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Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrere Sektionen
aufweisende Vakuumpumpe mit einer Antriebswelle, die mit
einer sich auf der Antriebswelle befindenden
Wellendichtungseinheit versehen ist. Die erfindungsgemäß ausgebildete
mehrere Sektionen aufweisende Vakuumpumpe kann bei einer
derartigen Pumpe vom Trockentyp Verwendung finden, die unter
einem hohen Kompressionsverhältnis in einein Bereich eines
Ansaugdruckes von 10&supmin;³ Torr bei einer relativ hohen
Temperatur betrieben wird.
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Es ist eine Vielzahl von verschiedenen Typen von mehrere
Sektionen aufweisenden Vakuumpumpen bekannt. Aus der EP-A-0
290 662 geht eine mehrere Sektionen aufweisende Vakuumpumpe
hervor, die im wesentlichen einen Pumpenabschnitt, einen
Zwischenwellenabschnitt, einen Antriebswellenabschnitt und
ein Getriebegehäuse, das ein Getriebesystem zur Übertragung
der Drehbewegung der Antriebswelle auf ein Zahnrad der
Rotorlagerwellen aufnimmt, umfaßt. Uin eine Vakuumpumpe mit
einer hohen Kompaktheit zu schaffen, besitzt diese Pumpe zwei
vertikale Rotorlagerwellen, die einer Vielzahl von
Pumpensektionen gemeinsam sind, um die Pumpenrotoren zu lagern,
und das Getriebesystem ist an den unteren Enden der Rotorla
gerwellen angeordnet. Die vorstehend erwähnte Vakuumpumpe
befaßt sich nicht mit Leckageproblemen, um das Eindringen
von Luft von außen in die Pumpe zu verhindern.
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Allgemein gesagt muß bei einer Vakuumpumpe vom Trockentyp
das Eindringen von Luft von außen in die Pumpe so gering wie
möglich gehalten werden, um eine Pumpe mit einem hohen
Wirkungsgrad zu realisieren. Wenn ein brennbares oder
korrosives Gas gepumpt wird, ist es vom Sicherheits- und
Korrosionsfestigkeitsstandpunkt her besonders wichtig, das
Eindringen von Sauerstoff und Feuchtigkeit, die in der Atmosphäre
enthalten sind, in die Pumpe zu minimieren. Da bei einer
mehrere Sektionen aufweisenden trocken abgedichteten
Vakuumpumpe des Standes der Technik, die insbesondere unter einem
hohen Kompressionsverhältnis und mit einer relativ hohen
Betriebstemperatur infolge der Kompressionswärme betrieben
wird, die Pumpe von einem Motor o. a. angetrieben wird, der
außerhalb der Pumpe installiert ist, muß sich eine
Antriebswelle durch das Gehäuse der Pumpe zur Außenseite
derselben erstrecken, so daß daher eine Wellendichtungseinheit
an einem vorstehenden Abschnitt der Antriebswelle montiert
werden muß, um diese abzudichten.
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Bei einer drei Sektionen aufweisenden Vakuumpumpe, wie sie
in den Figuren 8 und 9 gezeigt ist, ist ein Abschnitt, an
dem sich eine Antriebswelle 101 nach außen durch das Gehäuse
der Pumpe erstreckt, mit einem Schmierölspeicher 106
versehen, der eine Kombination aus einem festen Ring 103 und
einem drehbaren Ring 104 beherbergt, wobei der feste Ring
103 innerhalb des Schmierölspeichers 106 befestigt ist, der
drehbare Ring 104 sich zusammen mit der Antriebswelle auf
einer Innenfläche des festen Ringes 103 gleitend dreht und
die Axialdruckfläche zwischen dem festen Ring 103 und dem
drehbaren Ring 104 mit Schmieröl versorgt wird, das im
Schmierölspeicher 106 gespeichert und von diesem über einen
Spritzer 105 abgespritzt wird, der an einer angetriebenen
Welle 102 befestigt ist, die sich in umgekehrter Richtung
wie die Antriebswelle 101 dreht und von dieser über ein
Steuergetriebe 109 angetrieben wird. Des weiteren wird das
im Speicher 106 befindliche Schmieröl durch Kühlwasser
gekühlt, das in einer Kühlwasserbahn 107 strömt, die unter dem
Speicher 106 vorgesehen ist.
