多级隔膜抽吸泵
阅读：399发布：2020-05-11
专利汇可以提供多级隔膜抽吸泵专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种多级隔膜抽吸 泵 ，包括：至少两个泵室，所述泵室分别包括具有至少一个进入 阀 的 流体 进口和具有至少一个排出阀的流体排出口；以及连接所述泵室的流体进口的抽吸管道，其中相互接连的泵室分别经由至少一个连接管道这样相互连接，使得 隔膜泵 在达到或超过抽吸管道中的一压差时从其泵室的并联工作的运行模式转变为这些泵室的至少也 串联 工作的运行模式，并且其中在所述至少一个连接管道的流入区域和流出区域内分别插入至少一个朝下游的泵级打开的止回阀。为了优化这种隔膜 抽吸泵 的泵浦特性，按照本发明设定：至少在一泵室中为了改善进气压 力 将所述至少一个连接管道的抽吸侧的孔或者为了改善抽气能力将所述至少一个连接管道的压力侧的孔设置在该泵室的这样的区域内或接近该区域，在该区域为该泵室配设的隔膜在泵循环期间首先移位。附加地或可替代地，另一发明建议设定：至少一个连接管道特别是在各接连的泵室之间具有下降的管道延伸段，并且为此该至少一个连接管道的流入侧的管道部分与流出侧的管道部分相比较高地设置。，下面是多级隔膜抽吸泵专利的具体信息内容。
1.多级隔膜抽吸泵(10)，包括：至少两个泵室(1、2、3、4)，所述泵室分别包括由曲柄连杆机构的连杆驱动的、在泵室壁上移位的隔膜，并且所述泵室分别包括具有至少一个进入阀的流体进口(6)和具有至少一个排出阀的流体排出口(7)；以及连接所述泵室(1、2、3、4)的流体进口(6)的抽吸管道，其中相互接连的泵室(1、2、3、4)分别经由至少一个连接管道(8、9、11)这样相互连接，使得多级隔膜抽吸泵(10)在达到或超过抽吸管道中的一压差时从其泵室(1、2、3、4)的并联工作的运行模式转变为这些泵室的至少也串联工作的运行模式，并且其中在所述至少一个连接管道(8、9、11)的流入区域和流出区域内分别插入至少一个朝下游的泵级打开的止回阀，
其特征在于，至少在一个泵室(1、2、3、4)中为了改善进气压力将所述至少一个连接管道(8、9、11)的抽吸侧的孔(12)或者为了改善抽气能力将所述至少一个连接管道(8、9、11)的压力侧的孔(13)偏移离开泵纵向中平面地设置在该泵室(1、2、3、4)的半球体内，在该半球体处为该泵室配设的隔膜在泵循环期间首先移位。
2.按照权利要求1所述的多级隔膜抽吸泵，其特征在于，为多级隔膜抽吸泵(10)的每一泵室(1、2、3、4)配设能在连杆枢转平面内枢转的连杆，并且至少在一泵室(1、2、3、4)中至少一个连接管道(8、9、11)的抽吸侧或压力侧的孔(12、13)设置在该连杆枢转平面内。
3.按照权利要求1或2所述的多级隔膜抽吸泵，其特征在于，至少一个连接管道(8、9、
11)的抽吸侧或压力侧的孔(12、13)设置在泵室(1、2、3、4)的邻接隔膜的夹紧区的边缘区域内。
4.按照权利要求1或2所述的多级隔膜抽吸泵，其特征在于，至少在一泵室(1、2、3、4)中至少一个连接管道(8、9、11)的抽吸侧和压力侧的孔(12、13)以及抽吸阀大致设置在一横向于连杆枢转平面延伸的直线上。
5.按照权利要求1或2所述的多级隔膜抽吸泵，其特征在于，至少在沿输送方向的第二泵级的泵室(2)中，为了改善进气压力，至少一个连接管道的抽吸侧的孔(12)设置在该沿输送方向的第二泵级的泵室(2)的这样的区域内或接近该区域，在该区域为该沿输送方向的第二泵级的泵室配设的隔膜在泵循环期间首先移位。
6.按照权利要求1或2所述的多级隔膜抽吸泵，其特征在于，至少在沿输送方向的第一泵级的泵室(1)中，为了改善抽气能力，至少一个连接管道的压力侧的孔(13)设置在该沿输送方向的第一泵级的泵室(1)的这样的区域内或接近该区域，在该区域为该沿输送方向的第一泵级的泵室配设的隔膜在泵循环期间的首先移位。
7.按照权利要求1或2所述的多级隔膜抽吸泵，其特征在于，至少一个连接管道(8、9、
11)具有下降的管路延伸段，并且为此该至少一个连接管道(8、9、11)的流入侧的管道部分与流出侧的管道部分相比较高地设置。
