技术领域
[0001] 本
发明涉及用于真空
泵，尤其用于旋转
叶片泵的真空
安全阀，并且还涉及包括真空安全阀、
真空泵以及真空室的真空系统。
背景技术
[0002] 旋转叶片泵例如是油封旋转
活塞泵，并且越来越多地配备有真空安全阀。一旦该泵发生期望的或不需要的停顿或其他中断，真空安全阀就将泵与接收器分开。由此维持接收器中的压
力水平，并且具体防止油或其他污染物渗透到接收器中。
[0003] 先前使用的真空安全阀在下降低于接收器中的压力与泵中的压力之间的特定压力差时自动打开。因此，在由于破坏引起的关闭之后打开真空安全阀仅取决于压力差。然而，期望在重新打开真空安全阀之前补救导致关闭真空安全阀的问题的安全状态。如果例如在建立该安全状态之前达到压力差，则即使实际上尚未再次达到该安全状态，常规的真空安全阀也必须打开。阀的过早打开以及因此在不安全状态下重新建立泵与接收器之间的技术流动连接可能具有严重后果。
发明内容
[0004] 因此，本发明的根本目的是提供真空安全阀，其提供增强的安全性。
[0005] 该目的通过具有
权利要求1的特征的真空安全阀和根据权利要求13所述的真空系统实现。
[0006] 根据本发明的真空安全阀包括：壳体，其具有在入口与出口之间延伸的流动路径用于输送气体；阀区域，其设置在所述流动路径中，可在打开
位置与关闭位置之间移动的封闭元件布置在阀区域中；控制空间，其与所述阀区域相关联，并且将压力侧与操作侧分开的膜布置在控制空间中；以及控制元件，其在所述膜与所述封闭元件之间活动，其中所述封闭元件可通过在所述压力侧被施加作用的所述膜经由所述控制元件而克服恢复力从所述关闭位置移动到所述打开位置中，并且当移除膜
载荷时，由于所述恢复力可移回到所述关闭位置中并保持在所述关闭位置中。
[0007] 利用根据本发明的真空安全阀，在下文中也简称为“阀”，必须克服恢复力，以使控制元件从安全关闭位置移动到打开位置。这只能通过在膜上施加压力来实现。
[0008] 因此，根据本发明的阀不像常规真空安全阀从下降低于接收器与泵之间的特定压力差时自动打开。例如，本发明使得可以定义被认为是安全的条件或状态并允许或实现在膜上的手动或自动压力施加。泵的重启尤其可以定义为安全状态，并且泵本身可以用于压力施加。
[0009] 因此，根据本发明的真空安全阀提供增强的安全性，因为可以防止在关闭之后由破坏引起的不希望的阀打开。
[0010] 这些介质还应被理解为术语“气体”，所述术语“气体”不仅仅是气态的，而且还包括液体部分，诸如尤其是小液滴。包括水蒸气部分的介质例如也是本公开意义上的气体。
[0011] 本发明的有利
实施例还在权利要求中、具体实施方式中和
附图中阐述。
[0012] 根据一个实施例，控制空间中的压力在压力侧在打开位置中比在关闭位置中高。因此，可以通过增加压力来打开阀。因此，特别不需要对控制空间施加真空来打开阀。
[0013] 可替代地或另外地，膜可以在关闭位置中比在打开位置中更远离阀区域设置。
[0014] 根据另外的实施例，控制空间形成在壳体中并且尤其通过至少一个壳体壁尤其以
流体密封的方式在空间上与阀区域分开。
[0015] 壳体中的控制空间的布置使得阀的空间节省结构成为可能。可以通过控制空间与阀区域的空间分离来实现膜上的可靠压力施加，而控制空间和阀区域的压力状态彼此不相互影响。
[0016] 在另外的改进中，控制元件具有长形形状并且在控制空间与阀区域之间沿直线延伸。
[0017] 根据另外的实施例，控制元件在一端的区域中具有与膜直接配合的头部部分，并且在另一端的区域中连接到封闭元件。控制元件可以与封闭元件一体形成。可替代地，可以提供单独的封闭元件，其通过合适的装置紧固到控制元件。
[0018] 根据另外的实施例，头部部分被构造成球形，并且膜至少部分地接合在头部部分周围。可以通过球状设计将相对大的接合表面呈现给膜。膜尤其是隔膜，然而，也可以使用其他膜类型。
