DE9014888U1

DE9014888U1 - Schalldämpfer

Info

Publication number: DE9014888U1
Application number: DE9014888U
Authority: DE
Original assignee: Leybold AG
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1990-10-27
Filing date: 1990-10-27
Publication date: 1991-01-24
Anticipated expiration: 2000-10-28

Description

90.023 GM

SCHALLDÄMPFER

Schalldämpfer befinden sich in der Regel im Endbereich von Abgasleitungen, die die den Auslaß einer faschine (Motor, Pumpe oder dergleichen) verlassenden Gase ins Freie abführen.

Bei Rotations-Vakuumpumpen besteht das folgende Problem:

Zu den Rotations-Vakuumpumpen gehören Einwellen- (Drehschieberpumpen, Sperrschieberpumpen oder dergleichen) und Zweiwellen-(Pumpen mit Rotorpaaren vom Schrauben-, Roots-, Klauen-Typ oder dergleichen) Pumpen, die darüberhinaus noch ein- oder mehrstufig ausgebildet sein können. Um das Saugvermögen derartiger Pumpen zu verbessern, besteht die Möglichkeit einer Drehzahlerhöhung. Damit steigt jedoch die Geräuschentwicklung stark an. Insbesondere erzeugen trocken (ölfreier Schöpfraum) laufende Zweiwellenvakuumpumpen sehr hohe Schalldruckpegel im Auspuffbereich.

Vakuumpumpen der eingangs erwähnten Art werden häufig bei chemischen oder anderen Prozessen (Ätz-, Bedampfungsverfahren oder dergleichen) eingesetzt. Die in diesen Fällen von der Vakuumpumpe angesaugten Gase sind in der Regel umweltschädlich. An den Auslaß der Vakuumpumpe schließt sich deshalb eine fest installierte Abgasleitung an, die die geförderten Gase über Gaswäscher oder andere Reinigungsanlagen ins Freie abführt. Die insbesondere bei Ätz- und Bedampfungsverfahren abgesaugten Gase sind darüber hinaus häufig staubbeladen. Da bei derartigen Prozessen üblicherweise trockenlaufende Vakuumpumpen eingesetzt werden, besteht das Problem der Staubablagerungen insbesondere im Austrittsbereich der Pumpe und in den sich anschließenden Abgasleitungen.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Schalldämpfer so zu gestalten, daß er auch beim Vorhandensein fest installierter Abgasleitungen in der Nähe der Maschine untergebracht werden kann, deren Geräusche reduziert werden sollen, und daß er ohne aufwendige, .Montagearbeiten an den Abgasleitungen auswechselbar ist, damit es beispielsweise bei Staubbelastungen ohne wesentliche Betriebsunterbrechungen ausgetauscht werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schalldämpfer als Patronen-Bauteil ausgebildet ist. Die Patronen-Bauweise ist bei Ölfiltern bekannt. Das Gehäuse der Patrone ist im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und weist eine geschlossene Stirnseite aus. Die Zu- und Abströmung befinden sich in der zweiten Stirnseite. In der Regel sind der Öleintritt zentral und der ölaustritt dezentral angeordnet. Die zentrale öleintrittsöffnung wird von einem Rohrstutzen gebildet, der ein Gewinde trägt. Mit diesem Gewinde ist die Ölfilter-Patrone an das Aggregat anschraubbar, in dem sich das zu filternde öl befindet.

Die Ausbildung des Schalldämpfers als Patronen-Bauteil hat den Vorteil, daß dieses Bauteil ohne aufwendige Montagearbeiten an den Abgasleitungen schnell ausgewechselt werden kann. Darüber hinaus ergibt sich eine kompakte Bauweise, so daß der Schalldämpfer in der Regel noch innerhalb der äußeren Maschinenverkleidung untergebracht werden kann.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen

Figur 1 eine schematische Skizze, die eine Vakuumpumpe mit Schalldämpfer darstellt,

Figur 2 eine Vakuumpumpe mit Rotorpaaren vom Klauentyp, bei der der Einsatz des erfindungsgemäßen Schalldämpfers besondere Vorteile hat, und

Figur 3 einen Teilschnitt durch einen Schalldämpfer der hier betroffenen Art.