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Die Schmierung der Axialdruckfläche zwischen dem festen Ring
103 und dem drehbaren Ring 104 des Lagers wird über einen
Spritzer 105 durchgeführt, der an der angetriebenen Welle
102 befestigt ist und von dieser angetrieben wird. Er
bespritzt den Umfang der Axialdruckfläche mit Schmieröl.
Trotzdem ist es schwierig, durch den Betrieb eines solchen
Spritzers einen erforderlichen und ausreichenden Grad an
Schmierung zu erreichen, so daß eine unvollständige
Schmierung an der Axialdruckebene einer mechanischen Dichtung
auftritt und auf diese Weise die Atmosphäre in die Pumpe lecken
kann.
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Da die Antriebswelle 101 direkt mit den Rotoren 108 der
Pumpe verbunden ist, deren Temperatur durch die
Kompressionswärme während des Betriebes erhöht wird, wird auch die
Temperatur der Antriebswelle 101 aufgrund der Wärme1eitung
erhöht, und des weiteren wird die Temperatur des drehbaren
Ringes 104 des an der Antriebswelle 101 installierten Lagers
relativ hoch. Aufgrund der Kompressionswärme entsteht somit
eine Verformung der Axialdruckfläche zwischen dem drehbaren
Ring 104 und dem festen Ring 103, die zu einem Eindringen
der Atmosphäre in die Pumpe führen kann.
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Die direkt mit den Rotoren 108 der Pumpe verbundene
Antriebswelle 101 ist Vibrationen ausgesetzt, die erzeugt
werden,
wenn die Rotoren ein Gas fördern und komprimieren.
Solche Vibrationen führen zu einer nachteiligen
Beeinflussung der Ausbildung eines Ölfilmes auf der Axialdruckfläche
zwischen dem drehbaren Ring 104 und dem festen Ring 103 und
erzeugen somit Probleme in bezug auf das Eindringen der
Atmosphäre in die Pumpe.
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Da die Antriebswelle 101 direkt mit den Rotoren 108
verbunden ist, wird die Drehzahl der Antriebswelle 101 auf der
Basis der Drehzahl der Rotoren, die zum Aufrechterhalten des
Betriebes der Pumpe erforderlich ist, ausgewählt. Daher
entsteht der Nachteil, daß die Umfangsgeschwindigkeit der
Axialdruckfläche zwischen dem festen Ring 103 des Lagers und
dem drehbaren Ring 104 desselben, der zusammen mit der
Antriebswelle 101 rotiert, nicht optimiert werden kann.
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Um die vorstehend genannten Probleme zu beseitigen, besteht
ein starker Wunsch nach einer Pumpe mit einem hohen
Wirkungsgrad, bei der die Atmosphäre nicht in die Pumpe
eindringt, und mit Verbesserungen in bezug auf die Sicherheit
und die Korrosionsfestigkeit der Pumpe, insbesondere beim
Pumpen eines brennbaren oder korrosiven Gases.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, bei
der Kompressionswärme und Vibrationen, die während des
Betriebes von Rotorpaaren, die jeweils eine Pumpensektion
bilden, und während der Förderung und Kompression eines Gases
durch die Rotoren erzeugt werden, nicht auf eine
Wellendichtungseinheit übertragen werden, eine angemessene Menge
an Schmieröl der Wellendichtungseinheit zugeführt wird, um
eine gute Schmierung einer Axialdruckebene der
Wellendichtungseinheit aufrechtzuerhalten, eine geeignete
Wellendichtungseinheit ausgebildet ist und die
Wellendichtungseinheit gut gekühlt wird.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der
Schaffung einer Vorrichtung, bei der die
Umfangsgeschwindigkeit einer Axialdruckebene der Wellendichtungseinheit
optimiert wird, indem eine optimale Beziehung zwischen der
Drehzahl der Antriebswelle, die mit der Wellendichtungseinheit
versehen ist, und der Drehzahl der Rotorlagerwelle über
einen Antriebsgetriebemechanismus ausgewählt und ein
Eindringen der Atmosphäre durch die Wellendichtungseinheit in
die Pumpe verhindert wird.
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Erfindungsgemäß wird eine mehrere Sektionen aufweisende
Vakuumpumpe vorgesehen, die einen Pumpenabschnitt mit einer
Vielzahl von Pumpensektionen, die jeweils Pumpenrotoren zum
Fördern und Komprimieren eines Gases besitzen, zwei
vertikale Rotorlagerwellen, die der Vielzahl der Pumpensektionen
zum Lagern der Pumpenrotoren gemeinsam sind, und ein
Steuergetriebe an den unteren Enden der Rotorlagerwellen aufweist.
