-
Die Erfindung betrifft eine Multi-Inlet-Vakuumpumpe.
-
Multi-Inlet-Vakuumpumpen weisen einen beispielsweise mit einer zu evakuierenden Kammer verbundenen Haupteinlass sowie einen Auslass auf. Zusätzlich ist zwischen dem Haupteinlass und dem Auslass mindestens ein Zwischeneinlass vorgesehen, der beispielsweise mit einer weiteren zu evakuierenden Kammer verbunden sein kann. Bei Multi-Inlet-Vakuumpumpen handelt es sich häufig um Turbomolekularpumpen, die zusätzlich eine Holweckstufe aufweisen.
-
Die Turbomolekularstufe weist einen in einem Pumpengehäuse mittels einer Rotorwelle gelagerten Rotor auf, der mehrere jeweils Flügel aufweisende Rotorscheiben umfasst. Ein ebenfalls in dem Gehäuse angeordneter Stator der Turbomolekularstufe weist mehrere wiederum Flügel aufweisende Statorscheiben auf, die jeweils zwischen benachbarten Rotorscheiben angeordnet sind. Gegebenenfalls ist die Turbomolekularstufe mehrteilig, so dass bereits in der Turbomolekularstufe ein oder mehrere Zwischeneinlässe vorgesehen sind.
-
An die Turbomolekularstufe ist häufig eine Holweckstufe angeschlossen. In Strömungsrichtung strömt das zu fördernde Medium somit nach Durchströmen der Turbomolekularstufe in die Holweckstufe ein und wird von dieser zum Auslass gefördert. Die Holweckstufe weist einen üblicherweise als Hohlzylinder ausgebildeten Holweckrotor auf. Der Holweckrotor ist üblicherweise über ein insbesondere scheibenförmig ausgebildetes Trägerelement mit der Rotorwelle verbunden. Die Rotorwelle trägt somit sowohl den Rotor der Turbomolekularstufe als auch den Rotor der Holweckstufe. Der Holweckrotor wirkt mit einem Holweckstator zusammen. Der Holweckstator weist mindestens eine schraubenlinienförmig ausgebildete Nut auf, die innerhalb des Holweckstators angeordnet ist und/oder den Holweckstator umgibt. Es ist bekannt, auch im Bereich der Holweckstufe einen Zwischeneinlass vorzusehen. Hierzu ist, wie auch bei den übrigen Zwischeneinlässen, üblicherweise in dem Pumpengehäuse ein ringförmiger Kanal vorgesehen. Dieser umgibt im Bereich der Holweckstufe den Holweckstator. Zur Verbindung des Ringkanals mit der mindestens einen schraubenförmigen Nut des Holweckstators sind in dem Holweckstator im Wesentlichen radial verlaufende Öffnungen angeordnet. Diese Öffnungen sind als Schlitze in den Holweckstator gefräst. Hierbei besteht die Gefahr, dass, insbesondere bei mehrgängigen Holweckstufen, Stege, die zwischen benachbart angeordneten Nuten verlaufen, beschädigt werden. Hierdurch kann beispielsweise eine Queröffnung zwischen zwei benachbarten schraublinienförmigen Nuten entstehen. Dies verringert die Leistung der Vakuumpumpe und verringert somit das Saugvermögen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Multi-Inlet-Vakuumpumpe zu schaffen, die im Bereich einer Holweckstufe einen vorzugsweise kostengünstig herstellbaren Zwischeneinlass aufweist, wobei durch den Zwischeneinlass die auftretenden Verluste möglichst gering gehalten werden sollen.
-
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.
