NL8403372A - OIL SEALED TURNTABLE PUMP PUMP WITH DRIVE MOTOR IN A HOUSE. - Google Patents

Description

N.0. 32.754 1N.0. 32,754 1

Met olie afgedichte draaischuifvakuumpomp met aandrijfmotor in een huis.Oil-sealed rotary vane pump with drive motor in a housing.

5 De uitvinding heeft betrekking op een met olie afgedichte draai schuifvakuumpomp volgens de inleiding van conclusie 1, waarbij voor het optimaliseren van de aandrijfmotor de aanloopkondensator na het overschrijden van het kipmoment wordt uitgeschakeld.The invention relates to an oil-sealed rotary vane pump according to the preamble of claim 1, wherein the starting capacitor is switched off after exceeding the tipping moment for optimizing the drive motor.

In het DE-OS 2.620.375 wordt een draaischuifvakuumpomp beschreven, 10 die met olie is af gedicht en door een direkt gekoppelde aandrijfmotor wordt aangedreven. Daarbij zijn het pompstelsel en de elektrische aandrijfmotor in een gemeenschappelijk huis ondergebracht, dat zo ver met olie is gevuld, dat beide aggregaten in olie lopen. Ter bewaking van het toerental is op de pompas bovendien een elektrische generator aange-15 bracht.DE-OS 2,620,375 describes a rotary vane vacuum pump, which is sealed with oil and driven by a directly coupled drive motor. The pump system and the electric drive motor are housed in a common housing which is filled with oil to such an extent that both aggregates run in oil. In addition, an electric generator is arranged on the pump shaft to monitor the speed.

Voor het aanlopen van de pomp is alleen reeds voor het versnellen van de roterende delen een hoger draaimoment noodzakelijk dan voor het bedrijf van het nominale toerental het geval is. Als echter het pompstelsel en de aandrijfmotor zoals in het hier beschreven geval volledig 20 met olie zijn bedekt en derhalve alle roterende delen in olie lopen, is een aanzienlijk extra draaimoment voor het aanlopen noodzakelijk om de taaiheid van de olie te overwinnen.Starting up the pump requires a higher torque to accelerate the rotating parts than is the case for operating the rated speed. However, if the pumping system and the drive motor, as in the case described here, are completely covered with oil and therefore all rotating parts run in oil, a considerable additional torque for starting up is necessary to overcome the toughness of the oil.

Dit is nog sterker merkbaar in koude toestand, als de taaiheid van de olie bijzonder groot is. Een aandrijfmotor, in het bijzonder een wis-25 selstroommotor alleen voor de korte tijdperiode van het aanlopen te ontwerpen zou een sterke overdimensionering betekenen ten opzichte van het kontinu bedrijf van de pomp. Behalve de nadelen van een ruimtelijk ongunstiger bouw, hogere kosten, hoger energieverbruik en hogere lawaai-belasting treedt hierbij in het bijzonder het probleem op van een te 30 grote warmte-ontwikkeling. Met het oog op de toegepaste olie mag een bepaalde temperatuur (bijvoorbeeld 100° C) niet worden overschreden.This is even more noticeable in the cold state, when the toughness of the oil is particularly great. To design a drive motor, in particular an AC motor for only the short start-up period, would be a significant oversizing over continuous pump operation. In addition to the disadvantages of a less favorable spatial construction, higher costs, higher energy consumption and higher noise load, the problem of excessive heat development arises in particular. In view of the oil used, a certain temperature (for example 100 ° C) must not be exceeded.

Om het draaimoment van een wisselstroommotor, die voor kontinu bedrijf is ontworpen, gedurende de aanlooptijd van de pomp te vergroten, kan een extra aanloopkondensator met de bedrijfskondensator parallel 35 worden geschakeld (zie AEG-Telefunken-Handboeken 4 "Einphasenmotoren"). Na het overschrijden van het kipmoment van de aandrijfmotor dat overeenkomt met het hoogste draaimoment, dat deze kortstondig kan opbrengen, wordt de aanloopkondensator weer uitgeschakeld om een oververhitting van de motor te vermijden.To increase the torque of an AC motor, which is designed for continuous operation, during the start-up time of the pump, an additional starting capacitor can be connected in parallel with the operating capacitor in parallel (see AEG-Telefunken Handbooks 4 "Single-phase motors"). After exceeding the tipping torque of the drive motor corresponding to the highest torque, which it can apply for a short time, the starting capacitor is switched off again to avoid overheating of the motor.