Ein zwischen dem Pumpenabschnitt und einer äußeren
Antriebswelle vorgesehener Zwischenwellenabschnitt besitzt ein
Zwischenzahnrad zur Übertragung der Drehbewegung der
Antriebswelle auf ein Zahnrad des Steuergetriebes. Ein
Antriebswellenabschnitt umfaßt eine Antriebswelle mit einem
Antriebszahnrad zum Antreiben des Zwischenwellenabschnittes
und eine Wellendichtungseinheit an der Antriebswelle. Ein
Getriebegehäuse nimmt das Steuergetriebe, das
Zwischenzahnrad und das Antriebszahnrad auf und ermöglicht, daß das
Schmieröl am Boden desselben gespeichert werden kann. Der
Antriebswellenabschnitt besitzt am Boden der Antriebswelle
in der Wellendichtungseinheit eine Ölzuführeinrichtung zum
Zuführen von Schmieröl zu einem Ölspeicher, welcher eine
Ölüberlauföffnung aufweist, die mit dem Getriebegehäuse in
Verbindung steht. Eine Schmierölbahn zum Einführen von Öl in
den Ölspeicher ist innerhalb der Antriebswelle vorgesehen.
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Daher werden die Kompressionswärme und Vibrationen des
Pumpenabschnittes nicht auf einen festen Ring der
Wellendichtungseinheit im Antriebswellenabschnitt übertragen, und
die Beziehung zwischen der Drehzahl der Antriebswelle und
der Drehzahl der Rotorlagerwellen wird durch einen
Antriebsgetriebemechanismus ausgewählt. Des weiteren ist die
Umfangsgeschwindigkeit einer Axialdruckebene der
Wellendichtungseinheit im Antriebswellenabschnitt so ausgewählt,
daß sie einer vorgegebenen Geschwindigkeit entspricht.
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Nachfolgend wird die Betriebsweise eines Antriebssystems und
einer Wellendichtungseinheit einer erfindungsgemäß
ausgebildeten Vorrichtung erläutert.
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Zusätzlich zu den beiden Rotorlagerwellen zum Lagern der
Rotoren, deren Temperatur während des Betriebes ansteigt, wenn
ein Gas durch Drehung der Rotoren gefördert und komprimiert
wird, was mit Vibrationen verbunden ist, ist getrennt davon
eine Antriebswelle vorgesehen, die von einem Motor o.ä.
angetrieben wird, der außerhalb der Pumpe installiert ist.
Diese zusätzliche Antriebswelle treibt ein Zahnrad des an
den unteren Enden der beiden Rotorlagerwellen angeordneten
Steuergetriebes durch einen Antriebsgetriebemechanismus an,
so daß die Kompressionswärme und Vibrationen des
Pumpenabschnittes nicht direkt auf die an der Antriebswelle
angeordnete Wellendichtungseinheit übertragen werden, die optimale
Umfangsgeschwindigkeit einer Axialdruckebene der an der
Antriebswelle angeordneten Wellendichtungseinheit durch
Auswahl eines geeigneten Verhältnisses zwischen der Drehzahl
der Antriebswelle und der Drehzahl der Rotorlagerwellen
bestimmt wird und die Drehzahl der Antriebswelle geändert
wird, um eine Drehzahl der Rotoren vorzusehen, die zur
Aufrechterhaltung des Betriebes der Pumpe erforderlich ist. Des
weiteren wird das am Boden eines Getriebegehäuses
gespeicherte Schmieröl durch eine Kühlvorrichtung im
Getriebegehäuse gekühlt, und eine ausreichende Menge an Schmieröl
wird einem Ölspeicher zugeführt, der um die
Wellendichtungseinheit herum angeordnet ist, und zwar über einen
Pumpenabschnitt, der am Boden der vertikalen Antriebswelle
angeordnet ist, über eine in der Antriebswelle vorgesehene
Schmierölbahn. Das Schmieröl schmiert und kühlt die
Axialdruckebene der Wellendichtungseinheit und wird dann über
eine Ölüberlauföffnung, die im oberen Abschnitt des
Schmierölspeichers vorgesehen ist, zum Getriebegehäuse
zurückgeführt.