8.按照权利要求7所述的多级隔膜抽吸泵，其特征在于，所述至少一个连接管道(8、9、
11)在接连的泵室(1、2、3、4)之间具有下降的管路延伸段。
9.按照权利要求1或2所述的多级隔膜抽吸泵，其特征在于，多级隔膜抽吸泵(10、
100)的泵级成对地以对置形式设置。
10.按照权利要求1或2所述的多级隔膜抽吸泵，其特征在于，在第二泵级中设置的连接管道(9)的抽吸侧的孔(12)设置在曲柄轴的上方，和/或在第三泵级中设置的连接管道的压力侧的孔(13)设置在曲柄轴的下方。
11.按照权利要求1或2所述的多级隔膜抽吸泵，其特征在于，各连接管道(8、9、11)具有一管道直径，其等于或小于通向压力阀或抽吸阀的压力管道或抽吸管道的管道内横截面的一半。
12.按照权利要求1或2所述的多级隔膜抽吸泵，其特征在于，多级隔膜抽吸泵(10、
100)具有四个泵室(1、2、3、4)。
13.按照权利要求1或2所述的多级隔膜抽吸泵，其特征在于，在相互接连的泵室(1、
2、3、4)的第一和最后的泵室(1、4)中设置连接管道的至少一个抽吸侧或压力侧的孔，并且在设置在所述第一和最后的泵室之间的泵室(2、3)中设置连接管道的至少一个抽吸侧的孔和至少一个压力侧的孔。
多级隔膜抽吸泵
技术领域
[0001] 本发明涉及一种多级隔膜抽吸泵，包括：至少两个泵室，所述泵室分别包括具有至少一个进入阀的流体进口和具有至少一个排出阀的流体排出口；以及连接各泵室的流体进口的抽吸管道，其中各相互接连的泵室分别经由至少一个连接管道这样相互连接，使得该隔膜泵在达到/超过抽吸管道中的一压差时从其各泵室的并联工作的运行模式转变为这些泵室的至少也串联工作的运行模式，并且其中在所述至少一个连接管道的流入区域和流出区域内分别插入至少一个朝下游的泵级打开的止回阀。
背景技术
[0002] 在例如对高压釜抽真空时，一方面希望大的输送功率，另一方面希望良好的极限真空。大的输送功率通过各头部的并联连接实现，良好的极限真空通过多级的运行模式、亦即通过串联连接实现。在许多应用中、特别是在实验领域内需要较低的端头压力，其仅用多级的设置结构即可获得。
[0003] 由WO 2004/088138已知一种微型真空泵，其具有两个通过相应的一个振动的泵隔膜限定的泵室。这些泵室的每一个都包括具有进入阀的流体进口和具有排出阀的流体排出口，其中设置连接各泵室的流体进口的抽吸管道和连接各流体排出口的压力管道。各泵室经由一连接管道这样相互连接，使得该微型真空泵在达到和超过抽吸管道中的规定的压差时从其各泵室的并联工作的运行模式转变为这些泵室的串联工作的运行模式。不仅在连接管道的流入区域内而且在其流出区域内分别插入朝下游的泵级打开的止回阀。为了降低与上述隔膜抽吸泵的制造相关联的费用，插入到连接管道中的各止回阀具有可与两个泵室的进入阀和排出阀类似的尺寸。因此，连接管道的设置在一方面止回阀与另一方面邻近的泵室之间的管道部分也具有类似的尺寸。为了在泵浦过程的开始阶段仍然可以首先经由并联的进入阀和排出阀引导流体流，在连接管道中插入节流阀，其仅在达到相应的压差和减小的泵功率时才失去其节流的作用。
[0004] 在抽吸过程的开始，上述微型真空泵采取其各泵室并联工作的配置结构，因为在连接管道中设置的节流阀导致该系统由于仍然缺少在空气循环中的阻碍而可以在开始容易地并联工作地构成。一旦该并联工作的配置结构进入极限真空的范围内并且在抽吸管道中的压差由此达到最大值，流体就可以容易得多地流动通过位于连接管道中的节流阀，从而同时也以其各泵室的串联的运行模式配置，以便此时获得最大可能的极限真空。
[0005] 但缺点在于，已知的隔膜泵的各止回阀具有可与进入阀和排出阀类似的尺寸，并且在连接管道的设置在各止回阀之间的各管道部分具有相应尺寸的管道内横截面，从而在这些管道部分中产生与之相应尺寸的有害空间，其对上述隔膜抽吸泵的可达到的极限真空产生影响并且负面地影响在并联的与串联的运行模式之间的转换点。
