EP1291527A2 - A two-stage vacuum pump - Google Patents
A two-stage vacuum pump Download PDFInfo
- Publication number
- EP1291527A2 EP1291527A2 EP02019317A EP02019317A EP1291527A2 EP 1291527 A2 EP1291527 A2 EP 1291527A2 EP 02019317 A EP02019317 A EP 02019317A EP 02019317 A EP02019317 A EP 02019317A EP 1291527 A2 EP1291527 A2 EP 1291527A2
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- pump
- rotary lobe
- feed line
- pump system
- rotary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- 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
- F04C23/00—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C23/001—Combinations of two or more pumps, each being of rotary-piston or oscillating-piston type, specially adapted for elastic fluids; Pumping installations specially adapted for elastic fluids; Multi-stage pumps specially adapted for elastic fluids of similar working principle
-
- 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
- F04C29/04—Heating; Cooling; Heat insulation
- F04C29/042—Heating; Cooling; Heat insulation by injecting a fluid
Definitions
- the invention relates to a pump system for suction of air or process gases from a closed Vessel consisting of a rotary lobe pump and a this screw pump connected in series, the Inlet side of the rotary lobe pump to the one to be evacuated Vessel is connected.
- the disadvantage of a two-stage arrangement is that the rotary lobe pump, which is a volumetric Pump acts against the pressure at the inlet of the Screw pump promotes. That in the connecting line to Screw pump existing gas flows into the work area the rotary lobe pump as soon as its outlet control edge opens. The gas present there is thereby compresses and heats, causing the rotary lobe pump to heat up leads. Due to the thermal expansion caused thereby the components of the pump can cause clamping effects. In particular, in a rotary lobe pump Seize the rotary lobe. This effect is the greater, ever higher is the pressure against which the rotary lobe pump promotes.
- the Screw pump because it is supplied with a heated gas This is particularly disadvantageous if it is a dry-running screw pump. About their efficiency To keep high, such pumps have a high Accuracy of the interlocking screws, so that they wedge immediately when thermal expansion occurs.
- the screw pump works, until their outlet pressure is approx. 40 mbar. It runs the rotary lobe pump without its own drive. Only the rotary lobe pump is switched on in a second phase, so from now on the two pumps together work until the desired outlet pressure - that is the Pressure in the vessel to be evacuated - e.g. 0.05 mbar is achieved with a dry running alone Screw pump could not be reached.
- the rotary lobe pump is therefore only switched on when the pressure in the connecting line is so small that the one described above Warming effect does not matter. How this procedure leads easily to be seen to the fact that the pumping process takes a relatively long time since in In the first phase, only the screw pump is working and the delivery rate of the rotary lobe pump is not used becomes.
- the invention is therefore based on the problem of a pump system to create, with little effort in one vacuum to be evacuated relatively quickly created at least 0.1 mbar, preferably 0.05 mbar can be.
- the invention provides that a Pump system according to the preamble of claim 1 such is designed that the rotary lobe pump with cooling is provided.
- This cooling enables the rotary lobe pump to be in to operate the first phase.
- the cooling prevents that the pump heats up too much and is therefore unsuitable for operation becomes.
- the cooling thus enables that both pumps can work together from the start, which means the delivery rate over the entire pumping process is relatively high. The vacuum to be achieved can thus can be reached relatively quickly. There is cooling associated with additional acquisition and operating costs, but these are still significantly lower than what more powerful screw pump are issued would.
- the cooling can be done in different ways. It can be considered to cool the pump housing. This is, however, very complex and the cooling effect is achieved not necessarily the rotating parts of the pump, which are most likely to tend due to thermal expansion to block.
- the invention therefore provides that in the Work area or in the work areas of the rotary lobe pump a cooled gas is introduced. There are the or the working areas of the rotary lobe pump with a supply line connected for a cooled gas. This will reduce the pressure in the workrooms before the exhaust control edge open, raised. Especially when the new pressure Pressure in the connecting line corresponds to no gas flow back from the connecting line into the rotary lobe pump, if the connecting line with the respective Work space is associated.
- the low temperature of the introduced gas prevents that with the accompanying compression of the gas in the Work space to warm it up. It turns out thus a working temperature of less than 300 °, which without more of rotary lobe pumps is tolerated.
- the gas can be cooled at two points, namely on the one hand in the supply line, on the other hand in the connecting line before the feeder branches.
- the first circuit has the advantage that condensate that forms in the cooled section of the supply line, not in the connecting line and therefore not to Screw pump arrives.
- the condensate is rather in the working areas of the rotary lobe pump get where it is due the higher temperatures prevailing there again evaporated. In this form it comes to the screw pump, without causing any damage there.
- the second Circuit has the advantage that the gas to be extracted is cooled gets to the screw pump, making higher there Suction power with otherwise the same operating values are reached.
- a rotary lobe pump typically consists of two Rotary pistons, each in the pump housing, a work area able to include.