[0019] 根据另外的改进，头部部分具有帽状设计，并且返回元件部分地布置在头部部分中。由此可以最佳地使用控制空间内的空间，并且同时存在相对大的接合表面，用于另外通过头部部分与返回构件分开的膜。
[0020] 根据另外的实施例，返回构件包括至少一个
弹簧元件，具体是螺旋
压缩弹簧。
[0021] 此外可以规定，返回元件布置在控制空间中、在控制元件的头部部分与限定控制空间的壳体壁，尤其是将控制空间与流动路径分开的壳体壁之间。因此，返回元件可以
支撑在壳体壁处。通过壳体壁将控制空间与流动路径分开可以在此被配置为气密的；然而，这不是绝对必要的。
[0022] 控制元件的头部部分优选地
接触在打开位置中限定控制空间的壳体壁，尤其是将控制空间与流动路径分开的壳体壁。因此，壳体壁可以用作用于头部部分以及因此用于控制元件的端部支座，由此可以精确地限定封闭元件的最大行程以及因此阀的打开位置。
[0023] 根据另外的实施例，流动路径由在入口与出口之间延伸的流动通道形成，其中入口和出口不设置在延伸穿过流动通道的直线上；和/或其中具有至少两个通道区段的所述流动路径具有不重合的纵向轴线。这种流动路径能够通过控制元件以简单的方式在构造方面将膜运动传递到封闭元件。尤其，可以使
用例如以直杆的形式提供的相对简单设计的控制元件。从控制空间开始的控制元件优选地延伸穿过流动通道的一部分，尤其穿过一个通道区段而到达设置在另一个通道区段中的阀区域。
[0024] 根据另外的实施例，通道区段各自以形成在壳体中的孔的形式设置，其中孔优选地各自从壳体的外侧开始并且其中一个孔形成入口并且另一个孔形成出口。
[0025] 此外可以规定，阀区域设置在流动路径的具有不同尺寸的流动横截面的两个区段之间的过渡部分处，其中控制元件延伸穿过较窄区段的至少一部分而到达封闭元件并且其中封闭元件布置在较宽区段中并且在关闭位置封闭较窄区段通向较宽区段的开口。
[0026] 具有不同横截面尺寸的通道区段之间的这种过渡部分可以通过具有相对简单形式的封闭元件(例如，通过呈圆柱形盘形式的封闭元件)可靠地密封。
[0027] 在根据本发明的真空系统中，所述真空系统包括至少一个真空泵、至少一个真空室以及根据本发明的至少一个真空安全阀，阀入口与真空室相关联，并且阀出口与真空泵相关联。
[0028] 根据一个实施例，控制空间的压力侧连接到真空泵的压力源，尤其连接到液压源，尤其同时绕过膜和/或控制元件，其中压力源可操作以使得在真空泵的泵操作上根据其预期目的，膜被施加作用并且维持阀的打开位置，并且在泵操作中断的情况下或者在真空泵关闭之后，移除对膜的作用。
[0029] 无论如何都存在的真空泵的压力源在此可以以有利的方式使用以向膜施加压力。具体地，当在泵操作的适当或破坏引起的中断之后真空泵的重启被认为是安全状态时，阀自动打开，因为压力源(例如真空泵的集成
液压泵)也在泵重启时返回操作，并且膜再次被施加作用。
[0030] 根据所述系统的可能实施例，提供具有布置在真空泵外部的真空安全阀的外部构型。
[0031] 可替代地，提供内部构型，其中真空安全阀或真空安全阀的壳体布置在真空泵的真空
泵壳体内或形成真空泵壳体的一部分或至少部分地由真空泵壳体形成。
[0032] 真空安全阀的壳体可以被配置成使得阀可以以外部构型和内部构型两者使用。优选地规定，在外部或内部构型中，至少与控制空间或与流动路径相关联的壳体开口由远程端部元件形成，所述远程端部元件在内部和/或外部构型中可释放地连接到壳体。
[0033] 由于两种可能的构型，可以在不同的真空系统中更灵活、更普遍地使用真空安全阀。
[0034] 壳体可以通过端部元件被适配于相应的期望构型。端部元件尤其可以形成为适配器，所述适配器使得可以将壳体适配于存在的相应连接情况。在外部构型中，例如，端部元件可以实现将控制空间的压力侧连接到真空泵的压力连接，当阀的壳体开口可以直接连接到真空泵的压力源时，在内部构型中所述压力连接是不可能的或不需要的。在外部构型中，端部元件还可以用于接收
