DE10357547A1 - Turbomolecular pump has stator discs configured at outer edge to form greatest possible contact surface with distance rings which space out discs - Google Patents

Turbomolecular pump has stator discs configured at outer edge to form greatest possible contact surface with distance rings which space out discs Download PDF

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Abstract

The pump has a rotor (10) and stator discs (12) mounted alternately in succession in a cylindrical housing (1) spaced out by distance rings (14). The discs are configured at their outer edge to form the greatest possible contact surface with the distance rings. The enlarged contact surface is formed by the discs having an axial extension at their outer edge which is surrounded by the rings.

Description

Die Erfindung betrifft eine Turbomolekularpumpe nach dem Oberbegriff des 1. Schutzanspruches.The The invention relates to a turbomolecular pump according to the preamble of the 1st protection claim.

Vakuumpumpen vom Typ einer Turbomolekularpumpe bestehen in der Regel aus einer Anzahl von Stufen, welche jeweils Rotor- und Statorscheiben aufweisen, die abwechselnd hintereinander angeordnet sind. Um optimale Pumpeigenschaften wie maximalen Gasdurchsatz und maximale Kompression zu erreichen, müssen die Rotorscheiben mit hoher Drehzahl umlaufen. Die dazu benötigte Antriebsenergie wird zum Teil in kinetische Energie verwandelt. Ein großer Teil davon wird als Verlustwärme freigesetzt. Weitere unerwünschte Wärmemengen werden frei durch die Lagerung (mechanische Verluste durch Reibung in Kugellagern oder elektrische Verluste in Magnetlagern) oder bei der Kompression von Gasen. Dadurch besteht die Gefahr der Überhitzung von kritischen Bauteilen. Dies muss unbedingt verhindert werden. Dazu ist es notwendig, eine effektive Wärmeabfuhr bereit zu stellen.vacuum pumps The type of turbomolecular pump usually consist of a Number of stages, each having rotor and stator discs, which are arranged alternately one behind the other. For optimal pumping properties how to achieve maximum gas flow and maximum compression have to rotate the rotor disks at high speed. The required drive energy is partly transformed into kinetic energy. A large part this is called heat loss released. More unwanted amounts of heat become free through storage (mechanical losses due to friction in ball bearings or electrical losses in magnetic bearings) or at the compression of gases. This creates the risk of overheating of critical components. This must be prevented at all costs. For this it is necessary to provide an effective heat dissipation.

Die Wärmeübertragung im Vakuum von Rotor- auf Statorscheiben erfolgt im Wesentlichen durch Strahlung. Da sich Rotor- und Statorscheiben großflächig gegenüber stehen, kann auf diese Weise ein großer Teil der Wärme von den Rotorscheiben auf die Statorscheiben übertragen werden. Die Statorscheiben sind über Distanzringe mit dem Gehäuse verbunden ( DE-OS 37 22 164 ). Da sich hier nur minimale Berührungsflächen ergeben, ist die Wärmeübertragung von den Statorscheiben auf das Gehäuse und somit nach außen unzureichend.The heat transfer in the vacuum from rotor to stator discs is essentially by radiation. Since rotor and stator discs face each other over a large area, in this way a large part of the heat can be transferred from the rotor disks to the stator disks. The stator discs are connected to the housing via spacers ( DE-OS 37 22 164 ). Since only minimal contact surfaces result here, the heat transfer from the stator disks to the housing and thus to the outside is insufficient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Turbomolekularpumpe vorzustellen, bei der die während des Betriebes entstehende Wärme effektiv abgeführt werden kann. Die Konstruktion soll einfach und kostengünstig zu verwirklichen sein.Of the Invention is based on the object to present a turbomolecular pump during the the heat generated by the operation effectively dissipated can be. The design should be simple and inexpensive too to be realized.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des 1. Schutzanspruches gelöst. Die Ansprüche 2 und 3 stellen weitere Ausgestaltungsformen der Erfindung dar.The Task is by the characterizing features of the first protection claim solved. The requirements FIGS. 2 and 3 illustrate further embodiments of the invention.

Durch die großflächige Anbindung der Statorscheiben mit den Distanzringen und Gehäusebauteilen wird eine deutlich bessere Wärmeübertragung als bei herkömmlichen Konstruktionen erreicht. Die Wärmeableitung aus der Pumpe wird erheblich gesteigert. Dies führt zu einem höheren Wirkungsgrad und zu einer Verbesserung der Pumpeigenschaft. Die Konstruktion kann mit einfachen Mitteln ohne großen Kostenaufwand verwirklicht werden.By the large area connection the stator discs with the spacer rings and housing components is a clear better heat transfer than at conventional Constructions achieved. The heat dissipation from the pump is significantly increased. This leads to a higher efficiency and to an improvement of the pumping property. The construction can by simple means without big Cost be realized.

