EP2175139A2

EP2175139A2 - Pump assembly with pump unit and drive unit with an electric motor with capsulated motor housing

Info

Publication number: EP2175139A2
Application number: EP09172319A
Authority: EP
Inventors: Hubert Engmann
Original assignee: ILMVAC GmbH
Current assignee: Gardner Denver Thomas GmbH
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2009-10-06
Publication date: 2010-04-14
Also published as: DE102008042656A1; EP2175139A3

Abstract

A drive unit has an electric motor (01), an encapsulated motor housing (08), a rotor (03) and a stator (02), between which runs an air gap (05). A motor shaft (04) activates a pumping unit. On the motor housing there is an inlet port (14) and alternately an outlet port (15) so that a substance flowing between these ports because of a difference in pressure is guided through the air gap. The inlet port connects to an evacuation chamber and the outlet port connects to the suction side of a first vacuum pump.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung mit Pumpeneinheit und Antriebseinheit, wobei letztere einen Elektromotor mit einem gekapselten Motorgehäuse aufweist. In an sich bekannter Weise besitzt ein solcher Elektromotor einen Rotor und einen Stator, zwischen denen sich ein Luftspalt erstreckt. Weiterhin ist eine gelagerte Motorwelle vorgesehen, die vorzugsweise über eine Wellendichtung aus dem Motorgehäuse herausgeführt ist.The present invention relates to a pump assembly with pump unit and drive unit, the latter having an electric motor with a sealed motor housing. In a manner known per se, such an electric motor has a rotor and a stator, between which an air gap extends. Furthermore, a mounted motor shaft is provided, which is preferably led out via a shaft seal from the motor housing.

Aus der DE 10 2004 024 554 A1 ist eine ölgedichtete Drehschiebervakuumpumpe bekannt. Diese verwendet einen Elektromotor als Antriebseinheit, dessen Welle in eine zylindrische Kammer der Pumpstufe hineingeführt ist. Die Antriebseinheit und die Pumpeinheit sind gemeinsam in einem Gehäuse angeordnet, welches mit Öl geflutet ist, um damit die Pumpe zu kühlen, die beweglichen Teile zu schmieren und den Schöpfraum abzudichten. Das Öl verschlechtert die Laufeigenschaften des Elektromotors, da es sich auch im Luftspalt zwischen Rotor und Stator befindet und damit hohe Reibungsverluste zur Folge hat. Die Problematik der abgedichteten Einführung der Antriebswelle in die Pumpeneinheit ist nur bedingt gelöst, da auch das Eindringen von Öl in den Pumpraum unerwünscht ist.From the DE 10 2004 024 554 A1 An oil sealed rotary vane vacuum pump is known. This uses an electric motor as a drive unit whose shaft is guided into a cylindrical chamber of the pumping stage. The drive unit and the pump unit are arranged together in a housing, which is flooded with oil, in order to cool the pump, to lubricate the moving parts and to seal the pump chamber. The oil worsens the running properties of the electric motor, as it is also in the air gap between the rotor and stator and thus has high friction losses. The problem of the sealed introduction of the drive shaft in the pump unit is only partially solved because the penetration of oil into the pump chamber is undesirable.

Aus der DE 10 2006 032 765 A1 ist eine Vakuumpumpe bekannt, die ebenfalls einen Elektromotor als Antrieb verwendet. Der Motor ist in einem vakuumdichten Motorgehäuse angeordnet, welches mit dem Gehäuse der Vakuumpumpe verbunden ist. Zwar kann durch die vakuumdichte Gestaltung des Motorgehäuses eine Entkopplung zur Umwelt erfolgen, so dass die Abdichtung an der Eintrittsstelle der Motorwelle in dem Pumpraum nicht mit hoher Dichtigkeit realisiert werden muss. Gerade beim Erzeugen von Fein- oder Hochvakuum entsteht jedoch die Gefahr, dass Schmierstoffe oder dergleichen aus dem Motor in den Pumpbereich gelangen. Außerdem können aggressive Medien aus dem Pumpraum in den Motorbereich gelangen und dort zur Korrosion der einzelnen Motorbauteile führen. Dies macht es beispielsweise erforderlich, die elektrische Wicklung des Stators in eine Vergussmasse einzugießen.From the DE 10 2006 032 765 A1 a vacuum pump is known which also uses an electric motor as a drive. The motor is arranged in a vacuum-tight motor housing, which is connected to the housing of the vacuum pump. Although the vacuum-tight design of the motor housing a Decoupling done to the environment, so that the seal at the entry point of the motor shaft in the pump chamber must not be realized with high density. Especially when creating fine or high vacuum, however, creates the risk that lubricants or the like from the engine into the pumping area. In addition, aggressive media from the pump chamber can get into the engine area and there lead to corrosion of the individual engine components. This makes it necessary, for example, to pour the electrical winding of the stator into a potting compound.