- the Rotary lobe pump is provided so that the supply line divided into two sub-lines in front of the rotary lobe pump, each tangent to a work space Open the rotary lobe axis. Through the tangential inflow is an intimate mixture with the gas in the Workrooms reached.
- the pump system is designed in two stages. It consists of one Rotary lobe pump 1 and a screw pump 2, which are common is also referred to as a screw compressor.
- the two Pumps 1, 2 are one behind the other in a suction line 3 used by a vessel 4 to be evacuated Atmosphere (Atm) leads.
- the rotary lobe pump 1 is from a motor 5 driven by a gear 6, the Screw pump 2 directly from another motor 7.
- the suction side of the rotary lobe pump 1 is immediately connected connected connected to the vessel to be evacuated and opens into one Connection line 8 to the suction side of the screw pump 2 leads, the outlet via a check valve 9th and a muffler 10 connected to the atmosphere is.
- the inlet of the rotary lobe pump 1 is with a lockable purge gas connection 11 connected.
- a feed line 12 which branches off from the connecting line 8 and into the workrooms the rotary lobe pump 1 opens.
- a cooler 13 used in this Embodiment by means of a motor-driven fan 14 is air-cooled. That entering the feed line 12 or gas supplied to the screw pump 2 cooled.
- a check valve 16 In front and behind the cooler 13 branches from the Connection line 8 from an overflow line 15 in the there is a check valve 16.
- the screw pump 2 can have another air-cooled Cooling circuit 17 are additionally cooled.
- the attachment has various pressure sensors 18 and temperature sensors 19 on.
- the temperature sensor 19 between the Cooler 13 and the screw pump 2 can be used to control the Fan 14 of the air-cooled cooler 13 is used become.
- both pumps 1, 2 switched on at the same time, by the cooling effect of the cooler 13 cooled gas into the supply line 12 to the rotary lobe pump 1 is returned so that its working temperature is below Remains 300 °. If the rotary lobe pump 1 more gas promote than conveyed by the screw pump 2 excess gas escapes through the Overflow line 15 and the check valve 16 to the atmosphere. With this two-stage arrangement, pressures of less than 0.05 mbar in the vessel to be evacuated become. Although the two pumps 1, 2 opposite known devices are not dimensioned more, can this negative pressure is reached much faster than before become.
- FIG. 2 shows a slightly different embodiment of the invention. The main difference is that the cooler 13 is inserted in the feed line 12 and the connecting line 8 itself is not cooled.
- a water-cooled cooler 13 is provided here.
- a water circuit 20 is installed simultaneously serves to cool the screw pump 2.
- the type of cooling is independent of the arrangement of the Radiator 13.
- water cooling and in the embodiment according to FIG. 2 air cooling may be provided.
- one made of two overlapping cylinders includes formed pump chamber 31, rotate two rotary pistons 32, 33, the cross sections of which are in the form of a Have oval with constricted flanks. This allows they roll together and with the inner walls of the Include a pump room 36, 37 each. in the The transition between the two cylinders is on one An inlet 34 on one side and an outlet on the other side 35. Run tangentially on the side of the outlet 35 two channels 38, 39 into the pump chamber 31. These are connected to the feed line 12.
- Workrooms 36, 37 are connected to the supply line 12 so that that from the inlet 34 into the work rooms 36, 37 Gas arriving with cooled gas from the feed line 12 mixed. A cooled gas is thus available at the outlet 35 Available, the pressure of which is approximately the pressure in the connecting line equivalent.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Pumpensystem zum Absaugen von Luft oder Prozessgasen aus einem geschlossenen Gefäß, bestehend aus einer Drehkolbenpumpe und einer zur dieser in Reihe geschalteten Schraubenpumpe, wobei die Einlassseite der Drehkolbenpumpe an das zu evakuierende Gefäß angeschlossen ist.The invention relates to a pump system for suction of air or process gases from a closed Vessel consisting of a rotary lobe pump and a this screw pump connected in series, the Inlet side of the rotary lobe pump to the one to be evacuated Vessel is connected.
Mit derartigen Pumpensystemen wird der Druck in dem geschlossenen Gefäß, der zunächst bei Atmosphärendruck liegt, auf Werte unterhalb von 0,1 mbar, z.B. auf 0,05 mbar gesenkt. (dieser und alle folgenden Druckwerte sind absolute Werte). Zwei hintereinander geschaltete Pumpen sind deswegen notwendig, weil eine einzelne Pumpe nur dann in einer relativ kurzen Zeit den gewünschten Unterdruck erzeugen kann, wenn sie eine sehr hohe Förderleistung aufweist. Eine solche Pumpe wäre sehr aufwendig und teuer. Die bekannten Systeme weisen daher zwei über eine Verbindungsleitung miteinander verbundenen Pumpen auf, wobei die eine Pumpe eine hohe Förderleistung aufweist, während die andere Pumpe in der Lage ist, einen geringen Druck zu erzeugen. In einer typischen Ausführung handelt es sich bei der einen Pumpe um eine Drehkolbenpumpe und bei der anderen Pumpe um eine trocken laufende Schraubenpumpe, auch Schraubenverdichter genannt.With such pump systems, the pressure in the closed Vessel, initially at atmospheric pressure is below 0.1 mbar, e.g. to 0.05 mbar lowered. (this and all following pressure values are absolute values). Two pumps connected in series are necessary because a single pump only then the desired vacuum in a relatively short time can generate if they have a very high output having. Such a pump would be very expensive and expensive. The known systems therefore have two over one Connecting line connected pumps, one pump has a high delivery rate, while the other pump is capable of a low one To generate pressure. Acting in a typical execution one pump is a rotary lobe pump and the other pump is a dry-running screw pump, also called screw compressor.