-
Die erfindungsgemäße Multi-Inlet-Vakuumpumpe weist mindestens eine in einem Pumpengehäuse angeordnete Holweckstufe auf. Die Holweckstufe weist einen insbesondere als Hohlzylinder ausgebildeten Holweckrotor auf, der vorzugsweise über ein scheibenförmiges Trägerelement mit einer Rotorwelle verbunden ist. Die Rotorwelle ist in dem Pumpengehäuse über Lagerelemente drehbar gelagert. Ferner ist in dem Pumpengehäuse mindestens ein Holweckstator angeordnet, der mit dem mindestens einen Holweckrotor zusammen wirkt. Der Holweckstator weist mindestens eine schraubenlinienförmige Nut auf, die den Holweckrotor umgibt und/oder innerhalb des Holweckrotors angeordnet ist. Die mindestens eine den Holweckrotor umgebende schraubenlinienförmige Nut weist zur Ausbildung eines Zwischeneinlasses Öffnungen auf. Die mindestens eine Öffnung ist in dem Holweckstator angeordnet und verbindet den Zwischeneinlass mit der mindestens einen Nut. Der Zwischeneinlass ist vorzugsweise als ringförmiger in dem Pumpengehäuse angeordneter Kanal ausgebildet. Zur Verringerung der am Zwischeneinlass auftretenden Verluste ist die mindestens eine Öffnung erfindungsgemäß als Langloch ausgebildet. Das mindestens eine Langloch verläuft vorzugsweise im Wesentlichen in Richtung der Nut. Hierbei ist es besonders bevorzugt, dass die Breite des Langlochs im Wesentlichen der Breite der mindestens einen Nut entspricht. Insbesondere bei mehrgängigen Holweckstufen, bei denen mehrere schraubenlinienförmige Nuten parallel zueinander verlaufen, ist somit gewährleistet, dass durch die erfindungsgemäß als Langloch ausgebildeten Öffnungen zwischen benachbarten Nuten angeordnete Stege nicht beschädigt werden. Durch die Langlöcher einströmendes Medium gelangt somit nur in eine der schraubenlinienförmigen Nuten. Hierdurch ist das Auftreten von Verlusten verringert.
-
Vorzugsweise ist bei mehrgängigen Holweckstufen je Nut ein Langloch vorgesehen. Die mehreren Langlöcher sind hierbei vorzugsweise am Umfang der Holweckstufe insbesondere regelmäßig verteilt angeordnet. Hierdurch kann ein gleichmäßiger Einlass des Mediums am Zwischeneinlass realisiert werden. Dies bewirkt wieder ein Verringern der auftretenden Verluste.
-
Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Öffnungsquerschnitt des mindestens einen Langlochs um mindestens 50% größer als der Querschnitt der dazugehörigen Nut. Besonders bevorzugt ist es, dass der Querschnitt mindestens 100% und insbesondere mindestens 150% größer ist als der Querschnitt der dazugehörigen Nut. Die Querschnittsvergrößerung der Öffnung bewirkt, dass die erfindungsgemäße Multi-Inlet-Vakuumpumpe an diesem Zwischeneinlass ein gutes Saugvermögen aufweist.
-
Gegebenenfalls kann die erfindungsgemäße Multi-Inlet-Pumpe, zusätzlich zu der Holweckstufe, eine Turbomolekularstufe aufweisen, die in Strömungsrichtung der Holweckstufe vorgelagert bzw. vorgeschaltet ist. Medium strömt somit durch den Haupteinlass der Multi-Inlet-Vakuumpumpe zunächst in die Turbomolekularstufe ein, gelangt sodann in die Holweckstufe und wird von dieser in Richtung des im Pumpengehäuse vorgesehenen Auslasses gefördert. Zusätzlich zu dem Vorsehen eines Zwischeneinlasses im Bereich der Holweckstufe können auch ein oder mehrere Zwischeneinlässe im Bereich der Turbomolekularstufe vorgesehen sein.
-
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
-
Es zeigen:
-
1 eine schematische Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Multi-Inlet-Vakuumpumpe,
-
2 eine schematische Seitenansicht eines in einer Multi-Inlet-Vakuumpumpe gemäß 1 vorgesehenen Holweckstators und
-
3 eine schematische Abwicklung des Holweckstators.