Aus der EP 1 075 074 A2 ist eine Vakuumpumpe bekannt, bei welcher das Gehäuse eines Elektromotors und das Pumpengehäuse einstückig ausgeführt sind, um Gasdichtigkeit herzustellen. Zwischen den beiden Gehäuseteilen ist eine Trennwand eingezogen, durch welche die Motorwelle geführt ist, um die Pumpe anzutreiben. Bei entsprechenden Druckverhältnissen besteht allerdings auch hier die Gefahr, dass Ausgasungen aus dem Motorraum in den Pumpenbereich übergehen oder umgekehrt entsprechende Medien aus dem Pumpenbereich in den Motor gelangen und dort dauerhafte Schädigungen anrichten können.From the EP 1 075 074 A2 a vacuum pump is known in which the housing of an electric motor and the pump housing are made in one piece to produce gas-tightness. Between the two housing parts, a partition wall is drawn through which the motor shaft is guided to drive the pump. In the case of corresponding pressure conditions, however, there is also the danger here that outgassings pass from the engine compartment into the pump region or, conversely, corresponding media from the pump region can enter the engine and cause permanent damage there.

Die DE 10158734 A1 beschreibt einen Motor, dessen Rotor in einem schutzgasgefüllten Hohlraum angeordnet ist, um die Permanentmagnete vor Korrosion zu schützen und damit eine längere Lebensdauer des Motors zu erreichen. Das Schutzgas wird einmalig mit einem geringen Überdruck in den Hohlraum eingefüllt und kann ggf. nachgefüllt werden. In einer Ausführungsform sind ein Druckausgleichsbehälter und ein Schutzgasvorratsbehälter vorhanden.The DE 10158734 A1 describes a motor whose rotor is arranged in a protective gas-filled cavity to protect the permanent magnets from corrosion and thus to achieve a longer life of the motor. The protective gas is filled once with a slight overpressure in the cavity and can be refilled if necessary. In one embodiment, a surge tank and a protective gas reservoir are present.

Aus der EP 0 329790 A1 ist ein Motor mit einer beschichteten Statorwicklung bekannt, welche durch eine die Wicklungsköpfe umströmende Flüssigkeit gekühlt wird.From the EP 0 329790 A1 a motor with a coated stator winding is known, which is cooled by a liquid flowing around the winding heads.

In der DE 692 14812 T2 werden elektrische Maschinen beschrieben, bei denen die Wickelköpfe der Statorwicklungen in direktem Kontakt zu einem Kühlfluid stehen. Die Kühlflüssigkeit ist vom Rotor isoliert.In the DE 692 14812 T2 electrical machines are described in which the winding heads of the stator windings are in direct contact with a cooling fluid. The coolant is isolated from the rotor.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Pumpenanordnung mit einem Elektromotor bereitzustellen, der als Antrieb einer Pumpe verwendet wird, wobei die Probleme eines in beiden Richtungen dichten Übergangs zwischen dem Motorgehäuse und der angetriebenen Pumpe an der Durchgangsstelle gelöst werden sollen. Bei Vakuumpumpenanordnungen soll insbesondere die Leckrate an der Durchgangsstelle der Antriebswelle reduziert werden. Im Zusammenhang mit dem Transport chemisch aggressiver Medien soll insbesondere das Eindringen bzw. dauerhafte Verbleiben solcher Medien im Motorgehäuse verhindert werden, um auf diese Weise den Elektromotor vor Korrosion und anderen Schädigungen zu schützen.The object of the present invention is to provide a pump assembly with an electric motor which is used as a drive of a pump, wherein the problems of a bidirectionally tight transition between the motor housing and the driven pump to be solved at the point of passage. In vacuum pump arrangements in particular the leakage rate at the point of passage of the drive shaft should be reduced. In connection with the transport of chemically aggressive media in particular the penetration or permanent retention of such media should be prevented in the motor housing to protect in this way the electric motor from corrosion and other damage.