Anhand der 1 – 3 soll die Erfindung näher erläutert werden.Based on 1 - 3 the invention will be explained in more detail.

1 zeigt eine Turbomolekularpumpe im Schnitt mit der erfindungsgemäßen Anordnung. 1 shows a turbomolecular pump in section with the inventive arrangement.

2 zeigt einen Ausschnitt aus 1 mit einer Ausführungsform der Erfindung. 2 shows a section 1 with an embodiment of the invention.

3 zeigt einen Ausschnitt aus 1 mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. 3 shows a section 1 with a further embodiment of the invention.

Die Turbomolekularpumpe ist mit dem Gehäuse 1, welches eine Ansaugöffnung 2 und eine Gasaustrittsöffnung 3 aufweist, versehen. Die Rotorwelle 4 der Pumpe ist in Lagern 5 und 6 fixiert und wird durch den Motor 7 angetrieben. Auf der Rotorwelle sind Rotorscheiben 10 befestigt. Diese sind mit einer pumpaktiven Struktur in Form von Schaufeln versehen und bewirken mit den Statorscheiben 12, die ebenfalls mit einer solchen pumpaktiven Struktur versehen sind, den Pumpeffekt. Die Statorscheiben werden durch Distanzringe 14 auf Abstand gehalten.The turbomolecular pump is with the housing 1 , which has a suction opening 2 and a gas outlet 3 has provided. The rotor shaft 4 the pump is in storage 5 and 6 fixed and is by the engine 7 driven. On the rotor shaft are rotor disks 10 attached. These are provided with a pump-active structure in the form of blades and effect with the stator discs 12 , which are also provided with such a pump-active structure, the pumping effect. The stator discs are made by spacer rings 14 kept at a distance.

Erfindungsgemäß werden die Statorscheiben an ihrem äußeren Rand so ausgebildet, dass sie mit den Distanzringen eine möglichst große Kontaktfläche bilden. Dies geschieht dadurch, dass die Statorscheiben 12 an ihrem äußeren Rand eine axiale Ausdehnung 15 aufweisen, welche von den Distanzringen 14 umfasst wird. Eine solche axiale Ausdehnung ist in 2 beispielsweise im Schnitt in Form eines „Hammerfußes" dargestellt.According to the stator discs are formed at its outer edge so that they form the largest possible contact surface with the spacer rings. This happens because the stator discs 12 at its outer edge an axial extension 15 which of the spacer rings 14 is included. Such axial expansion is in 2 for example, shown in section in the form of a "hammer foot".

In einer weiteren Ausführungsform, die als Beispiel in 3 dargestellt ist, wird die vergrößerte Kontaktfläche gebildet, in dem die Statorscheiben 12a mit ihrem äußeren Rand in den entsprechend geformten Distanzringen 14a eingefasst sind.In another embodiment, exemplified in 3 is shown, the enlarged contact surface is formed, in which the stator discs 12a with its outer edge in the correspondingly shaped spacers 14a are enclosed.

Claims (3)

Turbomolekularpumpe mit Rotor (10) und Statorscheiben (12), welche abwechselnd hintereinander in einem zylindrischen Gehäuse (1) angeordnet sind, wobei die Statorscheiben (12) durch Distanzringe (14) auf Abstand gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorscheiben (12) an ihrem äußeren Rand so gestaltet sind, dass sie mit den Distanzringen (14) eine möglichst große Kontaktfläche bilden.Turbomolecular pump with rotor ( 10 ) and stator discs ( 12 ), which alternately in a row in a cylindrical housing ( 1 ) are arranged, wherein the stator discs ( 12 ) by spacer rings ( 14 ) are kept at a distance, characterized in that the stator discs ( 12 ) are designed at their outer edge so that they are connected to the spacer rings ( 14 ) form as large a contact surface as possible. Turbomolekularpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vergrößerte Kontakffäche entsteht, indem die Statorscheiben (12) an ihrem äußeren Rand eine axiale Ausdehnung (15) aufweisen, welche von den Distanzringen (14) umfasst wird.Turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the enlarged Kontakffäche arises by the stator discs ( 12 ) at its outer edge an axial extent ( 15 ) on which of the spacer rings ( 14 ) is included. Turbomolekularpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vergrößerte Kontaktfläche entsteht, indem die Statorscheiben (12a) mit ihrem äußeren Rand in den entsprechend geformten Distanzringen (14a) eingefasst sind.Turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the enlarged contact surface is formed by the stator discs ( 12a ) with its outer edge in the correspondingly shaped spacer rings ( 14a ) are enclosed.
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