Einlass der Vakuumpumpe angeschlossen werden. Auch der Auslass einer Vakuumpumpe muss in aller Regel mit Anschlussleitungen verbindbar sein, sei es, um die geförderten Gase (insbesondere wenn sie aggressiv oder toxisch sind) gezielt abführen zu können, oder, um die Vakuumpumpe, wenn es sich um eine Hochvakuumpumpe handelt, mit einer Vorvakuumpumpe verbinden zu können. In allen Fällen muss die Verbindung der Anschlussleitungen mit dem Einlass oder Auslass der Vakuumpumpe möglichst dicht sein, um den Eintritt von Leckluft oder den Austritt schädlicher Gase zu vermeiden.
Es ist bekannt, zur vakuumdichten Verbindung von Vakuumpumpen mit zu- oder weiterführenden Leitungen Flanschbauteile einzusetzen (DE-A-24 16 808) . Am Ort der Mündung des in der Oberfläche des Gehäuses der Va- kuumpumpe endenden Kanals ist üblicherweise ein Anschlussstutzen mit einem Flansch vorgesehen. Auch die mit dem Anschlussstutzen zu verbindende Leitung weist einen Flansch auf. Die Herstellung der Verbindung erfolgt dadurch, dass die beiden Flansche aufeinanderge- setzt und mit Hilfe eines Spannringes oder anderer Flanschverbindungsbauteile in dieser Stellung fixiert werden. In aller Regel sind bei vakuumdichten Verbindungen dieser Art Dichtringe aus Kunststoff, aus Gummi oder auch Metall vorgesehen. Diese befinden sich zwischen den jeweiligen Dichtflächen. Mit Hilfe von Nuten, Zentrierringen oder dergleichen werden sie in ihrer Soll-Lage gehalten.
Die Beschädigungsgefahr der an den hervorragenden Flanschen befindlichen Dichtflächen ist hoch. Dieses gilt auch für den Platzbedarf, der notwendig ist, um die Flanschverbindung herzustellen, da beide Hände notwendig sind, um einen Spannring oder andere Flanschverbindungsbauteile aufzusetzen und zu befestigen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Anschlussgeometrie der dichten Verbindung zwischen einer Vakuumpumpe und einer Leitung anwenderfreundlicher und flexibler zu gestalten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Steckverschraubungen der hier betroffenen Art sind an sich bekannt (vgl. z.B. Steckverschraubungen der Firma Camozzi Pneumatik) . Sie wurden bisher nur in der Druck- lufttechnik eingesetzt. Sie haben sich jedoch überraschenderweise auch als vakuumdicht erwiesen. Sie bestehen aus einem in das Gehäuse der Vakuumpumpe einschraubbaren Abschnitt und einem etwa topfförmigen Abschnitt, der eine dichte, lösbare Verbindung der Vakuumpumpe mit dem freien Ende eines Kunststoffrohres oder -Schlauches ermöglicht. Das Rohr wird mit einer Hand in den topfförmigen Abschnitt eingesteckt, bis es einen im Inneren des Bauteils befindlichen O-Ring passiert und einen mechanischen Anschlag erreicht hat. Bestandteil des topfförmigen Abschnittes ist eine auf den Umfang des Kunststoffrohres einwirkende, hülsenförmige Spannzange, die durch eine axiale Bewegung lösbar ist.
Steckverschraubungen dieser Art sind auch gewinkelt, schwenkbar und mit vielen Durchmessern auf dem Markt verfügbar. Wesentlich ist, dass die Anschlussleitungen aus einem flexiblen Material bestehen (z.B. Kunststoffe wie Polyamid, Polyurethan usw. oder Gummi).
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand von in den Figur 1 und 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen
Figur 1 einen Schnitt durch eine Vorvakuumpumpe
(Drehschieberpumpe) mit erfindungsgemäß ausgebildeten Anschlussvorrichtungen und
Figur 2 einen Teilschnitt durch eine Hochvakuumpumpe (Turbomolekularpumpe) mit erfindungsgemäß ausgebildetem Auslass. Bei der in Figur 1 dargestellten Drehschiebervakuumpumpe 1 sind ihre Gehäuse mit 2, ihr Schöpfräum mit 3, ihr Rotorsystem mit 4, ihr Einlass mit 5 und ihre Auslass mit 6 bezeichnet. Einlass 5 und Auslass 6 sind mit Anschlussvorrichtungen 7 und 8 ausgerüstet, die als Steckverschraubungen 9 ausgebildet sind. Das Gewinde 11 der Steckverschraubungen 9 ist jeweils in den Einlasskanal 12 bzw. Auslasskanal 13 eingeschraubt, die dazu mit entsprechenden Gegengewinden 14 bzw. 15 ausgerüstet sind. Viele andere vakuumdichte Verbindungen zwischen Vakuumpumpe und Steckverschraubung (z.B. Schweißen, Löten, andere Gestaltungen der Gewinde) sind denkbar. Besonders einfach ist jedoch die Verwendung des ohnehin an handelsüblichen Steckverschraubungen vorhandenen Gewindes .
