Vakuumpumpe mit Gasballasteinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vakuum pumpe mit mindestens einem in einem Arbeitsraum exzentrisch umlaufenden, mit Öl gedichteten Dreh kolben und. einer Gasballasteinrichtung zum zeitweili gen Einführen von Gas in den Arbeitsraum des Kol bens.
Es sind Vakuumpumpen mit Gasballasteinrich- tungen bekannt, bei welchen der mit einem Regel ventil versehene Gasballastkanal in eine Stirnwand des Kolbenarbeitsraumes mündet. Diese Gasballast- einrichtungen haben aber den erheblichen Nachteil, dass während des Betriebes der Pumpe ständig Öl in den Gasballastkanal eindringt, das durch das ein geführte Ballastgas bei jedem Kohlbenumlauf erneut aus dem Gasballastkanal verdrängt werden muss.
Da ausserdem die Arbeitsraumstirnwand ständig mit einem Ölfilm überdeckt ist, bildet sich deshalb an der Mündung des Gasballastkanals in dem Kolben arbeitsraum ein Ölschaum, der zumindest teilweise von dem Kolben zwischen seiner Stirnseite und der Stirnwand des Arbeitsraumes auf die Saugseite mit geschleppt wird.
Dies hat zur Folge, dass bei diesen bekannten Gasballasteinrichtungen das mit der Va kuumpumpe erreichte Endvakuum ausserordentlich stark von der Gasballasteinrichtung abhängt, das heisst beim- Betrieb mit Gasballast sich das End- vakuum der Pumpe ausserordentlich verschlechtert. Man hat bereits versucht, diese Nachteile dadurch zu beheben, dass man den Gasballastkanal .in den Kanal zwischen dem Kolbenarbeitsraum und dem Auspuff ventil münden lässt.
Aber auch dieser Auspuffkanal wird in sehr starkem Masse mit Pumpenöl beauf- schlagt, so dass auch bei dieser bekannten Gasbal- lasteinrichtung ständig Pumpenöl in den Gasballast kanal eindringt, das dann ebenfalls wieder mit dem Ballastgas in den Pumpenarbeitsraum und. auf die Saugseite übergeführt wird.
Obwohl mit erheblich g (7 ering gerer Men- ce <B>,</B> so wird auch bei dieser bekannten Gasballasteinrichtung ein Teil des luftgesättigten Öles vom Kolben auf dessen Saugseite mitgeschleppt und im Betrieb mit Gasballast dadurch das Endvakuum der Pumpe verschlechtert.
Ein allen diesen bekannten Gasballasteinrichtun- gen gemeinsamer Nachteil besteht darin, dass das Pumpengehäuse für den Gasballastkanal durchbohrt sein, muss und diese Bohrung unmittelbar mit dem Arbeitsraum des Kolbens in Verbindung steht.
Alle diese Nachteile sollen durch die Erfindung dadurch behoben sein, dass der Kanal der Gasballast einrichtung an der dem Kolbenarbeitsraum zuge wandten Oberfläche des Auspuffventilsitzes ausmün det. Hierdurch wird erreicht, dass die am Auspuff- ventilsitz angebrachte Mündung des Gasballastkanals eine besondere Bohrung im Pumpengehäuse, die in den Arbeitsraum des Kolbens mündet, überflüssig macht.
In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist an der Mündung des Gasballastkanals ein Ventil teller so angeordnet, dass er während des Auspuff vorganges den Gasballastkanal verschliesst. Hierdurch wird erreicht, dass im Betrieb der Pumpe keinerlei Öl in das Innere des Gasballastkanals gelangen kann. Sobald der Auspuffvorgang beendet ist, ist dann der Gasballastkanal völlig für das eintretende Ballastgas frei.
Durch das ungehinderte Eintreten des Ballast gases wird erreicht, dass durch die Gasballastenrich- tung erheblich mehr Dämpfe von einer Vakuum pumpe gefördert werden können als bei den bisheri gen Gasballasteinrichtungen, Auch übt die Gas- ballasteinrichtung wesentlich weniger Rückwirkung auf die Ansaugseite des Kolbens aus, als es bei den bisherigen Gasballasteinrichtungen der Fall ist.