[0006] 为了在尽可能短的时间内达到尽可能高的极限真空，并为了接近在并联的与串联的运行模式之间的最佳转换点，还已提供一种多级隔膜泵，其中在各连接管道的流入区域和流出区域内设置的各止回阀与各泵室的进入阀和排出阀相比较小地构成，并且为这些止回阀分别配设连接管道的朝邻接的泵室敞开的管道部分，该管道部分具有与进入阀和排出阀相比较小的管道内横截面(参见DE 10 2007 057 945 A1)。从DE 10 2007 057 945 A1的图1和图2以及图4中的90°剖视图的比较可知，在该已知的隔膜泵中连接管道的进入孔和排出孔也设置在曲轴平面内。该已知的隔膜泵在至少一个相互连接其各泵室的连接管道中具有流入侧的止回阀以及流出侧的止回阀，这些止回阀的尺寸与这些泵室的进入阀和排出阀相比显著较小。由于这些止回阀的可移动的阀体由此也具有较小的可移动的质量并与之相应地可以快速地起反应，因此显著有助于接近在并联的与串联的运行模式之间的最佳转换点。由于连接管道仅在最佳转换点的区域内才作用，并且由于各连接管道在该泵浦阶段仅须完成较小的输送量，因此各连接管道的内横截面与抽吸管道和压力管道相比可以较小地构成。这还允许在至少一个连接管道中设置的各止回阀构成有与抽吸阀和压力阀相比很小的通流横截面和相应较小的直径。因此各止回阀由于其可移动的阀体或截止体的小的质量而可以在关闭抽吸阀和压力阀时快速起反应，并由此阻止由DE 10 2007 057 945 A1已知的隔膜泵在压差的过渡区域内不输送或仅不足地输送。由于为各止回阀分别配设通向邻接的泵室的管道部分，因此该管道部分与进入阀和排出阀相比具有显著较小的管道内横截面，在一方面止回阀与另一方面邻接的泵室之间留下的有害空间可以保持得如此之小，以致也可以产生很低的极限真空。因此由DE 10 2007 057 945 A1已知的隔膜泵允许利用较简单的技术手段在尽可能短的时间内产生尽可能小的极限真空。
[0007] 由DE 10 2006 043 159 B3已知一种两级热蒸汽真空泵，其具有推挽式工作的隔膜作为泵机构。两个泵室都具有构造有止回阀的进口和出口，该进口和出口分别经由管道彼此并行地连接，所述管道具有止回阀装置。为了尽可能快地产生高的极限真空，在DE 102006 043 159 B3中设定，为连接管道配设的止回阀装置的阀机构具有比为泵室的进口和出口配设的止回阀的阀机构显著较小的质量。
[0008] 还在由DE 10 2006 043 159 B3已知的隔膜泵中，连接管道的压力侧和抽吸侧的孔大致居中地设置在泵室的压力阀与抽吸阀之间、在轴线平行于连杆转轴设置的直线上。由于在每一泵室中在泵室壁上移位的工作隔膜近似在其死点才到达连接管道的孔，因此可以经由连接管道的孔泄漏损失流，其不利地影响该隔膜泵的有效功率。
[0009] 由对比文件DE 10 2006 043 159 B3中的图2a和2b中也得不出一些不同。也就是，在DE 10 2006 043 159 B3中的图2a和2b中，仅仅与泵室连接的流体进口和流体出口在其止回阀1.5和1.6的区域内纵向剖切地示出，而连接泵室的连接管道的设置在剖切面之外的抽吸侧和压力侧的孔没有示出且不可见。确切而言，这些孔在图3中的局部横向剖切的俯视图中在其控制阀1.7或2.7的区域内可见。将泵室彼此连接的连接管道的抽吸侧和压力侧的孔在此处也大致居中地设置在泵室的压力阀与抽吸阀之间、在轴线平行于连杆转轴设置的直线上。
[0010] 在由WO 2004/088138和由DE 10 2007 057 945 A1已知的隔膜泵中，各连接管道的压力侧的孔和抽吸侧的孔大致居中地设置在各泵室的压力阀与抽吸阀之间、在轴线平行于连杆转轴设置的直线上。由于在每一泵室中在泵室壁上移位的工作隔膜仅大致在其死点才到达各连接管道的孔，因此可以经由各连接管道的这些孔泄漏损失流，其不利地影响这些隔膜泵的有效功率。
发明内容
[0011] 因此目的在于提供一种开头所述型式的多级隔膜泵，其具有在其进气压力(Ansaugdruck)或其抽气能力( )方面的优化的泵浦特性。
[0012] 该目的的按照本发明的解决方案在开头所述类型的多级隔膜泵中特别是在于，至少在一泵室中为了改善进气压力将至少一个连接管道的抽吸侧的孔或者为了改善抽气能力将至少一个连接管道的压力侧的孔设置在该泵室的这样的区域内，在该区域为该泵室配设的隔膜在泵循环期间首先移位( )。
