DE102008009715A1 - Vakuumpump-System und Verwendung einer Mehrstufen-Vakuumpumpe - Google Patents

Vakuumpump-System und Verwendung einer Mehrstufen-Vakuumpumpe Download PDF

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Abstract

Ein Vakuumpump-System wird zur Erzeugung von sehr niedrigen Drücken insbesondere im Bereich von 10-10 mbar mit zwei Mehrstufen-Vakuumpumpen (26) und einer Vorvakuumpumpe (22) verbunden. In den einzelnen seriell angeordneten Vakuumkammern (10, 11, 12, 50, 52) wird ein sich stufenweise erniedrigender Druck erzeugt. Erfindungsgemäß ist die letzte Vakuumstufe, die durch die Pumpe (32) der Mehrfach-Vakuumpumpe (26) gebildet ist, verschlossen. Durch das erfindungsgemäße Verschließen des üblicherweise als Auslass (40) dienenden Anschlusses ist sichergestellt, dass die sich im Bereich der Pumpe (32) befindenden Lager nicht beschädigt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Vakuumpump-System. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer Mehrstufen-Vakuumpumpe, insbesondere zur Erzeugung niedriger Drücke im Bereich von insbesondere 10–10 mbar.
  • Beispielsweise zur Stoffanalyse mit Hilfe von Massen-Spektrometrie werden Vakuumpump-Systeme mit mehreren seriell hintereinander angeordneten Vakuumkammern genutzt. In den Vakuumkammern nimmt das Vakuum stufenweise ab. Hierzu ist jede Vakuumkammer über eine Saugleitung mit einer Vakuumpumpe verbunden. Zur hochauflösenden Analyse mittels Massen-Spektrometrie oder anderen Analyseverfahren ist es beispielsweise bekannt, Flüssigkeit zu zerstäuben. Diese wird sodann in einer ersten Vakuumkammer, die mit etwa 2 bis 4 mbar betrieben wird, ionisiert. Hierbei erfolgt eine Ionisierung von etwa 10 bis 15% des Stoffes. Durch das Vorsehen eines elektrischen Feldes kann ein Abscheiden und somit ein Erzeugen eines Ionenstrahls erfolgen. Die nicht im Ionenstrahl gebundenen Partikel werden aus der ersten Vakuumkammer abgesaugt. An die erste Vakuumkammer schließen sich mehrere weitere Vakuumkammern an, in denen die Ionen beispielsweise durch elektrische Felder weiter voneinander getrennt werden und stets die nicht im Ionenstrahl verbleibenden Partikel abgesaugt werden. In den einzelnen Kammern finden bei unterschiedlichen Drücken massenspektrometrische Messungen, Zentrifugalanalysen oder TOF-Analysen (Time of Flight-Analysen) statt. In der letzten Kammer mit dem niedrigsten Druck kann beispielsweise eine Detektorplatte angeordnet sein, auf der die verbleibenden Ionen auftreffen. In den einzelnen Kammern herrschen beispielsweise stufenweise Drücke von 2 bis 4 mbar, 10–3 mbar, 10–5 mbar, 10–8 mbar und in der Kammer mit dem niedrigsten Druck 10-10 mbar. Derart geringe Drücke können nur dadurch erzielt werden, dass die einzelnen Kammern jeweils mit Turbomolekularpumpen verbunden sind. Zur Erzeugung extrem niedriger Drücke von 10–8 mbar oder 10–10 mbar ist das Hintereinanderschalten mehrerer Turbomolekularpumpen je Kammerabsaugung erforderlich.
  • Das Vorsehen von einzelnen Turbomolekularpumpen je Vakuumkammer führt zu hohen Investitionskosten und hohem Platzbedarf. Ferner ist die Montage und auch die Lecksuche äußerst aufwendig.
