Membranvakuumpumpe

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Membranvakuumpumpe mit wenigstens einer Membranpumpstufe, wenigstens einem der Membranpumpstufe zugeordneten Einlassventil für ein zu förderndes Prozessgas und wenigstens einem Gasballastventil zur Zuführung eines Ballastgases, wobei der durch das Gasballastventil führende Strömungsweg für das Ballastgas in Strömungsrichtung des Prozessgases hinter dem Einlassventil in den Strömungsweg für das Prozessgas mündet.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Membranvakuumpumpe mit wenigstens einer Membranpumpstufe.

[0002] Membranvakuumpumpen eignen sich zur Evakuierung von Gasvolumen und können je nach Anwendung direkt mit einem zu evakuierenden Volumen verbunden sein oder als Vorvakuumpumpe für eine weitere Vakuumpumpe dienen, die der Membranvakuumpumpe in Strömungsrichtung vorgeschaltet ist, zum Beispiel für eine Turbomolekularpumpe. Um ein gewünschtes Leistungsverhalten bereitzustellen, kann die Membranvakuumpumpe eine oder mehrere Membranpumpstufen umfassen, die in Strömungsrichtung hintereinander oder parallel zueinander geschaltet sein können, so dass die Membranpumpstufen seriell oder parallel zueinander pumpen.

[0003] Problematisch bei bekannten Membranvakuumpumpen ist die Kondensation von Wasserdampf im Pumpenraum (Schöpfraum) der Vakuumpumpe, da ein in dem Pumpenraum vorhandenes Kondensat die Funktionssicherheit der Vakuumpumpe beeinträchtigt und deren Lebensdauer herabsetzt.

[0004] Um den Einfluss der Kondensation von Flüssigkeiten auf die Funktionssicherheit und Lebensdauer der Membranvakuumpumpe zu reduzieren, kann eine Ballastgaseinrichtung eingesetzt werden, um ein Ballastgas (Gasballast) in den Pumpenraum der Vakuumpumpe zu führen. Das Ballastgas dient dabei dazu, die Bildung von Kondensat zu verhindern und vorhandenes Kondensat aus dem Pumpenraum zu entfernen. Mit bekannten Ballastgaseinrichtungen lässt sich die Kondensatbildung aber nicht jederzeit überall in dem Pumpenraum zuverlässig verhindern und die Menge des zuführbaren Ballastgases ist beschränkt. Ferner wird bei dem Einsatz bekannter Ballastgaseinrichtungen der mit der Vakuumpumpe erreichbare Endvakuumdruck erhöht.

[0005] Außerdem erhöhen bekannte Ballastgaseinrichtungen den für die Realisierung der Vakuumpumpe erforderlichen Bauraum erheblich und ermöglichen keine automatische zeitliche Steuerung der Ballastgaszuführung.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Membranvakuumpumpe anzugeben, welche die vorstehend beschriebenen Nachteile überwindet und bei der insbesondere eine Kondensatbildung jederzeit vollständig und zuverlässig verhindert wird, ohne dass die Pumpeigenschaften der Vakuumpumpe dadurch verschlechtert werden.

[0007] Die Aufgabe wird durch eine Membranvakuumpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

[0008] Die Membranvakuumpumpe umfasst wenigstens eine Membranpumpstufe, wenigstens ein der Membranpumpstufe zugeordnetes Einlassventil für ein zu förderndes Prozessgas und wenigstens ein Gasballastventil zur Zuführung eines Ballastgases. Der durch das Gasballastventil führende Strömungsweg für das Ballastgas mündet in Strömungsrichtung des Prozessgases hinter dem Einlassventil in den Strömungsweg für das Prozessgas.

