DE1809902A1 - Turbo-Molekularpumpe mit Fluteinrichtung - Google Patents

Description

Turbo-Molekularpumpe mit Fluteinrichtung

Die Erfindung betrifft mehrstufige Turbo-Molekularpumpen,bei denen jede Druckstufe aus einer mit der Pumpenwelle rotierenden und einer im Pumpengehäuse befestigten Scheibe besteht und beide Scheiben in bekannter Weise Ausschnitte am Umfang haben. Mit derartigen Pumpen können in Verbindung mit Vorvakuumpumpen bei einem hohen Saugvermögen sehr niedrige Drücke erreicht werden. Üblicherweise haben solche Pumpen zwei in Bezug auf die Hochvakuumseite parallel geschaltete Druckstufensätze, deren Druckseiten rn.it einer Vorvakuumpumpe verbunden sind. Diese Ausführung hat den Vorteil, daß beide Lager der Pumpenwelle auf der Vorvakuumseite liegen, so daß auf diese Weise und auch in Verbindung mit einer entsprechenden Kühlung der Lager das Eindringen von Öldämpfen von den Lagern her in die Hochvakuumseite vermieden werden kann.

Die Druckverhältnisse zwischen Vor- und Hochvakuumseite sind bei Turbo-Molekularpumpen abhängig von der geförderten Gasart, sie steigen mit wachsendem Molekulargewicht der Gase. Da öl-

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dämpi'e hohe Molekulargewichte haben, so werden sie bei Turbo-Molekularpumpen, die mit Betriebsdrehzahl laufen, mit Sicherheit von der Hoehvakuumseite ferngehalten. Setzt man aber eine Turbo-Molekularpumpe in einem Ultra-Hochvakuum-Pumpstand aui;ier Betrieb, dann kann Öldampf aus den lagern der Turbo-Molekularpumpe und gegebenenfalls auch Öldampf aus der Vorpumpe von der Yorvakuumseite zur Hoehvakuumseite gelangen, da der Dampfdruck des Öles höher ist als der Druck auf der Hochvakuumseite. Es muß also Vorsorge getroffen werden, .daß bei auslaufender bzw. stillstehender Turbo-Molekularpumpe weder der Eezipient noch die hochvakuumseitigen Stator- und Rotorseheiben mit Öldämpfen von den Lagern oder von der Vorvakuumpumpe in Berührung kommen. Denn selbst eine geringe Verunreinigung der Hoehvakuumseite durch Lager- oder Pumpenöl würde bei erneutem Evakuieren auf Ultrahochvakuum die Pumpzeit untragbar verlängern, da diese Ölewegen ihres an sich sehr niedrigen Dampfdruckes nur langsam in den gasförmigen Zustand übergehen, d.h. in einen Zustand, aus dem sie dann abgesaugt werden können.

Um eine Öldampfströmung zur Hoehvakuumseite zu verhindern, muß die Turbo-Molekularpumpe wenigstens zum Teil mit gereinigter Luft oder einem Gas geflutet werden, und zwar bis zu einem Druck, der wesentlich über dem Dampfdruck des Öles auf der Vorvakuumseite liegt. Dann können, Öldampfe nur durch Diffusion von der Vorvakuumseite zur Hoehvakuumseite gelangen. Dieser Effekt ist aber bei genügend hohen Drücken zu vernachlässigen. .

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Ein naheliegender Weg zum Fluten einer Turbomolekularpumpe ist das Einlassen gereinigter Luft auf der Hochvakuumseite der Pumpe. Man braucht zu diesem Zweck an der Hochvakuumseite der Pumpe nur eine Rohrleitung anschließen, die durch ein Ventil absperrbar ist. Da eine Turbo-Molekularpumpe für Hochvakuum ausheizbar sein muß, so ist es notwendig, für das genannte Ventil ein ausheizbares Ultra-Hochvakuum-Ventil zu verwenden, d.h. ein Ventil aus Werkstoffen, die bei dem Ausheizvorgang keine Gase abgeben. Derartige Ventile sind bekannt, W aber sie sind sehr teuer. Die Erfindung bezweckt, diese Ventile zu ersparen.

Eine mehrstufige Turbo-Molekularpumpe mit einem Lufteinlass zum Fluten der Pumpe mit einem Gas ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinla.3 einer zwischen der ersten una der letzten Druckstufe der Pumpe liegenden Zwischendruckstufe zugeordnet ist. Bei Turbo-Molekularpumpen mit zwei parallel geschalteten Druckstufensätzen ist je einer Zwischendruckstufe Λ jedes Druckstufensatzes ein Lufteinlaß zugeordnet. Statt eines einzigen Lufteinlasses können auch mehrere verwendet werden, d.h. entweder mehrere für eine Zwischendruckstufe oder Lufteinlässe an mehreren Zwischendrucketufen jedes Druckstufensatzes. Es ist günstig, den Lufteinlaß einer Zwischendruckstufe nahe der Vorvakuumseite anzuordnen, da hierdurch die Sicherheit gegen das Eindringen von Öldämpl'en zur Hochvakuumseite erhöht wird.