  • Aus DE 43 31 589 ist ein Vakuumpump-System mit beispielsweise vier hintereinander seriell angeordneten Vakuumkammern bekannt. Die erste Vakuumkammer, in der das höchste Vakuum von beispielsweise 2 bis 4 mbar herrscht, ist mit einer gegen Atmosphäre pumpenden Vorvakuumpumpe verbunden. Die drei weiteren, sich an die erste Vakuumkammer anschließenden Vakuumkammern sind durch (separate) Saugleitungen mit einer Mehrstufen-Vakuumpumpe, einer sogenannte MI-Pumpe (Multi-Inlet-Pumpe) verbunden. Hierbei ist die Saugseite bzw. der Einlass der einzelnen Vakuumstufen über die jeweilige Saugleitung mit der entsprechenden Vakuumkammer verbunden. Der Auslass bzw. die Druckseite der einzelnen Vakuumstufen ist jeweils mit dem Einlass der in Pumprichtung nachgeordneten Vakuumstufe verbunden. Der Einlass der obersten Vakuumstufe ist somit mit derjenigen Vakuumkammer verbunden, in der der geringste Druck herrscht.
  • Der Auslass dieser obersten Vakuumstufe ist sodann mit dem Einlass der sich daran anschließenden nächsten Vakuumstufe höheren Druckes bzw. der Zwischen-Vakuumstufe verbunden, wobei mit dem Einlass dieser Vakuumstufe zusätzlich auch die Saugleitung einer weiteren Vakuumkammer verbunden ist. Hierbei handelt es sich um die Vakuumkammer mit dem zweitniedrigsten Druck. Der Auslass der Zwischen-Vakuumstufe ist mit dem Einlass der höchsten Vakuumstufe verbunden, mit dem wiederum auch eine Saugleitung verbunden ist. Diese Saugleitung ist mit der Vakuumkammer mit dem drittniedrigsten Vakuum verbunden. Der Auslass der höchsten Vakuumstufe der in DE 43 31 589 beschriebenen Mehrstufen-Vakuumpumpe ist sodann mit der Vorvakuumpumpe verbunden. Da die einzelnen Vakuumpumpen der Mehrstufen-Vakuumpumpen nicht gegen Atmosphäre pumpen müssen, können die Kosten erheblich reduziert werden.
  • Das Verwenden von Mehrstufen-Vakuumpumpen ist jedoch für die Erzielung äußerst niedriger Drücke nicht möglich, da ansonsten die Lager der Pumpe im niedrigen Druckbereich geschädigt würden. Üblicherweise gelten Drücke dauerhaft < 10–3 mbar auf der Lagerseite als kritisch.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, das Einsatzgebiet von Mehrstufen-Vakuumpumpen zu vergrößern, insbesondere auch bei Vakuumpump-Systemen mit sehr niedrigen Enddrücken Mehrstufen-Vakuumpumpen einsetzen zu können.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Vakuumpumpsystem gemäß Anspruch 1 bzw. der Verwendung einer Mehrstufen-Vakuumpumpe gemäß Anspruch 11.
  • Das erfindungsgemäße Vakuumpumpsystem weist mehrere seriell bzw. hintereinander angeordnete Vakuumkammern auf, wobei der Druck in den Vakuumkammern stufenweise abnimmt. Zur Erzeugung des Vakuums in den einzelnen Vakuumkammern sind diese über Saugleitungen mit mindestens einer Mehrstufen-Vakuumpumpe verbunden. Die Mehrstufen-Vakuumpumpe weist mindestens zwei, vorzugsweise drei Vakuumstufen auf, die jeweils eine eigene Vakuumpumpe darstellen. Von der obersten bzw. ersten Stufe der Mehrstufen-Vakuumpumpe wird der geringste Druck erzeugt. Von der letzten Stufe der Mehrstufen-Vakuumpumpe wird der bezogen auf die Mehrstufen-Vakuumpumpe höchste Druck erzeugt. So wird beispielsweise von der obersten Vakuumstufe ein Druck von 10–5 mbar und von der letzten Vakuumstufe ein Druck von 10–3 mbar erzeugt. Ein Einlass der obersten Vakuumstufe ist über eine Saugleitung mit einer der Vakuumkammern verbunden. Die in der obersten Vakuumstufe vorgesehene Vakuumpumpe, bei der es sich vorzugsweise um eine Turbomolekularpumpe handelt, fördert somit in Richtung einer nachgeschalteten Vakuumstufe bzw. in Richtung der letzten Vakuumstufe.