Die genannte Aufgabe wird durch eine Pumpenanordnung gemäß dem beigefügten Patentanspruch 1 gelöst.The above object is achieved by a pump assembly according to the appended claim 1.

Die erfindungsgemäße Pumpenanordnung besitzt einen Elektromotor, der sich dadurch auszeichnet, dass am Motorgehäuse mindestens ein Einlass-Stutzen und ein Auslass-Stutzen angebracht sind, die sich derart gegenüberliegen, dass ein zwischen diesen Stutzen aufgrund eines Druckunterschiedes strömendes Medium durch den Luftspalt zwischen Rotor und Stator geführt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass im gesamten Motorgehäuse ein im Wesentlichen gleichverteilter Zustand des enthaltenen Mediums erreicht wird. Dies kann prinzipiell sowohl durch Erzeugung eines gleichförmigen Unterdrucks im Motorgehäuse als auch durch Flutung des Motorgehäuses mit einem inerten Korrosionsschutzmedium (z.B. Stickstoff) erreicht werden. Die hier beanspruchte Pumpenanordnung verwendet von diesen beiden grundsätzlichen Möglichkeiten die Schaffung eines Unterdrucks im Motorgehäuse, welches mit einer Vakuumpumpe geschaffen wird. Dazu sind der Einlass-Stutzen des Motorgehäuses an einen Evakuierungsraum und der Auslass-Stutzen an die Saugseite einer ersten Vakuumpumpe angeschlossen. Im Motorgehäuse lässt sich auf diese Weise ein Unterdruck erzeugen, wobei gleichzeitig mögliche Verdampfungsrückstände oder andere in das Motorgehäuse eingedrungene Medien kontinuierlich abgeführt werden. Auf eine vollständige Verkapselung der elektrischen Wicklung des Stators kann dadurch verzichtet werden, so dass eine Imprägnierung der Wicklung ausreichend ist.The pump assembly according to the invention has an electric motor, which is characterized in that at least one inlet nozzle and an outlet nozzle are mounted on the motor housing, which face each other such that a flowing between these nozzle due to a pressure difference medium through the air gap between the rotor and stator to be led. In this way it is ensured that throughout the motor housing a substantially gleichverteilter Condition of the contained medium is achieved. This can be achieved in principle both by generating a uniform negative pressure in the motor housing and by flooding the motor housing with an inert corrosion protection medium (eg nitrogen). The claimed here pump assembly uses of these two basic ways to create a negative pressure in the motor housing, which is provided with a vacuum pump. For this purpose, the inlet connection of the motor housing are connected to an evacuation space and the outlet connection to the suction side of a first vacuum pump. In the motor housing, a negative pressure can be generated in this way, at the same time possible evaporation residues or other media penetrated into the motor housing are continuously removed. On a complete encapsulation of the electrical winding of the stator can be dispensed with, so that an impregnation of the winding is sufficient.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Pumpe der Pumpenanordnung selbst zur Bildung dieses Vakuums genutzt wird bzw. dies unterstützt.It is particularly advantageous if the pump of the pump arrangement itself is used to form this vacuum or supports this.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wellendichtung an der Durchbruchstelle des Motorgehäuses als trocken laufende Dichtung ausgeführt, die ohne Schmiermittel auskommt. Insbesondere haben sich berührungslos wirkende Spalt- oder Labyrinthdichtungen als vorteilhaft erwiesen. Die letztgenannten Dichtungen können bei einer hohen Drehzahl der Motorwelle zu einer sehr guten Dichtwirkung führen und sind trotzdem im Wesentlichen verschleißfrei. Da Schmiermittel nicht benötigt werden, besteht auch nicht die Gefahr, dass diese oder Bestandteile davon in eine angekoppelte Maschineneinheit, beispielsweise einen Vakuumbereich einer Pumpe eindringen können.In a preferred embodiment, the shaft seal is designed at the break-through point of the motor housing as a dry running seal, which does not require lubricant. In particular, non-contact gap or labyrinth seals have proven to be advantageous. The latter seals can lead to a very good sealing effect at a high speed of the motor shaft and are still essentially free from wear. Since lubricants are not needed, there is also no risk that these or components thereof in a coupled machine unit, For example, a vacuum region of a pump can penetrate.

