DE2229725B2

DE2229725B2 - Turbomolekularpumpe

Info

Publication number: DE2229725B2
Application number: DE2229725A
Authority: DE
Inventors: Ruediger Dr.-Ing. Dr. 5000 Koeln Frank
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1972-06-19
Filing date: 1972-06-19
Publication date: 1975-05-07
Also published as: DE2229725A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Turbomolekularpumpe, bei der der Pumpeninnenraum, welcher den mit Schaufeln versehenen Rotor aufnimmt, über einen Anschlußflansch mit dem Rezipienten verbindbar ist.

Turbomolekularpumpen sind in verschiedenen Ausführungsformen mit liegendem und stehendem Rotor bekannt (vgl. DT-OS 20 52 120). Bei der in dieser Schrift offenbarten einflutigen Anordnung mit vertikal drehbarem Rotor schließt sich an das obere Ende des Pumpengehäuses ein Anschlußflansch an, über den der zu evakuierende Rezipient mit der Pumpe verbunden ist. Die am Rotor und an der Gehäuseinnenwand vorgesehene Beschaufelung bildet in Förderrichtung der Pumpe hintereinandergeschaltete Druckstufen zwischen der Hochvakuumainsaug- und der Vorvakuumauslaßseite. Dabei liegen die oberen Schaufelkanten der oberen Rotorschaufelebene um etwa eine Flanschdicke unterhalb der Anschlußebene des Anschlußflansches. Weiterhin ist aus der CH-PS 2 22 288 eine senkrecht stehende Molekularpumpe bekannt, bei der sich an einen etwa zylindrischen Gehäuseteil, der auf seiner Innenseite den Stator trägt, ein konisch sich nach oben verjüngender Gehäuseteil anschließt, dessen relativ kleine obere Öffnung den Anschlußstutzen bildet.

Diesen vorbekannten Ausführungsformen mangelt es an einer günstigen Gestaltung der Ansaugseite der Pumpe. Da derartige Turbomolekularpumpen zur Erzeugung von öldampffreiem Ultrahochvakuum in der Größenordnung von 10~⁸Torr geeignet sind, treten Strömungsverlust, die sich durch die ungünstige An-Ordnung des Ansaugspaltes der Pumpe gegenüber dem Rezipienteninnenraum ergeben, auf Grund der in diesen Druckbereichen großen freien Weglängen der Gas

moleküle besonders in Erscheinung.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, eine Turbomolekularpumpe zu schaffen, bei der durch den Anschluß an den Rezipienten bedingte Strömungsverluste möglichst weitgehend herabgesetzt sind. Zur Lösung dieser Aufgabenstellung ist vorgesehen, daß sich der ansaugseitige Rotorteil wenigstens bis in die Anschlußebene des Anschlußflansches erstreckt. In einer solchen Gestaltung werden unerwünschte Strömungsverluste wesentlich vermindert. Im allgemeinen soll dabei der mit Schaufeln besetzte Rotorteil die Ebene des Anschlußflansches am Pumpengehäuse überschreiten und sich bei einer aus einer Turbomolekularpumpe und einem Rezipienten bestehenden Vorrichtung vorteilhaft in den Rezipienten bzw. in einen angepaßten Anschlußraum dieses Rezipienten erstrecken. Dabei kann es zweckmäßig sein, nicht nur den Rotorteil, sondern den Rotorteil zusammen mit dem Statorteil über die Ebene des Anschlußflansches hinaus vorragen zu lassen, so daß eine günstige Lage des Pumpenansaugspahes erreicht wird. Die feststehenden Stator schaufeln werden dabei vorteilhaft an entsprechend angepaßten Befestigungen vorgesehen, die ebenfalls oberhalb der Ebene des Anschlußflansches der Turbomolekularpumpe liegen und sich gegebenenfalls einstückig in den Gehäuseinnenraum der Pumpe erstrekken bzw. das Gehäuse bilden. Der angepaßte Anschlußraum des Rezipienten kann zweckmäßig als rohrförmiger Anschlußstutzen mit Gegenflansch gebildet sein.

in der beschriebenen Anordnung läßt sich der Ansaugspalt der Turbomolekularpumpe besonders günstig in bezug auf den Rezipienteninnenraum anordnen. Störende Zuführleitungen mit erheblicher Drosselwirkung sind dadurch vermeidbar.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt.