[0009] Da der Ballastgasweg in Strömungsrichtung des Prozessgases hinter dem Einlassventil in den Prozessgasweg mündet, verhindert das Einlassventil, dass das Ballastgas in der der Prozessgasströmung entgegengesetzten Richtung zu dem Pumpeneinlass der Membranvakuumpumpe strömt und dadurch den erreichbaren Endvakuumdruck der Pumpe erhöht. Gleichzeitig kann das Ballastgas den gesamten Pumpenraum der Membranvakuumpumpe erreichen, so dass eine vollständige Spülung des Pumpenraums erreicht und eine Kondensatbildung überall wirksam verhindert wird. Eine Verschlechterung der Pumpeigenschaften und insbesondere des erreichbaren Enddrucks wird selbst bei der Zuführung einer hohen Ballastgasmenge vermieden, welche eine Kondensatbildung zuverlässig und vollständig verhindert.

[0010] Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und in der Figur beschrieben.

[0011] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform mündet der Strömungsweg für das Ballastgas unmittelbar hinter dem Einlassventil in den Strömungsweg für das Prozessgas. Dadurch wird gewährleistet, dass der gesamte Pumpenraum der Vakuumpumpe mit dem zugeführten Ballastgas gespült wird und überall in dem Pumpenraum eine Kondensatbildung wirksam vermieden wird.

[0012] Der Strömungsweg für das Ballastgas kann zum Beispiel in einem zwischen dem Einlassventil und dem Schöpfraum der Membranpumpstufe angeordneten Verbindungsbereich oder Verbindungskanal in den Strömungsweg für das Prozessgas münden, so dass auch dieser Bereich mit dem Ballastgas spülbar ist. Der Schöpfraum der Membranpumpstufe kann in an und für sich bekannter Weise durch einen statischen Kopfdeckel und durch eine bewegliche Membran begrenzt sein. Der Verbindungsbereich bzw. Verbindungskanal zwischen dem Einlassventil und dem Schöpfraum kann in diesem Fall ganz oder teilweise durch den Kopfdeckel begrenzt sein.

[0013] Der Strömungsweg für das Ballastgas kann auch in unmittelbarer Nähe des Verbindungskanals für das Prozessgas direkt in den Schöpfraum münden oder der Strömungsweg für das Ballastgas und der Strömungsweg für das Prozessgas können sich im Bereich einer gemeinsamen Mündung des Schöpfraums treffen.

[0014] Der Strömungsweg für das Ballastgas kann durch einen Ballastgaskanal führen, welcher vorzugsweise zumindest teilweise und insbesondere vollständig durch den Kopfdeckel der Membranpumpstufe begrenzt ist.

[0015] Bevorzugt ist das Ventil ein elektrisch betätigbares Ventil. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Gasballastventil ein elektromagnetisches Ventil. Ein solches Ventil lässt sich auf kleinem Bauraum realisieren und ist elektrisch ansteuerbar, sodass eine automatische Betätigung des Ventils erfolgen kann.

[0016] Bevorzugt ist eine, insbesondere digitale, Steuereinrichtung vorgesehen, die mit dem Gasballastventil wirkverbunden ist und mit der das Gasballastventil zur Betätigung, insbesondere elektrisch, ansteuerbar ist, z.B. um eine zeitliche Steuerung der Ventilbetätigung zu erreichen. Vorzugsweise ist das Gasballastventil automatisch so ansteuerbar, dass die Betätigung des Gasballastventils in einer vorgegebenen Abhängigkeit zu dem Pumpbetrieb der Vakuumpumpe erfolgt, beispielsweise um jederzeit eine Kondensatbildung möglichst vollständig zu vermeiden. Zum Beispiel kann am Anfang eines Pumpzyklus der Vakuumpumpe jeweils automatisch ein vorgegebener Spülzyklus durchgeführt werden, in dem der Pumpenraum mit dem Ballastgas gespült wird. Auf den Spülzyklus kann ein Leistungszyklus folgen, in dem kein Ballastgas zugeführt wird.

[0017] Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, das Gasballastventil in Abhängigkeit von Messsignalen zu betätigen, die von Sensoren der Vakuumpumpe und/oder von externen Sensoren bereitgestellt werden und die von Messgrößen abhängig sind, welche den Betrieb der Vakuumpumpe oder den in dem zu erzeugenden Vakuum durchzuführenden Prozess betreffen.

[0018] Die Steuereinheit kann programmierbar sein, sodass eine gewünschte automatische Betätigung des Gasballastventils von einem Benutzer, z.B. in Form von einstellbaren Spülzyklen, individuell vorgebbar ist.