Auf die elektrische Bauweise des Elektromotors kommt es nicht vorrangig an, jedoch haben sich Kurzschlussläufer und permanentmagneterregte Läufer als günstig erwiesen, da hier kein Abrieb an Kontaktelementen entsteht.On the electrical design of the electric motor, it is not important, but squirrel-cage runners and permanent magnet-excited rotor have proven to be favorable, since no abrasion of contact elements.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform, die jedoch nicht unter den hier verfolgten Schutzbereich fällt, ist an den Einlass-Stutzen ein Spülgasreservoir angeschlossen, aus welchem ein Spülgas bereitgestellt wird, um das Motorgehäuse zu durchströmen und am Auslass-Stutzen abgeführt zu werden. Wird als Spülgas ein Inertgas verwendet, kann auf diese Weise die Explosionssicherheit des Elektromotors deutlich gesteigert werden, da im Motorgehäuse eine explosionsgeschützte Atmosphäre erzeugt wird.In a modified embodiment, which does not fall under the scope of protection, a purge gas reservoir is connected to the inlet port, from which a purge gas is provided to flow through the motor housing and be discharged at the outlet port. If an inert gas is used as purge gas, the explosion safety of the electric motor can be significantly increased in this way, since an explosion-proof atmosphere is generated in the motor housing.

Generell gestattet die Verwendung der beiden Stutzen am Motorgehäuse die Erzeugung eines Klimas innerhalb des Motorgehäuses, welches an die Anwendung angepasst werden kann, für welche der Elektromotor als Antrieb genutzt wird. Die Wellendichtung, durch welche die Motorwelle an die angekoppelte Einheit geführt wird, muss auf diese Weise keine einhundertprozentige Dichtheit gewährleisten, so dass sich die Ausführung dieser Dichtung deutlich vereinfacht. Die gasdichte Ankopplung des Motorgehäuses an das Gehäuse der angetriebenen Einheit ist wesentlich einfacher zu realisieren, da hier keine bewegten Teile abzudichten sind.In general, the use of the two ports on the motor housing allows the generation of a climate within the motor housing, which can be adapted to the application for which the electric motor is used as a drive. The shaft seal, by which the motor shaft is guided to the coupled unit, must ensure in this way no hundred percent tightness, so that the execution of this seal significantly simplified. The gas-tight coupling of the motor housing to the housing of the driven unit is much easier to realize because there are no moving parts to be sealed.

Der hier beschriebene Elektromotor kann somit nicht nur in Pumpenanordnungen sondern grundsätzlich als Antrieb für beliebige Maschinenanordnungen verwendet werden, bei denen es auf eine gute Abdichtung ankommt, gleichzeitig die Bereitstellung eines an die Anwendung angepassten Klimas im Motorgehäuse jedoch eine nicht hundertprozentig dichte Verbindung zwischen angetriebener Einheit und Motoreinheit gestattet.The electric motor described here can thus be used not only in pump arrangements but in principle as a drive for any machine arrangements in which it on a good seal arrives, however, the provision of an adapted to the application climate in the motor housing but not a hundred percent tight connection between the driven unit and motor unit allowed.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigen:

Fig. 1: eine vereinfachte Querschnittsansicht eines Elektromotors mit einer angekoppelten Pumpeneinheit;
Fig. 2: ein Prinzipschaltbild einer Verwendung des Elektromotors, bei welcher das Motorgehäuse evakuiert wird;
Fig. 3: ein Prinzipschaltbild einer abgewandelten Verwendung des Elektromotors, bei welcher das Motorgehäuse mit Spülgas unter Überdruck geflutet wird.

