SE539775C2 - Flerstegs vakuumejektor - Google Patents

Description

FLERSTEGS VAKUUMEJEKTOR TEKNISKT OMRÅDE Föreliggande uppfinning hänför sig till en vakuumejektor för åstadkommande av vakuum i industriella processer. Speciellt hänför sig uppfinning till en flerstegs vakuumejektor där ejektorstegen är anordnade i serie och/eller i parallell.

BAKGRUND OCH TEKNIKENS STÅNDPUNKT Flerstegsejektor med flera ejektorsteg anordnade i serie och/eller i parallell, är känt sen lång tid.

Typiskt för en flerstegsejektor är att den innefattar ett ejektorhus, innefattande två eller flera ejektorsteg, även benämnda ejektorenheter, axiellt anordnade efter varandra i serie. I var och en av ejektorenheterna är det anordnat en tryckluftkanal innefattande ett ejektormunstycke för åstadkommande av ejektorns vakuumflöde och en vakuumkanal för nämnda vakuumflöde. Ejektorenheterna är åtskilda från varandra via, i ejektorhuset anordnade, tvärgående skilj eväggar.

Tryckluft tillförs flerstegsejektorn via en slang- eller rörkoppling anordnad i flerstegsejektorns första ejektorenhet. Efter passage av den första ejektorenheten leds tryckluften vidare, med hög hastighet, in i en andra ejektorenhet och därefter, eventuellt, vidare till en tredje och fjärde ejektorenhet. I mellanrummen mellan ejektorenheterna, mellan ett ejektormunstyckes utlopp och efterföljande ejektormunstyckes inlopp, bildas ett undertryck, även benämnt vakuumflöde, vars storlek bestäms av faktorer som, inkommande tryckluft, antalet ejektorenheter, avståndet mellan ejektorenheternas munstycken och munstyckenas utformning.

I GB2262135A fig.l och 2, visas en flerstegsejektor i ett ejektorhus, innefattande axiellt anordnade ejektorenheter åtskilda från varandra via, i ejektorhuset anordnade, tvärgående skiljeplan, varvid skiljeplanen, innefattar genomföringar för tryckluft- och vakuumkanaler i vilka ejektormunstycken resp. backventiler är monterade.

US4696625A fig. 2, visar en flerstegsejektor liknande den i GB2262135A. Flerstegsejektorn enligt US4696625A fig. 2 skiljer sig genom att ejektorhuset även innefattar ett längsgående plan i vilket vakuumgenomföringarna med backventiler är anordnade.

Olika sätt att montera ejektormunstycken i trycklufts-genomföringarna har föreslagits, t.ex. olika typer av fästförband såsom limförband, skruvförband, gängförband eller krympförband.

Ett problem med nämnda flerstegsejektorer är deras utformning med många separata delar som måste monteras, tvärgående och horisontella plan, separata ejektormunstycken etc, vilket innebär en förhöjd risk för att felfunktion uppträder i ejektorn. Många delar innebär också att risken för fel vid tillverkning av ejektorn är hög, med hög kassation som följd.

Mot bakgrund av ovanstående föreligger ett behov av en enkel flerstegsej ektor med få ingående delar, som har hög funktionssäkerhet och som är enkel och billig att tillverka.

UPPFINNINGENS SYFTE OCH DESS SÄRDRAG Ett huvudändamål med föreliggande uppfinning har varit en förenklad flerstegsejektor med få ingående delar, hög funktionssäkerhet som är enkel och billig att tillverka. Ett ytterligare ändamål har varit en flerstegsejektor som enkelt kan miniatyriseras för användning inom t. ex. mikroelektromekaniska system (MEMS).

Nämnda ändamål, samt andra här ej uppräknade syften, tillgodoses på ett tillfredställande sätt, genom vad som anges i de föreliggande självständiga patentkraven.

Utföringsformer av uppfinningen anges i de osjälvständiga patentkraven.

Således, enligt föreliggande uppfinning, har man åstad-kommit flerstegsejektor för åstadkommande av vakuum i en industriell process, innefattande minst två ejektorenheter anordnade axiellt på bestämda avstånd från varandra, varvid var och en av de minst två ej ektorenheterna innefattar minst två parallellt anordnade hålgenomföringar för tryckluft innefattande inlopps- och utloppsmunstycken samt minst en hålgenomföring för vakuum, varvid var och en av de minst två ejektorenheterna är utformade som en detalj tillverkad ur ett stycke och varvid var och en av de minst två ejektorenheterna är löstagbart anordnade via mellanliggande kopplingsbara hylsor, Enligt en andra utföringsform för flerstegsejektorn gäller: Ejektorns vakuumflöde är reglerbart genom att avstånden mellan ejektorenheterna är reglerbara.