[0019] Die Vakuumpumpe kann zusätzlich zu der einen Membranpumpstufe wenigstens eine weitere Membranpumpstufe umfassen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die weitere Membranpumpstufe der einen Membranpumpstufe in Strömungsrichtung des Prozessgases nachgeschaltet, so dass das Ballastgas zuerst durch die eine Pumpstufe und dann durch die nachgeschaltete weitere Pumpstufe gefördert wird. Bei dieser Ausgestaltung erreicht das dem Schöpfraum der ersten Membranpumpstufe zugeführte Ballastgas infolge der Pumpwirkung der Vakuumpumpe automatisch auch die nachgeschaltete weitere Pumpstufe, so dass beide Pumpstufen gespült und dadurch vor einer Kondensatbildung geschützt werden.

[0020] Die Membranpumpstufe kann insgesamt auch mehr als zwei, insbesondere drei, vier oder mehr als vier Membranpumpstufen umfassen. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn das Gasballastventil einer Pumpstufe zugeordnet ist, die in Strömungsrichtung des Prozessgases betrachtet am Anfang der Membranvakuumpumpe angeordnet ist, das heißt die ohne Zwischenschaltung weiterer Pumpstufen auf den Pumpeneinlass der Membranvakuumpumpe folgt. Die weiteren Membranpumpstufen können der dem Gasballastventil zugeordneten Pumpstufe in Strömungsrichtung des Prozessgases nachgeschaltet sein, so dass das der ersten Pumpstufe zugeführte Ballastgas im Betrieb der Vakuumpumpe auch durch die weiteren Pumpstufen gefördert wird und diese spült.

[0021] Die der Pumpe über das Gasballastventil zuführbare Strömungsmenge an Ballastgas ist abhängig von dem Strömungsleitwert des Gasballastventils. Zur Realisierung einer gewünschten Strömungsmenge kann deshalb einfach ein Gasballastventil mit einem entsprechenden Strömungsleitwert eingesetzt werden. Auf zusätzliche Blenden der Vakuumpumpe zur Realisierung einer gewünschten Strömungsmenge kann verzichtet werden.

[0022] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Gasballastventil einen einstellbaren Leitwert auf. In diesem Fall kann die der Pumpe zuführbare Strömungsmenge des Ballastgases einfach durch Einstellen des Leitwerts auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.

[0023] Infolge der Einleitung des Ballastgases in Strömungsrichtung des Prozessgases hinter dem Einlassventil kann ohne Verschlechterung der Leistungseigenschaften der Pumpe mit einer hohen Ballastgasmenge gearbeitet werden, welche eine zuverlässige Spülung des gesamten Pumpenraums gewährleistet. Beispielsweise kann die über das Ballastgasventil zuführbare Ballastgasströmungsmenge so eingestellt sein, dass sie bei Vorherrschen des erreichbaren Enddrucks am Pumpeneinlass der Membranvakuumpumpe und ohne sonstige Gaslast mehr als 10 %, bevorzugt mehr als 20 % und besonders bevorzugt mehr als 30 % des Saugvermögens der Vakuumpumpe beträgt.

[0024] Prinzipiell ist es bevorzugt, wenn das Gasballastventil wenigstens zwei Schaltstellungen besitzt, wobei dem Pumpenraum der Vakuumpumpe in der einen Schaltstellung des Gasballastventils das Ballastgas zuführbar ist und wobei das Gasballastventil in der anderen Schaltstellung einen gasdichten Verschluss für den Pumpenraum bildet.

[0025] Bei dem Gasballastventil handelt es sich vorzugsweise um ein 3/2-Wegeventil. Das Gasballastventil weist dementsprechend vorzugsweise zwei Eingänge auf sowie einen Ausgang, der durch Umschalten des Gasballastventils selektiv mit einem der beiden Eingänge gasleitend verbindbar ist. Der Ausgang des Gasballastventils ist vorzugsweise mit dem Pumpenraum der Pumpe gasleitend verbunden, während einem der Eingänge vorzugsweise ein Ballastgas zuführbar ist und der andere Eingang vorzugsweise gasdicht abgedichtet ist. In der einen Schaltstellung ist dem Pumpenraum folglich das Ballastgas zuführbar, während das Gasballastventil in der anderen Schaltstellung einen gasdichten Verschluss für den Pumpenraum bildet.