Further advantages, details and developments will become apparent from the following description of preferred embodiments of the invention, with reference to the drawing.
Show it:

Fig. 1: a simplified cross-sectional view of an electric motor with a coupled pump unit;
Fig. 2: a schematic diagram of a use of the electric motor, in which the motor housing is evacuated;
Fig. 3: a schematic diagram of a modified use of the electric motor, in which the motor housing is flooded with purge gas under pressure.

Aus Fig. 1 ist der generelle Aufbau einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung mit einem Elektromotor 01 ersichtlich. Der Elektromotor 01 umfasst zunächst einen herkömmlich aufgebauten Stator 02 mit einer elektrischen Wicklung, sowie einen Rotor 03, der mit einer Motorwelle 04 verbunden ist. In an sich bekannter Weise ist zwischen dem Stator 02 und dem Rotor 03 ein Luftspalt 05 ausgebildet, der zur Erzeugung großer Drehmomente sehr klein gehalten werden kann. Die Motorwelle 04 ist in Lagern 06 gelagert.Out Fig. 1 is the general structure of a pump assembly according to the invention with an electric motor 01 can be seen. The electric motor 01 initially comprises a conventionally constructed stator 02 with an electrical winding, as well as a rotor 03, which is connected to a motor shaft 04. In known manner, an air gap 05 is formed between the stator 02 and the rotor 03, which can be kept very small to generate large torques. The motor shaft 04 is mounted in bearings 06.

Die genannten Bestandteile des Motors sind in einem Motorgehäuse 08 angeordnet, welches ein- oder mehrstückig aufgebaut sein kann, jedoch im Wesentlichen gasdicht gegenüber der Umgebung abgeschlossen sein soll. Im dargestellten Beispiel umfasst das Motorgehäuse 08 eine zylindrische Gehäusehülse 09, einen flanschseitigen Lagerdeckel 10 und einen Abschlussdeckel 11. Die beiden Deckel 10, 11 sind mit Hilfe von Dichtungsringen 12 gasdicht an der Gehäusehülse 09 befestigt.The said components of the engine are arranged in a motor housing 08, which is constructed in one or more pieces may be, but substantially gas-tight to the environment should be completed. In the example shown, the motor housing 08 comprises a cylindrical housing sleeve 09, a flange-side bearing cap 10 and a cover plate 11. The two covers 10, 11 are gas-tightly secured to the housing sleeve 09 by means of sealing rings 12.

Am Motorgehäuse 08 sind weiterhin ein Einlass-Stutzen 14 sowie ein Auslass-Stutzen 15 angebracht. Im dargestellten Beispiel ist der Einlass-Stutzen 14 am Lagerdeckel 10 angeordnet, während der Auslass-Stutzen 15 am Abschlussdeckel 11 befestigt ist. Beide Stutzen gestatten den Zugang zum Inneren des Motorgehäuses 08. Für die gewünschte Funktionsweise ist es erforderlich, dass Einlass-Stutzen 14 und Auslass-Stutzen 15 sich derart gegenüberliegen, dass ein zwischen diesen beiden Stutzen strömendes Medium zwangsweise durch den Luftspalt 05 geführt wird. Vorzugsweise sind die beiden Stutzen um etwa 180° versetzt am Umfang des Motorgehäuses angebracht, jeweils am vorderen bzw. hinteren Ende des Motorinnenraums.On the motor housing 08, an inlet port 14 and an outlet port 15 are further attached. In the illustrated example, the inlet port 14 is disposed on the bearing cap 10, while the outlet port 15 is attached to the end cap 11. Both nozzles allow access to the interior of the motor housing 08. For the desired operation, it is necessary that the inlet port 14 and outlet port 15 are facing each other such that a medium flowing between these two ports is forcibly guided through the air gap 05. Preferably, the two stubs are mounted offset by about 180 ° on the circumference of the motor housing, respectively at the front and rear end of the engine compartment.