Die in Figur 1 schematisch dargestellte Vakuumpumpe 1 weist den Rotor 4 auf, der sich im vom Gehäuse 10 gebildeten Schöpfraum 11 befindet. Einlaß und Auslaß der Vakuumpumpe sind mit 29 bzw. 36 bezeichnet. An den Auslaß 36 schließt sich eine Abgasleitung 51 an, die in ein Flanschbauteil 52 mündet. Auch die weiterführende Abgasleitung 53 ist an das Flanschbauteil 52 angeschlossen. Am Flanschbauteil 52 ist ein nach Art einer Patrone ausgebildeter Schalldämpfer 54, wie er beispielsweise in Figur 3 dargestellt ist, lösbar befestigt. Diese Anordnung ermöglicht einen leichten und schnellen Wechsel des Schalldämpfers, ohne daß aufwendige Demontage- und Montagearbeiten an den Abgasleitungen 51, 53 selbst erforderlich sind.

Bei der in Figur 2 dargestellten Pumpe handelt es sich um eine dreistufige Vakuumpumpe 1 mit zwei Wellen 2 und 3 sowie drei Rotorpaaren 4, 5 bzw. 6 7 bzw. 8, 9. Die axiale Länge der Rotoren nimmt von der Saugseite zur Druckseite ab. Die Drehkolben sind vom Klauentyp (Northey, vgl. beispielsweise die EU-A-290 662) und rotieren in den Schöpfräumen 11, 12, 13, welche von den Schilden 14 bis 17 und den Gehäuseringen 18 bis 20 gebildet werden.

Die Wellen 2, 3 sind vertikal angeordnet. Dieses gilt ebenfalls für den neben dem Pumpengehäuse angeordneten Antriebsmotor 22. Unterhalb des unteren Lagerschildes 17 sind die Wellen 2, 3 mit Zahnrädern 23, 24 gleichen Durchmessers ausgerüstet, welche der Synchronisation der Bewegung der Rotorpaare 4, 5 bzw. 6, 7 bzw. 8, 9 dienen. Auch der Antriebsmotor 22 weist an seiner Unterseite ein Zahnrad 25 auf. Die Antriebsverbindung wird hergestellt durch

ein weiteres Zahnrad 26, das mit den Zahnrädern 24 und 25 in Eingriff steht.

In dem oberen Lagerschild 14 und dem unteren Lagerschild 17 stützen sich die Wellen 2, 3 über Wälzlager 27 ab. Der obere Lagerschild 14 ist mit einem horizontal angeordneten Anschlußflansch 28 ausgerüstet, welcher den Einlaß 29 der Pumpe bildet. Der Einlaßkanal 31 mündet stirnseitig (Öffnung 32) in den Schöpfraum 11 der ersten Stufe. Die stirnseitig angeordnete Auslaßöffnung der ersten Stufe ist mit 33 bezeichnet und führt in den Verbindungskanal 34. Der im Schild 15 befindliche Verbindungskanal 34 steht mit der Einlaßöffnung 35 der zweiten Stufe in Verbindung. Der Lagerschild 16 · ist entsprechend gestaltet. Unterhalb der untersten (dritten) Pumpstufe befindet sich der Auslaß 36, der mit der stirnseitigen Auslaßöffnung 37 im unteren Lagerschild 17 in Verbindung steht. Bei trocken laufenden Pumpen dieser Art bestehen die eingangs geschilderten Probleme (Geräuschentwicklung, Staubablagerungen in den Abgasleitungen) häufig in besonderem Maße. Durch die Erfindung werden sie weitestgehend beseitigt.