  • Erfindungsgemäß ist ein Auslass der letzten Vakuumstufe verschlossen. Dies hat zur Folge, dass das von der vorgeschalteten Vakuumstufe geförderte Medium gegen die letzte Vakuumstufe verdichtet wird. Das Medium strömt somit nach Austreten aus der vorgeschalteten Vakuumstufe in Richtung der letzte Vakuumstufe, wird jedoch nicht durch die Pumpe in der letzten Vakuumstufe weiter gefördert, sondern strömt an dem entsprechenden Anschluss der Mehrstufen-Vakuumpumpe nach außen. Dieser Anschluss wird bei üblicher, nicht erfindungsgemäßen Verwendung, als Einlass für die letzte Vakuumstufe verwendet, die im herkömmlichen Betrieb in Richtung des ursprünglichen Auslasses fördert, der jedoch erfindungsgemäß verschlossen ist. Das erfindungsgemäße Verschließen des Auslasses der letzten Vakuumstufe hat zur Folge, dass in dieser letzten Vakuumstufe ein vorgegebener Druck, der beispielsweise nicht geringer als 10–3 mbar sein sollte, herrscht. Es ist somit erfindungsgemäß möglich eine Mehrstufen-Vakuumpumpe zu verwenden, bei der die Lagerung der vorzugsweise für alle Stufen gemeinsamen Rotorwelle im Bereich der letzten Vakuumstufe erfolgt. Die der letzten Vakuumstufe vorgeschalteten Vakuumstufen weisen somit eine fliegend gelagerte Rotorwelle auf. Wenn in der letzten Vakuumstufe ein Druck von 10–3 mbar herrscht und die Mehrstufen-Vakuumpumpe beispielsweise drei Vakuumpumpen aufweist, ist es möglich, durch die der letzten Vakuumstufe unmittelbar vorgeschaltete Vakuumstufe einen Druck von 10–8 mbar und durch die wiederum vorgeschaltete oberste bzw. erste Stufe der Mehrstufen-Vakuumpumpe sogar einen Druck von 10–10 mbar betriebssicher zu erzeugen. Durch das erfindungsgemäße Verschließen des Auslasses der höchsten Vakuumstufe erfolgt bezogen auf das Vakuum ein Kapseln der Lager innerhalb der höchsten Vakuumstufe. Hierdurch ist eine Zerstörung von Lagerfett, das üblicherweise bei Drücken von weniger als 10–3 mbar erfolgt, vermieden. Es ist erfindungsgemäß somit möglich Mehrstufen-Vakuumpumpen bzw. MI-Pumpen in Bereichen einzusetzen, in denen dies bisher nicht möglich war. Durch das erfindungsgemäße Kapseln der letzten Vakuumstufe bzw. durch das Verschließen des Auslasses der letzten Vakuumstufe können mit derartigen MI-Pumpen deutlich geringere Drücke von bis zu 10–10 mbar erzeugt werden.
  • Mit dem Auslass der letzten wirksamen bzw. mediumfördernden Vakuumstufe der Mehrstufen-Vakuumpumpe ist eine Vorvakuumpumpe verbunden, wobei es sich bei der Vorvakuumpumpe, um eine Drehschieber- eine Scroll-, eine Schrauben, eine Membranpumpe oder wiederum um eine Mehrstufen-Vakuumpumpe handeln kann.
