DE2526164A1

DE2526164A1 - Turbomolekularvakuumpumpe mit zumindest teilweise glockenfoermig ausgebildetem rotor

Info

Publication number: DE2526164A1
Application number: DE19752526164
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dipl Phys Dr Mirgel
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1975-06-12
Filing date: 1975-06-12
Publication date: 1976-12-30

Description

75.014

LEYBOLD-HERAEUS GMBH & CO KG KÖLN-BAYENTAL

Turbomolekularvakuumpumpe mit zumindest teilweise glockenförmig ausgebildetem Rotor

Zusatzanmeldung zu P 24 09 857.5

Die Erfindung betrifft eine Turbomolekularvakuumpumpe mit zumindest teilweise glockenförmig ausgebildetem Rotor, welcher auf seiner Außenseite die Rotorschaufeln trägt, wobei innerhalb der Rotorglocke ein feststehender, zylindrischer Einsatz angeordnet ist, der auf seiner der Innenwand des Rotors zugewandten Außenseite eine wendeiförmige Nut aufweist, wobei der von dem feststehenden Einsatz und der Innenwand der Rotorglocke gebildete ringförmige Gasförderkanal sich an den mit Schaufeln bestückten Gasförderkanal zwischen Stator und Rotor anschließt und wobei die wendeiförmige Nut eine solche Steigung aufweist, daß sie gemeinsam mit der rotierenden Innenwand der Rotorglocke eine Abförderung der Gase bewirkt (nach Patentanmeldung P 24 09 857,5).

Es ist bekannt, daß. die Kompression von Turbomolekularvakuumpumpen vom Molekulargewicht der geförderten Gase abhängt, und zwar in der Weise, daß mit abnehmendem Molekulargewicht auch die Kompression abnimmt. Der erreichbare Enddruck bei Turbomolekularvakuumpumpen wird deshalb wesentlich durch den H₂-Partialdruck des abzupumpenden Mediums bestimmt. Es wurde deshalb bereits eine Turbomolekularvakuumpumpe mit vorgeschalteter Vorvakuumeinrichtung vorgeschlagen, bei der auf der Vor-

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vakuumseite die Möglichkeit einea Gaseinlasses besteht. Werden z.B. an dieser Stelle mittelschwere Gase eingelassen, dann erhöht sich zwar der Vorvakuumdruck dennoch hat sich überraschenderweise gezeigt, daß sich der mit der Turbomolekularvakuumpumpe erreichbare Enddruck erniedrigte Der Grund dafür liegt darin, daß durch den Gaseinlaß eine wesentliche Erniedrigung des Partialdruckes für Gase mit kleinem Molekulargewicht im Vorvakuumbereich bewirkt wird. Diese Erniedrigung des Partialdruckes für leichte Gase im Vorvakuambereich wirkt sich auf der Hochvakuumseite der Turbomolekularpumpe wegen des vom Molekulargewicht abhängigen Saugvermögens stärker aus als die Partialdruckerhöhung der Gase mit mittlerem oder hohem Molekulargewicht, so daß insgesamt eine Erniedrigung des Enddruckes der. Turbomolekularvakuumpumpe eintritt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Turbomolekularvakuumpumpe nach der Hauptanmeldung derart auszubilden, daß sie ebenfalls die verbesserten Pumpeigenschaften aufweist.

Erfindungsgemäß wird, diese Aufgabe bei einer Turbomolekularvakuumpumpe der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß Mittel für den Einlaß von Gasen im Bereich des von dem feststehenden Einsatz und der innenwand der Rotorglocke gebildeten ringförmigen.. Gas förderkanal, vorgesehen sind. Werden in diesem Bereich z.B. mittelschwere Moleküle eingelassen, dann hat das aufgrund der oben beschriebenen Wirkungen eine Erniedrigung des hochvakuumseitigen Enddruckes der Turbomolekularpumpe zur Folge.

Eine vorteilhafte Ausbildung besteht darin, daß die Mittel für den Gaseinlaß- derart ausgebildet sind, daß das Gas in dem Gasförderkanal tangential in Strömungsrichtung

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der von der Pumpe geförderten Gase eintritt. Dadurch erhalten die geförderten Gase einen zusätzlichen Bewegungsimpuls in Förderrichtung.

Es können sowohl Gase mit mittlerem und schwerem Molekulargewicht, welche die oben beschriebene Wirkung haben, als auch Gase mit geringem Molekulargewicht, z.B.sogar Helium oder Wasserstoff (Dichterhöhung) verwendet werden. Gase mit geringem Molekulargewicht haben den Vorteil der besseren Impulübertragung.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der-Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 und 2.dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden.