Nachteilig bei einer zweistufigen Anordnung ist es, dass die Drehkolbenpumpe, bei der es sich um eine voluminetrische Pumpe handelt, gegen den Druck am Einlass der Schraubenpumpe fördert. Das in der Verbindungsleitung zur Schraubenpumpe vorhandene Gas strömt in den Arbeitsraum der Drehkolbenpumpe, sobald sich dessen Auslasssteuerkante öffnet. Das dort vorhandene Gas wird dadurch komprimiert und erwärmt, was zu einer Erwärmung der Drehkolbenpumpe führt. Durch die damit bewirkte Wärmedehnung der Bauteile der Pumpe kann es zu Klemmeffekten kommen. Insbesondere können sich bei einer Drehkolbenpumpe die Drehkolben festfressen. Dieser Effekt ist umso größer, je höher der Druck ist, gegen den die Drehkolbenpumpe fördert. Zusätzlich kommt es zu einer Erwärmung der Schraubenpumpe, da ihr ein erwärmtes Gas zugeführt wird Dies ist besonders dann nachteilig, wenn es sich um eine trocken laufende Schraubenpumpe handelt. Um deren Wirkungsgrad hoch zu halten, weisen solche Pumpen eine hohe Passgenauigkeit der ineinander greifenden Schrauben auf, so dass diese sich sofort verkeilen, wenn eine Wärmedehnung auftritt.The disadvantage of a two-stage arrangement is that the rotary lobe pump, which is a volumetric Pump acts against the pressure at the inlet of the Screw pump promotes. That in the connecting line to Screw pump existing gas flows into the work area the rotary lobe pump as soon as its outlet control edge opens. The gas present there is thereby compresses and heats, causing the rotary lobe pump to heat up leads. Due to the thermal expansion caused thereby the components of the pump can cause clamping effects. In particular, in a rotary lobe pump Seize the rotary lobe. This effect is the greater, ever higher is the pressure against which the rotary lobe pump promotes. In addition, the Screw pump because it is supplied with a heated gas This is particularly disadvantageous if it is a dry-running screw pump. About their efficiency To keep high, such pumps have a high Accuracy of the interlocking screws, so that they wedge immediately when thermal expansion occurs.
Um dies zu vermeiden, geht man in zwei Phasen vor. In der ersten Phase arbeitet zunächst nur die Schraubenpumpe, bis ihr Ausgangsdruck bei ca. 40 mbar liegt. Dabei läuft die Drehkolbenpumpe ohne eigenen Antrieb mit. Erst dann wird in einer zweiten Phase die Drehkolbenpumpe zugeschaltet, so dass von nun an die beiden Pumpen gemeinsam arbeiten, bis der gewünschte Ausgangsdruck - das ist der Druck in dem zu evakuierenden Gefäß - von z.B. 0,05 mbar erreicht ist, der allein mit einer trocken laufenden Schraubenpumpe nicht zu erreichen wäre. Die Drehkolbenpumpe wird somit erst dann zugeschaltet, wenn der Druck in der Verbindungsleitung so klein ist, dass der oben beschriebene Erwärmungseffekt nicht ins Gewicht fällt. Wie ohne weiteres ersichtlich, führt diese Verfahrensweise dazu, dass der Pumpvorgang relativ lange dauert, da in der ersten Phase lediglich die Schraubenpumpe arbeitet und die Förderleistung der Drehkolbenpumpe nicht genutzt wird. To avoid this, there are two phases. In the first phase, only the screw pump works, until their outlet pressure is approx. 40 mbar. It runs the rotary lobe pump without its own drive. Only the rotary lobe pump is switched on in a second phase, so from now on the two pumps together work until the desired outlet pressure - that is the Pressure in the vessel to be evacuated - e.g. 0.05 mbar is achieved with a dry running alone Screw pump could not be reached. The rotary lobe pump is therefore only switched on when the pressure in the connecting line is so small that the one described above Warming effect does not matter. How this procedure leads easily to be seen to the fact that the pumping process takes a relatively long time since in In the first phase, only the screw pump is working and the delivery rate of the rotary lobe pump is not used becomes.