Für die Anordnung der Stutzen ist in vielen Anwendungen von Bedeutung, dass ein das Innere des Motorgehäuses durchströmendes Medium möglichst sämtliche Bereiche gleichmäßig ausfüllt und durchströmt. Eine Verbesserung lässt sich in dieser Hinsicht beispielsweise durch die Anordnung mehrerer Einlass- und Auslass-Stutzen erreichen. Bei einer abgewandelten Ausführungsform können die Stutzen auch entlang einer gemeinsamen Axiallinie angeordnet sein, jedoch wiederum derart, dass zwischen den Stutzen der Luftspalt 05 verläuft, so dass dieser in jedem Fall durchströmt wird.For the arrangement of the nozzle is in many applications of importance that a flowing through the interior of the motor housing medium as far as possible completely fills and flows through all areas. An improvement can be achieved in this regard, for example, by the arrangement of multiple inlet and outlet ports. In a modified embodiment, the nozzles may also be arranged along a common axial line, but in turn such that the air gap 05 extends between the nozzle, so that it is flowed through in each case.

Im Lagerdeckel 10 ist weiterhin eine Wellendichtung 16 angeordnet, im dargestellten Beispiel eine Labyrinthdichtung.In the bearing cap 10, a shaft seal 16 is further arranged, in the example shown, a labyrinth seal.

Durch die Wellendichtung 16 verläuft die Motorwelle 04 aus dem geschlossenen Motorgehäuse 08 hinaus. Vorzugsweise wird eine schmiermittelfreie Wellendichtung 16 verwendet. Mit Labyrinthdichtungen oder vergleichbaren berührungslosen Dichtungen kann an der Durchgangsstelle des Gehäuses eine hohe Dichtigkeit im Betriebszustand erreicht werden, da der Elektromotor mit einer hohen Drehzahl betrieben wird. Gleichzeitig besitzt die Labyrinthdichtung den Vorteil, dass kaum Verschleiß gegeben ist und kein Abrieb entsteht.Through the shaft seal 16, the motor shaft 04 extends from the closed motor housing 08 also. Preferably, a lubricant-free shaft seal 16 is used. With labyrinth seals or comparable non-contact seals can be achieved at the point of passage of the housing, a high degree of tightness in the operating condition, since the electric motor is operated at a high speed. At the same time, the labyrinth seal has the advantage that there is hardly any wear and no abrasion.

Die vorzugsweise aus Edelstahl gefertigte Motorwelle 04 treibt außerhalb des Motorgehäuses eine Arbeitseinheit 20 (insbesondere eine Pumpeneinheit) an, in dem sie an deren Antriebswelle gekoppelt ist oder einstückig mit dieser ausgebildet ist. Die Arbeitseinheit 20 ist in einem Arbeitsgehäuse 21 angeordnet, welches wiederum über Dichtungsringe 12 gasdicht mit dem Motorgehäuse 08 verbunden ist. Als Arbeitseinheit 20 kommen unterschiedliche Anwendungen in Betracht, insbesondere Vakuumpumpen, Gasumwälzpumpen oder Zentrifugen. Nachfolgend werden beispielhaft zwei typische Anwendungsfälle beschrieben.The preferably made of stainless steel motor shaft 04 drives outside the motor housing a working unit 20 (in particular a pump unit), in which it is coupled to the drive shaft or is formed integrally therewith. The working unit 20 is arranged in a working housing 21, which in turn is connected in a gas-tight manner to the motor housing 08 via sealing rings 12. As a work unit 20 different applications come into consideration, in particular vacuum pumps, gas circulation pumps or centrifuges. In the following, two typical applications will be described by way of example.

Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Pumpenanordnung, bei welcher die Arbeitseinheit durch eine Pumpeneinheit 22 gebildet wird. Die Pumpeneinheit umfasst eine Pumpe, ein Pumpengehäuse, welches das Arbeitsgehäuse bildet, sowie eine Antriebswelle, welche an die Motorwelle 04 gekoppelt ist. Pumpengehäuse und Motorgehäuse sind gasdicht miteinander verbunden. Fig. 2 shows the basic structure of a pump assembly in which the working unit is formed by a pump unit 22. The pump unit comprises a pump, a pump housing, which forms the working housing, and a drive shaft, which is coupled to the motor shaft 04. Pump housing and motor housing are connected to each other gas-tight.