Enligt en tredje utföringsform för flerstegsejektorn gäller att: Ejektorns vakuumflöde är reglerbart genom att avstånden mellan ejektorenheterna är reglerbara.

Enligt en fjärde utföringsform för flerstegsejektorn gäller att: Ejektorenheterna är anordnade i ett cylinderformat ej ektorhus.

Enligt en femte utföringsform för flerstegsejektorn gäller att ejektorenheterna är positionerbara i ejektorhuset, via längsgående spår anordnade på ejektorenheternas utsida och via korresponderande längsgående styrskenor anordnade på ejektorhusets insida.

Enligt en sjätte utföringsform för flerstegsejektorn gäller att: Ejektorenheterna är låsbara via, på ejektorhusets insida, fjäderförspända styrklackar och via, på ejektorenheternas utsida, korresponderade urtag.

Enligt en sjunde utföringsform för flerstegsejektorn gäller att: Den första ejektorheten och den tredje ejektorenheten innefattar en hylskoppling för anslutning till inkommande respektive utgående tryckluftsanslutningar, varvid hylskopplingen innefattar en yttre hylsa, i vilken en inre hylsa är monterad, innefattande ett monteringssäte för möjlig montering av en backventil och ett filter.

Enligt en åttonde utföringsform för flerstegsejektorn gäller att: Hylskopplingen innefattar tvärgående fjäderbelastade låspinnar för låsning av hylskopplingen till respektive ej ektorenheter.

FÖRDELAR OCH EFFEKTER MED UPPFINNINGEN Uppfinningen innebär ett antal fördelar och effekter, varvid de viktigaste är; enkel konstruktion med få delar, med hög funktionssäkerhet, som är enkel att tillverka och felsöka.

Uppfinningen möjliggör även en långt driven miniatyrisering, för applicering på t.ex. MEMS.

Uppfinningen innebär även ett förenklat tillverknings-förfarande med stora kostnadsfördelar som följd.

Uppfinningen har definierats i de efterföljande patentkraven och skall nu något närmare beskrivas i samband med bifogade figurer.

Ytterligare fördelar och effekter kommer att framgå vid studium och beaktande av den följande, detaljerade beskrivningen av uppfinningen under samtidig hänvisning till bifogad ritningsfigur där; Fig. 1 visar schematiskt en översiktsvy av en flerstegs ejektor, utformad som en vakuumpump, innefattande tre ejektorenheter axiellt anordnade efter varandra, en första ejektorenhet innefattande en kopplingshylsa för anslutning till inkommande tryckluft, en andra mellanliggande ejektorenhet och en tredje ejektorenhet innefattande en kopplingshylsa och en backventil för anslutning till utgående tryckluft. Fig. 2 visar ett längdsnitt A-A av en flerstegsej ektor enligt fig. 1, där utformningen av.

Fig. 3 visar ett tvärsnitt av en flerstegsejektor enligt fig. 1, där tryckluftskanalen för utgående tryckluft och vakuumkanalen för ingående vakuumflöde framgår. Fig. 4 visar ett cylinderformat ejektorhus avsett för en flerstegsejektor enligt fig. 1. Fig. 5 visar en detaljvy av en kopplingshylsa enligt figur 1, där backventilens placering i kopplingshylsan framgår. Fig. 6 visar ett längdsnitt av hylskopplingen enligt fig. 5.

Fig. 7 visar ett alternativt utförande av en ejektorenhet, där hålgenomföringen för vakuumflödet är centralt anordnad i ejektorenheten och där hålgenomföringarna för tryckluft är jämt fördelade runt den centralt positionerade vakuumkanalen. Fig. 8 visar ett tvärsnitt av ejektorenheten enligt fig. 7.

DETALJERAD UTFÖRANDEBESKRIVNING I figur 1-4 visas en föredragen utföringsform av en flerstegsejektor 1 enigt uppfinningen, utförd i form av en ejektorpump. Ejektorpumpen, figur 1 och 2, innefattar tre ejektorenheter 2,3,4, axiellt anordnade efter varandra; en första ejektorenhet 2, innefattande en första tryckluftsanslutning 9 för anslutning till inkommande tryckluft, exempelvis, via en tryckluftsslang, en andra mellanliggande ejektorenhet 3 och en tredje ejektorenhet 4, innefattande en andra tryckluftsanslutning 21 för anslutning till utgående tryckluft, exempelvis, via en tryckluftsslang.