40 Het uitschakelen van de aanloopkondensator geschiedt volgens de 84033 72 ^ 2 huidige stand van de techniek ofwel door met middelpuntvliedende kracht werkende schakelaars, stroomrelais of tijdrelais.40 The starting capacitor is switched off according to the current state of the art 84033 72 ^ 2 either by centrifugal switches, current relays or time relays.

Om een universele toepassing van draaischuifvakuumpompen te waarborgen moeten deze voor verschillende netspanningen en -frequenties ge-5 schikt zijn. Deze eis en de door de bouw van de draaischuifvakuumpomp bepaalde feiten leiden echter bij toepassing van een van de drie gebruikelijke uitschakelelementen tot de volgende nadelen;In order to ensure a universal application of rotary vane vacuum pumps, these must be suitable for different mains voltages and frequencies. However, this requirement and the facts determined by the construction of the rotary vane vacuum pump lead to the following disadvantages when using one of the three usual tripping elements;

Met middelpuntvliedende kracht werkende schakelaars:Centrifugal Switches:

De toepassing van met middelpuntvliedende kracht werkende schake-10 laars, die onder olie werken, leidt tot enige problemen. Bijvoorbeeld treedt een isolatie van de kontakten door de olie op; verder wordt het moeilijk de bewegende delen in de olie, als gevolg van zijn taaiheid, exakt te schakelen. Bij inbouw van met middelpuntvliedende kracht werkende schakelaars krijgt de motor een grotere bouwlengte, wat naast on-15 gunstige ruimtelijke omstandigheden ook negatieve gevolgen voor de loop-rust heeft.The use of centrifugal force switches operating under oil creates some problems. For example, insulation of the contacts by the oil occurs; furthermore, it becomes difficult to switch the moving parts in the oil precisely due to its toughness. When built-in switches operating with centrifugal force, the motor has a greater construction length, which in addition to unfavorable spatial conditions also has negative consequences for the running rest.

Een verder nadeel van met middelpuntvliedende kracht werkende schakelaars is, dat zij als zij op een bepaald toerental zijn ingesteld, bij dit toerental schakelen, onafhankelijk van het feit, met welke frequen-20 tie de motor wordt bedreven. Het kipmoment van de motor en daarmee het tijdstip waarmee de aanloopkondensator moet worden uitgeschakeld, is echter afhankelijk van de frequentie, waarmee de motor wordt bedreven.A further drawback of centrifugal force switches is that, when set to a certain speed, they switch at this speed, regardless of the frequency at which the motor is operated. However, the tipping moment of the motor and thus the time at which the starting capacitor must be switched off depends on the frequency with which the motor is operated.

Stroomrelais;Current relay;

De toepassing van stroomrelais heeft het nadeel, dat voor elke 25 spanning en frequentie een ander type moet worden gebruikt, om het tijdstip van het schakelen nauwkeurig in de hand te kunnen houden.The use of current relays has the drawback that a different type must be used for each voltage and frequency in order to accurately control the time of switching.

Tijdrelais:Time relay:

Bij tijdrelais treden dezelfde nadelen op als bij stroomrelais, omdat zij eveneens van de spanning en de frequentie afhankelijk zijn. Een 30 extra nadeel hierbij is, dat de tijd vast is ingesteld, dat wil zeggen als de aanlooptijd door bepaalde randvoorwaarden verandert, bijvoorbeeld door temperatuursveranderingen, kan het schakelpunt niet optimaal worden aangehouden. Bijvoorbeeld kan bij verlaat uitschakelen van de aanloopkondensator oververhitting van de wikkeling optreden.The same disadvantages occur with time relays as with current relays, because they also depend on the voltage and the frequency. An additional drawback here is that the time is fixed, that is to say, if the start-up time changes due to certain limiting conditions, for example due to temperature changes, the switching point cannot be optimally maintained. For example, when the starting capacitor is switched off, overheating of the winding can occur.

35 De uitvinding beoogt thans een bij alle bedrijfsomstandigheden op timaal uitgevoerde eenfase-aandrijving voor met olie afgedichte draaischuifvakuumpompen met geïntegreerde aandrijfmotor te verschaffen. Hierbij moet er rekening mee worden gehouden, dat het pompstelsel en de aandrijfmotor zich in een gemeenschappelijk huis bevinden en met olie 40 zijn bedekt.The object of the invention is now to provide a single-phase drive for oil-sealed rotary vane pumps with an integrated drive motor under timely all-operating conditions. It must be taken into account here that the pump system and the drive motor are located in a common housing and are covered with oil 40.