[0026] Das Einlassventil der Membranpumpstufe und/oder ein Auslassventil der Membranpumpstufe kann so ausgebildet sein, dass es einen Gasstrom nur in der gewünschten Strömungsrichtung des Prozessgases durchlässt und einen Rückgasstrom verhindert. Beispielsweise kann das Einlassventil und/oder ein Auslassventil der Membranpumpstufe als gasstromgesteuertes Ventil ausgebildet sein, zum Beispiel als gasstromgesteuertes Flatterventil. Durch die Zuführung des Ballastgases in Strömungsrichtung hinter dem Einlassventil wird folglich ein Rückströmen des Ballastgases entgegen der Strömungsrichtung des Prozessgases vermieden.

[0027] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Filter, insbesondere ein Feinfilter, zur Filterung des Ballastgases vorgesehen. Der Filter ist vorzugsweise in Strömungsrichtung des Ballastgases vor der Einmündung des Strömungswegs des Ballastgases in den Strömungsweg des Prozessgases angeordnet. Der Filter kann in Strömungsrichtung des Ballastgases vor dem Gasballastventil angeordnet sein. Dadurch werden das Gasballastventil und der Pumpenraum der Vakuumpumpe vor Verunreinigungen von außen geschützt.

[0028] Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass eine Antriebseinheit der Vakuumpumpe und das Gasballastventil mit einer elektrischen Spannung desselben Werts, wie zum Beispiel 24 Volt, betätigbar sind. Dementsprechend kann eine gemeinsame Stromversorgungseinheit zur Bereitstellung einer Stromversorgung für die Antriebseinheit und für das Gasballastventil vorgesehen sein. Dadurch wird der für die Herstellung der Vakuumpumpe erforderliche Aufwand reduziert.

[0029] Weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Pumpenanordnung mit wenigstens einer Membranvakuumpumpe gemäß der vorliegenden Beschreibung und wenigstens einer stromaufwärts der Membranvakuumpumpe mit dieser gasleitend in Reihe geschalteten weiteren Vakuumpumpe. Die weitere Vakuumpumpe kann zum Beispiel eine Turbomolekularpumpe, eine einstufige oder mehrstufige Wälzkolbenpumpe, eine Drehschieberpumpe, eine Scroll-Pumpe, eine Klauenpumpe, eine Schraubenpumpe, eine Sperrschieberpumpe oder eine Ionengetterpumpe sein.

[0030] Die Membranvakuumpumpe dient vorzugsweise als Vorvakuumpumpe für die vorgeschaltete weitere Vakuumpumpe. Durch das Gasballastventil wird eine Kondensatbildung in der Membranvakuumpumpe verhindert, so dass die Betriebssicherheit, die Zuverlässigkeit und die Betriebslebensdauer der Membranvakuumpumpe erhöht werden, ohne dass dadurch der von der Membranvakuumpumpe für die weitere Vakuumpumpe bereitstellbare Vorvakuumdruck erhöht wird.

[0031] Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1

eine Membranvakuumpumpe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt.

[0032] Die in Fig. 1 gezeigte Membranvakuumpumpe umfasst eine erste Membranpumpstufe 12 und eine zweite Membranpumpstufe 14, die in Strömungsrichtung hintereinander geschaltet sind und seriell pumpen. Die erste Pumpstufe 12 umfasst einen Einlass 18, der gleichzeitig den Pumpeneinlass der Pumpe bildet. An dem Einlass 18 ist eine Zuleitung 60 für das zu fördernde Prozessgas angeschlossen. Die Zuleitung 60 kann die Membranvakuumpumpe beispielsweise mit der Auslassseite einer vorgeschalteten Turbomolekularpumpe verbinden, so dass die Membranvakuumpumpe als Vorpumpe für die Turbomolekularpumpe dient.

