CH246525A - Vakuumpumpe, welche mehrere ineinandergreifende Förderschrauben besitzt. - Google Patents

Description

  Vakuumpumpe, welche mehrere ineinandergreifende Förderschrauben besitzt.    Die Erfindung bezieht sich auf eine  Vakuumpumpe, welche mehrere ineinander  greifende Förderschrauben besitzt, welche  durch ein     Pumpengehäuse    eng umschlossen  sind, wobei das Volumen zwischen den Gän  gen jeder der Schrauben von der Saugseite  der Pumpe zur Druckseite derselben hin klei  ner wird.  



  Es ist schon eine Schraubenpumpe be  kannt, deren Schraubengänge eine von der  Saugseite zur Pressseite hin kleiner werdende  Ganghöhe und Gangtiefe besitzen.  



  Bei     dieser    Pumpe wird aber nur Gebrauch  gemacht von einer Stufe zum Erreichen des  erforderlichen Druckes bezw. Unterdruckes.  



  Das Arbeiten in mehr als einer Stufe  wird nun gemäss der Erfindung dadurch er  halten, dass der Förderraum der Schrauben  wenigstens an einer Stelle mit einer     Ventil-          vorriehtung    in Verbindung steht, welche  Vorrichtung mit zwei selbsttätigen Ventilen  versehen ist, von welcher das eine bei einem       bestimmten    Überdruck, das andere bei einem  bestimmten Unterdruck der Ventilvorrich  tung die Verbindung jener Stelle des     Förder-          raumes    mit der Aussenluft herstellt.  



  Es wird bemerkt, dass gleichfalls eine in  mehr als einer Stufe arbeitende rotierende  Vakuumpumpe     bekannt    ist, bei der zwischen  zwei aufeinanderfolgenden Stufen eine Ven  tilvorrichtung mit Entlastungsventil vorge  sehen ist, welches Ventil bei einem bestimm  ten Überdruck in der Ventilvorrichtung die  genannte Stelle mit der Aussenluft verbindet.    Infolge dieses Entlastungsventils wird der  Kraftverbrauch in Vergleichung mit einer  Anlage ohne dieses Ventil, im     ersten    Teil der  Evakuierungsperiode ermässigt, so dass eine  kleinere Antriebskraft notwendig ist. Es ist  aber auch möglich, dass der Druck zwischen  zwei aufeinanderfolgenden Stufen zu klein  wird, und die bekannte Vorrichtung hat  keine     Mittel,    um diesen Druck zu steigern,  wenn dies notwendig ist.  



  Um     diesen    Nachteil bei Vakuumpumpen  zu vermeiden, ist ,gemäss der     Erfindung    ein  zweites Ventil angebracht, welches bei einem  bestimmten Unterdruck in der Ventilvorrich  tung die erwähnte Stelle des Förderraumes  mit der Aussenluft verbindet.  



  Statt einer allmählichen Abnahme der  Tiefe     und/oder    Ganghöhe der Schrauben  gänge von der Saugseite zur     Pressseite    der  Pumpe hin, ist es auch möglich, diese Tiefe  und/oder Höhe je über eine Länge, begrenzt  von der Ein-     bezw.        Auslassseite    und einem  Anschluss für eine Ventilvorrichtung,     gege-          benenfaQls    auch von     zwes        Anschlüssen    zweier       Venülvorriehtungen,    konstant zu halten.  



  In dieser Weise wird die Herstellung der  Schraube beträchtlich vereinfacht.  



  Weiter empfiehlt es sich, die Ventile  derart einstellbar zu machen, dass sie sich bei  verschiedenem Druck öffnen.  



  Überdies ist es dann z. B. möglich, die  Pumpe an verschiedene Vakuumwerte anzu  passen. In dieser Weise wird eine zweck-      mässige Konstruktion erhalten, welche noch  verbessert werden kann, indem die Saugseite  im     mittleren    Teil der Schrauben angebracht  wird, so dass die Druckseiten jede an einem  Ende dieser Schrauben liegen. Die Antriebs  wellen für die Schrauben laufen dann durch  ein Hochdruckgebiet, und gegebenenfalls  anwesende Undichtigkeiten haben normaler  weise keinen schädlichen Einfluss auf die  Pumpenleistung, was wohl und dann in sehr  starkem Masse der Fall ist, wenn an der  Saugseite ein Leck auftritt.  



