DE1428233A1

DE1428233A1 - Rotationsmolekularluftpumpe

Info

Publication number: DE1428233A1
Application number: DE19621428233
Authority: DE
Inventors: Marchal Raymond Hippoly Firmin; Garnier Henri Louis; Leonide Rubet
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1961-05-15
Filing date: 1962-04-12
Publication date: 1969-01-09
Also published as: GB936175A; DE1428233B2; BE615904A; FR1297182A; LU41495A1; NL142222B

Description

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

TELEFON: 395314 2000 HAMBU RG 50, 29. AUgUSt 1Q68

TELEGRAMME: KARPATENT KONIGSTRASSE 28

Neue Unterlagen Wo 20 005/61 81L P 14 28 233.8

Societl Nationale d'Eiude et de Construction de Moteurs d¹Aviation,
Paria (Frankreich)

Eotationsmolekularluftpumpe

Die Erfindung stützt sich auf das Prinzip des mit großer Geschwindigkeit umlaufenden Turbokompressors, wie er laufend in der luftfahrttechnik Verwendung findet. Versuche, die in voller Übereinstimmung mit der Theorie stehen, zeigen, daß ein wesentlich erhöhter Kompressionsgrad erzielbar ist, wenn der Turbokompressor in einer verdünnten Atmosphäre arbeitet.

Die -Erfindung bezweckt, diese Erkenntnis auf dem Hochvakuumgebiet nutzbar zu machen.

Bei einer Luftpumpe ist das Profil der Schaufel im Vergleich zu demjenigen von bei Turbokompressoren in üblicher Weise vorgesehenen Schaufeln wesentlich einfacher, und tatsächlich sind die Probleme, die sich bei Strömungen von Gasen im viskosen und wirbelnden Zustand ergeben, bei

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im molekularen Zustand "befindlichen Gasen nicht mehr vorhaben. Die verschiedenen Stufen der luftpumpe werden einfach durch eine Reihe von abwechselnd feststehenden und "beweglichen Scheiten geringer Dicke gebildet, an deren Umfang die Schaufeln angeordnet sind.

Die Erfindung geht aus von einer Rotationsmolekularpumpe mit einer Folge von abwechselnden feststehenden und beweglichen Beschaufelungen. Eine solche Pumpe ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die zu jeder dieser Beschaufelungen gehörenden Schaufeln jeweils im Schnitt eine dreieckige G-estalt besitzen und einen scharfen geraden Angriffs rand und eine'ebene hintere Querfläche aufweisen, die in einer im wesentlichen rechtwinklig zur Rotationsachse verlaufenden Ebene liegt, und daß die aufeinanderfolgenden festen Beschaufelungen und beweglichen Beschaufelungen in bezug aufeinander derart angeordnet sind, daß die scharfen Ränder der Schaufeln einer Beschaufelung in unmittelbarer Nähe der ebenen !lachen der Schaufeln der ihr vorangehenden Beschaufelung liegen.

Mit anderen Worten ausgedrückt, hat bei der Pumpe gemäß der Erfindung jede ^chaufel die Form eines Prismastumpfes mit dreieckiger ^asis, deren spitzester Winkel in Stromaufwärtsrichtung, d.h. in Richtung des Hochvakuums weist. Infolge-. . dessen ist die diesem Winkel gegenüberliegende Fläche, deren Ebene rechtwinklig zur drehachse der Pumpe verläuft, in Richtung des Vorvakuums gedreht.

Diese Ausbildung gestattet den aus dem zu entlüftenden. -8Q9902/OU2

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Baum herausidffundierenden Gasen, leicht in die Kanäle einzudringen, die von den Schaufeln begrenzt werden und die für diese Gase weit geöffnet sind.

Die Erfindung wird nachstehend an einem ■Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch eine Turbomolekularluftpumpe.

Fig. 2 ist ein/ Querschnitt nach der linie II-II von Fig.1.

Fig. 3 ist eine Teilabwicklung von zwei aufeinanderfolgenden Beschaufelungen, und sie veranschaulicht das grundsätzliche Merkmal der -Erfindung.

