本发明涉及一种用于产生真空的干式真空泵。
背景技术：
已知的干式真空泵包括连接到转子轴的转子元件，所述转子轴被支撑用于旋转并由电动机驱动。转子元件布置在由泵壳体形成的吸入室中。泵壳体具有入口和出口，通过转子元件的旋转将泵介质从入口输送到出口。为此目的，干式真空泵尤其包括多个，优选两个转子元件位于一个吸入室中，配合以输送泵介质。
为了产生高真空，干式真空泵设计为多级泵，使得在泵壳体中形成多个吸入室，其中每个吸入室布置有至少一个转子元件。各个吸入室通过合适的连接通道流体连接，使得泵介质从入口通过每个吸入室输送。特别地，由此产生小于1毫巴至小于0.0001毫巴的压力。
已知的干式真空泵的特殊之处在于，转子元件和泵壳体之间的密封是无油的。这提供了特殊的优势，即不会有含油空气从干式真空泵中逸出，从而污染连接的设备。
转子轴由轴承相对于泵壳体支撑，轴承特别是滚子轴承。由于转子轴的高速旋转，必须对这些轴承进行润滑。用于润滑的润滑剂必须与轴承上占主导的(“prevailing”)真空相适应，以防止润滑剂泄露。这限制了用于轴承可能的润滑剂的选择。由于干式真空泵中的润滑和轴承必须相互匹配，所以对于可使用的轴承也有限制，这通常导致较高的成本，因为需要特殊轴承。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种干式真空泵，其中可以使用更经济的轴承。
该目的通过根据权利要求1所述的干式真空泵来实现。
本发明的干式真空泵包括泵壳体。泵壳体形成多个吸入室。转子元件布置在吸入室中，用于将泵介质从高真空侧入口输送到出口。在每个吸入室中布置至少一个转子元件。优选地，在至少一个吸入室中布置两个转子元件，它们以合适的方式配合，用于将泵介质从入口输送到出口。
根据本发明，转子元件连接到转子轴。如果每个吸入室提供有多于一个的转子元件，则单个的转子元件与相应的转子轴连接。在此，优选地通过电动机驱动至少一个转子轴。
根据本发明，转子轴由轴承支撑，其中高真空侧轴承布置在凹部中。在此，高真空侧轴承是沿纵向看更接近高真空的轴承。这里，高真空侧轴承不一定布置在转子轴的高真空侧的端部上。然而，这是可能的，并且被高真空侧轴承的轮廓所覆盖。另一方面，沿高真空方向看，存在一个出口侧轴承，其沿着转子轴的纵向布置在高真空侧轴承之前。
根据本发明的凹部优选地由壳体形成并且尤其朝向转子轴敞开。因为根据本发明，高真空侧轴承布置在凹部中，所以凹部形成在高真空侧轴承的位置处。
根据本发明，一种密封装置布置在高真空侧轴承和特别紧邻高真空侧轴承的至少一个吸入室之间。此外，第一管道将其中布置有高真空侧轴承的凹部与干真空泵的区域相连，在该区域中高于相邻于高真空侧轴承的至少一个吸入室中压力的压力占主导。第一管道确保在凹部中的压力高于与高真空侧轴承相邻的至少一个抽吸室中的压力。因此，高真空侧轴承承受的压力低于与高真空侧轴承相邻的至少一个吸入室中的压力。因此，有可能使用其它润滑剂，并因此也使用更经济的轴承，因为这些轴承必须满足对于高真空的兼容性方面较不严格的要求。具体而言，润滑剂泄漏的问题减少了。通过提供第一管道来确保在凹部中确定的压力占主导，该压力由第一管道连接到的干式真空泵的区域确定。
优选地，干式真空泵是爪式泵、罗茨泵或螺杆式泵。
优选地，干式真空泵产生小于1毫巴，优选地小于0.001毫巴，特别优选地小于0.0001毫巴的压力。
优选地，高真空侧轴承是油脂润滑轴承。这是可能的，因为凹部中的压力高于相邻于高真空侧轴承的至少一个吸入室中的压力。特别是用于润滑轴承的油脂具有在真空中散逸并由此失去其润滑性能的趋势。只有通过提供第一管道(通过该第一管道可以增加凹部中的压力并且因此增加在高真空侧轴承处的压力)，完全可以使用油脂润滑轴承作为高真空侧轴承。除此之外，油脂润滑轴承是标准轴承，从而可以进一步降低所用轴承的成本。
优选地，油既不存在于凹部中也不存在于密封装置中。特别优选的是密封装置是干密封件。油具有明显的缺点，即由于其低粘度，其可通过密封装置到达吸入室，使得连接到干式真空泵的装置可能被含油空气污染。如果没有油存在，将其放入凹部或密封装置中，从而以简单的方式避免此问题。此外，密封装置中不包含油脂或其他密封剂。
密封装置优选地形成为干式密封，使得可以使用不需要额外以油润湿的密封材料。特别地，密封是具有非常小的密封间隙的非接触轴密封件。