Bei der in der Figur 1 dargestelltem.Turbomolekularvakuumpumpe 1 sind der Stator mit 2 und der Rotor mit 3 bezeichnet. Der Rotor 3 ist zur Vakuumseite hin glockenförmig ausgebildet, so daß ein .Raum 4 entsteht, in dem die Lager 5 und 6 für die Welle 7 sowie der Antriebsmotor 8 untergebracht sind. Zusätzlich ist in diesem Raum 4 der feststehende Einsatz 9 angeordnet, der auf seiner der Innenwand des Rotors zugewandten Seite .die wendelförmige Nut 10 trägt. Der Einsatz 9 ist auf.dem Fußflansch 11 der Turbomolekularvakuumpumpe derart dicht gehaltert, daß sich der ringförmige vom Rotor 3 und dem. zylindrischen Einsatz 9 gebildete Kanal an den zwischen Stator 2 und Rotor 3 befindlichen Gasförderkanal· der Turbomolekularpumpe 1 anschließtο Die von der Turbomolekularpumpe geförderten Gase nehmen also den mit Hilfe. der Pfeile 12 bis 15 angedeuteten Weg. Danach folgt das Abfördern der Gase, durch den Vorvakuumstutzen 16 (Pfeil 17). Je nach Wirksamkeit des Einsatzes 9 kann das- Gas. entweder direkt ins Freie oder über, die Vakuumleitung 18 zu einer einfachen Vorpumpe 19 geleitet werden.

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Die erfindungsgemäßen Mittel für den Gaseinlaß umfassen die vorzugsweise mit einem Ventil 20 bestückte Zuleitung 21, deren eines Ende mit einem den Einsatz 9 von innen nach außen durchdringenden Kanal 22 und deren anderes Ende mit einem nicht dargestellten Gasvorratsbehälter verbunden ist. Beim Auiührungsbeispiel nach der Figur 1 ist der Kanal 22 im wesentlichen radial gerichtet und im Bereich des unteren Endes des Einsatzes, also im Bereich des Überganges von dem mit Schaufeln bestückten Gasförderkanal zu dem vom Einsatz 9 und der Innenwand der Rotorglocke gebildeten Gasförderkanal,angeordnet. Der Kanal 22 kann durchaus auch weiter oben angeordnet sein. Auf der Außenseite des Einsatzes 9 mündet der Kanal 22 in der Nut 10.

In Figur 2 ist ein Teilschnitt durch eine Turbomolekularpumpe nach Figur 1 dargestellt. Im Gegensatz zu Figur 1 durchdringt der Kanal 22 den Einsatz 9 nicht mehr radial. Der Kanal ist derart zu Radialen geneigt ausgerichtet, daß dievÄen Gasförderkanal zwischen Rotorinnenwand und Einsatz 9 gelangenden Gase im wesentlichen tangential eintreten, und zwar in Strömungsrichtung der von der Pumpe geförderten Gase. Die Drehrichtung des Rotors ist durch den Pfeil 23 gekennzeichnet.

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Claims

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ANSPRÜCHE

.J Turbomolekularvakuumpumpe: mit zumindest teilweise glockenförmig ausgebildetem Rotor., weigher auf seiner Außenseite die Rotorschaufeln trägt, wobei innerhalb der Rotorglocke ein feststehender zylindrischer Einsatz angeordnet ist, der auf seiner der Innenwand des Rotors zugewandten Außenseite eine wendeiförmige Nut aufweist, wobei der von dem. feststehenden Einsatz und der Innenwand der Rotorglocke gebildete ringförmige Gasförderkanal sich an den mit Schaufeln bestückten Gasförderkanal zwischen Stator und Rotor anschließt und wobei die wendeiförmige Nut eine solche Steigung aufweist, daß sie gemeinsam mit der rotierenden Innenwand der Rotorglocke aine Abförderung der Gase bewirkt (nach Patentanmeldung P 24 09 857.5), dadurch gekennzeichnet, daß Mittel für den Einlaß von Gasen im Bereich des von dem feststehenden Einsatz (9) und der Innenwand der Rotorglocke gebildeten ringförmigen Gasförderkanal vorgesehen sind.
2. Turbomolekularvakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinlaßmittel derart ausgebildet sind, daß das Gas in den Gasförderkanal tangential in Strömungsrichtung der. von der Pumpe geförderten Gase eintritt.
3. Turbomolekularvakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseinlaß im Bereich des Überganges von dem mit Schaufeln bestücktenGasförderkanal. zu dem von dem feststehenden Einsatz und der Innenwand der Rotorglocke gebildeten Gasförderkanal angeordnet ist.

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4. Turbomolekularvakuumpuiape-nach Anspruch. 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinlaßmittel aus einer Zuleitung (21) und einem den Einsatz (9) durchdringenden Kanal (22) bestehen.

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