[0033] Von dem Einlass 18 führt ein in dem Gehäuse 16 der Pumpe ausgebildeter Einlasskanal 24 zu einem Einlassventil 20 der Pumpstufe 12. Das Einlassventil 20 ist als gasstromgesteuertes Ventil mit einem Ventilplättchen 64 ausgebildet und erlaubt einen Gasfluss nur in der in Fig. 1 mit den Pfeilen 56 bezeichneten Strömungsrichtung des Prozessgases. Das Einlassventil 20 ist vorzugsweise zwischen einem den Einlasskanal 24 begrenzenden Gehäusedeckel des Gehäuses 16 und einem den Schöpfraum 30 der Pumpstufe 12 begrenzenden und in Fig. 1 der Einfachheit halber nicht als separates Teil dargestellten Kopfdeckel des Gehäuses 16 angeordnet.

[0034] An der Auslassseite des Einlassventils 20 ist ein sich durch den Kopfdeckel hindurch erstreckender Verbindungskanal 26 angeordnet, welcher die Auslassseite des Einlassventils 20 gasleitend mit dem Schöpfraum 30 der Pumpstufe 12 verbindet. Der Schöpfraum 30 ist durch den Kopfdeckel und durch eine Membran 32 begrenzt, die über einen Pleuel 34 an einer rotierend antreibbaren Kurbelwelle 35 gelagert ist.

[0035] Die in Fig. 1 gezeigte Pumpe umfasst außerdem ein Gasballastventil 22, welches über eine Zuleitung 62 mit einem Ballastgas versorgt wird. Das Gasballastventil 22 ist als 3/2-Wegeventil ausgebildet und umfasst einen Ausgang und zwei Eingänge. Der Ausgang des Gasballastventils 22 ist gasleitend mit einem durch den Kopfdeckel der Pumpstufe 12 begrenzten Ballastgaskanal 28 verbunden, welcher in den Verbindungskanal 26 einmündet.

[0036] Einer der Eingänge des Gasballastventils 22 ist mit der Zuleitung 62 für das Ballastgas verbunden, so dass in der entsprechenden Schaltstellung des Gasballastventils 22 die Zuleitung 62 durchgeschaltet ist und das Ballastgas gemäß dem Pfeil 58 in den Ballastgaskanal 28 und von dort über den Verbindungskanal 26 in den Schöpfraum 30 gefördert wird. Der andere Eingang des Gasballastventils 22 ist gasdicht abgedichtet, so dass das Gasballastventil 22 in der entsprechenden Schaltstellung, die in Fig. 1 dargestellt ist, einen gasdichten Verschluss für den Pumpenraum bildet.

[0037] Das Gasballastventil 22 ist als elektromagnetisches Ventil ausgebildet und ist vorzugsweise mit einer in Fig. 1 nicht dargestellten elektronischen Steuereinheit verbunden, die das Gasballastventil 22 automatisch ansteuert. Das Gasballastventil 22 ist in der schematischen Darstellung von Fig. 1 innerhalb einer separaten Zuleitung 62 für das Ballastgas dargestellt. Das Gasballastventil 22 kann in der Praxis fest mit dem Gehäuse 16 der Membranvakuumpumpe verbunden sein, insbesondere mit dem Gehäusedeckel oder dem Kopfdeckel der ersten Pumpstufe 12, und kann insbesondere in das Gehäuse 16 integriert sein. Beispielsweise kann das Gasballastventil 22 direkt am Eingang des Ballastgaskanals 28 mit dem Gehäuse 16 verbunden sein und/oder das Gasballastventil 22 kann ganz oder teilweise innerhalb des Ballastgaskanals 28 angeordnet sein.

[0038] Die Pumpstufe 12 umfasst ferner ein gasstromgesteuertes Auslassventil 36, das einlassseitig über einen in dem Kopfdeckel angeordneten Verbindungskanal gasleitend mit dem Schöpfraum 30 verbunden ist und das dazu ausgebildet ist, das geförderte Gas nur in der von dem Schöpfraum 30 weg gerichteten Strömungsrichtung 56 durchzulassen. Das Auslassventil 36 ist auslassseitig mit einem Auslass 38 der Pumpstufe 12 verbunden.

