DE3536714A1 - Zweistufige drehschieberpumpe mit einem drehaufbau innerhalb eines stationaeren aufbaues - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine zweistufige Drehschieberpumpe.
• Ubliche zweistufige Saugpumpen besitzen einen Rotor der ersten Stufe und einen Rotor der zweiten Stufe, deren Drehwellen jeweils in Reihe mittels einer Kupplung verbunden sind, und die über eine weitere Kupplung mit der Drehwelle eines Antriebsmotors verbunden sind. Diese Art von Pumpen baut jedoch sehr groß und erzeugt infolge von Lastveränderungen während des Anfangsbetriebes erhebliches Geräusch.
• Damit ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Pumpe zu schaffen, bei der sowohl Größe als auch Geräuschentwicklung verringert sind. Dieses Ziel wird durch einen Drehaufbau erreicht, der innerhalb eines stationären Aufbaues angeordnet ist.
• Die erfindungsgemäße Pumpe enthält einen Motor, einen stationären Aufbau mit stationären Außen- und Innenzylindern, und einen Drehaufbau, der innerhalb des stationären Aufbaues untergebracht ist und durch den Motor in Drehung versetzt wird. Der Drehaufbau besitzt sich drehende Außen- und Innenzylinder, die zueinander konzentrisch um ihren Drehmittelpunkt angeordnet sind, der von den Mittelachsen der stationären Außen- und Innenzylindern entfernt liegt, so daß dadurch äußere bzw. innere Kammern bestimmt werden. Jeder äußere bzw. innere Drehzylinder enthält mindestens einen Schieber, der gleitend mitdem zugeordneten stationären Zylinder in Berührung tritt. Es sind Mittel vorgesehen, um die Außen- und Innenkammern mit dem Außenraum und untereinander zu verbinden.
• Die Erfindung wird im einzelnen mit Bezug auf die Zeichnung nachfolgend näher erläutert; in dieser zeigt: Figur 1 eine Seitenschnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pumpe, Figur 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Figur 1, in Pfeilrichtung gesehen, und Figur 3 eine Darstellung von Einzelheiten der Antriebswelle der Pumpe aus Figur 1.
• In Figuren 1 und 2 ist eine Saugpumpe nach einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Saugpumpe enthält ein Gehäuse 10, das in einem Vorratsraum 11 Schmieröl (Hochvakuumöl) enthält und einen Deckel 12, der über Schrauben 13 an dem Gehäuse 10 befestigt ist. Innerhalb des Gehäuses befindet sich ein Pumpmechanismus 14 mit einer an einem stationären Außenzylinder 16 über Schrauben 17 befestigten Grundplatte 15. Der stationäre Außenzylinder 16 besitzt eine Deckplatte 18 mit einem zylindrischen Fortsatz 19, der dicht in eine Öffnung 20 der Deckplatte 12 eingepaßt und an dieser mit Schrauben 21 befestigt ist. Die Innenumfangswand des Außenzylinders 16 bestimmt eine Außen-Vakuumkammer 22 mit der Außenumfangswand eines drehbaren Außenzylinders 23, der eine Deckplatte 24 besitzt, die mit der Deckplatte 18 luftdicht in Berührung steht. Um Reibung zu vermindern, ist die Deckplatte 24 mit einer Ausnehmung 25 versehen. Ein drehbarer Innenzylinder 26 ist fest an der Deckplatte 24 des drehbaren Außenzylinders 23 durch Stifte 27 so befestigt, daß er sich mit diesem dreht. Die drehbaren Außen-und Innenzylinder können integral in Form eines einstückigen Drehaufbaues ausgebildet sein. Ein stationärer Innenzylinder 28 ist an der Grundplatte 15 durch Schrauben 29 befestigt und bestimmt eine Innen-Vakuumkammer 30 zwischen der Innenumfangswand des stationären Innenzylinders 28 und der Außenumfangswand des drehbaren Innenzylinders 26.