  • Vorzugsweise weist die Mehrstufen-Vakuumpumpe zusätzlich zu der obersten und der letzten Vakuumstufe mindestens eine Zwischen-Vakuumstufe auf. Besonders bevorzugt ist das Verwenden einer Triele-Inlet-Pumpe, das heißt einer Mehrstufen-Vakuumpumpe mit drei Einlässen und einem mit der letzten Vakuumstufe verbundenen – erfindungsgemäß verschlossenen – Auslass. Erfindungsgemäß wird die Mehrstufen-Vakuumpumpe jedoch nicht wie herkömmlich angeschlossen. Vielmehr werden nur die Einlässe der obersten Vakuumstufe und der Zwischen-Vakuumstufe als Einlässe genutzt und über Saugleitungen mit den entsprechenden Vakuumkammern verbunden. Der Auslass der letzten Vakuumstufe wird verschlossen und der herkömmlich als dritter Einlass dienende Einlass der letzten Vakuumstufe wird als Auslass genutzt. In allgemeiner Form sind beim Vorhandensein mehrere Zwischen-Vakuumstufen jeweils der Auslass einer Zwischen-Vakuumstufe mit dem Einlass der nachgeschalteten Zwischen-Vakuumstufe verbunden, wobei der Einlass jeweils auch mit einem mit einer Vakuumkammern verbundenen Saugrohr verbunden ist.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine zweite Mehrstufen-Vakuumpumpe vorgesehen, die ggf. die Vorvakuumpumpe ersetzt. Es ist jedoch auch möglich, dass der zweiten Mehrstufen-Vakuumpumpe noch eine zusätzliche Vorvakuumpumpe vorgeschaltet ist. Vorzugsweise ist somit die zweite Mehrstufen-Vakuumpumpe zwischen der Vorvakuumpumpe und der ersten Mehrstufen-Vakuumpumpe angeordnet. Die zweite Mehrstufen-Vakuumpumpe ist vorzugsweise wie vorstehend anhand der ersten Mehrstufen-Vakuumpumpe beschrieben, ausgebildet bzw. vorteilhaft weitergebildet. Besonders bevorzugt ist es hierbei, dass der Einlass der obersten Vakuumstufe der zweiten Mehrstufen-Vakuumpumpe mit dem Auslass der ersten Mehrstufen-Vakuumpumpe verbunden ist. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass der erfindungsgemäße Auslass der ersten Mehrstufen-Vakuumpumpe bei herkömmlichem Anschluss der Mehrstufen-Vakuumpumpe dem dritten Einlass entspricht, der dort aufgrund des Verschließens des herkömmlichen Auslasses der letzten Stufe als Auslass genutzt wird.
  • Die Einlässe der obersten Vakuumstufe und/oder der Zwischen-Vakuumstufe sind jeweils über eine gesonderte Saugleitung mit jeweils einer Vakuumkammer, in der unterschiedliche Drücke erzeugt werden, verbunden. Die letzte Vakuumstufe ist nicht mit der Vakuumkammer verbunden, da die Vakuumpumpe der letzten Vakuumstufe kein Medium aus einer der Vakuumkammern fördert, sondern als stauende Pumpe fungiert.
  • Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Mehrstufen-Vakuumpumpen, bei der es sich insbesondere um eine Dreistufen- Vakuumpumpe handelt, ist die oberste Vakuumstufe und die mindestens eine Zwischen-Vakuumstufe als Turbomolekularpumpe ausgebildet. Die letzte Vakuumstufe weist vorzugsweise eine Holweck-Vakuumpumpe auf.
  • In besonders bevorzugter Ausführungsform ist bei dem Vorsehen von zwei Mehrstufen-Vakuumpumpen der Auslass der zweiten Mehrstufen-Vakuumpumpe mit einer Vorvakuumpumpe verbunden. Bei letzterer kann es sich beispielsweise um eine Drehschieberpumpe oder eine Roots-Pumpe oder ein Vakuumpump-System handeln.
  • Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer Mehrstufen-Vakuumpumpe, insbesondere einer Mehrstufen-Vakuumpumpe wie vorstehend beschrieben. Die Mehrstufen-Vakuumpumpe weist mehrere Anschlüsse auf, wobei ein Auslass der letzten Vakuumstufe verschlossen ist. Hierdurch sind die bei Mehrstufen-Vakuumpumpen im Bereich der letzten Vakuumstufe angeordneten Lager gekapselt. Vorzugsweise ist die Mehrstufen-Vakuumpumpe wie vorstehend anhand des Vakuumpump-Systems beschrieben, angeschlossen und erfindungsgemäß weitergebildet.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer ersten einfachen Ausführungsform, und
  • 2 eine bevorzugte Ausführungsform zur Erzeugung von Hochvakuum in der letzten Kammer des Vakuumpump-Systems.
  • In 1 ist eine prinzipielle Grund-Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel weist das Vakuumpump-System drei Vakuumkammern 10, 11, 12 auf. Hierbei wird in einer ersten Vakuumkammern 10 beispielsweise ein noch relativ hoher Druck von 3 bis 4 mbar, in der sich anschließenden Vakuumkammer 11 ein niedrigerer Druck von 10–3 mbar und in der letzten Vakuumkammer 12 der niedrigste Druck von 10–5 mbar erzeugt. In den Vakuumkammer 10, 11, 12 erfolgt beispielsweise ein Untersuchen eines durch eine Zuleitung 14 zugeführten Gases. Dieses kann in der Kammer 10 ionisiert werden. Durch ein elektrisches Feld wird sodann ein Ionenstrahl erzeugt, der durch die Öffnung 16 in die zweite Kammer 11 gelangt. In dieser erfolgt ggf. bereits ein erstes Untersuchen des Gases mit Hilfe von Massen-Spektroskopie oder anderen Analyseverfahren. Durch weitere Ionisierung oder Trennung der Teilchen mittels elektrischer Felder wird ein für die weitere Untersuchung erzeugter Ionenstrahl durch die Öffnung 18 in die dritte Kammer 12 geleitet. In dieser erfolgt sodann beispielsweise eine Analyse durch Massen-Spektroskopie.
  • Das Vakuum in der ersten Vakuumkammer 10 wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Verbinden der Vakuumkammer 10 über eine Saugleitung 20 mit einer Vorvakuumpumpe 22 erzeugt. Bei der Vorvakuumpumpe handelt es sich beispielsweise um eine Drehschieberpumpe Die Vorvakuumpumpe 22 fördert das aus der Kammer 10 abgepumpte Gas gegen die Atmosphäre in Richtung eines Pfeils 24.
  • Erfindungsgemäß ist zur Erzeugung eines Vakuums in den Vakuumkammer 11, 12 eine Mehrstufen-Vakuumpumpe 26 vorgesehen. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine Vakuumpumpe mit drei Einlässen der Anmelderin, die beispielsweise unter der Bezeichnung Turbovac, TW 400/300/25 vertrieben wird. Die erfindungsgemäß vorgesehene Mehrstufen-Vakuumpumpe 26 weist drei Vakuumpumpen 28, 30, 32 auf. Ferner weist die Mehrstufen-Vakuumpumpe 26 vier Anschlüsse 34, 36, 38, 40 auf. Im herkömmlichen Betrieb handelt es sich bei den Anschlüssen 34, 36, 38, um Einlässe und bei dem Anschluss 40 um den Auslass. Erfindungsgemäß erfolgt jedoch ein anderes Anschließen der Mehrstufen-Vakuumpumpe 26. Die beiden Anschlüsse 34, 36 dienen als Einlässe und sind dementsprechend mit Saugrohren 42, 44 verbunden, die jeweils mit der Kammer 12 bzw. 11 verbunden sind. Der dritte, üblicherweise ebenfalls als Einlass dienende Anschluss 28 ist erfindungsgemäß als Auslass genutzt und über eine Leitung 46 mit dem Saugrohr 20 zusammengeführt und mit der Vorvakuumpumpe 22 verbunden. Der üblicherweise als Auslass dienende Anschluss 40 ist verschlossen.