[0013] 按照本发明的隔膜泵的各泵室经由连接管道相互连接。在此沿输送方向的接连的各泵室也具有为一连接管道配设的抽吸侧的孔。为了改善进气压力，至少一个连接管道的在至少一个接连的泵室中设置的抽吸侧的孔可以设置在该泵室的这样的区域内或接近该区域，在该区域为该泵室配设的隔膜在泵循环期间首先移位。因此在该实施形式中，为了改善进气压力，至少一个连接管道的抽吸侧的孔的设置结构从在上死点横向于连杆枢转平面定向的中心线朝泵室的区域的方向优选旋转约-45°，在该区域中为该泵室配设的隔膜在泵循环期间首先移位。当在下一级中的进气压力低于在前一级中的推出压力时，同样实现多级隔膜泵的从并联泵运行模式向串联泵运行模式的转换。为了可以产生这样的效果，为连杆配设的曲柄连杆机构的曲柄角必须从头部向头部优选偏移180°地设置。现在连接管道的小的抽吸侧的孔越更接近地处于连杆枢转平面内，亦即在密封室的这样的侧面上，在该侧面上连杆在向上冲程时通过该连杆的翻转运动沿旋转方向移动并通过该翻转运动接近连杆枢转平面，则产生越低的进气压力。当至少一个连接管道的小的抽吸侧的孔准确地处于连杆枢转平面内时，在最接近的级中产生最低的进气压力。在零点与连杆枢转平面之间的任何位置产生其自身的进气压力。按这种方式可以影响并联的泵的抽吸曲线向串联的泵的抽吸曲线的过渡。在此，即使仅在泵级之一中改变抽吸侧的孔朝所述方向的设置结构，已可产生影响。该过程在第一泵级1中开始并逐渐地经由其他的头部和泵级延续。通过在相互连接泵级的连接管道的抽吸侧的孔的设置结构中朝连杆枢转平面的方向的必要时也可不同的枢转角，可以影响在进气压力和抽气能力的曲线变化中的过渡区域。
[0014] 如果相反需改变抽气能力，则也可以的是，至少在一泵级中至少一个连接管道的压力侧的孔设置在该泵室的这样的区域内或接近该区域，在该区域上为该泵室配设的隔膜在泵循环期间首先移位。因此为了改善抽气能力，可以将至少一个连接管道的压力侧的孔的设置结构从在上死点横向于连杆枢转平面定向的中心线朝泵室的区域的方向优选旋转约+45°，在其中为该泵室配设的隔膜在泵循环期间首先移位。由于在该实施形式中，连接管道的在该泵室中设置的压力侧的孔提早地通过在泵室壁上移位的工作隔膜封闭，因此可以明显减少可能发生的损失流(其否则会通过各连接管道引导)并改善抽气能力。
[0015] 在此按照本发明的一优选的实施形式建议，为隔膜泵的每一泵室配设能在连杆枢转平面内枢转的连杆，并且至少在一泵室中至少一个连接管道的抽吸侧或压力侧的孔设置在该连杆枢转平面内。
[0016] 当至少一个连接管道的抽吸侧和压力侧的孔设置在泵室的邻接隔膜的夹紧区的边缘区域内时，还附加有助于泵浦特性的优化。
[0017] 按照本发明的一优选的实施形式设定，至少在一泵室中至少一个连接管道的抽吸侧或压力侧的孔以及抽吸阀大致设置在横向于连杆枢转平面延伸的直线上。
[0018] 这种多级隔膜抽吸泵作为真空泵经常用于抽出潮湿的蒸汽。在不利的压力和温度状况下，同时可以导致在最后的和先前的各级中形成凝聚物。这通常通过使用气镇阀来阻止。但根据凝聚物的蒸发特性，这种过剩气镇阀导致极限真空的显著降低。
[0019] 虽然形成凝聚物但仍可达到最大的极限真空的一种方法利用大气压使产生的凝聚物吹出(参见DE 198 51 680 C2和DE 100 21 454 A1)。然而，该方法的缺点在于在该吹出过程中抽真空过程中断。
[0020] 在开头所述的多级隔膜抽吸泵的并联运行模式中，最大的端头压力通常高于凝聚物的蒸发压力。因此凝聚物对抽真空过程不再有影响。然而，在这种隔膜抽吸泵的串联运行模式中，泵的端头压力常常低于凝聚物的蒸发点，从而由于凝聚物的再膨胀而不能达到端头压力。因此必须连续地吹出凝聚物。