Der Querschnitt des Einlasskanals 12 ist größer als der Querschnitt des Auslasskanals 13. Dieses gilt auch für die Querschnitte der zugehörigen Steckverschraubungen 9.
Die Steckverschraubungen 9 umfassen den in das Gehäuse 2 einschraubbaren Abschnitt 17 und einen außerhalb des Gehäuses 2 befindlichen, etwa topfförmigen Abschnitt 18, in dem sich die axial verschiebbaren Spannzangen 19 und ein O-Ring 21 befinden. Die Spannzange 19 ist eine O-Ring-seitig geschlitzte Hülse mit einem dem O-Ring zugewandten Wulst 20, dem auf der Innenseite des topfförmigen Abschnittes 18 eine Schräge 22 zugeordnet ist. Die Schräge 22 ist so gestaltet, dass sie das Verspannen einer in der Hülse befindlichen Leitung 23 bewirkt, wenn eine Zugkraft darauf ausgeübt wird. Durch axiales Verschieben der Spannzange 19 in Richtung O-Ring 21 löst sich die Verspannung.
Als Beispiel für eine Hochvakuumpumpe ist in Figur 2 teilweise eine Turbomolekularvakuumpumpe 30 dargestellt. Ihr Gehäuse ist mit 31 bezeichnet, das darin angeordnete Statorpaket mit 32, der Rotor mit 33, die Rotorwelle mit 34 und der Antriebsmotor mit 35. Die Welle 34 stützt sich über die Lager 36 im Gehäuse 1 ab.
Als Anschlussvorrichtung für den Auslass 37 der Turbomolekularpumpe 30 ist eine Steckverschraubung 9 vorgesehen, wie sie zu Figur 1 beschrieben wurde. Ihr Abschnitt 17 ist in den Auslasskanal 38 im Gehäuse 31 der Pumpe 30 eingeschraubt. Ihr topfförmiger Abschnitt 18 nimmt u.a. die Leitung 23 auf.
Die beschriebene Steckverschraubung 9 hat sich unter den Voraussetzungen als vakuumdicht erwiesen, dass der flexible Werkstoff der Leitung 23 geeignet ist, Temperaturen bis zu 80° C zu ertragen. Außerdem muss seine Oberflächenrauhigkeit derart gewählt werden können, dass die Leitung 23 zusammen mit einem in der Vakuumtechnik üblicherweise eingesetzten O-Ring 21 eine vakuumdichte Trennung sicherstellen können. Dieses ist bei einer Rauhigkeit von kleiner oder gleich Rz 16, vorzugsweise Rz 10, der Fall. Oberflächen von Rz 4 bis Rz 16 sollten außerdem querriefenfrei sein.

Claims

Vakuumpumpe mit AuslassPATENTANSPRÜCHE
Vakuumpumpe (1, 30) mit einem Einlass (5) und einem Auslass (6), die mit Anschlussvorrichtungen (7, 8) für Verbindungsleitungen (23) ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Anschlussvorrichtung des Auslasses (6, 37) der Vakuumpumpe (1, 30) als an sich bekannte Steckverschraubung (9) ausgebildet ist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewindeabschnitt (17) der Steckverschraubung (9) in das Gehäuse (2, 31) der Vakuumpumpe (1, 30) eingeschraubt ist.
Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein topfförmiger Abschnitt (18) der Steckverschraubung (9) eine axial verschiebbare Spannzange (19), einen O-Ring (21) und die Leitung (23) aufnimmt, die aus einem flexiblen Werkstoff besteht .
4. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine VorVakuumpumpe
(1) ist und dass sowohl die Anschlussvorrichtung (7) des Einlasses (5) als auch die Anschlussvorrichtung (8) des Auslasses (6) als Steckverschraubungen (9) ausgebildet sind.
5. Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Hochvakuumpumpe (30) ist und dass die Anschlussvorrichtung des
Auslasses (37) als Steckverschraubung (9) ausgebildet ist.
6. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff der Leitung (23) für Betriebstemperaturen bis zu 80° C geeignet ist und dass seine Oberflächenrauhigkeit kleiner oder gleich RZ 16, vorzugsweise RZ 10 (querriefenfrei) , ist.
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