法兰元件，所述法兰元件尤其可以拧入和拧开，并且真空泵可以经由所述法兰元件连接到形成阀的出口的壳体开口。
附图说明
[0035] 下面将参考附图仅通过示例的方式描述本发明。
[0036] 图1示出根据本发明的真空系统，其具有真空泵、真空室和处于外部构型的根据本发明的真空安全阀；
[0037] 图2示出根据本发明的真空系统，其具有真空泵、真空室和处于内部构型的根据本发明的真空安全阀；
[0038] 图3示出位于关闭位置的根据本发明的真空安全阀的实施例；并且[0039] 图4示出位于打开位置的图3的真空安全阀。
具体实施方式
[0040] 真空系统在图1中示出。它包括真空安全阀11、真空泵13、布置在所述真空泵13中的压力源13'、以及称为接收器并且通过泵13抽空的真空室17。真空泵13和压力源13'布置在真空泵壳体15中。真空安全阀11以外部构型示出，即阀11位于壳体15的外部并且经由入口21连接到真空室17并且经由出口23连接到真空泵13。布置在真空泵13内的压力源13'经由外部压力管线63并经由压力连接器元件55连接到真空安全阀11。
[0041] 另外的真空系统在图2中示出。它同样包括真空安全阀11、真空泵13、压力源13'、真空泵壳体15以及真空室17。所述图示出真空安全阀11的内部构型，即阀11位于泵壳体15的内部，并且真空室17经由真空泵壳体15连接到阀11的入口21。压力源13'经由内部压力管线63连接到阀11。阀11的出口23连接到真空泵13的泵系统(未示出)的进气口。
[0042] 下面参考图3和图4描述的根据本发明的真空安全阀11的实施例的特征尤其在于，它可以以根据图1的外部构型和根据图2的内部构型两者使用。
[0043] 阀11分别在图3和图4中以横截面示出，其中阀在图3中关闭并且在图4中打开。
[0044] 阀11包括平行六面体形状的壳体19。到真空室17和到真空泵13的连接被指示。阀11的入口21和出口23各自由壳体19中的孔实现。用于连接到室17的法兰元件59在入口侧拧入孔中。
[0045] 入口21通向通道区段25，所述通道区段25并入通向出口23并与通道区段25成直
角延伸的通道区段27a、27b，所述通道区段27a、27b包括与通道区段相邻的较窄区段27a和形成壳体开口的较宽区段27b。在出口侧的该壳体开口通过端部元件51封闭，用于连接到泵13的法兰元件61拧入所述端部元件51中。
[0046] 通道区段25和通道区段27a、27b形成从入口21到出口23的流动路径。阀区域29位于该流动路径中并且具有封闭元件31，所述封闭元件31
定位在较窄区段27a与较宽区段27b之间的过渡部分中并且设计为阀盘。封闭元件31在此位于较宽区段27a中，并且其远离出口23的侧面接触壳体19的肩部57，形成过渡部分，其中在此所示的关闭位置中插入O形环
密封件49。可以使用各种密封元件代替所示的O形环密封件49。密封元件还可以被配置为例如扁平密封件。
[0047] 封闭元件31紧固到长形控制元件37并且通过两个固定环45在控制元件37的纵向方向上固定。控制元件37从布置在壳体19中的出口侧的支承元件53延伸通过较宽区段27b、封闭元件31、较窄区段27a和壳体壁41而到达形成在壳体19中的控制空间33中。壳体壁41将控制空间33与阀区域29分开。
[0048] 控制元件37的条形轴一方面由盘形支承元件53以定中心的方式保持并引导，所述支承元件53在出口侧支撑在壳体19的前侧周边切口中并且具有用于控制元件37的轴的中心引入部，并且另一方面由壳体壁41保持并引导。
[0049] 膜35布置在控制空间33中并且以流体密封的方式将控制空间33的压力侧与操作侧分开。膜35在压力侧固定在壳体19处，并且为此布置有限定在壳体19中在前侧形成的周边凹槽中的膜35的入口开口的凸缘区域。膜35的径向向内限定凸缘区段的区域夹紧在前壳体侧与呈盖47形式的端部元件之间。