[0021] 符合目的的是，至少一个连接管道特别是在接连的各泵室之间具有下降的管道延伸段，并且为此该至少一个连接管道的流入侧的管道部分与流出侧的管道部分相比较高地设置。利用至少一个、特别是在接连的各泵室之间设置的连接管道的下降的设置结构，易于吹出在接连的各泵室中可能产生的凝聚物，并且还附加地有助于按照本发明的隔膜抽吸泵在其抽气能力方面的泵浦特性。在此凝聚物通常在大气压附近产生，并因此大多在多级隔膜抽吸泵的串联的各泵室的最后三级中产生。按照该发明建议构成的隔膜泵的特征在于连续的抽真空过程，尽管可能的凝聚物通过工作气体本身不断地吹出。
[0022] 在两级或多级的泵中提供对置形式作为空间节省的构造形式。因此按照本发明的一优选的实施形式设定，多级隔膜泵的各泵级成对地以对置形式设置。
[0023] 在处于卧式的位置的对置形式中，平行于轴线设置的头部可以在两侧稍微水平地连接。
[0024] 然而，如果按照开头所述的本发明建议通过转换压力的改变借助于各连接管道的在泵室中设置的孔的偏移的设置结构力求达到抽吸曲线的优化，则连接管道的位于装设在泵壳体的两个侧面上的各头部中的抽吸侧的孔必须朝连杆枢转平面的方向并在头部的这样的侧面上设置，在该侧面上连杆在向上冲程时通过翻转运动沿旋转方向移动。由此在第二泵级中导致抽吸侧的孔处在轴线的上方，而压力侧的孔可以在第三泵级中设置在轴线的下方，从而在这种对置式泵的卧式的位置中提供下降的连接管道。
[0025] 如果上述的对置式泵相反在立式的位置运行，则将连接管道水平地设置在第二与第三泵级之间，而连接管道下降地设置在第三与第四泵级之间。
[0026] 因此按照本发明的一优选的实施形式设定，在第二泵级中设置的连接管道的抽吸侧的孔设置在曲柄轴的上方，和/或在第三泵级中设置的连接管道的压力侧的孔设置在曲柄轴的下方。
[0027] 为了可以连续地吹出凝聚物，各连接管道的在各较小地构成的止回阀之间的横截面应这样设计，使得在其中产生的气体速度足以吹出凝聚物。在各连接管道的下降的和水平的设置结构中，这可以导致最低的有效的气体速度。因此按照本发明的一优选的扩展方案设定，各连接管道具有一管道直径，其等于或小于通向压力阀或抽吸阀的压力管道或抽吸管道的管道内横截面的一半。
[0030] 图1a示出多级隔膜抽吸泵的示意性俯视图，其中该抽吸泵的各泵级经由连接管道相互连接，各连接管道具有通向各泵室的抽吸侧和压力侧的孔，
[0031] 图1b示出图1a的隔膜抽吸泵的各泵室的示意图，其中在各泵室中示出压力阀和抽吸阀以及各连接管道的压力侧和抽吸侧的孔的设置结构，
[0032] 图1c示出图1a和1b的隔膜抽吸泵的朝驱动电机观看的示意性侧视图，[0033] 图2a示出可与图1a至1c类似的隔膜抽吸泵的示意性俯视图，
[0034] 图2b示出图2a的多级隔膜抽吸泵的各泵室的示意图，其中各连接管道在各泵室中的压力侧的孔与图1b中所示的设置结构相比这样偏移地设置，使得有利于高的抽气能力，
[0037] 图3b示出图3a的隔膜抽吸泵的各泵室的示意图，其中在各泵室中示出压力阀和抽吸阀以及各连接管道的压力侧和抽吸侧的孔的设置结构，并且其中在各泵级之间设置的各连接管道的抽吸侧和压力侧的孔实际上设置在位于抽吸阀与压力阀之间的直线上，[0038] 图3c示出图3a和3b的隔膜抽吸泵的朝驱动电机观看的示意性侧视图，[0039] 图4示出在图1a至1c、2a至2c和3a至3c中所示的隔膜泵中的进气压力和抽气能力的曲线变化，
[0040] 图5a示出多级隔膜抽吸泵的示意性俯视图，
[0041] 图5b示出隔膜抽吸泵的各泵室的示意图，其包括抽吸阀和压力阀以及各连接管道的抽吸侧和压力侧的孔的可与图3b类似的设置结构，
[0042] 图5c示出隔膜抽吸泵的各泵室的示意图，其中抽吸阀和压力阀以及各连接管道的抽吸侧和压力侧的孔的设置结构对应于图1b中所示的设置结构，
[0043] 图5d示出隔膜抽吸泵的各泵室的示意图，其中抽吸阀和压力阀以及各连接管道的抽吸侧和压力侧的孔的设置结构对应于图2b中所示的设置结构，
[0044] 图5e示出多级隔膜抽吸泵的朝驱动电机观看的侧视图，
[0045] 图6示出以立式的对置形式构成的隔膜抽吸泵的设置在各泵级之间的各连接管道的为了吹出可能在各接连的泵室中产生的凝聚物特别有利的设置结构的示意性俯视图(图6a)以及其各泵室的示意图(图6b)，其中压力阀和抽吸阀以及各连接管道的抽吸侧和压力侧的孔的设置结构对应于图3b和5b中所示的设置结构，