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Von den Zeichnungen zeigen:
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Figur 1 eine schematische Darstellung einer drei
Sektionen aufweisenden Vakuumpumpe mit
Trockendichtung gemäß einer
Ausführungsforrn der vorliegenden Erfindung;
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Figur 2 eine vergrößerte Ansicht des in Figur 1
dargestellten Pumpenabschnittes;
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Figur 3 einen Schnitt durch den Pumpenabschnitt
entlang Linie III-III in Figur 2;
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Figur 4 einen Schnitt durch den Pumpenabschnitt
entlang Linie IV-IV in Figur 2;
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Figur 5 eine Anordnung der Zahnräder in einem
Schnitt der Pumpe gemäß Figur 1;
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die Figuren
6 und 7 teilweise vergrößerte Ansichten eines
Antriebswellenabschnittes und eines
Zwischenwellenabschnittes der Pumpe der
Figur 1;
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Figur 8 ein Ausführungsbeispiel einer drei
Sektionen aufweisenden Vakuumpumpe mit
Trockendichtung des Standes der Technik;
und
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Figur 9 einen Schnitt durch die Vorrichtung der
Figur 8 entlang Linie IX-IX.
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Figur 1 zeigt die Konstruktion einer drei Sektionen
aufweisenden Vakuumpumpe vom Rootstyp, die als mehrere Sektionen
aufweisende Vakuumpumpe mit Trockendichtung gemäß einer
Ausführungsforin der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
Figur 2 ist eine vergrößerte Ansicht der Pumpe gemäß Figur 1,
während Figur 3 eine Schnittansicht durch den Hauptkörper
der Pumpe entlang Linie III-III in Figur 2 ist. Figur 4
zeigt eine Schnittansicht der Pumpe entlang Linie IV-IV in
Figur 2, und Figur 5 zeigt die Anordnung der Zahnräder in
einer Schnittansicht der Pumpe entlang Linie V-V in Figur 1.
Schließlich zeigen die Figuren 6 und 7 teilweise vergrößerte
Ansichten des Antriebswellenabschnittes und des
Zwischenwellenabschnittes gemäß Figur 1.
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Die Konstruktion des Pumpenabschnittes wird nachfolgend
beschrieben. Wie die Figuren 2 und 3 zeigen, sind die erste
Pumpensektion 1 und die zweite Pumpensektion 2 durch eine
Trennwand 4 voneinander getrennt, während die zweite
Pumpensektion 2 und die dritte Pumpensektion 3 durch eine
Trennwand 5 voneinander getrennt sind. Wie in Figur 3 gezeigt,
erstrecken sich vertikal angeordnete Rotorlagerwellen 10A
und 10B, die zwischen oberen Lagern 13A, 13B und unteren
Lagern 12A, 12B gelagert sind, durch einen spezifischen
Pumpenabschnitt
und drehen sich durch ein Steuergetriebe 11A,
11B in entgegengesetzte Richtungen. Die Konstruktion einer
jeden Pumpensektion wird nachfolgend erläutert. Wie in den
Figuren 2 und 4 gezeigt, besitzt jede Pumpensektion ein
Gehäuse 7 mit einem Einlaß 8 und einem Auslaß 9 und ein Paar
von Rotoren 6A und 6B, die durch ein Paar von Wellen 10A und
10B gelagert sind. Ein Umfangskanal 16 ist um das Gehäuse
7 herum angeordnet und erstreckt sich durch den Auslaß 9 bis
zur nächsten Pumpensektion.
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Die Kontruktionen des Antriebswellenabschnittes und der
Wellendichtungseinheit werden nachfolgend erläutert. Wie in
Figur 1 gezeigt, wird eine vertikal angeordnete
Antriebswelle 20 durch einen außerhalb der Pumpe installierten Motor
über eine Kupplung 61 angetrieben. Eine Zwischenwelle 30 ist
in Vertikallage zwischen der Antriebswelle 20 und der
Rotorlagerwelle 10A angeordnet. Die Antriebswelle 20 ist mit
einem Antriebszahnrad 21 versehen. Die Zwischenwelle 30 weist
ein Zwischenzahnrad 31 auf, und zwei Rotorlagerwellen 10A
und 10B sind an ihren unteren Enden mit Steuerzahnrädern 11A
und 11B ausgestattet. Gemäß Figur 5 ist ein Zahnrad 11A des
Steuergetriebes 11A und 11B so angeordnet, daß es durch das
Antriebszahnrad 21 über das Zwischenzahnrad 31 angetrieben
wird.