  Weil die aufeinanderfolgende Öffnung  der zwischen dem Gehäuse und den Schrau  bengängen eingeschlossenen Abteilungen in  der Regel sich viele Male pro Sekunde voll  zieht, empfiehlt es sich, eine Schalldämpfung       anzubringen,    welche vorzugsweise besteht  aus einer oder mehreren, an der Pressseite der  Pumpe zwischen den Schrauben und dem  Seitendeckel angebrachten schalldämpfenden  Wänden, welche mit Auslassöffnungen ver  sehen sind, und die     Druckstutzen    an die  Räume zwischen diesen Wänden und den  Seitendeckeln anzuschliessen.

      Die Lager der Schraubenwellen können  sehr vorteilhaft in den Seitendeckeln an die  sen angebracht und die Lager jedes Deckels  mittels einer unter einer Durchlassöffnung  für das transportierte Medium gelegenen, vor  zugsweise nach unten gewölbten Wand mit  einander verbunden sein.    Obwohl sich herausgestellt hat, dass die  Flüssigkeitseinspritzung unterlassen werden  konnte, kann die Abdichtung der Schrauben  gegen das Pumpengehäuse mittels einer ein  gespritzten Flüssigkeit erhalten werden.  Diese Flüssigkeit kann mit dem weggesaug  ten Gas zur Druckseite transportiert werden  und dort z.

   B. den durch die genannte Ver  bindungswand, die schalldämpfenden Wände  und den Seitendeckel gebildeten Raum aus  füllen, so dass die Wellen eine Extra  kühlung erhalten, welche noch dadurch ver  grössert wird, dass, nachdem dieser Raum ge  füllt ist, eine kleine Menge Flüssigkeit regel  mässig an den     Lagern    entlang abläuft.    Die Erfindung ist unterstehend an Hand  der Zeichnung, worin ein Ausführungsbei  spiel dargestellt ist, näher erläutert.  



  In der Zeichnung zeigt:  Fig. 1 einen Längsdurchschnitt der  Vakuumpumpe gemäss der Erfindung mit  einem Teildurchschnitt des linken Teils einer  Förderschraube,  Fig. 2 einen schematischen Durchschnitt  eines bei dieser Pumpe benutzten Ventil  kastens,    Fig. 3 einen Durchschnitt eines Saugven-    tils,       Fig.    4 einen entsprechenden     Durchschnitt     eines Druckventils und       Fig.    5 einen     Querdurchschnitt    nach der  Linie     V-V    der     Fig.    1.  



  Die     dargestellte    Vakuumpumpe gemäss  der Erfindung ist derart konstruiert,     dass     selbsttätig vorbestimmte Druckunterschiede  unterhalten werden in drei Stufen, was  derart stattfindet, dass diese Stufen insge  samt das erwünschte Vakuum liefern.  



  Die in der     Fig.    1     dargestellte    Pumpe ist  mit drei Stufen ausgeführt. Die     Saugleitung     8 ist vertikal über der     Mitte    des Pumpen  gehäuses angebracht und     steht        mittels        eines          Abschliessorganes    7 mit einem     Anschluss-          stutzen    6 für diese Leitung in Verbindung.  Dieser     Anschlussstutzen    6 befindet sich an  der     obern    Seite des Pumpengehäuses 1, worin  zwei hohle Schrauben untergebracht sind.

    Diese weisen je     Sehrau'bengänge    3, 4 und 5       bezw.    3', 4' und 5' auf, welche im vorliegen  den Fall eine gegenseitig verschiedene Gang  höhe besitzen, so dass die Länge jedes den  genannten Gängen 3, 4, 5     bezw.    3', 4', 5'  zugeordneten Schraubenteils anders ist. Diese  Länge nimmt von der Saugseite zur     Druck-          ssite    hin ab. Naturgemäss würde statt einer  kleiner werdenden Ganghöhe mit einer  gleichbleibenden Tiefe auch eine kleiner wer  dende Tiefe mit einer gleichbleibenden Gang  höhe     gewäHlt    werden können, wie auch eine  entsprechende Veränderung von Ganghöhe  und Tiefe gleichzeitig vorgesehen sein könnte.

        Es empfiehlt sich aber, die Ganghöhe  variieren zu lassen und die Tiefe gleichzu  halten, so dass die Pumpenlänge verkürzt  werden kann.  



  Das Verhältnis, in dem die Ganghöhe ab  nimmt, ist im vorliegenden Fall 2 :l.1/2 : 1.  Die Anordnung einer Saugleitung in der       angegebenen    Weise hat den grossen Vorteil,  dass an der Vakuumseite keine Packungs  stopfbüchsen angebracht zu werden brau  chen. Die Pumpe kann diese ja ganz ent  behren. Die Antriebswellen 16 kommen an  der Druckseite aus der Pumpe heraus, wo  ein Druck herrscht, welcher dem Barometer  stand gleich oder etwas höher ist, so dass  Luftlecke hier unschädlich sind.  