[0046] 图7示出以立式的对置形式构成的隔膜抽吸泵的设置在各泵级之间的各连接管道的为了吹出可能在各接连的泵室中产生的凝聚物特别有利的设置结构的示意性俯视图以及其各泵室的示意图，其中抽吸阀和压力阀以及各连接管道的抽吸侧和压力侧的孔的设置结构基本上对应于图1b和5c中所示的设置结构，
[0047] 图8示出以立式的对置形式构成的隔膜抽吸泵的设置在各泵级之间的各连接管道的为了吹出可能在各接连的泵室中产生的凝聚物特别有利的设置结构的示意性俯视图(图8a)和其各泵室的示意图(图8b)，其中抽吸阀和压力阀以及各连接管道的抽吸侧和压力侧的孔的设置结构对应于图2b和5d中所示的设置结构，
[0048] 图9示出以卧式的对置形式构成的隔膜抽吸泵的设置在各泵极之间的各连接管道的为了吹出可能在各接连的泵室中产生的凝聚物特别有利的设置结构的示意性侧视图(图9a)以及旋转90°的示意性侧视图(图9b)，
[0049] 图10示出可与图9a和9b类似的隔膜抽吸泵的示意性侧视图(图10a)和旋转90°的侧视图(图10b)，其中该隔膜抽吸泵的各泵级经由偏离设置的连接管道相互连接，以及
[0050] 图11示出一方面设置在各泵级之间的各连接管道的内横截面与另一方面通向抽吸阀或通向压力阀的进入通道或排出通道的示意性比较。
具体实施方式
[0051] 图1至3和5至10示出多级隔膜抽吸泵10、100的不同结构。在这里所示的泵结构10、100分别具有四个泵室1、2、3和4，这些泵室成对地以对置形式设置。这些泵结构的每一泵室1、2、3、4分别包括具有进入阀的流体进口6和具有排出阀的流体排出口7。在此泵室1、2、3、4的流体进口6经由共同的抽吸管道连接。
[0052] 此外，逐级地相互接连的泵室2、3、4分别经由连接管道8、9、11这样相互连接，使得在这里所示的泵结构10、100在达到或超过在抽吸管道中的一压差时从其泵室1、2、3、4的并联工作的运行模式转变为这些泵室1、2、3、4的至少也串联工作的运行模式。在此在连接管道8、9、11的流入区域和流出区域内分别插入至少一个朝下游的泵级打开的止回阀。各止回阀和设置在每一泵室中的压力阀和抽吸阀由待输送的介质的压差控制。
[0053] 如在图11中可知，在连接管道8、9、11的流入区域和流出区域内设置的止回阀与泵室1、2、3、4的进入阀和排出阀相比较小地构成，其中为这些止回阀分别配设连接管道的朝邻接的泵室敞开的管道部分，该管道部分具有与进入阀和排出阀相比较小的管道内横截面。在这里所示的各隔膜泵在其相互连接泵室1、2、3、4的连接管道8、9、11中不仅具有流入侧的止回阀而且具有流出侧的止回阀，这些止回阀的尺寸与这些泵室1、2、3、4的进入阀和排出阀相比显著较小。由于这些止回阀的可移动的阀体由此也具有较小的可移动的质量并且与之相应地可以较快地起反应，因此显著有利于接近在并联的与串联的运行模式之间的转换点。由于连接管道8、9、11仅在最佳转换点的区域内才作用，并且由于连接管道8、9、11在该泵浦阶段仅须完成较小的输送量，因此连接管道8、9、11的内横截面可以与抽吸管道和压力管道相比较小地构成。这还允许设置在至少一个连接管道8、9、11中的各止回阀构成有与抽吸阀和压力阀相比很小的通流横截面和相应较小的直径。因此各止回阀由于其可移动的阀体或截止体的小的质量而可以在关闭抽吸阀和压力阀时快速起反应，并由此阻止在这里所示的泵结构在压差的过渡区域内不输送或仅不足地输送。由于为各止回阀分别配设通向邻接的泵室的管道部分，该管道部分具有与进入阀和排出阀相比显著较小的管道内横截面，因此在一方面止回阀与另一方面邻接的泵室之间留下的有害的空间可以保持得如此之小，以致可以产生很低的极限真空。因此在这里所示的泵结构允许利用较简单的技术手段在尽可能短的时间内产生尽可能小的极限真空。