-
In 1 ist in stark vereinfachter Darstellung einer Multi-Inlet-Vakuumpumpe mit einer Holweckstufe 10 und einer Turbomolekularstufe 12 dargestellt. In einem Pumpengehäuse 14 ist eine Rotorwelle 16 über nicht dargestellte Lager drehbar gelagert. Mit der Rotorwelle 16 sind zur Ausbildung eines Rotors einer Turbomolekularpumpe mehrere Rotorscheiben 18 mit Flügeln auf der Rotorwelle 16 fixiert. In dem Pumpengehäuse 14 sind ebenfalls Flügel aufweisende Statorscheiben 20 angeordnet. Die Statorscheiben 20 sind jeweils zwischen benachbarten Rotorscheiben 18 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Multi-Inlet-Vakuumpumpe einen Zwischeneinlass 22 im Bereich der Turbomolekularstufe 12 auf. Ferner weist das Gehäuse einen Haupteinlass 24 sowie einen Auslass 26 auf.
-
Die Holweckstufe 10 weist einen Holweckrotor 28 auf, der über ein scheibenförmiges Trägerelement 30 mit der Rotorwelle 16 verbunden ist. Ferner weist die Holweckstufe 10 einen Holweckstator 32 auf, der den Holweckrotor 28 konzentrisch umgibt. Der Holweckstator 32 weist mindestens eine schraubenlinienförmig ausgebildete Nut 34 auf, deren Querschnitt sich in Strömungsrichtung 36 verringert.
-
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Bereich der Holweckstufe ein Zwischeneinlass 36 angeordnet. Hierbei handelt es sich insbesondere um einen ringförmigen Kanal in dem Pumpengehäuse 40. Der Zwischeneinlass 36 ist über mindestens eine Öffnung 38 in dem Holweckstator 32 mit der mindestens einen Nut 34 verbunden.
-
Von der in 1 dargestellten Multi-Inlet-Vakuumpumpe wird Medium somit einerseits von der Turbomolekularstufe 12 durch den Haupteinlass 24 angesaugt und in Richtung der Holweckstufe 10 gefördert. Zusätzlich wird Medium durch den Zwischeneinlass 22 angesaugt und ebenfalls in Richtung der Holweckstufe 10 gefördert. Die Holweckstufe 10 fördert das Medium sodann in Strömungsrichtung 36 zum Auslass 26, wobei zusätzlich Medium durch den Zwischeneinlass 36 angesaugt wird.
-
Erfindungsgemäß ist die Öffnung 38 in dem Holweckstator als Langloch (2) ausgebildet. Wie sich insbesondere aus 2 ergibt, verlaufen die mehreren Langlöcher 38 im Wesentlichen in Richtung der schraubenlinienförmigen Nut 34, wobei es sich um mehrere Nuten 34 handelt, die jeweils mit einem Langloch 38 verbunden sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Holweckstufe somit um eine mehrgängige Holweckstufe.
-
Wie insbesondere aus der in 3 dargestellten schematischen Abwicklung des Holweckstators 32 ersichtlich ist, sind zwischen den Nuten 34 bei einer mehrgängigen Holweckstufe Stege 40 vorgesehen, die die schraubenlinienförmigen Nuten 34 voneinander trennen. Die Langlöcher 38 sind derart angeordnet, dass eine Längsseite der Langlöcher 38 in eine durch die Pfeile 42 angedeutete Längs- oder Strömungsrichtung der Nuten 34 verläuft. Eine Breite B der Langlöcher 38 entspricht im Wesentlichen dem Abstand zweier benachbarter Nuten 40 oder ist geringfügig kleiner. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Stege 40 durch die Langlöcher 38 nicht beschädigt werden oder gar eine Querverbindung zwischen zwei benachbarten Nuten 34 durch Vorsehen der Langlöcher 38 erfolgt.
