DE3705912A1 - Hochvakuumpumpe mit einem glockenfoermigen rotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochvakuumpumpe mit einem glockenförmigen Rotor, dessen Welle über Wälzlager gehalten wird, die sich im Inneren der Rotorglocke befinden, mit einem Stator, der zusammen mit der zylindrischen Innenfläche des Rotors einerseits und zusammen mit der zylindrischen Außen­ fläche des Rotors andererseits je eine Molekularpumpstufe bil­ det, von denen zumindest die erstere vom Holwecktyp ist, und mit einem Sauganschluß, der sich im Bereich des Scheitels des glockenförmigen Rotors befindet.

Bei bekannten derartigen Molekularpumpen sind die beiden an der Innenseite und an der Außenseite des glockenförmigen Ro­ tors ausgebildeten Pumpstufen in Reihe geschaltet. Da der Sauganschluß sich im Bereich des Scheitels der Rotorglocke befindet, wird der Vorvakuumanschluß bei bekannten Pumpen an den zentralen Innenraum des Stators gelegt, so daß die zu pum­ penden Gase zuerst außen am Rotor entlang bis zum Glockenrand und dann weiter von dort in Gegenrichtung in den Glockeninnen­ raum hineingepumpt werden, in dem sich der Motor der Pumpe und die Lager befinden. Dies bedeutet, daß die von der Pumpe angesaugten Gase und Dämpfe die Lager und die Motorwicklungen beschädigen können, so daß die Lebensdauer der Pumpe beein­ trächtigt wird. Dieses Problem wurde bisher gelegentlich durch eine Abdichtung des Motor- und Lagerraums gegen den Pumpraum über einen engen Spalt gelöst: Ein neutrales Spülgas, z.B. Stickstoff, wurde in den Motorraum mit einem solchen Druck eingespeist, daß keine aggressiven Gase aus dem zu evakuieren­ den Behälter über den unvermeidlichen Spalt in den Motorraum eindringen können.

Die Spülung bewährt sich allerdings nicht, wenn ein plötzli­ cher Druckanstieg oder eine kräftige Ausgasung im angeschlos­ senen Vakuumsystem den Vorvakuumdruck auf Werte von z.B. 1000 Pa ansteigen läßt. In diesen Fällen schlägt nämlich das geförderte Gas mit seinen aggressiven Bestandteilen durch den Dichtungsspalt hindurch in den Motor- und Lagerraum und zer­ stört zuerst die Lager.

Aufgabe der Erfindung ist es also, eine Hochvakuumpumpe anzu­ geben, bei der auch nach plötzlichem Druckanstieg keine ag­ gressiven Gase in den Bereich des Motors und der Lager vor­ dringen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Vorvakuumanschluß der Pumpe im Bereich des Glockenrands des Rotors angeordnet ist und daß die Holweckstufe als in Richtung auf den Glockenrand pumpende dynamische Dichtung ausgebildet ist, so daß im Betrieb im Bereiche der Wälzlager ein höheres Vakuum als am Glockenrand des Rotors herrscht. Mit anderen Worten wurde die Pumprichtung der über die zylindrische Innen­ fläche des Rotors wirkenden Pumpstufe umgekehrt und zu einer dynamischen Dichtung umgestaltet, die verhindert, daß Gase in den Lagerraum eindringen können.

Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Er­ findung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand dieses bevorzugten Aus­ führungsbeispiels mit Hilfe der einzigen Figur näher erläutert, die in schematischer Darstellung eine Holweckpumpe gemäß der Erfindung zeigt.

Die Pumpe besitzt ein Gehäuse 1, das über einen Flansch 2 an ein zu evakuierendes Gefäß anschließbar ist. Der Sauganschluß 3 befindet sich also innerhalb dieses Flansches im Bereich des Scheitels 4 eines glockenförmigen Rotors 5, der in das Gehäuse 1 eingesetzt ist. Von unten ragt in das Gehäuse ein mit diesem fest verbundener rohrförmiger Stator 6 hinein, der an seiner zylindrischen Außenfläche Nuten 7 einer Holweckpump­ stufe besitzt. Ähnliche Nuten 8, jedoch mit größeren Abmes­ sungen, befinden sich an der zylindrischen Innenfläche des Gehäuses 1 und bilden in Verbindung mit der äußeren Zylinder­ fläche 9 des Rotors 5 eine weitere Holweckpumpstufe. Die Nei­ gungsrichtung der Nuten 7 ist der der Nuten 8 gleichgerichtet, so daß die Pumpwirkung in beiden Stufen in der Figur von oben nach unten verläuft. Die zu pumpenden Gase, die am Saugan­ schluß 3 angesaugt werden, werden also durch die von den Nuten 8 und der Rotoraußenfläche 9 gebildete Holweckpumpe nach unten gesaugt und gelangen über einen seitlichen Anschluß 11 zu ei­ ner nicht dargestellten Vorvakuumpumpe.