  Die beiden Schrauben greifen teilweise  ineinander, und es sind also zwei Schrauben  vorhanden, welche je drei rechte und drei  linke Gewinde haben, welche je einer andern  Stufe angehören.  



  Die Schrauben sind     derart    in dem Pum  pengehäuse untergebracht, dass die rechten  Gewinde der einen Schraube eingreifen in  die linken Gewinde der andern Schraube und  umgekehrt, wobei gegenseitig abgeschlossene  Abteilungen gebildet werden. Die Schrauben  drehen in entgegengesetzten Richtungen mit  einer Geschwindigkeit von z. B. 1450 Um  drehungen pro Minute. In Zusammenhang  mit der Drehzahl wird pro Minute eine grosse  Anzahl Abteilungen nacheinander geöffnet  und geschlossen werden, was einen störenden  Lärm verursacht. Um diesen zu vermindern,  sind die Pumpendeckel hohl ausgebildet und  die Deckelwand auf der Druckseite bis auf  eine kleine Öffnung geschlossen.

   Diese Öff  nung ist mit 18 angedeutet (Fig. 1 und 5),  durch welche Öffnung die Gase in das Innere  des Hohldeekels 17 bezw. 17' kommen,  woraufhin sie durch die Abführungsöffnung  19 bezw. 19' entfernt werden.  



  Mit den abgesaugten Gasen wird eine  kleine Menge Flüssigkeit mitgeführt, welche  Flüssigkeit durch die Öffnungen 30 und 30'  hineingebracht wird und zur guten Abdich  tung der Schrauben gegen das Pumpenge  häuse dient. Diese Flüssigkeit kommt nun    gleichfalls durch die Öffnung 18 hindurch  und fällt auf die Wand 29, welche die Lager  für die Wellen 16 miteinander verbindet.  



  Über der Wand 16 bildet sich ein Flüs  sigkeitsbad, welches für Kühlung der Wel  lenlager Sorge trägt, während auch die über  die Ränder 31 strömende Flüssigkeit für eine  weitere Kühlung sorgt.  



  Als Abdichtungsflüssigkeit kann Öl oder  Wasser benutzt werden. Die beiden Pumpen  deckel sind mit einem Zentrierrand auf dem  Pumpengehäuse angebracht. An den entspre  chenden     Verbindungsstellen    herrschen weder  wesentliche Über- noch Unterdrücke, so dass  eine Abdichtung mit dünnem Ölpapier ge  nügt. Die Dicke dieses Papiers gibt überdies  den notwendigen Spielraum zwischen den  Schrauben und den Deckeln.  



  Auf der obern Seite des Pumpengehäuses  1 befinden sich vier Anschlussstutzen 9 bezw.  9' und 12 bezw. 12'. Mittels Leitungen 10  und 13 führen diese zum Ventilkasten 11       bezw.    14.  



  Die Leitungen 10 und 10' münden dabei  in den Ventilkasten 11 und die Leitungen  13 und 13' in den     Ventilkasten    14. Diese       Ventilkasten    befinden sich auf gegenüber  liegenden Seiten der Leitung B. In jedem  Ventilkasten ist ein     Einlassventil    20 sowie  ein     Auslassventil    21 angebracht.  



  Diese Ventile können jede geeignete       Konstruktion    haben; sie werden aber vor  zugsweise in der Weise ausgeführt, wie in  den     Fig.    3 und 4 dargestellt.  



  Der     Ventilsitzkörper    ist dabei durch 22       bezw.    22' angedeutet worden, während die  bewegliche Ventilplatte mit 2.3     bezw.    23' an  gegeben ist.  



  Bei dem Druckventil gemäss der     Fig.    4  wird die Ventilplatte durch Gasüberdruck  gegen den Anschlagring 28     emporgedrückt.     Bei der Ausführung gemäss der     Fig.    3 han  delt es sich um ein Saugventil, dessen Tätig  keit     untenstehend    näher     erläutert    werden  wird, und dieses Ventil öffnet sich der Wir  kung einer Feder 27     entgegen.    Das untere  Ende dieser Feder stützt sich gegen einen  Teil 25, der in dem Teil 24 empor und her-      unter geschraubt und mit einem Bolzen 26  festgestellt werden kann. Die Wirkung der  Pumpe ist wie folgt:  Das erwünschte Vakuum sei z. B. 65 cm  Quecksilberdruck bei einer Leistung von  14 000 Liter pro Minute.