[0054] 在图3a至3c和图5b中示出的各泵结构关于在泵室中的通向各连接管道的孔的设置结构基本上对应于至今已知的现有技术。如由图3b和5b中可知，在至今已知的现有技术中各连接管道的压力侧和抽吸侧的孔大致居中地设置在各泵室的压力阀与抽吸阀之间、在轴线平行于连杆转轴设置的直线上。由于在每一泵室1、2、3、4中移位在泵室壁上的工作隔膜仅大致在死点才到达连接管道8、9、11的孔12、13，因此可以经由各连接管道的这些孔12、13泄漏损失流，其不利地影响这些泵结构的有效功率。
[0055] 如由图4中进气压力和抽气能力的用“0°”标记的曲线变化可知，在图3a至3c和5b中所示的泵结构具有较低的进气压力并同时也具有较小的抽气能力。
[0056] 在图3c中可知，至少一个连接管道的压力侧和抽吸侧的孔设置在横向于连杆枢转平面定向的中心线L上。图1c与图3c相比由此可知，至少一个连接管道的抽吸侧的孔的设置结构可以为了改善进气压力从在上死点横向于连杆枢转平面定向的中心线L例如朝泵室的区域的方向旋转约-45°，其中为该泵室配设的隔膜在泵循环期间首先移位。该区域在图3c中用“B”和“C”标记。与此相对，由图2c和3c的比较可知，为了改善抽气能力，至少一个连接管道的压力侧的孔的设置结构可以从在上死点横向于连杆枢转平面定向的中心线L朝泵室的区域的方向优选旋转约+45°，其中为该泵室配设的隔膜在泵循环期间首先移位。在此，当至少在沿输送方向的第二泵级的泵室中为了改善进气压力旋转至少一个连接管道的抽吸侧的孔时，或当为了改善抽气能力至少在沿输送方向的第一泵级的泵室中旋转压力侧的孔时，已可达到力求达到的优点。
[0057] 与此相对，在图1、2、5c、5d、7、8、9和10中所示的泵结构10的特征在于在其进气压力或其抽气能力方面优化的泵浦特性。
[0058] 这样，为了改善进气压力，在图1、5c、7、8和10中所示的泵结构中，至少一个连接管道8、9、11的抽吸侧的孔12设置在泵室的这样的区域内或接近该区域，在该区域上为该泵室配设的隔膜在泵循环期间首先移位。因此抽吸侧的孔12从泵纵向中平面朝泵室2、3、4的区域的方向优选偏移约45°并因此设置在泵室2、3、4的半球体内，在其中面对该泵室的隔膜在泵循环期间首先移位。
[0059] 当在下一级中的进气压力低于在前一级中的推出压力时，同样实现在这里所示的各多级隔膜泵的从并联向串联的泵运行模式的转换。为了可以产生这样的效果，为连杆配设的曲柄连杆机构的曲柄角必须从头部向头部优选偏移180°地设置。现在连接管道8、9或11的小的抽吸侧的孔12越更接近地处于连杆枢转平面内，亦即在密封室的这样的侧面上，在该侧面上连杆在向上冲程时通过该连杆的翻转运动沿旋转方向移动并通过该翻转运动接近连杆枢转平面，则产生越低的进气压力。当至少一个连接管道8、9、11的小的抽吸侧的孔12准确地处于连杆枢转平面内时，在最接近的级中产生最低的进气压力。在零点与连杆枢转平面之间的任何位置产生其自身的进气压力。按这种方式可以影响并联的泵的抽吸曲线向串联的泵的抽吸曲线的过渡。在此，即使仅在泵级2、3、4之一中改变抽吸侧的孔12朝所述方向的设置结构，已可产生影响。该过程在第一泵级1中开始并逐渐地经由其他的头部和泵级2、3、4延续。通过在相互连接泵级2、3、4的连接管道8、9、11的抽吸侧的孔12的设置结构中朝连杆枢转平面的方向的必要时也可不同的枢转角，可以影响在进气压力和抽气能力的曲线变化中的过渡区域。
[0060] 在图2、5d和8所示的泵结构中，相反需改变抽气能力。为此在至少一个泵级1、2、3、4中至少一个连接管道8、9、11的压力侧的孔10设置在泵室1、2、3、4的这样的区域内或接近该区域，在该区域为该泵室1、2、3、4配设的隔膜在泵循环期间首先移位。因此压力侧的孔13从泵纵向中平面朝泵室的区域的方向优选偏移约45°并因此设置在该泵室的半球体中，在其中为该泵室配设的隔膜在泵循环期间首先移位。
[0061] 在图4中还示出一方面在图1、5c、7、9和10中所示的泵结构和另一方面在图2、5d和8中所示的泵结构的进气压力和抽气能力的曲线变化。在图1、5c、7、9和10中所示的泵结构的用-45°/+45°标记的曲线变化的特征在于改善的、亦即附加地减小的进气压力，而在图2、5d和8中所示的泵结构的用+45°/-45°标记的曲线变化具有改善的抽气能力。
