Molekularpumpe Die Wirkung der Molekularpumpen beruht bekanntlich
auf der Reibung der zu fördernden Gase an der Oberfläche eines schnell rotierenden
Festkörpers.Molecular pump As is well known, the effect of molecular pumps is based
on the friction of the gases to be conveyed on the surface of a rapidly rotating
Solid.
Molekularpumpen gibt es in verschiedenen Bauarten. Die bekannteste
Bauart besteht aus einem zylindrischen Gehäuse mit eingearbeiteter Wendelnut und
einem zylindrischen Läufer, der in dem Gehäuse rotiert, Diese Bauart wurde noch
dahin abgewandelt, daß die Nut an ihrem Grunde zylindrisch geschnitten, der Läufer
und die Innenfläche des Gehäuses leicht keglig ausgeführt sind, so daß eine Nut
mit sich verringernder Tiefe entsteht. Eine zweite Bauart von Molekularpumpen verwendet
als Läufer eine rotierende Scheibe, wobei die Nuten in die Stirnflächen des Gehäuses
eingearbeitet sind. Außerdem gibt es noch Bauarten mit mehr oder weniger steilen
Kegeln, die als Zwischending zwischen den beiden genannten Konstruktionen betrachtet
werden können. Ohne den mechanischen Aufwand wesentlich zu erhöhen, wurde die Leistungsfähigkeit
der Molekularpumpe weiterhin dadurch verbessert, daß man den beiden Seiten einer
schnell rotierenden Wand j-e eine Puinpnut gegenüberstellte. Auch die weitere Ausbildung
dieses Grundgedankens ist bekanntgeworden. nach der in einer Pumpe diese Gegenüberstellung
von relativ zueinander bewegten Flächen und Nuten mehrfach angewendet wird, wobei
sich Läufer und Ständer gegenseitig umschließen. Alle diese Konstruktionen haben
gemeinsam, daß eine flache Nut und eine die Nut abdeckcade Wand gegeneinander bewegt
werden, wodurch bei Druckgleichheit das Gas mit fast halber Geschwindigkeit in der
Nut gefördert wird. Besteht zwischen dem Ansaug- und dein Auslaßstutzen der Pumpe
eine Druckdifferenz, so verringert sich die Gasgeschwindigkeit und erreicht bei
einem bestimmten Druckverhältnis (im Molekulargebiet) oder einer bestimmten Druckdifferenz
(im laminaren Gebiet) den Wert \7u11.There are different types of molecular pumps. The best known
Design consists of a cylindrical housing with an integrated spiral groove and
a cylindrical rotor that rotates in the housing, this type was still
modified so that the groove is cut cylindrically at its base, the runner
and the inner surface of the housing are made slightly conical, so that a groove
arises with decreasing depth. A second type of molecular pump is used
as a rotor a rotating disk, the grooves in the end faces of the housing
are incorporated. There are also types with more or less steep slopes
Cones, viewed as something in between the two constructions mentioned
can be. Without significantly increasing the mechanical effort, the performance
the molecular pump further improved by the two sides of one
fast rotating wall j-e faced a puinpnut. Further training as well
this basic idea has become known. after that in a pump this comparison
of surfaces and grooves moving relative to one another is used several times, with
runner and stand enclose each other. All of these constructions have
together that a shallow groove and a wall covering the groove moves against each other
be, whereby the gas with almost half the speed in the
Groove is promoted. Exists between the inlet and outlet of the pump
a pressure difference, the gas velocity decreases and reaches at
a certain pressure ratio (in the molecular area) or a certain pressure difference
(in the laminar area) the value \ 7u11.
Bekanntermaßen hängt die Leistung einer solchen Pumpe bei gegebenen
geometrischen Abmessungen von der Geschwindigkeit der bewegten Wand ab. Hier sind
jedoch durch Materialfestigkeit und die auftretenden Fliehkräfte bestimmte Grenzen
gesetzt.It is known that the performance of such a pump depends on the given
geometric dimensions depend on the speed of the moving wall. Here are
however, certain limits are determined by the strength of the material and the centrifugal forces that occur
set.
Die Erfindung zeigt einen Weg, wie man bei gleiche.r Geschwindigkeit
eine wesentlich höhere Leistung der bekannten Pumpe erzielen kann, dein Läufer den
Ständer an gegenüberliegenden Seiten umschließt und deren Ständer init einer Steigung
versehene Nuten aufweist. Die Erfindung besteht darin, daß bei derartigen Pumpen
die Nutentiefe gleich der Wandstärke des Ständers ist.The invention shows a way how to get at the same speed
can achieve a much higher performance of the known pump, your runner the
Enclosing stands on opposite sides and their stands with a slope
has grooves provided. The invention consists in that in such pumps
the groove depth is equal to the wall thickness of the stand.
Der Fortschritt der erfindungsgemäßen Anordnung im Vergleich zur bekannten
Pumpe besteht darin:, daß lediglich durch Fortfall der Trennwände zwischen den beiderseitigen
Nuten, deren Steigung und Breite als gleich angenommen sei, und somit durch die
Vereinigung beider Nuten zu einer einzigen von doppelter Tiefe die Pumpleistung
bei gleichem umbautem Raum etwa verdoppelt wird.The progress of the arrangement according to the invention compared to the known
Pump consists in: that only by eliminating the partitions between the two sides
Grooves whose pitch and width are assumed to be the same, and thus by the
Union of both grooves into a single one of twice the depth of the pumping capacity
is roughly doubled for the same enclosed space.