840 33 72 « 3840 33 72 «3

Verder moet worden gestreefd naar een minimum bouwgrootte en een zo gering mogelijke vermogensopname. De pomp moet voor verschillende bedrijfsomstandigheden (bijvoorbeeld verschillende netspanning en -frequentie, verschillende omgevingstemperaturen) kunnen worden toegepast.Furthermore, the aim is to achieve a minimum size and the lowest possible power consumption. The pump must be able to be used for different operating conditions (for example, different mains voltage and frequency, different ambient temperatures).

5 Het doel van de uitvinding wordt opgelost door de kenmerkende maat regelen van conclusie 1.The object of the invention is solved by the characterizing features of claim 1.

Ter verhoging van het aanloopmoment van een wisselstroommotor wordt parallel met de bedrijfskondensator een aanloopkondensator geschakeld. Als de pomp een toerental heeft bereikt, waarbij het kipmoment van de 10 motor is overschreden, dan wordt de aanloopkondensator uitgeschakeld. Het signaal voor het uitschakelen (in de vorm van een frequentie of een spanning) wordt door een generator geleverd, die zich op de pompas bevindt. De sturing bestaat uit een netdeel, een elektronikadeel en uit een vermogensdeel. Het netdeel is zodanig uitgevoerd, dat alle funkties 15 van de elektronika in de gebieden van 90 V tot 130 V en van 180 V tot 360 V met zekerheid worden geschakeld, waarbij de transformator in het eerste geval aan de primaire zijde wordt omgeschakeld. Dit geldt ook voor de netfrequenties van 50 Hz en 60 Hz, waarbij de omschakeling auto- « matisch of met de hand kan geschieden. Als de motor aanloopt levert de 20 op de pompas zittende generator een nagenoeg sinusvormige spanning, waarvan de frequentie afhankelijk is van het toerental van de pompas. Deze generatorspanning en -frequentie wordt door de elektronika zodanig verwerkt, dat bij het bereiken van een bepaald toerental van de pompas, waarbij het kipmoment van de aandrijfmotor is overschreden, een signaal 25 voor het uitschakelen van de aanloopmotor wordt geleverd, onafhankelijk van de netfrequentie. De elektronika is zodanig uitgevoerd, dat bij verandering van de netfrequentie het toerental, waarbij de uitschakeling plaatsvindt, automatisch of met de hand kan worden gekoppeld met het bij de momentele frequentie behorende kipmoment. Het signaal kan zowel door 30 de generatorfrequentie alsook door de generatorspanning worden gestuurd.To increase the starting torque of an AC motor, a starting capacitor is connected in parallel with the operating capacitor. If the pump has reached a speed at which the tipping moment of the 10 motor has been exceeded, the starting capacitor is switched off. The switch-off signal (in the form of a frequency or a voltage) is provided by a generator located on the pump shaft. The control consists of a mains section, an electronics section and a power section. The mains part is designed in such a way that all functions of the electronics in the ranges from 90 V to 130 V and from 180 V to 360 V are switched with certainty, the transformer in the first case being switched on the primary side. This also applies to the mains frequencies of 50 Hz and 60 Hz, whereby switching can be done automatically or manually. When the motor starts, the generator located on the pump shaft supplies a virtually sinusoidal voltage, the frequency of which depends on the speed of the pump shaft. This generator voltage and frequency is processed by the electronics such that upon reaching a certain speed of the pump shaft, at which the tipping moment of the drive motor is exceeded, a signal for switching off the starting motor is supplied, regardless of the mains frequency. The electronics are designed in such a way that when the mains frequency changes, the speed at which the switch-off takes place can be automatically or manually coupled with the tipping moment associated with the current frequency. The signal can be controlled by the generator frequency as well as by the generator voltage.

De met de uitvinding bereikte voordelen bestaan daarin, dat de aanloopkondensator door signalen van de generator, die zich op de pompas bevindt, bij een bij het kipmoment van de motor behorend toerental met zekerheid kan worden afgeschakeld en wel onafhankelijk van de netspan-35 ning, de netfrequentie en van andere externe bedrijfsomstandigheden, zoals bijvoorbeeld de temperatuur. Daarbij worden optimale bouwgrootten en bedrijfsgegevens van de pomp bereikt. De motor kan voor kontinu bedrijf worden uitgevoerd en behoeft niet gedimensioneerd te worden overeenkomstig een aanzienlijk hoger draaimoment noodzakelijk voor korte aanloop-40 tijd.The advantages achieved with the invention consist in that the starting capacitor can be switched off with certainty at a speed corresponding to the tipping moment of the motor by means of signals from the generator located on the pump shaft, independently of the mains voltage, the mains frequency and other external operating conditions, such as temperature. Optimal sizes and operating data of the pump are thereby achieved. The motor can be run for continuous operation and does not need to be sized according to a significantly higher torque required for a short run-up time.