Ejektorpumpen har, företrädesvis, cylindrisk form, men kan även ha en annan form med, exempelvis, kvadratiskt eller rektangulärt tvärsnitt. Ejektorpumpen är, företrädesvis, inrymd i ett ejektorhus 5, figur 4, med en utformning som korresponderar mot ejektorpumpens form, t.ex. cylinderform. I ett alternativt utförande, ej visat, kan ejektorhuset även innefatta löstagbara gavlar med genomföringar för tryckluftsanslutningar.

I ytterligare ett specialutförande, ej visat, utgörs ejektorhuset av korta cylinderformade hylsor, anordnade mellan och kopplade till de tre ejektorenheterna 2,3,4. Hylsornas längd motsvaras av mellanrummet mellan ejektorenheterna 2,3,4. Fördelarna med hylsarrangemanget, är framförallt att flerstegsejektorn kan göras mindre, lättare och mer flexibel genom att en ejektorenhet enkelt kan bytas ut genom att lossa en hylsa.

De tre ejektorenheterna 2,3,4 är, axiellt och radiellt, positionerbara och låsbara, relativt varandra i ejektorhuset 5, via ett flertal, på ejektorhusets 5 insida anordnade, fjäderförspända styrklackar och via på, ejektorenheterna 2,3,4 anordnade, för styrklackarna korresponderade urtag. Styrklackarna kan med fördel anordnas på inne i ejektorhuset längsgående styrskenor.

Alternativt kan ejektorenheterna 2,3,4 vara positionerbara, relativt varandra, i ejektorhuset 5, via på ejektorenheternas 2,3,4 längsgående spår 6 och via, på ejektorhusets 5 innervägg, korresponderande styrskenor 7.

De i ejektorhuset 5 positionerbara ejektorenheterna 2-4 är även låsbara i bestämda positioner, via i ejektorhuset 5 anordnade låsanordningar 8, vilka, exempelvis kan utgörs av radiellt anordnade låspinnar eller alternativt av lås-eller klämskruvar.

Förutom hålgenomföringar för tryckluft 11,13,17 innefattar den andra och den tredje ejektorenheten 3,4 i axiell led hålgenomföringar för vakuum, även benämnda vakuum-genomföringar 16,20. I mellanrummen mellan den första och andra ej ektorenheten 2,3 och mellan den andra och den tredje ejektorenheten 3,4 (ejektorpumpens sugsida) uppstår ejektorpumpens 1 vakuumflöde.

Vakuumflödet beror av faktorer som, trycket hos den inkommande tryckluften, antal ejektorenheter, avståndet mellan ejektorenheterna samt ejektormunstyckenas utformning. I en utföringsform regleras ejektorns vakum flöde, genom att avståndet mellan ejektorenheterna 2,3,4 regleras.

Som framgår av figur 2 innefattar den första och den tredje ejektorenheten 3, 4 även varsin kopplingsanordning för anslutning till inkommande respektive utgående tryckluft till flerstegsejektorn. För detta ändamål har en flexibel hylskoppling 21, figur 5 och 6, utvecklats. Hylskopplingen 21, som innefattar en svivlande del, kan användas både på ejektorns sug- och trycksida. I figur 5 och 6 visas hylskopplingen 21 dock enbart monterad på ejektorenheten 4 för utgående tryckluft. Hylskopplingen 21 innefattar en yttre hylsa 22, i vilken en inre hylsa 23 är monterad. I den inre hylsan 23 är det anordnat ett säte för montering av en backventil 24 och av ett filter 25. Backventil, eller filter funktionalitet eller båda kan enkelt byggas in och bytas vid behov. För montering av hylskopplingen 21 i en ejektorenhet 2,4 innefattar hylskopplingen 21 även en stödfläns 25 och ett lagersäte 26.

Hylskopplingen låses med tvärgående fjäderbelastade låspinnar. Den svivlande delen kan utformas på olika sätt, med olika typer av gängor, instickskopplingar eller stosar. Hela hylskopplingen 21 med tryckanslutning kan enkelt bytas genom att de tvärgående låspinnarna tas bort, I den föredragna utföringsformen av flerstegsejektorn, figur 1 och 2, innefattar, var och en, av de tre ejektorenheterna 2,3,4 fyra parallellt anordnade tryckluft-genomföringar 19, fördelade i en halvcirkelform på ejektorenheternas 2,3,4 ena halva. I den första ejektorenheten 2 sträcker sig de fyra tryckluftgenomföringarna 11 ungefär halvvägs genom ejektorenheten 2, där den ansluter till kopplingsanordningen 9 för anslutning till ingående tryckluft.