[0039] Eine Verbindungsleitung 40 verbindet den Auslass 38 der ersten Pumpstufe 12 mit dem Einlass 42 der zweiten Pumpstufe 14, so dass die Pumpstufen 12, 14 in Strömungsrichtung 56 hintereinander geschaltet sind und seriell zueinander pumpen. Prinzipiell ist es auch möglich, die beiden Pumpstufen parallel zueinander zu schalten, so dass sie parallel zueinander pumpen. Dazu ist es möglich, die Einlässe beider Pumpstufen jeweils mit dem Pumpeneinlass der Vakuumpumpe zu verbinden und die Auslässe beider Pumpstufen jeweils mit dem Pumpenauslass der Vakuumpumpe zu verbinden.

[0040] Die zweite Pumpstufe 14 ist im Wesentlichen identisch zu der ersten Pumpstufe 12 ausgebildet. Auf den Einlass 42 der zweiten Pumpstufe 14 folgt ein gasstromgesteuertes Einlassventil 44 mit einem Ventilplättchen 68, welches den Einlass 42 mit dem Schöpfraum 46 der zweiten Pumpstufe 14 verbindet. Der Schöpfraum 46 ist wie vorstehend in Bezug auf die erste Pumpstufe 12 beschrieben durch einen in Fig. 1 nicht als separates Teil dargestellten Kopfdeckel des Gehäuses 16 und eine Membran 48 begrenzt, die über ein Pleuel 50 mit der rotierend antreibbaren Kurbelwelle 35 gekoppelt ist. Die zweite Pumpstufe 14 umfasst ein Auslassventil 52 mit einem Ventilplättchen 70, über das das aus dem Schöpfraum 46 ausgestoßene Gas einem Auslass 54 der zweiten Pumpstufe 14 zuführbar ist, welcher gleichzeitig den Pumpenauslass der Membranvakuumpumpe bildet.

[0041] Die Funktionsweise der in Fig. 1 gezeigten Vakuumpumpe ist nachfolgend erläutert.

[0042] Im Betrieb der Vakuumpumpe wird die Kurbelwelle 35 rotierend angetrieben, so dass die Pleuel 34, 50 mit den daran befestigten Membranen 32, 48 der beiden Pumpstufen 12, 14 zyklisch auf- und abbewegt werden. Ein Zyklus umfasst für jede Pumpstufe 12, 14 eine Saugphase, in der das zu fördernde Gas über das jeweilige Einlassventil 20, 44 in den Schöpfraum 30, 46 angesaugt wird, und eine anschließende Ausstoßphase, in der das zu fördernde Gas über das jeweilige Auslassventil 36, 52 aus dem Schöpfraum 30, 46 ausgestoßen und dadurch gepumpt wird. Durch die Verbindungsleitung 40 wird ein serieller Pumpbetrieb gewährleistet, bei dem das an dem Einlass 18 anstehende zu fördernde Gas in Richtung der Pfeile 56 zuerst über die erste Pumpstufe 12 und anschließend über die zweite Pumpstufe 14 zu dem Auslass 54 gepumpt wird.

[0043] In der Endphase eines Pumpzyklus befindet sich das Gasballastventil 22 jeweils in der in Fig. 1 gezeigten Schaltstellung. In dieser Stellung des

[0044] Gasballastventils 22 bildet das Gasballastventil 22 einen gasdichten Verschluss für den Pumpenraum, so dass kein Ballastgas in den Pumpenraum gelangt.

[0045] Um eine Bildung von Kondensat in dem Pumpenraum der Vakuumpumpe zu vermeiden und vorhandenes Kondensat zu entfernen, wird regelmäßig, insbesondere am Anfang jedes Pumpzyklus der Pumpe, ein Spülzyklus durchgeführt, während dessen sich das Gasballastventil 22 in der zweiten Schaltstellung befindet.