84033 72 4 t84033 72 4 t

De uitvinding zal aan de hand van de tekening in het hierna volgende nader worden toegelicht.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing.

De rotor van de draaischuifvakuumpomp 1, de aandrijfmotor 2 en de generator 3 zijn op een gemeenschappelijke as gemonteerd. In de klemmen-5 kast 4 van de aandrijfmotor 2 zijn de wikkelingeinden van de aandrijfmotor 2 en de generator 3 evenals de aansluitingen van de kondensator-uitschakelelektronika 5 elektrisch met elkaar verbonden.The rotor of the rotary vane pump 1, the drive motor 2 and the generator 3 are mounted on a common shaft. In the terminal 5 box 4 of the driving motor 2, the winding ends of the driving motor 2 and the generator 3 as well as the connections of the capacitor switch-off electronics 5 are electrically connected to each other.

Als de bijbehorende netspanning 6 in de klemmenkast 4 wordt aangelegd, begint het aanlopen van de aandrijfmotor 2. Om het noodzakelijke 10 hoge aanloopmoment bij de aandrijfmotor 2 te bereiken, zijn de aanloop-kondensator 7 en de bedrijfskondensator 8 in de aanloopfase door de kon-densatorelektronika 5 parallel geschakeld. Bij het bereiken van een kip-moment van het bij de aandrijfmotor behorende toerental levert de generator 3 een bepaalde spanning respektievelijk frequentie, die door de 15 kondensatoruitschakelelektronika 5 zodanig wordt verwerkt, dat dit het uitschakelen van de aanloopkondensator 7 tot gevolg heeft. Dit geschiedt als het vermogensrelais 9 door de kondensatoruitschakelelektronika 5 wordt bediend en het relaiskontakt 10 het stroomrelais opent, dat wil zeggen de aanloopkondensator 7 wordt uitgeschakeld.When the associated mains voltage 6 is applied in the terminal box 4, the drive motor 2 starts running. In order to achieve the necessary high starting torque at the drive motor 2, the starting capacitor 7 and the operating capacitor 8 are in the starting phase through the capacitor phase. capacitor electronics 5 connected in parallel. When a tilting moment of the speed associated with the drive motor is reached, the generator 3 supplies a certain voltage or frequency, which is processed by the capacitor switch-off electronics 5 in such a way that this results in the start-up capacitor 7 being switched off. This takes place when the power relay 9 is operated by the capacitor switch-off electronics 5 and the relay contact 10 opens the current relay, that is, the starting capacitor 7 is switched off.

84033 7284033 72

Claims (3)

1. Met olie afgedichte draaischuifvakuumpomp, waarbij het pomp-stelsel en de elektrische aandrijf motor, in het bijzonder een wissel- 5 stroommotor, zich in een huis bevinden en met olie zijn bedekt en waarbij op de pompas buiten de aandrijfmotor een elektrische generator is aangebracht, met het kenmerk, dat de signalen, die deze generator in afhankelijkheid van het toerental van de pompas opwekt, worden gebruikt om een uitschakelautomaat te sturen, die van zijn kant 10 een aanloopkondensator uitschakelt bij het bereiken van een toerental, waarbij het kipmoment van de aandrijfmotor wordt overschreden.1. Oil-sealed rotary vane pump, the pump system and the electric drive motor, in particular an AC motor, being housed and covered with oil and an electric generator mounted on the pump shaft outside the drive motor characterized in that the signals generated by this generator in dependence on the speed of the pump shaft are used to control an automatic cut-out which, for its part, switches off a starting capacitor when a speed is reached, the tipping moment of the drive motor is exceeded. 2. Met olie af gedichte draaischuifvakuumpomp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als signaal voor het sturen van de 15 uitschakelautomaat de door de generator opgewekte frequentie wordt gebruikt.2. Oil-sealed rotary vane pump according to claim 1, characterized in that the frequency generated by the generator is used as a signal for controlling the automatic switch-off. 3. Met olie afgedichte draaischuifvakuumpomp volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat als signaal voor het sturen van de 20 uitschakelautomaat de door de generator opgewekte spanning wordt gebruikt. ***** 84033 723. Oil-sealed rotary vane pump according to claim 2, characterized in that the voltage generated by the generator is used as a signal for controlling the automatic switch-off. ***** 84033 72