优选地，密封装置包括至少一个唇形密封件，所述至少一个唇形密封件尤其是ptfe唇形密封件。唇形密封件是一种标准产品，可以以简单的方式制造，并且可以以经济的方式获得。由于凹部和与高真空侧轴承相邻的吸入室之间的可控制的压力差，在一方面确保了第一管道在唇形密封件和轴之间存在接触，另一方面确保由于转子轴的快速旋转，唇形密封件不会燃烧或磨损太快。通过可控制的压力差可控地控制接触压力。
优选地，密封装置包括至少两个唇形密封件，其中，在至少两个唇形密封件之间的中间室经由第二管道连接至干式真空泵的区域，在该区域中，第二压力高于与高真空侧轴承相邻的至少一个吸入室中的压力并同时低于凹部中的压力。因此，从关系上可以看出，在与高真空侧轴承相邻的至少一个吸入室中最低压力占主导，并且在凹部中最高压力占主导，其中优选地经由中间室以阶梯状方式调整该压力差。因此，一方面确保每个唇形密封件仅一定的压力差占主导，从而防止唇形密封件燃烧或磨损得太快。同时，通过提供至少两个唇形密封件，可以在凹部和与高真空侧轴承相邻的吸入室之间实现更大的压力差。因此，在凹部的区域中较高的压力可以占主导，由此相对于高真空的兼容性对轴承和轴承的润滑剂提出要求。当然，可以提供多于两个的唇形密封件，其中特别优选的是在两个相应的唇形密封件之间提供中间室。没有、一个、多个或所有的中间室可以通过管道连接到干式真空泵的合适区域，从而可以精确地选择中间室中的压力，从而可以将唇式密封件的特性考虑在内。
优选地，在相邻于高真空侧轴承的至少一个吸入室中，1000毫巴至0.1毫巴的压力占主导。
优选地，凹部中占主导的压力低于干真空泵的环境压力或大气压力。特别是，当使用油脂润滑轴承时，不需要环境压力在轴承占主导。由此，可以将凹部和相邻于高真空侧轴承的吸入室之间的压力差保持尽可能小，由此特别是密封装置可以具有简单的结构。
优选地，凹部中占主导的压力超过100毫巴，更优选地超过400毫巴，特别优选地超过500毫巴。
优选地，在相邻于高真空侧轴承的至少一个吸入室和凹部之间存在小于300毫巴的压力差，更优选的是小于200毫巴的压力差，特别优选的是小于50毫巴的压力差。
第一管道优选地具有两个连接点，通过该两个连接点将第一管道连接到凹部，其中相应的连接点布置在高真空侧轴承的相应侧上，使得在高真空侧轴承的侧面之间不存在压力差。通常，轴承不是设计用来补偿压力差的。通过提供第一管道的两个连接点，确保不存在跨高真空侧轴承上的压力差。
干式真空泵优选地是多级泵。这里，特别是两个吸入室通过连接管道连接用于吸入室的流体连通。因此，泵介质可以经由连接管道从一个吸入室流入相邻的吸入室。这里，优选地，第一管道和/或第二管道连接到各自的连接管道。
优选地，高真空侧轴承布置在转子轴的端部。特别地，除了密封元件(如果提供的话)之外，没有其他元件连接到高真空侧轴承外部的轴。具体地说，端部是覆盖外部5cm的部分，特别是轴的外部3cm。
优选地，相邻于高真空侧轴承的至少一个吸入室连接到入口。
干式真空泵优选地包括至少一个第一吸入室、中间吸入室和最后吸入室，其中第一吸入室尤其紧邻于高真空侧轴承布置。此外，入口连接到中间吸入室，并且出口连接到最后吸入室。泵介质从中间吸入室输送到第一吸入室，此后泵介质从第一吸入室输送到最后吸入室。通过这种布置，连接到入口的中间吸入室具有最低的压力。然而，第一吸入室紧邻高真空侧轴承，其中第一吸入室已经具有比中间吸入室中更高的占主导的压力。因此，相邻于高真空侧轴承的吸入室与其中布置有高真空侧轴承的凹部之间的压力差减小。如果入口直接连接到第一吸入室，则第一吸入室将具有最低的压力，使得更大的压力差不得不由密封装置来桥接。
优选地，两个吸入室通过分隔壁分开，其中连接管道布置在分隔壁中。优选地，第一和/或第二管道直接连接到各自的吸入室。
泵壳体优选地具有沿转子轴的纵向方向延伸的分离平面。特别优选地是，泵壳体具有两部分设计。这种方式简化了泵壳体的结构。因此特别优选地是可以使用单一的转子轴。
优选地，泵壳体的这些部分具有分离平面延伸通过的接触表面。这里，第一管道和/或第二管道在一个接触表面中形成为凹槽。这允许第一和/或第二管道的路线以简单的方式形成。通过组装泵壳体的各部件，凹槽被组装到其上的部件的接触表面所密封，使得形成封闭的管道。
【附图说明】
下面将参照优选实施例和附图更详细地解释本发明。在附图中：
图1是沿着泵壳体的分离平面切割的、根据本发明的干式真空泵的示意图；
图2是图1所示干式真空泵的高真空侧轴承和密封装置的细节；并且
图3是一个替代实施例。
【具体实施方式】