Für die Wirksamkeit des Ventiltellers ist es be sonders zweckmässig, wenn dieser mit federnden Armen versehen ist, die ihn in seiner Ruhelage auf der Mündung des Gasballastkanals gerade aufliegend halten. Hierdurch wird erreicht, dass bereits ein ge ringer Überdruck im Inneren des Arbeitsraumes des Kolbens ausreicht, um den Ventilteller auf seinen Sitz zu pressen, so dass kein Ö1 in den Gasballast kanal gelangen kann.
Anderseits ist aber auch ein geringer Unterdruck im Arbeitsraum des Kolbens in der Lage, den Ventilteller hinreichend weit von seiner Lage auf der Mündung des Gasballastkanals abzu heben, um das Ballastgas wirksam in den Arbeits raum des Kolbens einzulassen.
In besonders zweckmässiger Ausgestaltung der Erfindung ist der im Auspuffventilsitz angebrachte, zur Halterung der Auspuffventilteller dienende Mit telstift in seiner Längsrichtung durchbohrt und diese Bohrung ist an den Gasballastkanal angeschlossen.
Um gegebenenfalls die Gasballasteinrichtung leicht ein- und ausbauen zu können, ist der Auspuff- ventilsitz mitsamt dem Mittelstift lösbar im Pumpen gehäuse ,und dieser Mittelstift lösbar im Auspuff ventilsitz angebracht. In solchem Falle erfolgt der Einbau oder Ausbau der Gasballasteinrichtung durch blosses Auswechseh des Mittelstiftes, wozu man zweckmässig den Auspuff ventilsitz aus der Pumpe herausnimmt.
Neben dem nach dem Pumpenäusseren führenden Gasballastkanal ist zweckmässig auch noch ein in den Ölabscheideraum mündender Zweigkanal an geschlossen. Dieser Zweigkanal hat .die Wirkung, dass ein Teil des im ölabscheideraum befindlichen Öl- nebels wieder in. den Arbeitsraum des Kolbens hin eingesaugt wird. Um die Menge dieser angesaugten Ölnebel zu regeln, kann in den Zweigkanal ein Regel ventil eingesetzt sein.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfin dung ist in der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Vakuumpumpe mit Gasbavlast- einrichtung im Schnitt.
Fig. 2 zeigt das Auspuffventil der Vakuumpumpe nach Fig. 1 vergrössert im Schnitt.
Fig. 3 zeigt den. Ventilteller zum Abschliessen der Mündung des Gasballastkanals in Draufsicht. Indem in der Zeichnung dargestellten Beispiel handelt es sich um eine Vakuumpumpe mit in einem Arbeitsraum 1 auf einem umlaufenden Exzenter 2 angeordnetem Kolben 3, der mit seiner zylindrischen Aussenfläche an der zylindrischen Innenfläche seines Arbeitsraumes entlangläuft.
Dieser Kolben 3 besitzt einen Ansaugstutzen 4, der zu einem Ansaugkanal 5 ausgebildet ist, über welchen die Ansaugkammer 6 mit dem Arbeitsraum 1 in Verbindung steht, wenn sich die Ansaugkanalöffnung 7 unterhalb des Dreh schiebers 8 befindet.
Der Arbeitsraum 1 des Kolbens 3 besitzt weiter hin einen Auspuffkanal 9, der über das Auspuff ventil 10 zur Ölauffang- und Auspuffkammer 10a führt. An die ölauffang- und Auspuffkammer 10a ist der Ölabscheider 12 angeschlossen, der in Art eines Zyklons ausgebildet sein kann. Wie aus Fig.2 ersichtlich, besitzt das Auspuff ventil 10 einen Ventilsitz 11, der beispielsweise in Form einer kreisrunden. Platte ausgebildet sein kann, in welche die Auspuffkanäle 12 eingebohrt sind.
Diese Auspuffkanäle 12 sind an ihrer Aussenseite durch Ventilteller 13 geschlossen, die an der Halte platte 14 mittels Federn 15 gehalten sind, die die Ventilteller 13 gegen die Auspuffkanäle 12 drücken. Die Halteplatte 14 stellt daher auch ein Widerlager für die Federn 15 dar.