[0050] 控制元件37在其位于控制空间33中的端部处具有帽形头部部分43。用作返回元件的螺旋压缩弹簧39布置在头部部分43内和控制元件37上。螺旋压缩弹簧39在这里示出的关闭位置中由头部部分43部分地围绕，并且在头部部分43的基部与壳体壁41之间延伸。
[0051] 膜35在操作侧接触头部部分43的球形外表面。压力侧的控制空间33的部分由膜35、壳体19和盖47限定。压力连接器元件55拧入盖47的开口中并且可以连接到压力线以能够将控制空间33的压力侧连接到例如真空泵的压力源(参考图1)。
[0052] 在图4中示出真空安全阀11位于打开位置，其中膜35已经经历通过经由压力连接器元件55流入的液压油施加压力并且已经
变形。控制元件37因此在其头部部分43处被施加作用并且在阀区域29的方向上移动-即在图3和图4中向右移动-直到头部部分43接触壳体壁41。螺旋压缩弹簧39被压缩。
[0053] 通过克服弹簧39的恢复力进行的这种控制运动，附接到阀区域29中的控制元件37的封闭元件31从其由壳体19的肩部57形成的
阀座上升。从入口21到出口23的流动路径不再被封闭元件31中断。阀11打开。
[0054] 如已经提及的，图3和图4示出处于具有盖47、51和法兰元件59、61的构型的阀11，其被设计用于在真空泵外部的外部使用(参考例如图1)。在内部构型中，不需要盖47、51和法兰元件59、61，因为阀11可以集成在真空泵的上部结构中。取决于阀11和真空泵的具体设计，壳体19和功能部件(诸如具体是膜35、控制元件37连同弹簧39和具有固定环45和密封元件49的阀盘31和支承元件53)可以维持不变形式以供内部使用，或者可以使用不同设计的阀，然而其具有相同的功能效果。还可以完全或部分地省去单独的阀壳体并且将至少一些功能零件集成在泵壳体中。
[0055] 如在引言部分中已经提及的，用于根据本发明的安全阀的特别有利的使用选择包括控制空间33的压力侧连接到真空泵的压力源(无论如何都存在)，例如到旋转叶片泵的液压泵。独立于是否实施外部(例如图1)或内部(例如图2)构型，根据其预期目的运行的真空泵因此本身提供足够高的压力以作用于阀膜35并因此由于同样工作的液压泵而保持阀11打开。当真空泵以所期望或不希望的方式停止时，该压力下降，以使得阀11在该不安全状态下自动关闭。当膜35的压力侧上的压力足够高时，阀11仅再次打开。这相当于工作液压泵以及因此根据其预期目的工作的真空泵，即安全状态。
[0056] 根据本发明，因此不可能发生阀11打开的情况，因为满足不一定意味着安全状态的条件。根据本发明的阀11的活动尤其与真空室(接收器)和真空泵之间的压力差无关。
[0057] 根据本发明的阀11的另外的优点包括在溢流式真空泵以及因此封闭阀21的情况下，阀盘31不仅通过弹簧39而且还通过连接到至少部分抽空的真空室的阀入口21与阀出口23之间的在
大气压力下的压力差压靠在其阀座上，并且阀盘31的密封元件49上的接触压力因此增加。
[0058] 附图标记列表
[0059] 11 真空安全阀
[0060] 13 真空泵
[0061] 13' 压力源
[0062] 15 真空泵壳体
[0063] 17 真空室
[0064] 19 壳体
[0065] 21 入口
[0066] 23 出口
[0067] 25 通道区段
[0068] 27a 较窄区段
[0069] 27b 较宽区段
[0070] 29 阀区域
[0071] 31 封闭元件、阀盘
[0072] 33 控制空间
[0073] 35 膜
[0074] 37 控制元件
[0075] 39 返回构件、弹簧元件、螺旋压缩弹簧
[0076] 41 壳体壁
[0077] 43 头部部分
[0078] 45 固定环
[0079] 47 端部元件
[0080] 49 密封元件
[0081] 51 端部元件
[0082] 53 支承元件
[0083] 55 压力连接器元件
[0084] 57 肩部
[0085] 59 法兰元件
[0086] 61 法兰元件
[0087] 63 压力管线。