Die Erfindung beruht somit auf dem Problem, ein Pumpensystem zu schaffen, bei dem mit geringem Aufwand in einem zu evakuierenden Gefäß relativ rasch ein Unterdruck von wenigstens 0,1 mbar, vorzugsweise 0,05 mbar geschaffen werden kann.The invention is therefore based on the problem of a pump system to create, with little effort in one vacuum to be evacuated relatively quickly created at least 0.1 mbar, preferably 0.05 mbar can be.
Zur Lösung des Problems sieht die Erfindung vor, dass ein
Pumpensystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart
ausgebildet ist, dass die Drehkolbenpumpe mit einer Kühlung
versehen ist.To solve the problem, the invention provides that a
Pump system according to the preamble of
Diese Kühlung ermöglicht es, die Drehkolbenpumpe schon in der ersten Phase zu betreiben. Die Kühlung verhindert, dass sich die Pumpe zu stark erwärmt und damit betriebsuntauglich wird. Die Kühlung ermöglicht es somit, dass beide Pumpen von Anfang an gemeinsam arbeiten können, wodurch die Förderleistung über dem gesamten Pumpvorgang relativ hoch liegt. Der zu erzielende Unterdruck kann somit relativ rasch erreicht werden. Eine Kühlung ist zwar mit weiteren Anschaffungs- und Betriebskosten verbunden, diese liegen aber noch deutlich unter dem, was für eine leistungsfähigere Schraubenpumpe ausgegeben werden müsste.This cooling enables the rotary lobe pump to be in to operate the first phase. The cooling prevents that the pump heats up too much and is therefore unsuitable for operation becomes. The cooling thus enables that both pumps can work together from the start, which means the delivery rate over the entire pumping process is relatively high. The vacuum to be achieved can thus can be reached relatively quickly. There is cooling associated with additional acquisition and operating costs, but these are still significantly lower than what more powerful screw pump are issued would.
Die Kühlung kann auf verschiedene Weise erfolgen. Es kann daran gedacht werden, das Pumpengehäuse zu kühlen. Dies ist allerdings sehr aufwendig und die Kühlwirkung erreicht nicht unbedingt die rotierenden Teile der Pumpe, die am ehesten dazu neigen, aufgrund einer Wärmedehnung zu blockieren. Die Erfindung sieht daher vor, dass in den Arbeitsraum bzw. in die Arbeitsräume der Drehkolbenpumpe ein gekühltes Gas eingeleitet wird. Dazu sind der oder die Arbeitsräume der Drehkolbenpumpe mit einer Zuleitung für ein gekühltes Gas verbunden. Dadurch wird der Druck in den Arbeitsräumen, bevor sich die Auslasssteuerkante öffnen, angehoben. Insbesondere wenn der neue Druck dem Druck in der Verbindungsleitung entspricht, kann kein Gas aus der Verbindungsleitung in die Drehkolbenpumpe zurückströmen, wenn die Verbindungsleitung mit dem jeweiligen Arbeitsraum in Verbindung gebracht wird. Die geringe Temperatur des eingeleiteten Gases verhindert, dass die mit der Einleitung einhergehende Komprimierung des Gases im Arbeitsraum zu dessen Erwärmung führt. Es stellt sich somit eine Arbeitstemperatur von unter 300° ein, die ohne weiteres von Drehkolbenpumpen vertragen wird.The cooling can be done in different ways. It can be considered to cool the pump housing. This is, however, very complex and the cooling effect is achieved not necessarily the rotating parts of the pump, which are most likely to tend due to thermal expansion to block. The invention therefore provides that in the Work area or in the work areas of the rotary lobe pump a cooled gas is introduced. There are the or the working areas of the rotary lobe pump with a supply line connected for a cooled gas. This will reduce the pressure in the workrooms before the exhaust control edge open, raised. Especially when the new pressure Pressure in the connecting line corresponds to no gas flow back from the connecting line into the rotary lobe pump, if the connecting line with the respective Work space is associated. The low temperature of the introduced gas prevents that with the accompanying compression of the gas in the Work space to warm it up. It turns out thus a working temperature of less than 300 °, which without more of rotary lobe pumps is tolerated.
Am einfachsten zweigt die Zuleitung von der Verbindungsleitung zwischen der Drehkolben- und Schraubenpumpe ab, d.h. als Kühlgas wird somit das Gas genommen, das aus dem zu evakuierenden Gefäß entnommen worden ist. Damit stellt sich gleichzeitig auch eine automatische Regelung ein. Solange der Druck in der Verbindungsleitung noch hoch ist, steht dort viel Gas zur Verfügung, das ausreichend gekühlt genügend Wärmeenergie aufnehmen kann, um eine entsprechende Kühlung des Gases im Auslass der Drehkolbenpumpe zu bewirken. Wenn der Druck in der Verbindungsleitung sinkt, steht zwar nicht mehr soviel Kühlmedium zur Verfügung, gleichzeitig ist jedoch der Aufwärmeffekt nicht mehr so hoch, so dass auch nur wenig Kühlmedium benötigt wird. Außerdem wird durch die Verbindung der Zuleitung mit der Verbindungsleitung bewirkt, dass der Druck in den Arbeitskammern auf den in der Verbindungsleitung herrschenden Druck angehoben wird, wodurch er gerade so hoch ist, dass das Zurückströmen von Gas aus der Verbindungsleitung verhindert wird.The easiest way to branch off is from the connecting line between the rotary lobe and screw pumps, i.e. the gas that is taken from the to be evacuated vessel has been removed. So that poses automatic control is also activated. As long as the pressure in the connecting line is still high there is a lot of gas available, which is sufficient cooled enough to absorb enough heat energy appropriate cooling of the gas in the outlet of the rotary lobe pump to effect. If the pressure in the connecting line sinks, there is no longer as much cooling medium available, but at the same time the warm-up effect not so high, so that even little cooling medium is required becomes. In addition, by connecting the supply line with the connecting line causes the Pressure in the working chambers on the in the connecting line prevailing pressure is raised, making it straight is so high that the backflow of gas from the Connection line is prevented.