Abb. 1 zeigt einen solchen Aufbau. Mit dein Gehäuse 1 ist der Wendelkörper
2 fest verbunden. Der Läufer 3 besteht aus einem inneren zylindrischen Körper und
einem äußeren Rohr und bildet mit der Außenfläche des inneren Zylinders und mit
der Innenfläche des äußeren Zylinders die beiden Reibflächen. Die Gasgeschwindigkeit
in der Nut wird hierbei fast gleich der LTinfangsgeschwindigkeit der Reibflächen,
während sie bei den bekannten Ausführungen nur die halbe Geschwindigkeit beträgt.
Im Molekulargebiet, wo solche Pumpen hauptsächlich eingesetzt werden, wird durch
die doppelt wirksame Reibung auch gleichzeitig das doppelte Druckverhältnis erzielt.
Will man nur das gleiche Druckverhältnis erreichen wie bei den bekannten Ausführungen
bei gleicher Drehzahl und gleichen Abmessungen der Pumpe, so kann infolge der doppelt
wirksamen Reibung die Nuttiefe verdoppelt werden, so daß sich eine Pumpe mit vierfacher
Saugleistung ergibt. Verkleinert man die Nut, so daß die gleiche Sauggeschwindigkeit
wie bei der alten Bauart erreicht wird, so erzielt die neue Bauart das vierfache
Druckverhältnis. Die Erfindung kann auch so abgewandelt werden, daß an Stelle eines
Wendelkörpers ein Spiralkörper angeordnet wird, wobei der Läufer aus zwei den Spiralkörper
begrenzenden Scheiben besteht. Kennzeichnend ist für die Erfindung lediglich, daß
von den vier die Nut begrenzenden Wänden die zwei Wände mit der größeren Abmessung
sich gegenüber den Wänden mit den kleineren Abmessungen bewegen.Fig. 1 shows such a structure. With your housing 1 is the helical body
2 firmly connected. The rotor 3 consists of an inner cylindrical body and
an outer tube and forms with the outer surface of the inner cylinder and with
the inner surface of the outer cylinder, the two friction surfaces. The gas velocity
in the groove is almost equal to the initial speed of the friction surfaces,
while in the known designs it is only half the speed.
In the molecular area, where such pumps are mainly used, is carried out by
the double effective friction also achieves double the pressure ratio at the same time.
If you just want to achieve the same pressure ratio as in the known designs
at the same speed and the same dimensions of the pump, as a result of the double
effective friction the groove depth can be doubled, so that a pump with fourfold
Suction power results. The groove is made smaller so that the suction speed is the same
as is achieved with the old design, the new design achieves four times as much
Pressure ratio. The invention can also be modified so that instead of one
Spiral body a spiral body is arranged, wherein the rotor consists of two the spiral body
delimiting discs. The only characteristic of the invention is that
of the four walls delimiting the groove, the two walls with the larger dimension
move in relation to the walls with the smaller dimensions.
Abb.2 zeigt eine Ausführung mit Spiralkörper. Hierbei ist der Spiralkörper
2 mit dem Gehäuse l wieder fest verbunden, während die Scheiben 3 und 4 rotieren.
Damit man die Scheiben besser ausnutzen kann, ist es vorteilhaft, mehrere Scheiben
und Spiralkörper kaskadenförmig anzuordnen.
Abb. 3 zeigt ein solche
beispielsweise Anordnung Eine bessere Raumausnutzung ergibt sieh bei der Anordnung
mit Wendelkörper dadurch, daß man den Zylinder in mehrere zylindrische Rohre unterteilt.Fig.2 shows a version with a spiral body. Here is the spiral body
2 firmly connected to the housing 1 again while the disks 3 and 4 rotate.
In order to make better use of the disks, it is advantageous to have several disks
and spiral bodies to be arranged in a cascade shape.
Fig. 3 shows one such
for example arrangement A better use of space results from the arrangement
with helical body by dividing the cylinder into several cylindrical tubes.
Abb. 4 zeigt z. B. eine solche Anordnung. Dabei ist es vorteilhaft,
auf der Saugseite der Pumpe mehrere Stufen parallel zu schalten, wodurch die Sauggeschwindigkeit
entsprechend vergrößert ist. Infolge der Kompression in diesen Stufen ist das Gasvolumen
so weit zusammengedrängt, daß es durch eine einzige weitere Stufe aufgenommen werden
kann. Anschließend können die nächsten Stufen in Serie geschaltet sein, um eine
höhere Druckdifferenz zu erreichen.Fig. 4 shows e.g. B. such an arrangement. It is advantageous to
to switch several stages in parallel on the suction side of the pump, thereby increasing the suction speed
is enlarged accordingly. As a result of the compression in these stages, the gas volume is
compressed so far that it can be absorbed by a single further stage
can. The next stages can then be connected in series to create a
to achieve higher pressure differential.
Eine weitere Verbesserung der Pumpe läßt sich noch dadurch erzielen,
daß der oder die Wendel- oder Spiralkörper ebenfalls angetrieben werden und in entgegengesetzter
Richtung der Reibkörper (Zylinder oder Scheiben) rotieren. Jedoch ist bei dieser
Anordnung ein größerer mechanischer Aufwand erforderlich.A further improvement of the pump can be achieved by
that the helical or spiral body or bodies are also driven and in opposite directions
Rotate in the direction of the friction bodies (cylinders or disks). However, this is the case
Arrangement requires a greater mechanical effort.