[0062] 如由图1、2、3、5c、5d、7、8、9和10的比较可知，至少一个连接管道8、9、11的压力侧或抽吸侧的孔12、13和在流体进口6中设置的抽吸阀大致设置在横向于连杆枢转平面延伸的直线上。
[0063] 在这里所示的隔膜抽吸泵10、100也可以作为真空泵经常用于抽出潮湿的蒸汽。但在不利的压力和温度状况下，同时可以导致在最后和先前的级2、3、4中形成凝聚物。在隔膜抽吸泵10、100的并联运行模式中，最大的端头压力通常高于凝聚物的蒸发压力。因此凝聚物对抽真空过程不再产生影响。然而，在这样的隔膜抽吸泵的串联运行模式中，泵的端头压力常常低于凝聚物的蒸发点，从而由于凝聚物的再膨胀不可能达到端头压力。
[0064] 在图6至10所示的泵结构中，至少一个连接管道8、9、11特别是在接连的泵室2、3、4之间构成有下降的管道延伸段，为此连接管道8、9、11的流入侧的管道部分与流出侧的管道部分相比较高地设置。利用至少一个特别是在接连的泵室2、3、4之间设置的连接管道
8、9、11的下降的设置结构，易于吹出在接连的各泵室中可能产生的凝聚物，并且还附加地有助于在这里所示的各隔膜抽吸泵在其抽气能力方面的泵浦特性。在此，凝聚物通常在大气压附近产生并因此大多在多级隔膜抽吸泵的串联的泵室的最后三级中产生。在这里所示的各隔膜抽吸泵的特征在于连续的抽真空过程，虽然可能的凝聚物通过工作气体本身不断地吹出。如由图9和10的比较可知，如果通过转换压力的改变借助于连接管道8、9、11的在泵室1、2、3、4中设置的孔的偏移的设置结构力求达到抽吸曲线在进气压力方面的优化，则连接管道8、9、11的位于装设在泵壳体的两个侧面上的各头部中的抽吸侧的孔12必须朝连杆枢转平面的方向并在头部的这样的侧面上设置，在该侧面上连杆在向上冲程时通过翻转运动沿旋转方向移动。由此在第二泵级2中导致抽吸侧的孔12处在轴线的上方，而压力侧的孔可以在第三泵级3中设置在轴线的下方，从而在这种对置式泵的卧式的位置中提供下降的连接管道。
8、9、11的下降的设置结构，易于吹出在接连的各泵室中可能产生的凝聚物，并且还附加地有助于在这里所示的各隔膜抽吸泵在其抽气能力方面的泵浦特性。在此，凝聚物通常在大气压附近产生并因此大多在多级隔膜抽吸泵的串联的泵室的最后三级中产生。在这里所示的各隔膜抽吸泵的特征在于连续的抽真空过程，虽然可能的凝聚物通过工作气体本身不断地吹出。如由图9和10的比较可知，如果通过转换压力的改变借助于连接管道8、9、11的在泵室1、2、3、4中设置的孔的偏移的设置结构力求达到抽吸曲线在进气压力方面的优化，则连接管道8、9、11的位于装设在泵壳体的两个侧面上的各头部中的抽吸侧的孔12必须朝连杆枢转平面的方向并在头部的这样的侧面上设置，在该侧面上连杆在向上冲程时通过翻转运动沿旋转方向移动。由此在第二泵级2中导致抽吸侧的孔12处在轴线的上方，而压力侧的孔可以在第三泵级3中设置在轴线的下方，从而在这种对置式泵的卧式的位置中提供下降的连接管道。
[0065] 如果将上述的对置式泵相反如在图6至8中所示在立式的位置运行，则将连接管道8水平地设置在第二与第三泵级2、3之间，而连接管道9下降地设置在第三与第四泵级3、4之间。在此这样的实施形式是优选的，即在第二泵级2中设置的连接管道的抽吸侧的孔
12设置在曲柄轴的上方，和/或在第三泵级3中设置的连接管道的压力侧的孔设置在曲柄轴的下方(图7b、8b)。
12设置在曲柄轴的上方，和/或在第三泵级3中设置的连接管道的压力侧的孔设置在曲柄轴的下方(图7b、8b)。
[0066] 图11中示意地说明，连接管道8、9、11的在较小地构成的止回阀之间的横截面d应这样设计，使得在其中产生的气体速度足以吹出凝聚物。在这里所示的各泵结构的各连接管道因此具有一管道直径d，其等于或小于通向压力阀或抽吸阀的压力管道或抽吸管道的管道内横截面D的一半。由此在连接管道8、9、11的下降的或水平的设置结构中达到最低的有效的气体速度。
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