Unterhalb des aus Pumpengehäuse und Motor bestehenden Systems ist ein Öl enthaltender Raum 40, gebildet von einer gemeinsamen Wellenwanne 41, vorgesehen. In diese Wellenwanne 41 hinein ragt eine mit der Welle 2 verbundene ölpumpe 42. Von der ölpumpe aus erstrecken sich im einzelnen nicht dargestellt Schmiermittelkanäle zu den Stellen der Pumpe (Lager, Eingriffe der Zahnräder 23 bis 26, Simmerringe oder dergleichen), welche einer Ölschmierung bedürfen.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel der dreistufigen Zweiwellenvakuumpumpe ist wassergekühlt. Dazu sind in den Seitenschilden 14 und 17 Kühlwasserkanäle 43 und 44 vorgesehen. Kühlwassereinlaß und -auslaß sind mit 45 und 46 bezeichnet. Der Kühlwassereinlaß 45 ist an der untersten Stelle des Kanalsystems 43, 44

angeordnet, so daß ein einfacher Kühlwasserablaß möglich und eine vollständige Entleerung sichergestellt sind.

Die Austrittsöffnung 36 der Pumpe 1 wird gebildet von einem Anschlußstutzen 55, der ein Kupplungsbauteil 56 trägt, an dem seinerseits der Schalldämpfer 54 lösbar befestigt ist. Der Schalldämpfer 54, das Kupplungsbauteil 56 sowie noch ein wahlweise zwischen Kupplungsbauteil 56 und Anschlußstutzen 55 einsetzbares Zwischenbauteil 57 sind in Figur 3 vergrößert dargestellt. Während des Betriebs der Pumpe 1 sind das Kupplungsbauteil 56 und der Anschlußstutzen 55 miteinander verbunden, entweder unmittelbar oder über das Zwischenbauteil 57. Das Zwischenbauteil 57 dient der Halterung von. Sensoren 58, beispielsweise Drucksensoren, deren Funktion weiter unten noch beschrieben wird. Auch Gasart-Sensoren können an dieser Stelle angeordnet sein.

Das Kupplungsbauteil 56 weist eine zentrale Durchtrittsöffnung 61 auf, die teilweise - schalldämpferseitig - mit einem Innengewinde 62 ausgerüstet ist. In dieses Gewinde 62 einschraubbar ist ein mit einem entsprechenden Außengewinde ausgerüsteter Rohrstutzen 63, welcher gleichzeitig den Eintritt 64 des Schalldämpfers 54 bildet. An die Eintrittsöffnung 64 schließt sich ein zentraler Innenraum 65 an, der von konzentrischen Schikaneblechen 66 umgeben ist. Es handelt sich um konzentrisch angeordnete, alternierend ineinander greifende, einseitig geschlossene Rohrzylinder, die eine Mehrfachumlenkung der hindurchtretenden Gase bewirken (vgl. die eingezeichneten Pfeile). Der äußere Zylinder ist mit seitlichen Öffnungen 67 ausgerüstet, so daß die Gase in einen äußeren Ringraum 68 gelangen. Dieser äußere Ringraum 68 steht mit einer oder mehreren dezentralen Austrittsöffnungen 69 in Verbindung.

Den Austrittsöffnungen 69 ist ein schalldämpferseitig offener im Kupplungsbauteil 56 befindlicher Kanal, vorzugsweise Ringkanal 71, zugeordnet. Dieser ist mit einer radialen Erweiterung 72 versehen, an die die weiterführende Abgasleitung 53 angeschlossen

ist. Zur äußeren Abdichtung des Schalldämpfers 54 gegenüber dem Kupplungsbauteil 56 ist ein peripherer Dichtungsring 73 vorgesehen, der konzentrisch zum Rohrstutzen 63 angeordnet ist. Auch das Flanschbauteil 52 und der Schalldämpfer 54 nach Figur 1 sind zweckmäßig wie das Kupplungsbauteil 56 bzw. der Schalldämpfer 54 nach Figur 3 ausgebildet.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen gelangt das Abgas aus dem Pumpenauslaß (36) in den Innenraum (65) des Schalldämpfers (54). Die sich daran anschließende mehrfache Umlenkung bewirkt die erwünschte Schalldämpfung. Danach treten die Abgase aus den Austrittsöffnungen (69) aus und gelangen über den Ringkanal (71) im Kupplungsbauteil (56) in die Abgasleitung (53).