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Gemäß Figur 1 umfaßt ein umschlossenes Getriebegehäuse 40
das Antriebszahnrad 21, das Zwischenzahnrad 31 und das
Steuergetriebe 11A, 11B sowie Lager 22A, 22B zum Lagern der
Antriebswelle 20, Lager 32A, 32B zum Lagern der Zwischenwelle
30 und Lager 12A, 12B zum Lagern der Rotorlagerwellen an
ihren unteren Enden. Das Getriebegehäuse speichert das
Schmieröl 42 an seinem Boden und besitzt eine
Kühlvorrichtung zum Kühlen des gespeicherten Schmieröles. Gemäß den
Figuren 1 und 6 ist ein drehbarer Ring 52 der
Wellendichtungtseingheit,
die das Eindringen der Atmosphäre in die
Pumpe verhindert, an der Antriebswelle 20 montiert. Eine
Ölüberlauföffnung 54 mit einem mit dem Getriebegehäuse in
Verbindung stehenden oberen Abschnitt ist um den drehbaren Ring
52 herum angeordnet, und ein fester Ring 51 der
Wellendichtungseinheit ist am Deckel des Schmierölspeichers 53
befestigt. Des weiteren ist ein Ölversorgungssystem 23 zur
Zuführung von Schmieröl 42 zum Ölspeicher 53 am unteren Ende
der Antriebswelle 20 installiert, und eine Schmierölbahn 24
ist innerhalb der Antriebswelle 20 vorgesehen, um Schmieröl
vom Ölversorgungssystem 23 zum Schmierölspeicher 53 zu
führen. Gemäß den Figuren 1 und 7 ist ein Ölversorgungssystem
33 zum Zuführen von Schmieröl am unteren Ende der
Zwischenwelle 30 installiert, und eine Schmierölbahn 34 ist
in der Zwischenwelle 30 bis zu einer Freigabeöffnung 35
vorgesehen, die sich in Zentrifugalrichtung an der
Zwischenwelle 30 öffnet, um Schmieröl 42 zur Stelle der Öffnung 35
der Zwischenwelle 30 zu führen.
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Die Betriebsweise des Antriebssystems der Pumpe und der
Wellendichtungseinheit der Antriebswelle wird nachfolgend
erläutert. Wie die Figuren 1 bis 3 zeigen, wird während des
Betriebes ein Gas durch einen Einlaß 14 in die Pumpe
angesaugt, danach in der ersten Pumpensektion 1, der zweiten
Pumpensektion 2 und der dritten Pumpensektion 3 über zwei
Rotoren 6A und 6B, die im Gehäuse 78 angeordnet sind,
gefördert und komprimiert und über den Auslaß 15 von der Pumpe
abgegeben. In diesem Fall komprimieren die Rotoren 6A und 6B
das Gas mit einem hohen Kompressionsverhältnis, so daß daher
die Temperatur der Rotoren ansteigt. Des weiteren wird der
Förder- und Kompressionsvorgang des Gases von einer
pulsierenden Bewegung des Gasdrucks begleitet, und es treten
Vibrationen der Rotoren auf.
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Bei der Vorrichtung der Figur 1 ist zusätzlich zu den beiden
Rotorlagerwellen 10A und 10B zum Lagern der Rotoren eine
Antriebswelle 20 separat vorgesehen, die von einem außerhalb
der Pumpe installierten Motor 60 über eine Kupplung 61
angetrieben wird. Diese zusätzliche Antriebswelle treibt ein
Zahnrad 11A des Steuergetriebes 11A, 11B an, das am unteren
Ende der beiden Rotorlagerwellen 10A und 10B vorgesehen ist,
und zwar durch das Antriebszahnrad 21, das an der
Antriebswelle 20 vorgesehen ist, über das an der Zwischenwelle 31
installierte Zwischenzahnrad 31, so daß die
Kompressionswärme und die Vibrationen der Pumpe nicht auf den festen
Ring 52 der an der Antriebswelle 20 angeordneten
Wellendichtungseinheit übertragen werden, die optimale
Umfangsgeschwindigkeit einer Axialdruckebene der an der Antriebswelle
angeordneten Wellendichtungseinheit durch Auswahl eines
geeigneten Verhältnisses zwischen der Zähnezahl des
Antriebszahnrades und der Zähnezahl des Steuerzahnrades
bestimmt wird und die Drehzahl der Antriebswelle auf die
Drehzahl der Rotoren, die zur Aufrechterhaltung des Betriebes
der Pumpe erforderlich ist, verändert wird.