Die Kühlung des Gases kann an zwei Stellen erfolgen, nämlich zum einen in der Zuleitung selbst, zum anderen in der Verbindungsleitung vor der Abzweigung der Zuleitung. Die erste Schaltung hat den Vorteil, dass Kondensat, das sich in dem gekühlten Abschnitt der Zuleitung bildet, nicht in die Verbindungsleitung und damit auch nicht zur Schraubenpumpe gelangt. Das Kondensat wird vielmehr in die Arbeitsräume der Drehkolbenpumpe gelangen, wo es aufgrund der dort herrschenden, höheren Temperaturen wieder verdampft. In dieser Form gelangt es zur Schraubenpumpe, ohne dass es dort Schäden anrichten kann. Die zweite Schaltung hat den Vorteil, dass das abzusaugende Gas gekühlt zur Schraubenpumpe gelangt, wodurch dort höhere Saugleistungen bei ansonsten gleichen Betriebswerten zu erreichen sind.The gas can be cooled at two points, namely on the one hand in the supply line, on the other hand in the connecting line before the feeder branches. The first circuit has the advantage that condensate that forms in the cooled section of the supply line, not in the connecting line and therefore not to Screw pump arrives. The condensate is rather in the working areas of the rotary lobe pump get where it is due the higher temperatures prevailing there again evaporated. In this form it comes to the screw pump, without causing any damage there. The second Circuit has the advantage that the gas to be extracted is cooled gets to the screw pump, making higher there Suction power with otherwise the same operating values are reached.
Die Zuleitungen münden nahe dem Auslass in den oder die Arbeitsräume der Drehkolbenpumpe. Dies hat den Vorteil, dass die Druckaufladung nahe dem Auslass erfolgt und so eine effektive Barriere gegen ein Zurückströmen von Gas aus der Verbindungsleitung errichtet wird. Außerdem wird vermieden, dass das zugeleitete Gas bei geöffneten Einlasssteuerkanten in das zu evakuierende Gefäß einströmt. Typischerweise besteht eine Drehkolbenpumpe aus zwei Drehkolben, die im Pumpengehäuse je einen Arbeitsraum einzuschließen vermögen. Für eine solche Konstruktion der Drehkolbenpumpe ist vorgesehen, dass die Zuleitung sich vor der Drehkolbenpumpe in zwei Teilleitungen aufteilt, die jeweils in einen Arbeitsraum tangential zur Drehkolbenachse einmünden. Durch das tangentiale Einströmen wird eine innige Vermischung mit dem Gas in den Arbeitsräumen erreicht.The supply lines lead into the or near the outlet Working areas of the rotary lobe pump. This has the advantage that the pressure charging takes place near the outlet and so an effective barrier against gas backflow is built from the connecting line. Besides, will avoided that the supplied gas with the inlet control edges open flows into the vessel to be evacuated. A rotary lobe pump typically consists of two Rotary pistons, each in the pump housing, a work area able to include. For such a construction the Rotary lobe pump is provided so that the supply line divided into two sub-lines in front of the rotary lobe pump, each tangent to a work space Open the rotary lobe axis. Through the tangential inflow is an intimate mixture with the gas in the Workrooms reached.
Bei der Bemessung der Saugleistung der Drehkolbenpumpe ist darauf zu achten, dass das Verhältnis des Gesamtmassenstroms zum Kühlgasmassenstrom beim Startausgangsdruck zwischen 7 und 11 liegt und beim Endausgangsdruck zwischen 1 und 2 liegt und während des Abpumpens entsprechende Zwischenwerte einnimmt. Anders ausgedrückt: So lange der Druck der Drehkolbenpumpe noch relativ hoch liegt, ist es besonders wichtig, das Gas zu kühlen und eher eine geringere Förderleistung wegen der Zumischung des gekühlten Gases hinzunehmen. Bei geringen Enddrücken, in denen - wie oben erläutert - die Erwärmung nicht mehr so groß ist, wird die Zumischung von Kühlgas heruntergefahren, so dass sich eine höhere effektive Förderleistung der Pumpe einstellt.When measuring the suction power of the rotary lobe pump care must be taken that the ratio of the total mass flow to the cooling gas mass flow at the starting pressure is between 7 and 11 and at the final output pressure is between 1 and 2 and corresponding during pumping Takes intermediate values. In other words: like this long the pressure of the rotary lobe pump is still relatively high it is particularly important to cool the gas and rather a lower delivery rate due to the admixture of the cooled gas. At low final pressures, in which - as explained above - the warming no longer is so large, the admixture of cooling gas is shut down, so that there is a higher effective delivery rate of the pump.