I den andra ejektorenheten 3 liksom i den tredje ejektorenheten 4 är tryckluftgenomföringarna 13, 17 genomgående från den ena gaveln till den andra gaveln. Tryckluftgenomföringarna 11,13,17 innefattar vidare aerodynamiskt utformade inlopps- och munstycken 14,18 och utloppsmunstycken 12,15,19.

Vidare så är ejektorenheterna 2,3 och 4 positionerade på bestämda avstånd från varandra så att den första ejektorenhetens 2 utloppsmunstycke 12 ansluter till den andra ejektorenhetens 3 inloppsmunstycke 14 och den andra ejektorenhetens 3 utloppsmunstycke 15 ansluter till den tredje ejektorenhetens 3 inloppsmunstycke 18.

Ejektorenheterna 2,3,4 med hålgenomföringar för tryckluft och vakuum och tillhörande inlopps- och utloppsmunstycken, är var och ett utformade som en enda detalj och tillverkas ur ett enda stycke. Tillverkning av ejektorenheterna 2,3,4 sker, företrädesvis, med hjälp av känd teknik via mekanisk bearbetning ur ett metallstycke. Alternativt, exempelvis för användning i MEMS applikationer, kan tillverkningen även ske via en pressnings- eller gjutningsoperation, varvid även plast eller kompositmaterial kan användas.

Alternativa utföringsformer avseende antalet trycklufts-genomföringar och deras fördelning är möjliga. Figur 7 och 8 visar ett alternativt utförande av en ejektorenhet 30, där hålgenomföring för vakuumflödet 33 är centralt anordnad i ejektorenheten 30 och där hålgenomföringarna 32 för tryckluft är jämt fördelade runt den centralt positionerade vakuumkanalen 33.

Uppfinningen är inte begränsad till visade utföringsformer utan kan varieras på olika sätt inom patentkravens ram.

Claims (8)

1. Flerstegsejektor (1) för åstadkommande av vakuum i en industriell process, innefattande minst två ejektorenheter (2,3,4,30) anordnade axiellt på bestämda avstånd från varandra, varvid var och en av de minst två ejektorenheterna (2,3,4,30) innefattar minst två parallellt anordnade hålgenomföringar för tryckluft (13,17,32) innefattande inlopps- (14,18) och utloppsmunstycken (15,19) samt minst en hålgenomföring för vakuum (16, 20, 33), kännetecknad av att var och en av de minst två ej ektorenheterna (2,3,4,30) är utformade som en detalj tillverkad ur ett stycke och varvid var och en av de minst två ej ektorenheterna (2,3,4,30) är löstagbart anordnade via mellanliggande kopplings-bara hylsor.

2. Flerstegsejektor (1) enligt krav 1, varvid hålgenomföringen för vakuumflödet (33) är centralt anordnad i ejektorenheten (30) och där hålgenomföringarna för tryckluft (32) är jämt fördelade runt den centralt positionerade vakuumkanalen (33) .

3. Flerstegsejektor (1) enligt krav 1, varvid ejektorns (1) vakumflöde är reglerbart genom att avstånden mellan ejektorenheterna (2,3,4,30) är reglerbara.

4. Flerstegsejektor (1) enligt krav 1, varvid ejektorenheterna (2,3,4,30) är anordnade i ett cylinderformat ejektorhus (5).

5. Flerstegsejektor (1) enligt krav 4, varvid ejektorenheterna (2,3,4,30) är positionerbara i ejektorhuset (5), via längsgående spår (7) anordnade på ejektorenheternas (2,3,4,30) utsida och via korresponderande längsgående styrskenor (7) anordnade på ejektorhusets (5) insida.

6. Flerstegsejektor (1) enligt krav 4, varvid ejektorenheterna (2,3,4,30) är låsbara via, på ejektorhusets (5) insida, fjäderförspända styrklackar och via, på ejektorenheternas (2,3,4,30) utsida, korresponderade urtag.

7. Flerstegsejektor (1) enligt krav 1 eller 4, varvid den första ejektorheten (2) och den tredje ejektorenheten (4) innefattar en hylskoppling (21) för anslutning till inkommande respektive utgående tryckluftsanslutningar, varvid hylskopplingen (21) innefattar en yttre hylsa (22), i vilken en inre hylsa (23) är monterad, innefattande ett monteringssäte för möjlig montering av en backventil (24) och ett filter (25).

8. Flerstegsejektor (1) enligt krav 7, varvid hylskopplingen (21) innefattar tvärgående fjäderbelastade låspinnar (10) för låsning av hylskopplingen (21) till respektive ejektorenheter (2,4,30) .