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Gemäß den Figuren 1 und 6 wird das am Boden des
Getriebegehäuses 40 gespeicherte Schmieröl 42 durch Kühlwasser W1
gekühlt, das in einer Kühlvorrichtung 41 strömt. Eine
ausreichende Menge an Schmieröl wird einem Ölspeicher 53
zugeführt, der um den drehbaren Ring 52 der
Wellendichtungseinheit herum angeordnet ist, und zwar über eine Schmierölbahn
24, die in der Antriebswelle 20 vorgesehen ist. Dann
schmiert das Schmieröl die Axialdruckebene zwischen dem
festen Ring 51 und dem drehbaren Ring 52 der
Wellendichtungseinheit auf gute Art und Weise, kühlt die Wellen
dichtungseinheit 51, 52 und wird über die Ölüberlauföffnung
54, die im oberen Abschnitt des Schmierölspeichers 53
vorgesehen ist, zum Getriebegehäuse 40 zurückgeführt.
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Wie die Figuren 1 bis 7 des weiteren zeigen, wird das am
Boden des Getriebegehäuses 40 gespeicherte Schmieröl 42 durch
Kühlwasser W1 gekühlt, das in der Kühlvorrichtung 41 strömt,
wird von einer Ölzuführeinheit 33, die am unteren Ende der
vertikal angeordneten Zwischenwelle 30 vorgesehen ist, durch
die innerhalb der Zwischenwelle 30 angeordnete Schmierölbahn
34 zu einer Freigabeöffnung 35 geführt, die radial im oberen
Abschnitt der Zwischenwelle 30 angeordnet ist, und wird dann
über eine Zentrifugalkraft, die durch Drehung der
Zwischenwelle 30 erzeugt wird, atomisiert und in das Getriebegehäuse
40 abgegeben. Es schmiert und kühlt dort auf wirksame Weise
sämtliche Zahnräder und Lager im Getriebegehäuse 40 durch
die Erzeugung eines Schmiermittelnebels.
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Wie vorstehend beschrieben, schmiert in einer Vakuumpumpe
vom Rootstyp mit drei Sektionen, bei der es sich um einen
Typ der mehrere Sektionen aufweisenden Vakuumpumpe mit
Trockendichtung gemäß der vorliegenden Erfindung handelt,
eine Pumpeneinheit zum Zuführen einer ausreichenden Menge an
gekühltem Schmieröl 42 von einem Schmierölspeicher zur
Innenseite und in die Nähe der Wellendichtungseinheit, die am
unteren Ende der Antriebswelle angeordnet ist, eine
Axialdruckebene der Wellendichtungseinheit und kühlt diese
Wellendichtungseinheit. Des weiteren ist zusätzlich zu zwei
Rotorlagenwellen zum Lagern der Rotoren, deren Temperatur
während des Betriebes ansteigt, wenn ein Gas durch Drehung
der Rotoren gefördert und komprimiert wird, was von
Vibrationen begleitet wird, eine Antriebswelle in separater Weise
vorgesehen, die von einem außerhalb der Pumpe installierten
Motor angetrieben wird. Diese zusätzliche Antriebswelle
treibt ein Zahnrad des am unteren Ende der beiden
Rotorlagerwellen angeordneten Steuergetriebes über ein
Antriebszahnrad, das an der Antriebswelle angeordnet ist, und
ein an der Zwischenwelle befestigtes Zwischenzahnrad an, so
daß die Kompressionswärme und Vibrationen der Pumpe nicht
direkt auf die an der Antriebswelle angeordnete
Wellendichtungseinheit übertragen werden. Die optimale
Umfangsgeschwindigkeit an einer Axialdruckebene der an der
Antriebswelle angeordneten Wellendichtungseinheit 51, 52 wird durch
Auswahl eines geeigneten Verhältnisses zwischen der
Zähnezahl des Antriebszahnrades 21 und der Zähnezahl des
Steuerzahnrades 11A festgelegt, und die Drehzahl der Antriebswelle
20 wird auf die Drehzahl der Rotoren 6A und 6B, die zur
Aufrechterhaltung des Betriebes der Pumpe erforderlich ist,
geändert.