Diese Halte- und Widerlager- platte 14 ist an einem in der Mitte des Ventilsitzes 11 angebrachten Haltestift 16 befestigt, beispielsweise angeschweisst. Dieser Haltestift 16 kann, wie in Fig. 2 gezeigt, in den Ventilsitz 11 eingeschraubt sein. Die ser Haltestift 16 ist in seiner Längsrichtung durch bohrt und an den Gasballastkanal 17 angeschlossen, der nach dem Pumpenäussern führt und mittels des Regelventils 18 verschliessbar ist.
An den Gasball'ast- kanal 17 ist mittels eines T-Stückes 17a ein Seiten kanal 19 angeschlossen, der zum Ölabscheideraum 12 führt.
In den Zweigkanal 19 kann ein zusätzliches, nicht dargestelltes Ventil eingesetzt sein. Um die Bohrung des Mittelstiftes 16 und den Gasballastkanal 17 wäh rend des Auspuffvorganges zu verschliessen., ist unter halb des Ventilsitzes 1.1 ein Ventilteller 20 an gebracht, der mittels einer Feder 21 in Ruhelage gerade gegen den unteren Rand des Mittelstiftes 16 gehalten wird. Hierzu ist der untere Rand 22 des Stiftes 16 so angeordnet, dass er etwas gegenüber der unteren Oberfläche des Ventilsitzes 11 vorsteht.
Die Haltefeder 21 des Ventiltellers 20 ist, wie Fig. 3 zeigt, in Form von drei Armen 21a, 21b und 21c ausgebildet, die in 120 Winkelabstand zuein ander angebracht sind. Diese Federarme 21a, 21b und 21c sind unterhalb des Auspuffventilsitzes 11 in einem ausgenommenen Raum 23 untergebracht.
Vacuum pump with gas ballast device The invention relates to a vacuum pump with at least one rotating piston and rotating eccentrically in a working space, sealed with oil. a gas ballast device for temporarily introducing gas into the working space of the piston.
There are known vacuum pumps with gas ballast devices in which the gas ballast channel provided with a control valve opens into an end wall of the piston working space. However, these gas ballast devices have the considerable disadvantage that oil constantly penetrates into the gas ballast channel during operation of the pump, and this must be displaced from the gas ballast channel again by the ballast gas that is carried with each coal circulation.
Since the work space front wall is also constantly covered with an oil film, an oil foam forms at the mouth of the gas ballast channel in the piston work space, which is at least partially dragged by the piston between its end face and the end wall of the work space on the suction side.
As a result, in these known gas ballast devices, the final vacuum achieved with the vacuum pump is extremely dependent on the gas ballast device, that is to say, when operating with gas ballast, the final vacuum of the pump deteriorates extremely. Attempts have already been made to remedy these disadvantages by letting the gas ballast channel open into the channel between the piston working chamber and the exhaust valve.
But also this exhaust duct is acted upon to a very great extent with pump oil, so that with this known gas ballast device, too, pump oil constantly penetrates into the gas ballast duct, which then again with the ballast gas into the pump working space and. is transferred to the suction side.
Even with this known gas ballast device, part of the air-saturated oil is dragged along by the piston on its suction side and, when operated with gas ballast, the ultimate vacuum of the pump is worsened.
A disadvantage common to all of these known gas ballast devices is that the pump housing for the gas ballast channel must be drilled through and this hole is directly connected to the working space of the piston.
All these disadvantages are to be eliminated by the invention in that the channel of the gas ballast device opens out on the surface of the exhaust valve seat facing the piston working space. This means that the opening of the gas ballast channel attached to the exhaust valve seat eliminates the need for a special bore in the pump housing which opens into the working chamber of the piston.
In a preferred embodiment of the invention, a valve plate is arranged at the mouth of the gas ballast channel so that it closes the gas ballast channel during the exhaust process. This ensures that no oil can get into the interior of the gas ballast channel during operation of the pump. As soon as the exhaust process has ended, the gas ballast channel is completely free for the incoming ballast gas.