In der teilweise geschnittenen Seitenansicht einer aus einer Turbomolekularpumpe 1 und einem Vakuumrezi pienten 2 bestehenden Vorrichtung erkennt man einen mit radialen geraden Schaufeln 3 bestückten Rotor 4, der über ein entsprechendes Antriebsaggregat der Pumpe mit einer Drehzahl von etwa 20 000 U/Min, antreibbar ist. Die Schaufeln 3 weisen eine in radialer Richtung im wesentlichen konstat.te Steigung auf, während die Steigung in Förderrichtung einzeln oder gruppenweise derart verändert sein kann, daß auf der Hochvakuumseite Schaufeln mit größerer Steigung (Anstellwinkel beispielsweise 45") vorgesehen sind, während auf der Vorvakuumseite eine geringere Steigung (Anstellwinkel etwa 20°) gegeben ist. Dabei kann wenigstens im Bereich der Vorvakuumseite eine optisch dichte Beschaufelung, d. h. ein Überlappen der Schaufelränder benachbarter Schaufeln zur Verhinderung der optischen Durchsicht in Drehrichtung zweckmäßig sein.

In einem über einen Anschlußflansch 5 der Turbomolekularpumpe 1 aufragenden Statorteil 6 befinden sich statorfeste Schaufeln 7, welche zwischen die mit dem Rotorteil 4 verbundenen Schaufeln 3 eingreifen.

Der Rezipient 2 besitzt als dem Statorteil 6 der Turbomolekularpumpe 1 angepaßten Anschlußraum einen Anschlußstutzen 8, der mit einem Gegenflansch 9 zur Verbindung mit dem Anschlußflansch 5 der Turbomolekularpumpe versehen ist. Die Flanschverbindung ist in üblicher Weise unter Verwendung von Spann- und Abdichtelementen hergestellt und aus Übersichtigkeitsgründen in der Zeichnung nicht näher erläutert.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt

sich der Stalorteil 6 über den Stutzen 8 so weit in den Rezipienten 2 hinein, daß der von der obersten Schaufel 3 des Rolorteils 4 und von der Innen'vandfläche des Statorteils 6 bestimmte Ansaugspalt annähernd in der Ebene der Innenwand des Rezipienten 2 liegt. Dadurch ist die Drosselwirkung der zur Herstellung der Flanschverbindung zwischen dem Rezipienten 2 und der Turbomolekularpumpe 1 benötigten Bauteile unwirksam gemacht.

Das Einsetzen des Statorteils 6 in den angepaßten Anschlußraum, der durch den Anschlußstutzen 8 des Rezipienten 2 gebildet wird, kann entweder unter direkter Wandanlage mit genauer Passung oder — für viele Fälle ausreichend — mit Belastung einer hohlzylinderförmigen Spaltöffnung 10 ertolgen. Mit Rücksicht auf die zu erzielenden hohen Vakuumwerte sind derartige Spaltöffnungen als nahezu vollständige Abdichtungen wirksam, so daß geringe Undichtigkeiten im Bereich der Flanschverbindung in ihrer Auswirkung auf den Innenraum des Vakuumrezipienten 2 praktisch bedeutungslos bleiben.

Die in der Zeichnung nicht ausdrücklich erläuterten Teile entsprechen den üblichen Ausführungsformen für Turbomolekularpumpen mit vertikal drehbar gelagertem Roter, wie sie beispielsweise in der US-PS 31 b8 977 dargestellt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Turbomolekularpumpe, bei der der Pumpeninnenraum, welcher den mit Schaufeln versehenen Rotor aufnimmt, über einen Anschlußflansch mit dem Rezipienten verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ansaugseitige Rotorteil (4) wenigstens bis in die Anschlußebene des Anschlußflansches (5) erstreckt.

2. Vorrichtung bestehend aus einem Vakuumrczipienten und einer Turbomolekularpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß sich der ansaugseitige Rotorteil in den freien 'nnenraum des Rezipienten (2) erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ansaugseilige Rotorteil (4) zusammen mit dem Statorteil (6) in den Rezipienten (2) erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ansaugseitige Rotorteil (4) zusammen mit dem Statorteil (6) in einen angepaßten Anschlußraum des Rezipienten (2) erstreckt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der angepaßte Anschlußraum des Rezipientcn (2) ein Anschlußstutzen (8) ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Statorteil (6) oberhalb der Trennebene der Flansche (5,9) von einer mit dem Innenraum des Rezipienten (2) verbundenen Spaltöffnung (10) umgeben ist.