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Gekühltes Schmieröl wird einer radial im oberen Abschnitt
der Zwischenwelle angeordneten Freigabeöffnung von einer am
unteren Ende der Zwischenwelle installierten Ölzuführeinheit
zugeführt. Das Schmieröl wird über eine Zentrifugalkraft,
die durch Drehung der Zwischenwelle erzeugt wird, atomisiert
und in das Getriebegehäuse abgegeben. Auf diese Weise wird
eine wirksame Schmierung durch einen Schmiermittelnebel und
Kühlung sämtlicher Zahnräder im Getriebegehäuse sowie der
Wellendichtungseinheit erreicht.
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In der vorstehenden detaillierten Beschreibung wurde von
einer Pumpe mit drei Pumpensektionen ausgegangen. Die
erfindungsgemäß ausgebildete Vakuumpumpe mit mehreren Sektionen
und Trockendichtung ist jedoch nicht auf drei Sektionen
beschränkt, sondern kann auch vier oder mehr Sektionen
aufweisen.
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Des weiteren kann die mehrere Sektionen aufweisende
Vakuumpumpe vom Rootstyp der Figur 1 eine Kühleinrichtung mit
rückwärts gerichteter Strömung aufweisen. Diesbezüglich kann
beispielsweise auf die Veröffentlichung der ungeprüften
japanischen Patentanmeldung (Kokai) Nr. 59-115489 und die
Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung
(Kokai) Nr. 63-154884 verwiesen werden.
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Bei der mehrere Sektionen aufweisenden Vakuumpumpe der Figur
1 ist eine Antriebswelle getrennt von zwei Rotorlagerwellen
zum Lagern der Rotoren, deren Temperatur während des
Betriebes ansteigt, wenn ein Gas durch die Drehung der Rotoren
gefördert und komprimiert wird, wobei dieser Vorgang durch
Vibrationen begleitet wird, vorgesehen. Die Antriebswelle
wird von einem außerhalb der Pumpe installierten Motor
angetrieben, und ein Zahnrad des am unteren Ende der beiden
Rotorlagerwellen angeordneten Steuergetriebes wird von einem
Antriebszahnrad, das an der zusätzlichen Antriebswelle
befestigt ist, über ein an der Zwischenwelle fixiertes
Zwischenzahnrad angetrieben, so daß die Kompressionswärme
und Vibrationen der Pumpe nicht unmittelbar auf die an der
Antriebswelle angeordnete Wellendichtungseinheit übertragen
werden. Das am Boden des Getriebegehäuses gespeicherte
Schmleröl wird über eine Kühlvorrichtung im Getriebegehäuse
gekühlt, und eine ausreichende Menge des Schmieröles wird
von einer am unteren Ende der vertikal angeordneten
Antriebswelle vorgesehene Ölzuführeinheit durch eine in der
Antriebswelle angeordnete Schmlerölbahn einem um die
Wellendichtungseinheit herum angeordneten Ölspeicher zugeführt.
Das Schmieröl schmiert die Axialdruckebene der
Wellendichtungseinheit und kühlt die Wellendichtungseinheit, so
daß auf diese Weise die Wellendichtungseinheit geeignet
gemacht wird. Des weiteren kann die optimale
Umfangsgeschwindigkeit der Axialdruckebene der an der Antriebswelle
angeordneten
Wellendichtungseinheit bestimmt werden, indem das
Verhältnis zwischen der Zähnezahl des Antriebszahnrades und
der Zähnezahl des Steuerzahnrades ausgewählt wird und indem
die Beziehung zwischen der Drehzahl der Antriebswelle und
der Drehzahl der Rotorlagerwellen über einen geeigneten
Getriebemechanismus, der ein Zwischenzahnrad aufweist,
optimiert wird, ohne die Drehzahl der Rotoren zur
Aufrechterhaltung des Betriebes der Pumpe zu verändern, so daß eine
unvollständige Schmierung der Axialdruckebene und das
Eindringen der Luft der Atmosphäre in die Pumpe über die
Wellendichtungseinheit verhindert wird und somit ein hoher
Wirkungsgrad der Pumpe ohne Eindringen der Atmosphäre
realisiert werden kann.
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Des weiteren kann anstelle einer Zahnradgetriebeeinheit eine
Riemengetriebeeinheit als Einrichtung zur Übertragung der
Antriebskraft von der Antriebswelle auf die Rotorlagerwellen
vorgesehen sein.