Der Einlass-Stutzen 14 ist mit einem Evakuierungsraum 23 verbunden, während der Auslass-Stutzen 15 an die Saugseite einer ersten Vakuumpumpe 24 angeschlossen ist. Im Betriebszustand evakuiert die erste Vakuumpumpe 24 sowohl den Evakuierungsraum 23 als auch das Innere des Motorgehäuses 08. Da auf diese Weise im Motorgehäuse 08 ein Unterdruck entsteht, ist die Gefahr reduziert, dass über die Wellendichtung 16 Medien vom Elektromotor 01 in das Pumpengehäuse gelangen. Wenn die Pumpe 22 beispielsweise als Hochvakuumpumpe verwendet wird, führt dies zu einer Verbesserung des erreichbaren Enddrucks, da die Leckrate zwischen Pumpe und Elektromotor deutlich herabgesetzt ist. Außerdem ist die Gefahr reduziert, dass unerwünschte Medien vom Elektromotor freigesetzt werden und in die Pumpe eindringen. Einerseits wird dies durch die Evakuierung des Motorgehäuses erreicht, andererseits durch konstruktive Maßnahmen, beispielsweise die Verwendung von Hybrid-Wälzlagern mit Fomblin® Fettfüllung zur Lagerung der Motorwelle. Ebenso lassen sich der Rotor und die Gehäuseteile mit resistenten Materialien beschichten oder aus solchen Materialien fertigen. Die Gehäuseteile können beispielsweise aus Edelstahl oder Aluminium gefertigt sein oder mit einer Nickelschicht beschichtet werden.The inlet port 14 is connected to an evacuation space 23, while the outlet port 15 is connected to the suction side of a first vacuum pump 24. In operation, the first vacuum pump 24 evacuates both the evacuation space 23 as well as the interior of the motor housing 08. Since in this way in the motor housing 08, a negative pressure, the risk is reduced that pass through the shaft seal 16 media from the electric motor 01 in the pump housing. If the pump 22 is used, for example, as a high vacuum pump, this leads to an improvement in the achievable final pressure, since the leakage rate between the pump and the electric motor is significantly reduced. In addition, the risk is reduced that unwanted media are released by the electric motor and penetrate into the pump. On the one hand this is achieved by the evacuation of the motor housing, on the other hand by design measures, for example the use of hybrid rolling bearings with Fomblin® grease filling for the bearing of the motor shaft. Likewise, the rotor and the housing parts can be coated with resistant materials or manufactured from such materials. The housing parts may for example be made of stainless steel or aluminum or coated with a nickel layer.

In einer abgewandelten Ausführungsform ist die erste Vakuumpumpe 24 unmittelbar durch die Pumpe der Pumpeneinheit 22 gebildet.In a modified embodiment, the first vacuum pump 24 is formed directly by the pump of the pump unit 22.

Fig. 3 zeigt einen anderen Anwendungsfall des Elektromotors, bei welchem dieser von einem Spülgas durchströmt wird. Die Pumpeneinheit 22 dient bei dieser Anwendung beispielsweise der Förderung aggressiver Medien. Soweit diese Medien in geringen Mengen durch die Wellendichtung 16 in das Motorgehäuse gelangen, könnten sie bei einer größeren Verweilzeit erhebliche Beschädigungen des Motors hervorrufen. Um dies zu verhindern ist der Einlass-Stutzen 14 an ein Spülgasreservoir 25 angeschlossen und wird von dort aus mit Spülgas versorgt. Das mit Überdruck in den Motor eingespeiste Spülgas wird über den Auslass-Stutzen 15 abgeführt. Das Spülgas führt dabei die eingedrungenen aggressiven Medien ab, wobei aufgrund der oben genannten Anordnung der beiden Stutzen 14, 15 keine Bereiche im Motorgehäuse verbleiben, in denen sich aggressive Medien sammeln könnten. Fig. 3 shows another application of the electric motor, in which this is traversed by a purge gas. The pump unit 22 is used in this application, for example, the promotion of aggressive media. As far as these media reach the motor housing in small quantities through the shaft seal 16, they could cause significant damage to the engine at a larger residence time. To prevent this, the inlet port 14 is connected to a purge gas reservoir 25 and is supplied from there with purge gas. The purge gas fed into the engine with overpressure is supplied via the Outlet nozzle 15 discharged. The purge gas carries off the penetrated aggressive media, which due to the above-mentioned arrangement of the two nozzles 14, 15 no areas remain in the motor housing in which could collect aggressive media.