本发明的干式真空泵包括多个轴向连续布置的泵级。多个吸入室12提供在一个泵壳体10中。第一转子元件14和第二转子元件16布置在吸入室12中。第一转子元件14连接到第一转子轴18，并且第二转子元件16连接到第二转子轴20。第一转子元件14和第二转子元件16以这样的方式合作，即泵介质从入口22输送到出口24。为此，各个泵级通过布置在分隔壁28中的连接管道26连接，分隔壁28将吸入室12彼此分离。
转子轴18和20由真空侧轴承30以及高真空侧轴承32可旋转地支撑。在所示的实施例中，高真空侧轴承32布置在相应的轴18,20的端部区域中。
第一吸入室34紧邻高真空侧轴承32。入口连接到第一吸入室34，使得在第一吸入室34中低压力占主导。密封装置36布置在高真空侧轴承32和第一吸入室34之间，密封装置在图2中详细示出。密封装置36包括第一唇形密封件28以及第二唇形密封件40。这些通过隔板43彼此分离。第一唇形密封件38和第二唇形密封件40均与转子轴18接触。
高真空侧轴承32布置在凹部42中。第一管道44连接到凹部42。第一管道44具有分别连接到高真空侧轴承32一侧上的凹部42的两个连接点48。由此确保无压力差跨越高真空侧轴承占主导，这将必须由轴承进行补偿。这将导致轴承增加磨损或损坏性能。第一管道44连接到连接管道26。在图1所示的实施例中，第一管道44连接到最后吸入室50和倒数第二吸入室52之间的连接管道。在该位置，一个相对高的压力，最好是高达500毫巴的压力已经占主导。然而，由于布置在最后吸入室50中的最后泵级，这个压力总是低于围绕真空泵的环境压力。通过第一管道44确保在凹部42中与在最后吸入室50和倒数第二吸入室52之间的连接管道中的压力相同的压力占主导。如果该区域中的压力例如为500毫巴，则高真空侧轴承也布置在500毫巴的压力下。因此，可以将各种其它润滑剂用于高真空侧轴承32。具体而言，高真空侧轴承32因此可以是油脂润滑轴承。
在所示的实施例中，在第一吸入室34和凹部42之间存在约500毫巴的压力差。通常，这种大的压差不能通过干密封以足够的方式密封，特别是因为转子轴18的高转速。为此，密封装置36包括第一唇形密封件38和第二唇形密封件40，中间室54形成在第一唇形密封件和第二唇形密封件之间。这里，中间室54通过第二管道56连接到真空泵的区域，在该区域中，比第一吸入室34更高的压力占主导，但比其中布置高真空侧轴承32的凹部42中的压力更低。为此目的，可以例如以将第二管道56连接到位于连接管道26上游的连接管道26，连接管道26在流动方向上看处于第一管道44连接到的连接管道26的上游。通过提供第二管道56，可以确保仅在实际设计唇形密封件的单个唇形密封件38、40上施加压力差。因此，防止了唇形密封件38、40的强烈磨损或燃烧。
图1示出了干式真空泵的截面，其中截面平面与泵壳体10的分离平面重合。该图示出了具有接触表面58的下泵壳体半部，泵壳体10的下半部通过该接触表面58接合到泵壳体10的上半部。这里，第一管道44和第二管道56在接触表面58中形成为凹槽。通过将第一泵壳体部件组装到第二泵壳体部件，所形成的凹槽关闭，使得形成第一管道44和第二管道56。
当然，可以在密封装置36中提供另外的唇形密封件。由此形成的中间室可以连接到另外的管道，从而实现在第一吸入室34和凹部42之间的压力的阶梯式均衡。
图3中示出了另一个实施例，其中类似的元素由类似的参考数字标识。
在图3所示的干式真空泵中，入口60连接到中间吸入室62。因此，最低压力在中间吸入室62中占主导。从中间泵室62，泵介质s经由连接管道26通过转子元件14输送到第一吸入室34。这里，第一吸入管道34中高于中间吸入室62中的压力的压力已经占主导。因此，减小了其中布置有高真空侧轴承32的凹部42和第一吸入室34之间的压力差，从而简化了密封装置36的结构。经由连接管道(未示出)，泵介质从第一吸入室经由可能提供的另外的吸入室流入最后吸入室50，并且从那里到出口24。
由于泵级的布置，可以以简单的方式降低对密封装置36的需求，使得在凹部42中获得更高的压力。因此可以使用油脂润滑轴承作为高真空侧轴承32。
在两个实施例中都不需要主动冷却唇形密封件。也不需要在密封装置36的区域中提供油以实现唇形密封件38,40的合适的密封效果。
如果干式真空泵是双轴泵。密封装置36尤其在两个高真空侧轴承32处提供。优选地，密封装置36在这种情况下具有相同的设计。