   Mit Rücksicht auf  eine     gute    Ausbeute sind die     erwünschten     Druckunterschiede in den drei Stufen 15, 24  bezw. 26 cm Quecksilberdruck.  



  Erste Phase:  Bis der Druckunterschied zwischen der  Vakuumseite und der     Stelle        hinter    dem Teil  3 der Schraube 15 cm geworden ist, wird die  Luft hinter diesem Teil 3 direkt durch ein  Abführungsventil herausgelassen.  



  Zweite Phase:  Bis der Druckunterschied vor und hinter  dem Teil 4, 24 cm beträgt, wird die Luft  hinter Teil 4 gleichfalls durch ein     Abfülh-          rungsventil    abgeführt.  



  Dritte Phase:  Der Druckunterschied vor und hinter dem  Teil 5 ist maximal 26 cm. Der Druck in dem  Saugraum ist 27,5 cm. Der Druck vor dem  Teil 4 ist 34,2 cm.  



  Vierte Phase:  Das Vakuum von 65 cm ist erreicht wor  den.  



  Fünfte Phase:  Vakuumunterhaltung. Wenn der Druck  an der Vakuumseite der Pumpe bis 11 cm  absolut (65 cm Vakuum) gesunken ist, würde  der Druck zwischen den Teilen 3 und 4,  13,7 cm betragen. Der Druck zwischen den  Teilen 3 und 4 sollte aber 11 + 15 = 26 cm  sein und dies wird erreicht, indem zwischen  den Teilen 3 und 4 der Schrauben Luft zu  geführt wird. Dies findet selbsttätig mittels  eines Ansaugventils über die Leitung 10       statt,    auf dessen     Ventilplatte    eine Schrauben  feder drückt, mit einer Spannung, welche  76 weniger 26 = 50 cm entspricht.  



  Ein zweites Ansaugventil ist mittels der  Leitung 13 mit dem Raum zwischen den     Tei-          lei    4 und 5 verbunden. Beim Erreichen von  65 cm Vakuum in dem Saugraum der Pumpe  wäre der Druck zwischen diesen Teilen 38 cm.    Dieser Druck sollte aber 50 cm sein und die  sen zu erreichen, dazu dient das in dem  Ventilkasten 14 angebrachte zweite Ansaug  ventil. Die Feder dieses Ventils drückt in  geschlossenem Zustande mit 76 weniger  50 = 26 cm Quecksilberdruck gegen die  Ventilplatte. Während des Unterhaltens des  Vakuums und sogar während des     Bildens    des  Vakuums wird Luft zugeführt.  



  Dadurch, dass die     Spannung    der Federn  der Saugventile     vergrössert    wird, kann das  zu erreichende Vakuum gesteigert werden bis  gut 75 cm.  



  In dem     obenstehenden    ist mit Rücksicht  auf die dargestellte Ausführung gesprochen  worden von einer in die Atmosphäre fördern  den Vakuumpumpe. Es wird aber klar sein,  dass die Erfindung auch für Vakuumpumpen  gilt, deren Gegendruck grösser ist als 1     Atm.     



  Die Pumpe könnte auch nur mit einer       Ventilvorrichtung        ausgestattet,    also zwei  stufig sein; wie sie auch in vier und mehr  Stufen arbeiten könnte.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Vakuumpumpe mit mehreren Förder- schrauben, welche ineinandergreifen und von einem Pumpengehäuse eng umschlossen sind, wobei .das Volumen zwischen den Gängen der Schrauben von der Saugseite der Pumpe zur Druckseite derselben hin kleiner wird, da durch gekennzeichnet, dass der Förderraum der Schrauben an wenigstens einer Stelle mit einer Ventilvorrichtung in Verbindung steht, welche Vorrichtung mit zwei selbsttätigen Ventilen versehen ist, von denen .das eine bei .einem bestimmten Überdruck,

   das andere bei einem bestimmten Unterdruck in der Ventil vorrichtung die genannte Stelle des Förder raumes mit der Aussenluft verbindet, und durch welche Ventilvorrichtung ein Arbeiten der Vakuumpumpe in mehr als einer Stufe erreicht wird. UNTERANSPRüCHE 1. Vakuumpumpe gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen zwischen den Gängen über eine Länge, be- grenzt durch je zwei der durch die Einlass- seite, die Auslassseite und mindestens einen Anschluss für mindestens eine Ventilvorrich tung gebildeten Stellen, konstant gehalten ist. 2.

   Vakuumpumpe gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile derart einstellbar sind, dass sie sich je bei verschiedenen Drucken öffnen können. 3. Vakuumpumpe gemäss Patentanspruch, mit zwei Druckseiten, dadurch gekennzeich net, dass die Saugseite der Schrauben im mitt leren Teil derselben liegt, und die Druck seiten sich je an einem Ende dieser Schrau ben befinden. 4.