Beim Betrieb der Anlage ist nicht auszuschließen, dass die Drehkolbenpumpe mehr Gas fördert als von der Schraubenpumpe abgesaugt werden kann. Um hier eine Druckerhöhung in der Verbindungsleitung zwischen den beiden Pumpen zu unterbinden, was wiederum zu einer erhöhten Wärmebelastung führen würde, schließt an die Verbindungsleitung eine Überströmleitung mit einer Rückschlagklappe zur Atmosphäre hin an. Der Druck, bei dem die Rückschlagklappe öffnet, kann fest eingestellt oder aber dem Fortschritt beim Abpumpen angepasst werden.When operating the system, it cannot be ruled out that the rotary lobe pump delivers more gas than the screw pump can be suctioned off. To increase pressure here in the connecting line between the two pumps to prevent, which in turn leads to an increased heat load would lead to the connecting line an overflow line with a non-return valve Atmosphere. The pressure at which the check valve opens, can be fixed or progress be adjusted when pumping.
Im Folgenden soll anhand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung näher erläutert werden. Dazu zeigen
- Fig.1
- ein erstes Fließschema für ein Pumpensystem,
- Fig.2
- ein zweites Fließschema,
- Fig.3
- einen Querschnitt durch eine Drehkolbenpumpe mit zwei Zuleitungsanschlüssen.
- Fig.1
- a first flow diagram for a pump system,
- Fig.2
- a second flow diagram,
- Figure 3
- a cross section through a rotary lobe pump with two supply connections.
Zunächst wird auf die Figur 1 Bezug genommen. Das Pumpensystem
ist zweistufig ausgelegt. Es besteht aus einer
Drehkolbenpumpe 1 und einer Schraubenpumpe 2, die häufig
auch als Schraubenverdichter bezeichnet wird. Die beiden
Pumpen 1, 2 sind hintereinander in einer Saugleitung 3
eingesetzt, die von einem zu evakuierenden Gefäß 4 zur
Atmosphäre (Atm) führt. Die Drehkolbenpumpe 1 wird von
einem Motor 5 über eine Getriebe 6 angetrieben, die
Schraubenpumpe 2 unmittelbar von einem weiteren Motor 7.
Die Saugseite der Drehkolbenpumpe 1 ist unmittelbar mit
dem zu evakuierenden Gefäß verbunden und mündet in eine
Verbindungsleitung 8, die zur Saugseite der Schraubenpumpe
2 führt, deren Auslass über eine Rückschlagklappe 9
und einen Schalldämpfer 10 mit der Atmosphäre verbunden
ist.First of all, reference is made to FIG. The pump system
is designed in two stages. It consists of one
Weiterhin ist der Einlass der Drehkolbenpumpe 1 mit einem
sperrbaren Spülgasanschluss 11 verbunden. Zur Kühlung der
Drehkolbenpumpe 1 ist eine Zuleitung 12 vorgesehen, die
von der Verbindungsleitung 8 abzweigt und in die Arbeitsräume
der Drehkolbenpumpe 1 einmündet. In Strömungsrichtung
vor dem Abzweig der Zuleitung 12 ist in der Verbindungsleitung
8 ein Kühler 13 eingesetzt, der in diesem
Ausführungsbeispiel mittels eines motorbetriebenen Ventilators
14 luftgekühlt ist. Das in die Zuleitung 12 eintretende
bzw. zur Schraubenpumpe 2 geleitete Gas wird damit
gekühlt. Vor und hinter dem Kühler 13 zweigt von der
Verbindungsleitung 8 eine Überströmleitung 15 ab, in der
sich eine Rückschlagklappe 16 befindet.Furthermore, the inlet of the
Die Schraubenpumpe 2 kann über einen weiteren luftgekühlten
Kühlkreis 17 zusätzlich gekühlt werden. Die Anlage
weist diverse Drucksensoren 18 sowie Temperatursensoren
19 auf. Insbesondere der Temperatursensor 19 zwischen dem
Kühler 13 und der Schraubenpumpe 2 kann zur Steuerung des
Ventilators 14 des luftgekühlten Kühlers 13 herangezogen
werden.The
Wie schon im allgemeinen Teil erläutert, werden zum Evakuieren
des Gefäßes 4 beide Pumpen 1, 2 gleichzeitig eingeschaltet,
wobei durch die Kühlwirkung des Kühlers 13
gekühltes Gas in die Zuleitung 12 zur Drehkolbenpumpe 1
zurückgeleitet wird, so dass deren Arbeitstemperatur unter
300° bleibt. Sollte die Drehkolbenpumpe 1 mehr Gas
fördern, als von der Schraubenpumpe 2 weitergefördert
werden kann, so entweicht das überschüssige Gas über die
Überströmleitung 15 und die Rückschlagklappe 16 zur Atmosphäre.