  • Zur Erzeugung des im dargestellten Ausführungsbeispiel niedrigsten Druck in der Vakuumkammer 12 erfolgt ein Absaugen durch die Saugleitung 42 mittels der Pumpe 28, bei der es sich üblicherweise um eine Turbomolekularpumpe handelt. Die Pumpe 28 bildet somit die oberste Vakuumstufe. Die Pumpe 28 pumpt das Medium in Richtung der nachfolgenden Vakuumstufe nächst höheren Drucks, die durch die Pumpe 30 gebildet ist, bei der es sich üblicherweise ebenfalls um eine Turbomolekularpumpe handelt. Die Turbomolekularpumpe 30 ist nicht nur über eine Verbindungsleitung 48 mit der Pumpe 28 sondern auch mit der Saugleitung 44 verbunden, durch die Gas aus der Kammer 11 gesaugt wird. Die Pumpe 30 fördert das Medium über den erfindungsgemäß als Auslass dienenden Anschluss 38 durch das Rohr 46 in Richtung der Vorvakuumpumpe 22. Die Pumpe 32, bei der es sich üblicherweise um eine Holweck-Pumpe handelt, pumpt gegen den verschlossenen Auslass 40.
  • Da der Auslass 40 verschlossen ist, herrscht innerhalb der Mehrstufen-Vakuumpumpe 26 im Bereich der letzten Vakuumstufe, die durch die Pumpe 32 gebildet ist, ein relativ hoher Druck. Dieser ist im dargestellten Ausführungsbeispiel größer als 10–3 mbar. Die erfindungsgemäß vorzugsweise verwendeten Mehrstufen-Vakuumpumpen sind derart aufgebaut, dass die Rotoren sämtlicher Pumpen 28, 30, 32 auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Die Welle ist im Bereich der letzten Vakuumstufe, das heißt im Bereich der Pumpe 32, gelagert. Die Rotoren der Pumpen 28, 30 sind fliegend gelagert. Das erfindungsgemäße Anschließen der Mehrstufen-Vakuumpumpe durch Verschließen des Auslasses 40 und Nutzen des Anschlusses 38 als Auslass hat zur Folge, dass die Lager in der letzten Vakuumstufe, das heißt im Bereich der Pumpe 32, vor zu niedrigem Druck geschützt sind.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Pumpe 28 somit die oberste Vakuumstufe, die Pumpe 30 die Zwischen-Vakuumstufe und die Pumpe 32 die letzte Vakuumstufe der Mehrstufen-Vakuumpumpe 26.
  • Eine weitere gegenüber der 1 vereinfachte Ausführungsform besteht darin, dass die Mehrstufen-Vakuumpumpe nur zwei Anschlüsse sowie einen Auslass und dementsprechend nur zwei Pumpen aufweist. Ein derartiges System kann sodann zusammen mit einer Vorvakuumpumpe 22 beliebiger Bauart zur Erzeugung von Vakuum in zwei Kammern verwendet werden. Bezogen auf die 1 entfällt bei diesem System die Vakuumkammer 12, die Pumpe 28 und die entsprechenden Anschlüsse.
  • Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird in insgesamt fünf Vakuumkammern, das heißt in den Vakuumkammern 10, 11, 12 und zwei zusätzlichen Vakuumkammern 50, 52 Vakuum erzeugt. Beispielsweise wird in der Kammer 50 ein Vakuum von 10–8 mbar und in der Vakuumkammer 52 ein Vakuum von 10–10 mbar erzeugt. Hierdurch ist eine genauere Analyse in den weiteren Kammern 50, 52 möglich, wobei entsprechend dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Analysevorrichtungen nicht dargestellt sind.