Der Rotor wird im Inneren des rohrförmigen Stators 6 durch zwei Wälzlager 12 und 13 gehalten, die zwischen sich den Motor 14 einschließen. Auf die Darstellung der Einzelheiten des Mo­ tors wie Wicklungen, Blechpakete, elektrische Speisung usw. wurde verzichtet, da es sich hier um eine dem Fachmann ver­ traute Technik handelt.

Gase, die sich im Motor- und Lagerraum 15 befinden, werden durch die von den Nuten 7 und der zylindrischen Innenfläche 10 gebildete Holweckpumpstufe in Richtung auf den Vorvakuuman­ schluß 11 abgesaugt. Werden aggressive Dämpfe über den Saugan­ schluß 3 abgepumpt, dann können diese nicht in den Motorraum 15 eindringen, da die von den Nuten 7 und der Rotorwand 10 gebildete Pumpstufe entgegen ihrer Pumprichtung von diesen Gasen durchströmt werden müßte. Diese Pumpstufe wirkt also als dynamische Dichtung, die praktisch keine Pumpleistung vollbringen muß, sondern nur eine Druckdifferenz herstellen soll. Somit können die Nuten 7 wesentlich weniger tief in den Stator eingeschnitten werden und näher beieinander liegen als die Nuten 8 der eigentlichen Pumpstufe. So kann beispielsweise die dynamische Dichtung eine Druckdifferenz von 5000 Pa und mehr aufrechterhalten.

Auf die Verwendung von Spülgas kann hier meist verzichtet wer­ den. Zur Erhöhung der Sicherheit kann allerdings, falls er­ wünscht, Spülgas in stark reduzierter Menge nach wie vor in den Motorraum eingespeist werden.

Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Pumpe liegt in ihrer Unempfindlichkeit gegenüber kurzzeitigen Druckanstiegen bis zu einigen tausend Pa. Sogar sehr kurze Druckanstiege bis zu Atmosphärendruck führen noch nicht zum völligen Zusammen­ bruch des Vakuums im Motorraum 15.

Die Erfindung ist nicht in allen Einzelheiten auf die in der Figur dargestellte Pumpe beschränkt, zumal deren Darstellung stark schematisiert ist. Insbesondere läßt sich die Erfindung auch auf Turbomolekularpumpen oder gemischte Pumpen anwenden, bei denen statt oder neben den Nuten 8 eine Turbobeschaufelung vorgesehen ist.

Claims (3)

1. Hochvakuumpumpe mit einem glockenförmigen Rotor, dessen Welle über Wälzlager gehalten wird, die sich im Inneren der Rotorglocke befinden, mit einem Stator, der zusammen mit der zylindrischen Innenfläche des Rotors einerseits und zusammen mit der zylindrischen Außenfläche des Rotors andererseits je eine Molekularpumpe bildet, von denen zumindest die erstere von Holwecktyp ist, und mit einem Sauganschluß, der sich im Bereich des Scheitels des glockenförmigen Rotors befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorvakuumanschluß (11) der Pumpe im Bereich des Glockenrands des Rotors (5) an­ geordnet ist und daß die Holweckstufe (7, 10) als in Richtung auf den Glockenrand pumpende dynamische Dichtung ausgebildet ist, so daß im Betrieb im Bereich der Wälzlager (12, 13) ein höheres Vakuum als am Glockenrand des Rotors (5) herrscht.

2. Hochvakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Pumpe antreibende Motor (14) im Inneren der Ro­ torglocke (5) zwischen zwei Wälzlagern (12, 13) liegt.

3. Hochvakuumpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beide Pumpstufen (7, 10; 8, 9) vom Holwecktyp sind und daß die Nutentiefe und -breite sowie der Abstand zwischen Stator und Rotor in der von der Außenfläche (9) des Rotors (5) und der entsprechenden Statorfläche gebildete Pump­ stufe wesentlich größer als in der anderen Pumpstufe (7, 10) gewählt ist.