Mit dieser zweistufigen Anordnung können Drücke
von kleiner 0,05 mbar in dem zu evakuierenden Gefäß erreicht
werden. Obwohl die beiden Pumpen 1, 2 gegenüber
bekannten Geräten nicht stärker dimensioniert sind, kann
dieser Unterdruck wesentlich schneller als bisher erreicht
werden.As already explained in the general part, are used for evacuation
of the vessel 4 both
Figur 2 zeigt eine etwas andere Ausführung der Erfindung.
Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass der Kühler
13 in der Zuleitung 12 eingesetzt ist und die Verbindungsleitung
8 selbst nicht gekühlt ist.Figure 2 shows a slightly different embodiment of the invention.
The main difference is that the cooler
13 is inserted in the
Weiterhin ist hier ein wassergekühlter Kühler 13 vorgesehen.
Dazu ist ein Wasserkreislauf 20 installiert, der
gleichzeitig der Kühlung der Schraubenpumpe 2 dient. Die
Art der Kühlung ist aber unabhängig von der Anordnung des
Kühlers 13. So kann auch bei der Ausführung nach Figur 1
eine Wasserkühlung und bei der Ausführung nach Figur 2
eine Luftkühlung vorgesehen werden.Furthermore, a water-cooled
Zur Verdeutlichung des Anschlusses der Saugleitung 3 an
die Drehkolbenpumpe 1 zeigt die Figur 3 einen Querschnitt
durch eine solche Pumpe. In einem langgestreckten Pumpengehäuse
30, das einen aus zwei sich überschneidenden Zylindern
gebildeten Pumpenraum 31 einschließt, drehen sich
zwei Drehkolben 32, 33, deren Querschnitte die Form eines
Ovales mit eingeschnürten Flanken haben. Dadurch können
sie sich aneinander abwälzen und mit den Innenwänden des
Pumpenraumes je einen Arbeitsraum 36, 37 einschließen. Im
Übergang der beiden Zylinder befindet sich auf der einen
Seite ein Einlass 34 und auf der anderen Seite ein Auslass
35. An der Seite des Auslasses 35 laufen tangential
zwei Kanäle 38, 39 in den Pumpenraum 31 ein. Diese sind
mit der Zuleitung 12 verbunden. Die Arbeitsräume 36, 37
stehen damit mit der Zuleitung 12 in Verbindung, so dass
sich das aus dem Einlass 34 in die Arbeitsräume 36, 37
gelangende Gas mit gekühltem Gas aus der Zuleitung 12
mischt. Am Auslass 35 steht damit ein gekühltes Gas zur
Verfügung, dessen Druck in etwa dem Druck in der Verbindungsleitung
entspricht. To illustrate the connection of the
- 11
- DrehkolbenpumpeRotary pump
- 22
- Schraubenpumpescrew pump
- 33
- Saugleitungsuction
- 44
- Gefäßvessel
- 55
- Motorengine
- 66
- Getriebetransmission
- 77
- Motorengine
- 88th
- Verbindungsleitungconnecting line
- 99
- Rückschlagklappecheck valve
- 1010
- Schalldämpfersilencer
- 1111
- Spülgasanschlusspurge gas
- 1212
- Zuleitungsupply
- 1313
- Kühlercooler
- 1414
- Ventilatorfan
- 1515
- Überströmleitungoverflow
- 1616
- Rückschlagklappecheck valve
- 1717
- Kühlkreiscooling circuit
- 1818
- Drucksensorpressure sensor
- 1919
- Temperatursensortemperature sensor
- 2020
- WasserkreislaufWater cycle
- 3030
- Gehäusecasing
- 3131
- Pumpenraumpump room
- 3232
- Drehkolbenrotary pistons
- 3333
- Drehkolbenrotary pistons
- 3434
- Einlassinlet
- 3535
- Auslassoutlet
- 3636
- Arbeitsraumworking space
- 3737
- Arbeitsraumworking space
- 3838
- Kanalchannel
- 3939
- Kanalchannel
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10144210 | 2001-09-08 | ||
| DE2001144210 DE10144210A1 (en) | 2001-09-08 | 2001-09-08 | pump system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP1291527A2 true EP1291527A2 (en) | 2003-03-12 |
| EP1291527A3 EP1291527A3 (en) | 2003-07-02 |
Family
ID=7698274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EP02019317A Withdrawn EP1291527A3 (en) | 2001-09-08 | 2002-08-29 | A two-stage vacuum pump |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1291527A3 (en) |
| DE (1) | DE10144210A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4232119A1 (en) * | 1992-09-25 | 1994-03-31 | Mes Und Regeltechnik Geraeteba | Double shaft vacuum roots pump - has two rotors forming working and control pistons and housing having overflow valve in discharge aperture with excess pressure valves in side parts on pressure socket |
| EP0674106A1 (en) * | 1994-03-16 | 1995-09-27 | Chemitec Co., Ltd. | A multistage vacuum pump |
| EP0848981A1 (en) * | 1996-12-11 | 1998-06-24 | SGI-PROZESS-TECHNIK GmbH | Pressure swing adsorption plant to separate oxygen from the air and process to operate the same |