Wie bereits erwähnt, dient ein wahlweise zwischen Kupplungsbauteil (56) und Auslaßstutzen (55) einbaubares Zwischenbauteil der Halterung von Sensoren (58). Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 steht ein Sensor (58) mit dem Schalldämpfer-Eintrittsbereich in Verbindung. Für den Fall von Staubablagerungen im Schalldämpfer (54) erhöht sich der Strömungswiderstand, was eine Druckerhöhung im Eintrittsbereich des Schalldämpfers zur Folge hat. Mit Hilfe des Drucksensors kann deshalb die Belastung des Schalldämpfers (54) mit Ablagerungen überwacht werden.

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist außerdem noch ein weiterer Drucksensor (58) dargestellt, der über die Bohrung (74) mit dem Austrittsbereich des Schalldämpfers (54) in Verbindung steht. Bei einer derartigen Verwendung von zwei Drucksensoren (58) besteht die Möglichkeit, die Staubbelastung des Schalldämpfers (54) durch Beobachtung der Differenz der von den Sensoren aufgenommenen Drücke zu beobachten.

Claims

90.023 GM ANSPRÜCHE

1. Schalldämpfer, dadurch gekennzeichnet, daß er als Patronen-Bauteil ausgebildet ist.

2. Schalldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er (54) als lösbar befestigbares Bauteil ausgebildet ist, das in seinem Inneren Schikanen (66) für eine Mehrfachumlenkung der den Pumpenauslaß (36) verlassenden Gase aufweist und dessen Eintritt (64) sowie Austritt (69)sich im Bereich einer Stirnseite des Schalldämpferbauteiles (54) befinden.

3. Schalldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Patronen-Bauteil (54) einen zentralen Eintritt (64), konzentrisch angeordnete, die Schikanen bildende Umlenkbleche (66) und mindestens einen dezentralen Austritt (69) aufweist.

4. Schalldämpfer nach Anspruch 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß eine an den Auslaß (36) eine Maschine oder Pumpe (1) angeschlossene Abgasleitung (51) in ein Flanschbauteil (52) mündet, an das auch die weiterführende Abgasleitung (53) angeschlossen ist, und daß der Schalldämpfer (54) am Flanschbauteil (52) lösbar befestigt ist.

5. Schalldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er über ein Kupplungsbauteil (56) mit dem Auslaßstutzen (55) einer Maschine oder Pumpe (1) verbunden ist, welches eine zentrale Durchtrittsöffnung (61) und einen Kanal, vorzugsweise einen die Durchtrittsöffnung umgebenden Ringkanal (71), aufweist, und daß das Kupplungsbauteil (56) den Schalldämpfer (54) derart trägt, daß einerseits der Auslaßstutzen (55) der Maschine oder Pumpe über die zentrale Durchtrittsöffnung (61) im

Kupplungsbauteil (56) mit der zentralen Eintrittsöffnung (64) des Schalldämpfers (54) und andererseits die dezentrale ( n) Auslaßöffnung( en) des Schalldämpfers (54) über den Ringkanal (71) mit der weiterführenden Auspuffleitung (53) verbunden ist.

6. Schalldämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zentralen Eintrittsöffnung (64) des Schalldämpfers (54) ein Rohrstutzen (63) mit einem Außengewinde zugeordnet ist und daß die zentrale Durchtrittsöffnung (61) im Kupplungsbauteil (56) mit einem Innengewinde ausgerüstet ist.

7. Schalldämpfernach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur äußeren Abdichtung des Schalldämpfers (54) gegenüber dem Kupplungsbauteil (56) ein peripherer, konzentrisch zum Rohrstutzen (63) angeordneter Dichtungsring (73) vorgesehen ist.

8. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Inneren des Schalldämpfers (54) Schikanebleche (66) befinden, die aus konzentrisch angeordneten, alternierend ineinander greifenden, einseitig geschlossenen Rohrzylindern bestehen.

9. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eintritt (64) des Schalldämpfers (54) ein Drucksensor (58) zugeordnet ist.

10. Schalldämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flanschbauteil (52) bzw. dem Kupplungsbauteil ein Zwischenbauteil (57) zum Anschluß von Sensoren (58) vorgelagert ist.

11. Schalldämpfer nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eintritt (64) und dem Austritt (69) des Schalldämpfers (54) je ein Drucksensor (58) zugeordnet sind.