• Ein Elektromotor 40 ist mit seinem Flansch 41 durch Schrauben 42 an der Deckplatte 12 befestigt. Der Motor 40 besitzt eine Drehwelle 43, die in den Pumpmechanismus 14 hineinreicht. Wie in Figur 3 dargestellt, besitzt die Antriebswelle 43 des Motors 40 Abschnitte 43a, 43b, 43c und 43d mit unterschiedlichen Durchmessern. Der Abschnitt 43a mit dem größten Durchmesser sitzt in dem zylindrischen Fortsatz 19 und wird durch ein ringförmiges Dichtglied 44 umgeben. Der Abschnitt 43b der Welle 43 ist in einem oberen Hülsenlager 45 gelagert. Ein Keil 46 (Figur 2) ist fest in den Wellenabschnitt 43c so eingepaßt, daß er längs eines axial in der Innenwand des drehbaren Innenzylinders 46 ausgebildeten Schlitzes 26a gleiten kann. Die drehbaren Zylinder 23 und 26 sind so durch die Welle 43 zur Drehung angetrieben, sind jedoch in Axialrichtung nicht festgelegt, so daß das Gewicht der Zylinder nicht auf den Rotor des Motors 40 übertragen wird.
• Der unterste Abschnitt 43d der Welle 43 ist in einem unteren Hülsenlager 47 in der Grundplatte 15 gelagert.
• Die Antriebswelle 43 ist mit einem Öldurchlaß 48 versehen, der parallel zur Drehachse der Welle 43, jedoch ihr gegenüber versetzt von einem unteren Mündungsende bis zum Abschnitt 43b verläuft. Der Durchlaß 48 steht über einen unteren Horizontalkanal 49 mit einer kleinen Kammer 50 der Grundplatte 15 in Verbindung und endet mit einem oberen horizontalen Durchlaß 51, der zum Hülsenlager 45 reicht. Der Pumpenmechanismus 14 ist so weit in öl eingetaucht, daß ein wesentlicher Anteil des Axialdurchlasses 48 mit vom unteren Ende der Welle 43 her eindringendem öl gefüllt ist. Wenn sich die Welle 43 dreht, saugt die in den vertikalen und horizontalen öldurchlässen auftretende Zentrifugalkraft öl durch die untere Öffnung der Drehwelle 43 an. Die Kammer 50 wird mit durch den Durchlaß 49 austretendem öl überströmt, und so wird die Innenwand des unteren Lagers 47 und die Berührungsflächen zwischen der Grundplatte 15 und dem inneren Drehzylinder 26 geschmiert, und das öl dringt in die innere Vakuumkammer 30 ein. überschüssiges öl in der Kammer 50 wird durch einen Ablaß 52 zum Öl-Vorratsraum 11 zurückgeführt. Auch aus dem oberen horizontalen Durchlaß 51 fließt öl aus, das die Innenwand des oberen Hülsenlagers 45 schmiert und bis zur Innenseite des zylindrischen Fortsatzes 19 hochläuft, sowie nach unten in die Vertiefung 25 des äußeren Drehzylinders 23 einfließt. Ein vertikaler Durchlaß 53 läßt im Fortsatz 19 befindliches öl in die Vertiefung 25 nach unten abfließen. Uberschüssiges öl kann durch einen horizontalen Durchlaß 54 in den Vorratsraum 11 zurückfließen. Das Öl in der Vertiefung 25 wird durch die Zentrifugalkraft nach außen gedrückt und benetzt die Berührungsflächen zwischen den Deckplatten 18 und 24 des stationären Außenzylinders 16 bzw. des Dreh-Außenzylinders 23, und fließt dann durch den Zwischenraum zwischen den Platten 18 und 24 und weiter in die Außen-Vakuumkammer 22.
• Wie aus Figur 2 zu ersehen, ist der äußere Drehzylinder 23 mit zwei Drehschiebern 23a und 23b versehen, die in an diametral entgegengesetzt liegenden Stellen des Umfangs etwa in Tangentialrichtung zum Drehzylinder 23 bewegbar angebracht sind. Die Drehschieber 23a und 23b werden mittels Federn 23c bzw. 23d in Gleitberührung mit der Innenwand des stationären Außenzylinders 16 gedrückt. Auf ähnliche Weise ist der drehbare Innenzylinder 26 mit Drehschiebern 26a und 26b versehen, die durch Federn 26c bzw.
• 26d in Gleitkontakt mit der Innenwand des stationären Zylinders 28 gedrückt werden.