Gleichzeitig umströmt das Spülgas die elektrische Wicklung des Stators und dient damit der Kühlung des Motors. Soweit als Spülgas ein Inertgas verwendet wird, entsteht im Motorgehäuse eine Schutzgasatmosphäre, sodass der Elektromotor auch in explosionsgefährdeten Umgebungen eingesetzt werden kann. Neben den beschriebenen Anwendungsfällen kann der erfindungsgemäße Elektromotor auch für andere Antriebsaufgaben verwendet werden. Der Fachmann wird die erforderlichen Anpassungen an den veränderten Einsatzfall vornehmen können.At the same time, the purge gas flows around the electrical winding of the stator and thus serves to cool the motor. If an inert gas is used as purge gas, a protective gas atmosphere is created in the motor housing so that the electric motor can also be used in explosive environments. In addition to the described applications, the electric motor according to the invention can also be used for other drive tasks. The skilled person will be able to make the necessary adjustments to the changed application.

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

0101: Elektromotorelectric motor
0202: Statorstator
0303: Rotorrotor
0404: Motorwellemotor shaft
0505: Luftspaltair gap
0606: Lagercamp
0707: --
0808: Motorgehäusemotor housing
0909: Gehäusehülsehousing sleeve
1010: Lagerdeckelbearing cap
1111: AbschlussdeckelEnd cover
1212: Dichtungsringeseals
1313: --
1414: Einlass-StutzenInlet port
1515: Auslass-StutzenOutlet pipe
1616: Wellendichtungshaft seal

2020: Arbeitseinheitwork unit
2121: Arbeitsgehäuselabor housing
2222: Pumpeinheitpump unit
2323: Evakuierungsraumevacuation space
2424: Erste VakuumpumpeFirst vacuum pump
2525: Spülgasreservoirpurge gas

Claims

Pump assembly comprising - A pump unit (22) having a pump, a pump housing (21) and a drive shaft;

- A drive unit with an electric motor (1), a sealed motor housing (8), a rotor (3) and a stator (2), between which an air gap (5) extends, and with a motor shaft (4), which the drive shaft the pump unit drives;

characterized in that the motor housing (8) are at least one inlet port (14) and an outlet nozzle (15) mounted in such a manner opposite to that flowing between the nozzle due to a pressure differential medium through the air gap (5) is guided, wherein the inlet port (14) to an evacuation space (23) and the outlet port (15) to the suction side of a first vacuum pump (24) are connected.

Pump arrangement according to claim 1, characterized in that . the first vacuum pump (24) is formed by the pump of the pump unit (22).

A pump assembly according to claim 1, characterized in that the pump of the pump assembly is a second vacuum pump connected in series between the first vacuum pump (24) and the evacuation space (23) and reducing the pressure in the evacuation space (23) below that through the first vacuum pump (24) can be generated underpressure.

Pump assembly according to claim 3, characterized in that the second vacuum pump is a rotary vane pump and the first vacuum pump (24) is a chemical resistant diaphragm pump.

Pump assembly according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pump housing (21) and the motor housing (8) are gas-tightly connected together.

Pump assembly according to one of claims 1 to 5, characterized in that the motor shaft (4) via a shaft seal (16) from the motor housing (8) led out, wherein the shaft seal (16) comprises a non-lubricating dry running seal or a non-contact Seal, in particular a gap or labyrinth seal is.

Pump assembly according to one of claims 1 to 6, characterized in that the rotor (3) of the electric motor (1) is designed as a squirrel-cage rotor or a permanent magnet rotor.

Pump assembly according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electric winding of the stator (2) of the electric motor (1) is impregnated with a chemically resistant material.

Pump assembly according to one of claims 1 to 8, characterized in that the motor shaft (4) of the electric motor (1) is made of stainless steel.

Pump assembly according to one of claims 1 to 9, characterized in that the rotor (3) and / or the inside of the motor housing (8) of the electric motor (1) have a corrosion-resistant surface coating.