The unimpeded entry of the ballast gas means that considerably more vapors can be conveyed by a vacuum pump through the gas ballast direction than with the previous gas ballast devices. The gas ballast device also exerts significantly less feedback on the suction side of the piston than it is the case with the previous gas ballast systems.
For the effectiveness of the valve disk, it is particularly useful if it is provided with resilient arms that keep it in its rest position resting on the mouth of the gas ballast channel. This ensures that even a slight overpressure inside the working chamber of the piston is sufficient to press the valve disk onto its seat so that no oil can get into the gas ballast channel.
On the other hand, a slight negative pressure in the working chamber of the piston is able to lift the valve disc sufficiently far from its position on the mouth of the gas ballast channel to allow the ballast gas to effectively enter the working chamber of the piston.
In a particularly expedient embodiment of the invention, the mounted in the exhaust valve seat, serving to hold the exhaust valve disc with central pin is pierced in its longitudinal direction and this hole is connected to the gas ballast channel.
In order to be able to easily install and remove the gas ballast device, if necessary, the exhaust valve seat together with the center pin is detachable in the pump housing, and this center pin is detachably attached to the exhaust valve seat. In such a case, the installation or removal of the gas ballast device is carried out by simply replacing the center pin, for which purpose the exhaust valve seat is expediently removed from the pump.
In addition to the gas ballast channel leading to the outside of the pump, a branch channel opening into the oil separation chamber is also expediently closed. This branch channel has the effect that part of the oil mist in the oil separation chamber is sucked back into the working chamber of the piston. In order to regulate the amount of this sucked in oil mist, a control valve can be used in the branch duct.
An example embodiment of the inven tion is shown in the drawing.
Fig. 1 shows a vacuum pump with gasbavlast device in section.
FIG. 2 shows the exhaust valve of the vacuum pump according to FIG. 1 enlarged in section.
Fig. 3 shows the. Valve plate to close off the mouth of the gas ballast channel in plan view. The example shown in the drawing is a vacuum pump with a piston 3 arranged in a working space 1 on a revolving eccentric 2, the cylindrical outer surface of which runs along the cylindrical inner surface of its working space.
This piston 3 has an intake port 4 which is formed into an intake channel 5, via which the intake chamber 6 is in communication with the working chamber 1 when the intake channel opening 7 is located below the rotary slide 8.
The working chamber 1 of the piston 3 further has an exhaust duct 9, which leads through the exhaust valve 10 to the oil collection and exhaust chamber 10a. The oil separator 12, which can be designed in the manner of a cyclone, is connected to the oil collecting and exhaust chamber 10a. As can be seen from Figure 2, the exhaust valve 10 has a valve seat 11, for example in the form of a circular. Plate can be formed into which the exhaust ducts 12 are drilled.
These exhaust ducts 12 are closed on their outside by valve plates 13 which are held on the holding plate 14 by means of springs 15 which press the valve plates 13 against the exhaust ducts 12. The retaining plate 14 therefore also represents an abutment for the springs 15.
This holding and abutment plate 14 is fastened, for example welded, to a holding pin 16 attached in the center of the valve seat 11. This retaining pin 16 can, as shown in FIG. 2, be screwed into the valve seat 11. The water retaining pin 16 is drilled through in its longitudinal direction and connected to the gas ballast channel 17, which leads to the pump exterior and can be closed by means of the control valve 18.
A side channel 19, which leads to the oil separator space 12, is connected to the gas ballast channel 17 by means of a T-piece 17 a.
An additional valve, not shown, can be inserted into the branch channel 19. In order to close the bore of the center pin 16 and the gas ballast channel 17 during the exhaust process, a valve plate 20 is placed under half of the valve seat 1.1, which is held by a spring 21 in the rest position against the lower edge of the center pin 16. For this purpose, the lower edge 22 of the pin 16 is arranged in such a way that it protrudes slightly with respect to the lower surface of the valve seat 11.
The retaining spring 21 of the valve disk 20 is, as Fig. 3 shows, in the form of three arms 21a, 21b and 21c which are attached to each other at 120 angular spacing. These spring arms 21a, 21b and 21c are accommodated below the exhaust valve seat 11 in a recessed space 23.