CH662691A5 - Heizungsanordnung fuer eine turbo-molekularpumpe. - Google Patents
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Description
662 691
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Claims (6)
1. Heizungsanordnung für eine Turbo-Molekularpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufheizung der hochvakuum-seitigen Bauteile der Turbo-Molekularpumpe durch ein Magnetfeld, dessen Feldlinien senkrecht zur Rotorachse verlaufen, erfolgt.
2. Heizungsanordnung für eine Turbo-Molekularpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor der Turbo-Molekularpumpe durch ein senkrecht zur seiner Achse verlaufendes Magnetfeld erhitzt wird, welches von Permanentmagneten (6) erzeugt wird.
3. Heizungsanordnung für eine Turbo-Molekularpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor der Turbo-Molekularpumpe durch ein senkrecht zu seiner Achse verlaufendes Magnetfeld erhitzt wird, welches von Elektromagneten (7) erzeugt wird.
4. Heizungsanordnung für eine Turbo-Molekularpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse und die nicht-rotierenden Teile der Turbo-Molekularpumpe durch die Ohm'sche Wärme der Elektromagnetfeldspulen erhitzt werden.
5. Heizungsanordnung für eine Turbo-Molekularpumpe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (6, 7) zu Erzeugung des Magnetfeldes bei einflutigen Turbo-Molekularpumpen unterhalb des hochvakuumseiti-gen Flansches (5) aussen am Gehäuse (1) der Pumpe angebracht sind.
6. Heizungsanordnung für eine Turbo-Molekularpumpe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete zur Erzeugung des Magnetfeldes bei 2-flutigen Turbo-Molekularpumpen auf der Hochvakuumseite am Kugelgehäuse (1) der Pumpe angebracht sind.
Diese Erfindung betrifft eine Heizungsanordnung für Turbo-Molekularpumpen. Dabei wird der Rotor der Turbo-Molekularpumpe durch ein Magnetfeld, dessen Feldlinien senkrecht zur Rotorachse verlaufen erhitzt. Das Magnetfeld kann durch Permanentmagnete oder durch Elektromagnete erzeugt werden. Bei der Anwendung von Elektromagneten können das Gehäuse und die nichtrotierenden Teile einer Turbo-Molekularpumpe durch die Ohm'sche Wärme der Elektromagnetfeldspulen erhitzt werden.
Turbo-Molekularpumpen sind Vakuumpumpen zur Erzeugung von Hoch- bzw. Ultra-Hochvakuum. Um die Evakuierungszeiten zu verkürzen, ist es nötig, die Desorption der hoch-vakuumseitigen Oberflächen zu beschleunigen. Diese Oberflächen werden im wesentlichen gebildet durch das Pumpengehäuse, den Rotor, die Rotorscheiben und durch die Statorscheiben. Die Oberflächendesorption wird durch Aufheizen dieser Flächen beschleunigt. Dies geschieht seither durch Ohm'sche Widerstände in Form von Mantelheizungen.
Die hochvakuumseitige Gehäuseoberfläche der Turbo-Mo-lekularpumpe wird auf diese Weise relativ schnell erwärmt.
Die hochvakuumseitigen Oberflächen des Rotors und des Stators dagegen werden jedoch mangels ausreichender Berührung mit dem Gehäuse und durch die fehlende Wärmeleitung im Vakuum nur sehr langsam erwärmt. Die Erwärmung erfolgt im wesentlichen nur durch Strahlung, die von der erwärmten hochvakuumseitigen Oberfläche ausgeht. Die Aufheizzeit der Rotor- und Statoroberflächen ist nicht beeinflussbar, da nur eine begrenzte Heizleistung zur Verfügung steht und das Gehäuse nicht über eine bestimmte Temperatur hinaus erhitzt werden darf. Zur Zeit beträgt die Aufheizzeit eines Rotors ca. 6 Std.
Ein weiterer Nachteil der derzeitigen Methode zum Aufheizen einer Turbo-Molekularpumpe besteht darin, dass bei Drehzahlabfall des Rotors Sicherheitsvorkehrungen zum Abschalten der Heizung getroffen werden müssen.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Heizungsanordnung vorzustellen, mit der die Rotor- und Statoroberflächen einer Turbo-Molekularpumpe schneller und sicherer erwärmt werden können, als mit den seitherigen Einrichtungen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zunächst der Rotor durch Wirbelströme, die sich aus dem Zusammenwirken seiner eigenen Rotation mit einem Magnetfeld, dessen Feldlinien senkrecht zur Rotorachse verlaufen, ergeben, erhitzt wird.
Für die Übertragung der Wärme von den Rotorscheiben auf die Statorscheiben durch Strahlung sind die Verhältnisse ideal, da sich Rotor- und Statorscheiben abwechselnd gegenüberstehen.
Die Erzeugung des Magnetfeldes kann durch Permanentmagnete oder durch Elektromagnete erfolgen. Auch eine Kombination beider Arten ist möglich. Bei der Verwendung von Elektromagneten kann die Ohm'sche Wärme der Elektromagnetfeldspulen gleichzeitig zum Aufheizen des Pumpengehäuses benutzt werden.
Die erfindungagemässe Heizungsanordnung zur Erwärmung der hochvakuumseitigen Oberflächen einer Turbo-Molekular-pumpe bringt gegenüber der herkömmlichen Anordnungen folgende Vorteile mit sich:
Der Rotor wird durch Wirbelströme direkt und schnell aufgeheizt. Die Wärme kann dann direkt durch Strahlung auf die Statorscheiben übertragen werden, da diese den Rotorscheiben gegenüberstehen. Bei Störungen, die eine Drehzahlerniedrigung des Rotors zur Folge haben, erniedrigt sich die Aufheizung des Rotors. Bei Rotorstillstand ist die Heizung ausser Betrieb, da keine Wirbelströme mehr auftreten.
Anhand der Figuren 1 bis 4 soll die Erfindung näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt eine einflutige Turbo-Molekularpumpe mit der erfindungsgemässen Heizungsanordnung.
Fig. 2 zeigt die gleiche Anordnung in Draufsicht.
Fig. 3 zeigt eine zweiflutige Turbo-Molekularpumpe mit der erfindungsgemässen Heizungsanordnung.
Fig. 4 zeigt eine zweiflutige Turbo-Molekularpumpe mit der erfindungsgemässen Heizungsanordnung in Seitenansicht.
Fig. 1 und 2 zeigen eine einflutige Turbo-Molekularpumpe mit dem Gehäuse 1, dem Rotor 2 und den Rotorscheiben 3. Abwechselnd zwischen den Rotorscheiben sind die Statorscheiben 4 angeordnet. Mit 5 ist der hoch-vakuumseitige Anschlussflansch, mit 8 die Lagerung und mit 9 der Antriebsmotor bezeichnet. Am äusseren Umfang des Gehäuses 1 sind Permanentmagnete 6 oder Elektromagnete 7 angeordnet, die zur Erzeugung eines Magnetfeldes dienen, dessen Feldlinien senkrecht zur Rotorachse verlaufen. Das Magnetfeld kann auch durch eine Kombination von Permanentmagneten und Elektromagneten erzeugt werden.
Fig. 3 und 4 zeigen eine zweiflutige Turbo-Molekularpumpe mit der erfindungsgemässen Heizungsanordnung. Der hochvakuumseitige Teil wird durch das Kugelgehäuse 1 gebildet. Hier sind Permanentmagnete oder Elektromagnete oder eine Kombination der beiden angebracht, die das zur Aufheizung des Rotors benötigte Magnetfeld erzeugen.
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1 Blatt Zeichnungen
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