  • In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die selben oder ähnliche Bauteile mit den selben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Die Kammer 50 ist über eine Öffnung 49 mit der Kammer 12 und die Kammer 52 über ein Öffnung 51 mit der Kammer 50 verbunden.
  • Erfindungsgemäß sind in diesem Ausführungsbeispiel zwei Mehrstufen-Vakuumpumpen 26 vorgesehen, die im Wesentlichen wie anhand 1 aufgebaut sind.
  • Die in 2 rechte, erste Mehrstufen-Vakuumpumpe 26 weist wiederum eine oberste, durch die Pumpe 28 ausgebildete Stufe, eine zwischen durch die Pumpe 30 ausgebildete Vakuumstufe und eine letzte durch die Pumpe 32 ausgebildete Vakuumstufe auf. Die beiden Stufen 28, 30 sind über Saugleitungen 56, 58 mit den Kammern 52 bzw. 50 verbunden. Der Auslass 40 der letzten Vakuumstufe 32 ist wiederum verschlossen, so dass das Medium über den Anschluss 38 aus der Mehrstufen-Vakuumpumpe 26 in eine Leitung 60 gefördert wird. Die Leitung 60 ist mit der Vakuumkammer 12 sowie der zweiten in 2 linken Mehrstufen-Vakuumpumpe 26 verbunden.
  • Die bezogen auf die zweite bzw. linke Mehrstufen-Vakuumpumpe 26 oberste durch die Pumpe 28 gebildete Vakuumstufe pumpt somit das Medium in Richtung der durch die Pumpe 30 gebildeten Zwischen-Vakuumstufe der zweiten Mehrstufen-Vakuumpumpe 26, wobei gleichzeitig aus der Kammer 11 Medium durch die Saugleitung 62 angesaugt wird. Über den wiederum als Auslass dienenden Anschluss 38 wird das Medium in die Leitung 64 gepumpt, die mit der Saugleitung 20 zusammengeführt ist. Die letzte, durch die Pumpe 32 gebildete Vakuumstufe der zweiten Mehrstufen-Vakuumpumpe 26 pumpt wiederum gegen den verschlossenen Auslass 40.
  • Da erfindungsgemäß die beiden Mehrstufen-Vakuumpumpen vorzugsweise jeweils derart aufgebaut sind, dass die drei Pumpen 28, 30, 32 von einer gemeinsamen Welle getragen werden, deren Lagerung im Bereich der letzten Vakuumstufe, das heißt im Bereich der Pumpe 32 erfolgt, ist es erfindungsgemäß möglich, auch mit Mehrstufen-Vakuumpumpen Drücke von 10–10 mbar zu erzeugen. Dies ist bei einem herkömmlichen Anschluss einer Mehrstufen-Vakuumpumpe nicht möglich, da die sich in dem Bereich der letzten Vakuumstufe 32 befindlichen Lager beschädigt würden.
  • Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel dient die in 2 linke, zweite Mehrstufen-Vakuumpumpe 26 somit als Vorvakuumpumpe bezogen auf die erste in 2 rechte Mehrstufenvakuumpumpe 26.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 4331589 [0004, 0005]

Claims (11)

  1. Vakuumpump-System mit mehreren seriell angeordneten Vakuumkammern (10, 11, 12, 50, 52), wobei der Druck in den Vakuumkammern (10, 11, 12, 50, 52) stufenweise abnimmt, einer Mehrstufen-Vakuumpumpe (26) mit mindestens zwei, jeweils eine Vakuumpumpe (28, 32) aufweisenden Vakuumstufen, einer obersten Vakuumstufe (28) und einer letzten Vakuumstufe (32), wobei ein Einlass der obersten Vakuumstufe (28) über eine Saugleitung (42, 56) mit einer der Vakuumkammern (12, 52) verbunden ist, wobei ein Auslass (40) der letzten Vakuumstufe (32) verschlossen ist, so dass die der letzten Vakuumstufe (32) vorgeschaltete Vakuumstufe gegen die letzte Vakuumstufe (32) pumpt, und einer Vorvakuumpumpe (22), zum Beispiel Drehschiehber, Scroll, Schrauben, Membran, deren Einlass mit dem Anschluss (38) der der höchsten Vakuumstufe (32) vorgeschalteten Vakuumstufe verbunden ist.