   Vakuumpumpe gemäss Patentanspruch, mit zwei Druckseiten, dadurch gekennzeich net, dass an den Druckseiten der Pumpe, zwischen den Schrauben und einem Seiten deckel des Gehäuses, mindestens eine schall dämpfende Wand angebracht ist, welche mit wenigstens einer Auslassöffnung versehen ist, und dass die Druckstutzen je an einen Raum zwischen der genannten Wand und dem zu gehörigen Seitendeckel angeschlossen sind. 5.

   Vakuumpumpe gemäss Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager der Schraubenwellen an Gehäuseseitendeckeln angebracht sind, und dass die Lager an jedem Deckel mittels einer unter einer Durchlass öffnung für das transportierte Medium ge legenen, einen Kühlflüssigkeitsfänger bilden den Wand verbunden sind. 6. Vakuumpumpe gemäss Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile derart einstellbar sind, dass sie sich je bei verschiedenen Drucken öffnen können. 7. Vakuumpumpe gemäss Unteranspruch 1, mit zwei Druckseiten, dadurch gekenn zeichnet, dass die Saugseite der Schrauben im mittleren Teil derselben liegt, und die Druck seiten sich je an einem Ende dieser Schrau ben befinden. B.

   Vakuumpumpe gemäss Unteranspruch 2, mit zwei Druckseiten, dadurch gekenn zeichnet, dass die Saugseite der Schrauben im mittleren Teil derselben liegt, und die Druck seiten sich je an einem Ende dieser Schrau ben befinden. 9. Vakuumpumpe gemäss Unteranspruch 1, mit zwei Druckseiten, dadurch gekenn zeichnet, dass an den Druckseiten der Pumpe, zwischen den Schrauben und einem Seiten deckel des Gehäuses, mindestens eine schall dämpfende Wand angebracht ist, welche mit wenigstens einer Auslassöffnung versehen ist, und dass die Druckstutzen je an einen Raum zwischen der genannten Wand und dem zu gehörigen Seitendeckel angeschlossen sind. 10.

   Vakuumpumpe gemäss Unteranspruch 2, mit zwei Druckseiten, dadurch gekenn zeichnet, dass an den Druckseiten der Pumpe, zwischen den Schrauben und einem Seiten deckel des Gehäuses, mindestens eine schall dämpfende Wand angebracht ist, welche mit wenigstens einer Auslassöffnung versehen ist, und dass die Druckstutzen je an einem Raum zwischen der genannten Wand und dem zu gehörigen Seitendeckel angeschlossen sind. 11.

   Vakuumpumpe gemäss Unteranspruch 3@ dadurch gekennzeichnet, dass an den Druckseiten der Pumpe, zwischen den Schrauben und einem Seitendeckel des Ge häuses, mindestens eine schalldämpfende Wand angebracht ist, welche mit wenigstens einer Auslassöffnung versehen ist, und dass die Druckstutzen je an einen Raum zwischen der genannten Wand und dem zugehörigen Seitendeckel angeschlossen sind. 12.

   Vakuumpumpe gemäss Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass -die Lager der j Schraubenwellen an Gehäuse-Seitendeckeln angebracht sind, und dass die Lager an jedem Deckel mittels einer unter eine Durchlass- öffnung für das transportierte Medium gele genen, einen gühlflüssigkeitsfänger bilden- ; den Wand verbunden sind. 13'.

   Vakuumpumpe gemäss Unteranspruch 2, .dadurch gekennzeichnet, dass die Lager der Schraubenwellen an Gehäuse-Seitendeckeln angebracht sind, und dass die Lager an jedem i Deckel mittels einer unter einer Durchlass- öffnung für das transportierte Medium gele genen, einen gühlflüssigkeitsfänger bilden den Wand verbunden sind.

   14: Vakuumpumpe gemäss Unteranspruch i 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager der Schraubenwellen an Gehäuse-Seitendeekeln angebracht sind, und dass die Lager an jedem Deckel mittels einer unter einer Durehlass- öffnung für das transportierte Medium gele genen, einen Kühlflüssigkeitsfänger bilden den Wand verbunden sind. 15.

   Vakuumpumpe gemäss Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lager der Schraubenwellen an den Seitendeckeln ange bracht sind, und dass die Lager an jedem Deckelmittels einer unter einer Durchlass- öffuung für das transportierte Medium ge legenen, einen gühlflüssigkeitsfänger bilden den Wand verbunden sind.