Die in Fig_o 1 wiedergegebene Pumpe ist von einer bekannten Art, die schon alt ist, da sie bereits im Jahre 1922 von Holweck vorgeschlagen wurde. Das Ansaugen erfolgt durch den Eingang E, der in der Mittelebene des Gehäuses C der Pumpe angeordnet ist, und die verschiedenen Stufen der Pumpe sind syniStrisch in bezug auf diese Mittelebene angeordnet. Die an beiden Enden des Gehäuses befindlichen Ausgänge 'S sind durch ein Bohr T über einen Stutzen P mit der Saugseite einer (nicht dargestellten) Vorpumpe verbunden, die eine gewöhnliche luftpumpe sein kann. Die ^eIIe ^Α der Turbomolekularpumpe kann von einem angebauten Motor angetrieben werden. Mit dieser Welle sind drehbare Scheiben ^R verbunden, die voneinander durch feststehende Scheiben F getrennt sind, und die Scheiben sind an ihrem Umfang mit Schaufeln versehen.

Gemäß der Erfindung haben die Schaufeln, wie dies insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, ein dreieckiges Profil, das

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eine scharfe Kante a darbietet, die gegen die Saugseite gerichtet ist (die Strömungsrichtung ist durch den Pfeil f angedeutet, während der Pfeil r die ^rehrichtung der^eweglichen Beschaufelung R andeutet), so daß die von zwei benachbarten Schaufeln einer und derselben Scheibe begrenzten Kanäle für die Moleküle weit geöffnet sind, die sich in Richtung des Pfeiles f bewegen, wobei sie auf ihrem in Strömungsrichtung verlaufenden Weg in keinem Augenblick und gleichgültig, in welcher Winkellage sich der Rotor befindet, auf keine sie bremsende Querfläche treffen.

Die von der Basis der Dreiecke gebildeten Querflächen s weisen in Stromabwärtsrichtung, und auf sie können infolgedessen nur die rückdiffundierenden Moleküle auftreffen, was ebenfalls von Vorteil ist* wenn der Umstand berücksichtigt wird, daß ein Rückdiffundieren von Gasen immer dann erfolgt, wenn Zonen verschiedener Molekulardichte vorhanden sind, wobei dieses Rückdiffundieren von der Zone höhere Molekulardichte gegen die Zone geringerer Molekulardichte stattfindet.

Um die Bewegung der Moleküle gegen die stromabwärts liegenden Schaufeln zu begünstigen, ist es ferner zweckmäßig, die Achse der Kanäle zwischen den Schaufeln einer und derselben feststehenden oder beweglichen Scheibe entsprechend dem ^rehsinn der Pumpe in der gewünschten Richtung zu neigen.

Schließlich gestatten die Form und die -Anordnung der so zugespitzten Schaufeln am Umfang der Scheiben, daß die rückdiffundierenden Moleküle mehrfach auf die ^seitenwände der Kanäle sowie auf die Querflächen s auftreffen und nach einem

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kurzzeitigen Fest/sihalten mit einer Geschwindigkeitskomponente wieder in Bewegung gesetzt werden, welche die Moleküle in Stromabwärtsrichtung zu führen aucht.

Auf diese Weise wird die Bückdiffundierung herabgesetzt, und der Wirkungsgrad der Pumpe sowie ihr !Compress ionsverhältnis werden erhöht.

Die Zwischenräume zwischen den feststehenden Schaufeln und den beweglichen Schaufeln müssen klein gehalten werden, damit eich die G-asθ immer im molekularen Zustand befinden·

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Claims

~⁶ - <; >1*2*233

Patentansprüche

(Λ,j Rotationsmolekularpumpe mit einer Folge von abwechselnden feststehenden und beweglichen Beschaufelungen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu jeder dieser Beschaufelungen gehörenden Schaufeh jeweils im Schnitt eine dreieckige Greatalt besitzen und einen scharfen geraden Angriffsrand (a) und eine ebene hintere Querfläche (s) aufweisen, die in einer im wesentlichen rechtwinklig zur Rotationsachse verlaufenden Ebene liegt, und daß die aufeinanderfolgenden festen Beschaufelungen (F) und beweglichen Beschaufelungen (R) in bezug aufeinander derart angeordnet sind, daß die scharfen Ränder (a) der Schaufeln einer Beschaufelung yL in unmittelbarer Nähe der ebenen Flächen (s) der Schaufeln der ihr vorangehenden Beschaufelung liegen.
2. Rotationsmolekularpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln im Schnitt die Gestalt eines stumpfwinkligen Dreiecks haben und &ß die Angriffsränder (a) der Schaufeln gegen die entsprechenden ebenen Flächen (s) im Falle einer beweglichen beschaufelung (R) in Eotationsrichtung und im Falle einer feststehenden Beschaufelung (F) in entgegengesetzter Richtung verschoben sind,,

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*!eus Unterlag on (Art.? ssa^s 2».: f.** 3 des Änderung* v. 4.9.1957