  2. Vakuumpump-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrstufen-Vakuumpumpe (26) mindestens eine Zwischen-Vakuumstufe mit einer Vakuumpumpe (30) aufweist, wobei der Auslass der obersten Vakuumstufe (28) mit einem Einlass der Zwischen-Vakuumstufe (30) verbunden ist und wobei der Einlass der Zwischen- Vakuumstufe (30) zusätzlich über eine Saugleitung (44, 58) mit einer Vakuumkammer (11, 50) verbunden ist.
  3. Vakuumpump-System nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zweite Mehrstufen-Vakuumpumpe (26), die zwischen der Vorvakuumpumpe (22) und der ersten Vakuumpumpe (26) angeordnet ist, wobei die zweite Mehrstufen-Vakuumpumpe mindestens zwei jeweils eine Vakuumpumpe (32, 28) aufweisende Vakuumstufen, eine oberste Vakuumstufe (28) und eine letzte Vakuumstufe (32) aufweist.
  4. Vakuumpump-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Mehrstufen-Vakuumpumpe mindestens eine Zwischen-Vakuumstufe mit einer Vakuumpumpe (30) aufweist, wobei der Auslass der obersten Vakuumstufe (28) mit dem Einlass der Zwischen-Vakuumstufe (30) verbunden ist und wobei der Einlass der Zwischen-Vakuumstufe (30) über eine Saugleitung (60) mit einer Vakuumkammer (11) verbunden ist.
  5. Vakuumpumpen-Systems nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einlass (34) der obersten Vakuumstufe (28) der zweiten Mehrstufen-Vakuumpumpe (26) mit dem Auslass (38) der ersten Mehrstufen-Vakuumpumpe, insbesondere dem Auslass der der letzten Vakuumstufe (32) der ersten Mehrstufen-Vakuumpumpe (26) vorgeschalteten Vakuumstufe (30) verbunden ist.
  6. Vakuumpump-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass der mindestens einen Zwischen-Vakuumstufe (30) der ersten und/oder der zweiten Mehrstufen-Vakuumpumpe (26) zusätzlich über eine Saugleitung (58, 62) mit einer Vakuumkammer (50) verbunden ist.
  7. Vakuumpumpen-System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpen (28, 32) der Mehrstufen-Vakuumpumpe (26) auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind, wobei die Lagerung der Welle im Bereich der letzten Vakuumstufe (32) erfolgt.
  8. Vakuumpumpen-System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Vakuumstufe (28) und/oder die Zwischen-Vakuumstufe (30) der ersten und/oder der zweiten Mehrstufen-Vakuumpumpe (26) als Pumpe eine Turbomolekularpumpe aufweisen.
  9. Vakuumpumpen-System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die letzte Vakuumstufe (32) der ersten und/oder der zweiten Mehrstufen-Vakuumpumpe (26) als Pumpe eine Holweck-Pumpe aufweist.
  10. Vakuumpumpen-System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorvakuumpumpe (22) eine Drehschieberpumpe aufweist.
  11. Verwenden einer Mehrstufen-Vakuumpumpe (26) mit mehreren Anschlüssen (24, 26, 38) und einem Auslass (40) zur Erzeugung von Hochvakuum, insbesondere von Vakuum mit einem Druck von weniger als 10–5 insbesondere weniger als 10–8 mbar, wobei der Auslass (40) verschlossen wird und ein Anschluss (38) als Auslass genutzt wird.
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