| US6004109A (en) * | 1995-07-06 | 1999-12-21 | Balzers Und Leybold Deutschland Holding Ag | Apparatus for the rapid evacuation of a vacuum chamber |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1628346A1 (en) * | 1967-01-13 | 1971-06-09 | Hubrich Christoph Dipl Ing | Roots blower |
| DE3639512A1 (en) * | 1986-11-20 | 1988-06-01 | Alcatel Hochvakuumtechnik Gmbh | Vacuum pump system with a Roots pump |
| DE3803028C2 (en) * | 1988-02-02 | 1994-02-03 | Aerzener Maschf Gmbh | Method and device for compressing gaseous medium |
| DE19500823A1 (en) * | 1995-01-13 | 1996-07-18 | Sgi Prozess Technik Gmbh | Vacuum pumping station |
-
2001
- 2001-09-08 DE DE2001144210 patent/DE10144210A1/en not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-08-29 EP EP02019317A patent/EP1291527A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4232119A1 (en) * | 1992-09-25 | 1994-03-31 | Mes Und Regeltechnik Geraeteba | Double shaft vacuum roots pump - has two rotors forming working and control pistons and housing having overflow valve in discharge aperture with excess pressure valves in side parts on pressure socket |
| EP0674106A1 (en) * | 1994-03-16 | 1995-09-27 | Chemitec Co., Ltd. | A multistage vacuum pump |
| US6004109A (en) * | 1995-07-06 | 1999-12-21 | Balzers Und Leybold Deutschland Holding Ag | Apparatus for the rapid evacuation of a vacuum chamber |
| EP0848981A1 (en) * | 1996-12-11 | 1998-06-24 | SGI-PROZESS-TECHNIK GmbH | Pressure swing adsorption plant to separate oxygen from the air and process to operate the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10144210A1 (en) | 2003-03-27 |
| EP1291527A3 (en) | 2003-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE3740726C2 (en) | ||
| DE69623516T2 (en) | Control system for two-stage vacuum pump | |
| EP3388621B1 (en) | Compressor plant with internal air-water cooling | |
| DE2508417C2 (en) | Refrigeration system | |
| DE68904275T2 (en) | MULTI-STAGE ROOTS VACUUM PUMP WITH RECOOLING FLOW. | |
| DE3935571C2 (en) | ||
| CH695869A5 (en) | Multilevel, switchable between load and idling compressor. | |
| DE602004008450T2 (en) | STEAM COMPRESSION SYSTEM WITH BYPASS / ECONOMISER CIRCULATIONS | |
| DE60111108T2 (en) | Improvement in an economist cycle | |
| DE3518639A1 (en) | FLOWING MACHINE IN SPIRAL DESIGN | |
| DE10117369A1 (en) | Air conditioning unit | |
| WO2007009669A2 (en) | Oil-injected compressor with means for oil temperature regulation | |
| EP0848981A1 (en) | Pressure swing adsorption plant to separate oxygen from the air and process to operate the same | |
| DE2357941A1 (en) | DRIVE MOTOR FOR AUTOMOBILE AUXILIARY UNITS | |
| EP0847791A1 (en) | Pressure swing adsorption plant to seperate oxygen from the air and process to operate the same | |
| WO2019121540A1 (en) | Assembly for converting thermal energy of dissipated heat of an internal combustion engine | |
| DE69514936T2 (en) | COOLING SYSTEM AND METHOD | |
| EP1240433B1 (en) | Dry compressing vacuum pump having a gas ballast device | |
| DE69021370T2 (en) | Two-stage pump system. | |
| DE102020106685B3 (en) | Rotary piston compressor and system for temperature conditioning with rotary piston compressor | |
| EP1510676B1 (en) | Gas turbine plant | |
| EP3161317A1 (en) | Vacuum pump system | |
| WO2015074865A1 (en) | Vacuum pump system and method for operating a vacuum pump system | |
| EP1291527A2 (en) | A two-stage vacuum pump | |
| DE20122386U1 (en) | Two-stage vacuum pump, to extract air/process gas from a vessel, has a cold gas feed to the rotary piston pump to prevent thermal expansion and sticking at the screw pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
| AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A2 Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SK TR Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SK TR |
|
| AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: AL LT LV MK RO SI |
|
| PUAL | Search report despatched |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013 |
|
| AK | Designated contracting states |
Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SK TR |
|
| AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: AL LT LV MK RO SI |
|
| AKX | Designation fees paid | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: 8566 |
|
| STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
|
| 18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20040403 |