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Bei einer Turbo-Molekularpuinpe gemäß der Erfindung wird das Eindringen von Öldirpfen in die Hochvakuumseite mit Sicherheit verhindert, aber gleichzeitig erreicht, daß für die Lufteinlässe gewöhnliche Ventile verwendet werden können. Diese Ventile brauchen nicht ausheizbar zu sein, da sie nicht in der Ausheizzone der Pumpe liegen und zum andern etwaige von diesen Ventilen abgegebene Gase zur Vorvakuumseite hin gefördert werden. Mit einer Pumpe gemäß der Erfindung wird ebenso wie beim Fluten der Pumpe auf der Hochvakuumseite der Vorteil erreicht, daß die Auslaufzeit der Turbo-Molekularpumpe wesentlich verkürzt wird, da.der Rotor zusätzlich zur Lagerreibung noch durch die Reibung am eingelassenen Gas gebremst wird»

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, die einen Längsschnitt durch eine Turbo-Molekularpumpe zeigte

In einem zylindrischen Gehäuse 1 mit einem Saugstutzen 2 in der Mitte und zwei Vorvakuumanschlüssen 3 an beiden Gehäuseenden, die zu einem Stutzen 4 zusammengefaßt sind, dreht sich ein Rotor 5 mit Rotörscheiben 6, zwischen denen im Gehäuse 1 befestigte Statorscheiben 7 sitzen» Die Druckerhöhung erfolgt symmetrisch von der Pumpenmitte zu den beiden Lageschilden 8 des Gehäuses hin.. An den Lagerschil'den sind ein Antrieb und ein Schmiersystem für die Lager befestigt. Die Pörderrichtung der Pumpe ist durch Pfeile gekennzeichnet. Die Stellen für den Gaseinlaß

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befinden sich, bei einer oder mehreren Druckstufen, die in Förderrichtung gesehen vor der Vorvakuumseite liegen. Im Ausführungsbeispiel sind die Lufteinlässe 9 durch eine Rohrleitung 10 verbunden, die bei 11 durch ein nicht gezeigtes Ventil nach außen abgeschlossen ist. Die Einlaßstellen wählt man möglichst weit weg von der Hochvakuumseite, damit am Ventil benutzte Elastomere keinen Dampf an die Hochvakuumseite abgeben können. Man muß nur so weit von der Vorvakuumseite wegbleiben, daß gewährleistet ist, daß der Strom des eingelassenen W Gases von der Einlaßatelle zur Vorvakuumseite gerichtet ist. Das einströmende Gas teilt sich an der Einlaßstelle. Ein Teil strömt gegen die Förderrichtung der Pumpe zur Hochvakuumseite, der andere Teil strömt in Pörderrichtung zur Vorvakuumseite, wobei etwa auftretende Ölnebel in den Lagern noch zusätzlich zur Pumpwirkung der vorvakuumseitigen Pumpstufen vom Gasstrom mitgerissen werden und so auf keinen Fall zur Hochvakuumseite gelangen können.

Der Gaseinlaö ist bei voller Drehzahl der Pumpe möglich, so daß die Auslaufzeit der Pumpe herabgesetzt wird.

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Claims (2)

Patentansprüche i

1. Mehrstufige Turbo-Molekularpumpe- mit einem Lufteinlaß zum Fluten der Pumpe mit einem Gas, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteinlaß (9) einer zwischen der ersten und der letzten Druckstufe der Pumpe liegenden Zwischendruckstufe zugeordnet ist.

2. Mehrstufige Turbo-Molekularpumpe nach Anspruch 1 mit zwei parallelgeschalteten Druckstufensätzen, dadurch gekennzeichnet, daß je einer Zwischendruckstufe jedes Druckstufensatzes ein Lufteinlaß (9) zugeordnet ist. ■

3· Mehrstufige Turbomolekularpumpe nach Anspruch 1 und 2_y dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Lufteinlass© (9) vorgesehen sind, wobei diese entweder je einer Zwischendruekstufe eines oder mehrerer Druckstufensätze oder mehrerer; Zwischendrucks tuf en jedes Druckstufensatzes der Pumpe zugeordnet sind«

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