[0046] In der zweiten Schaltstellung des Gasballastventils 22 ist die Zuleitung 62 für das Ballastgas durchgängig, so dass die Pumpstufen 12, 14 zusätzlich zu dem an dem Einlass 18 anstehenden, zu fördernden Gas das Ballastgas über den Ballastgaskanal 28 in den Pumpenraum der Membranvakuumpumpe fördern. Der Strömungsweg des Ballastgases mündet im Bereich des Verbindungskanals 26 und folglich in Strömungsrichtung des Prozessgases unmittelbar hinter dem Einlassventil 20 in den Strömungsweg des Prozessgases. Der gesamte hinter dem Einlassventil 20 angeordnete Pumpenraum der Pumpstufen 12, 14 wird folglich mit dem Ballastgas gespült, so dass eine Kondensatbildung überall wirksam vermieden wird.

Bezugszeichenliste

[0047] 

12, 14

Pumpstufe

16

Gehäuse

18

Einlass

20

Einlassventil

22

Gasballastventil

24

Einlasskanal

26

Verbindungskanal

28

Ballastgaskanal

30

Schöpfraum

32

Membran

34

Pleuel

35

Kurbelwelle

36

Auslassventil

38

Auslass

40

Verbindungsleitung

42

Einlass

44

Einlassventil

46

Schöpfraum

48

Membran

50

Pleuel

52

Auslassventil

54

Auslass

56, 58

Pfeil

60

Zuleitung Prozessgas

62

Zuleitung Ballastgas

64, 66, 68, 70

Ventilplättchen

Ansprüche

1. Membranvakuumpumpe mit wenigstens einer Membranpumpstufe (12), wenigstens einem der Membranpumpstufe (12) zugeordneten Einlassventil (20) für ein zu förderndes Prozessgas und wenigstens einem Gasballastventil (22) zur Zuführung eines Ballastgases, wobei der durch das Gasballastventil (22) führende Strömungsweg für das Ballastgas in Strömungsrichtung des Prozessgases hinter dem Einlassventil (20) in den Strömungsweg für das Prozessgas mündet.

2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsweg für das Ballastgas unmittelbar hinter dem Einlassventil (20) in den Strömungsweg für das Prozessgas mündet.

3. Vakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gasballastventil (22) ein elektromagnetisches Ventil ist.

4. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die mit dem Gasballastventil (22) wirkverbunden ist und mit der das Gasballastventil (22) zur Betätigung ansteuerbar ist.

5. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu der einen Membranpumpstufe (12) wenigstens eine weitere Membranpumpstufe (14) vorgesehen ist, die der einen Membranpumpstufe (12) vorzugsweise in Strömungsrichtung des Prozessgases nachgeschaltet ist.

6. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gasballastventil (22) einen einstellbaren Leitwert aufweist.

7. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gasballastventil (22) ein 3/2-Wegeventil ist.

8. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter zur Filterung des Ballastgases vorgesehen ist, welcher vorzugsweise in Strömungsrichtung des Ballastgases vor der Mündung des Strömungswegs des Ballastgases in den Strömungsweg des Prozessgases angeordnet ist.

9. Vakuumpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass dass eine Antriebseinheit der Vakuumpumpe und das Gasballastventil (22) mit einer elektrischen Spannung desselben Werts betätigbar sind und/oder
dass eine gemeinsame Stromversorgungseinheit zur Bereitstellung einer Stromversorgung für die Antriebseinheit und für das Gasballastventil (22) vorgesehen ist.

10. Pumpenanordnung mit wenigstens einer Membranvakuumpumpe gemäß einem der vorstehenden Ansprüche und einer stromaufwärts der Membranvakuumpumpe mit dieser gasleitend in Reihe geschalteten weiteren Vakuumpumpe, wobei die weitere Vakuumpumpe vorzugsweise eine Turbomolekularpumpe, eine einstufige oder mehrstufige Wälzkolbenpumpe, eine Drehschieberpumpe, eine Scroll-Pumpe, eine Klauenpumpe, eine Schraubenpumpe, eine Sperrschieberpumpe oder eine Ionengetterpumpe ist.

Zeichnung