• Die Mittelpunkte der durch die Innenumfangslinien der stationären Außen- und Innenzylinder 16, 28 bestimmten Kreise sind entsprechend gegen den Drehmittelpunkt der Außen- und Innenzylinder so versetzt, daß die einzelnen Drehschieber der Drehzylinder aus- und einfahren, während sie längs der Innenwände der stationären Zylinder angedrückt gleiten.
• Die äußere Vakuumkammer 22 ist über ein Rohr 55 mit der Innen-Vakuumkammer 30 verbunden. Die Luft wird durch einen Einlaß 56 in die Außenkammer 22 angesaugt und mittels der Drehschieber 23a und 23b durch das Rohr 55 zur Innenkammer 30 gedrückt, von wo sie mittels der Drehschieber 26a und 26b durch einen Auslaß 57 abgeführt wird. Bevorzugterweise sind die Rohre 55 und 57 mit Ventilen 58 bzw. 59 versehen, die einen Stufen-Pumpbetrieb zulassen. Beispielsweise wird während einer Anfangsstufe das Ventil 58 geöffnet und das Ventil 59 geschlossen, so daß Luft aus der Außenkammer 22 direkt abgeführt wird. Sobald der Anfangszustand beendet ist, wird das Ventil 58 geschlossen und das Ventil 59 geöffnet, so daß die beiden Kammern 22 und 30 miteinander verbunden sind und in der Außenkammer 22 gesammelte Luft in der Innenkammer 30 weiter komprimiert und durch das Ventil 59 nach außen abgeführt wird.
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Claims (6)

1. Zweistufige Drehschieberpumpe mit einem Drehaufbau innerhalb eines stationären Aufbaues - Patentansprüche -1. Eine Pumpe mit einem Antriebsmotor, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß ein stationärer Aufbau mit einem stationären Außenzylinder (16) und einem stationären Innenzylinder (28) vorgesehen ist, daß ein Drehaufbau innerhalb des stationären Aufbaues liegt und durch den Antriebsmotor (40) in Drehung versetzbar ist, wobei der Drehaufbau einen Dreh-Außenzylinder (23) und einen Dreh-Innenzylinder (26) umfaßt, die konzentrisch um die Drehachse des Drehaufbaues angeordnet sind, welche von der Mittelachse der stationären Außen- und Innenzylinder (16, 28) versetzt ist, so daß damit jeweils eine Außenkammer (22) bzw. eine Innenkammer (30) bestimmt wird, und daß an den drehbaren Außen- bzw. Innenzylindern jeweils mindestens ein Drehschieber (23a, 23b; 26a, 26b) in Gleitberührung mit dem jeweils zugeordneten stationären Zylinder (16, 28) vorgesehen ist, und daß Mittel (55, 56, 57) zur Verbindung der Außen- und Innenkammern (22, 30) nach außen und zur Verbindung dieser Kammern miteinander vorgesehen sind.
2. 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Motor (40) eine mit dem Drehaufbau so verbundene Drehwelle (43) besitzt, daß die Drehbewegung der Welle (43) auf den Drehaufbau übertragen wird, und daß eine axiale Versetzung der Drehwelle nicht auf den Drehaufbau übertragen wird.
3. 3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß ein Cl-Vorratsraum (11) mit Hochvakuum-Schmieröl vorgesehen ist, wobei die Drehwelle (43) mit einem Durchlaß (48, 49, 51) versehen ist, um öl zu den Berührungsflächen zwischen den drehbaren und stationären Innenzylindern (26, 28) zu führen durch die durch Drehung des Drehaufbaues erzeugte Zentrifugalkraft.
4. 4. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der Durchlaß (48) sich durch die Welle (43) parallel zu ihrer Drehachse, ihr gegenüber versetzt, erstreckt und daß Querdurchlässe an oberen und unteren Stellen zu den oberen bzw.

   unteren Abschnitten des Dreh- und des stationären Aufbaues vorgesehen sind.
5. 5. Pumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der stationäre Aufbau zumindestens teilweise in den Öl-Vorratsraum (11) eingetaucht ist.
6. 6. Pumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e -k e n n z e i c h ne t , daß bei dem die beiden Kammern (22, 30) verbindendem Mittel (55) ein Ventil mit Anschluß (58) vorgesehen ist, um Luft aus der Außenkammer (22) nach außen abzulassen.