DE2302376A1 - Molekular-vakuumpumpe - Google Patents

Description

TATBITTAITTTAM I ' /OU/O/Q

»rau ing. E. HOX.2EB . _ή

89 AUGSBURG ' *

Augsburg, den 17. Januar 1973

The British Oxygen Company Limited, Hammersmith House, London W6 9DX, England

Molekular-Vakuumpumpe

Die Erfindung betrifft Molekular-Vakuumpumpen mit mittels eines flüssigen Schmiermittels geschmierter Lager.

Bei derartigen Pumpen werden die Gasmoleküle gefördert, indem ihnen durch die Berührung mit der Oberfläche eines sich mit hoher Drehzahl drehenden Rotors ein Bewegungsimpuls

309831 /0454

mitgeteilt wird« Diese Pumpen werden in Verbindung mit Vorvakuumpumpen zur Erzeugung eines Hochvakuums oder eines Ultrahochvakuums verwendet·

Eine der bei der Verwendung derartiger Pumpen zur Erzeugung eines hohen Vakuums auftretenden Schwierigkeiten liegt darin, daß die normalerweise als Schmiermittel verwendeten Mineralöle ebenfalls verdampfen und ihre Dämpfe und Zersetzungsprodukte in die zu evakuierende Einrichtung eintreten. Diese Zersetzungsprodukte entstehen bei der Zersetzung des Öls in den Lagern infolge thermischer und katalytischer Wirkungen, Die Molekulargewichte dieser Zersetzungsprodukte eines Mineralöls liegen im Bereich von Molekulargewichten von CH-Gruppen bis zu einem Molekulargewicht von etwa 480. Infolge ihres ungesättigten Charakters werden diese Zersetzungsprodukte leicht an Oberflächen adsorbiert, und wegen ihres niedrigen Molekulargewichts werden sie nicht so wirksam gefördert, da die Druckverhältnisse derartiger Pumpen etwa der Quadratwurzel des Molekulargewichts des zu fördernden Gases proportional sind. Außerdem sind diese Zersetzungsprodukte leicht polymerisierbar. Wenn die Pumpe stillsteht, steigt der Druck des Dampfes und der Zersetzungsprodukte auf einen innerhalb des gesamten Systems konstanten Wert an.

mm O mm

309831/0454

Die zu evakuierenden Anlagen weisen oft Einrichtungen zur Erzeugung nuklearer Teilchen mit niedriger oder hoher Energie auf« Diese Teilchen neigen dazu, mit dem Dampf und den Zersetzungsprodukten des Schmieröls zu reagieren und sie zu polymerisieren, wodurch sich Niederschläge bilden, welche die Versuchsobjekte verunreinigen oder auf andere Weise den ordnungsgemäßen Betrieb der Anlage stören und schwierig und teuer zu entfernen sind» Bei der Zersetzung mancher Mineralöle entsteht auch freier Wasserstoff, der die Pumpenleistung vermindert und dessen Bildung nach Möglichkeit verhindert werden soll.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Molekular-Vakuumpumpe mit flüssigem Schmiermittel so zu verbessern, daß die Dämpfe und Zersetzungsprodukte des Schmiermittels gegen jede Polymerisation beständig sind und daß bei der Zersetzung des Schmiermittels kein Wasserstoff entsteht.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist eine solche Molekular-Vakuumpumpe gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel einen oder mehrere Perfluoralkyl-Polyäther enthält oder aus denselben besteht.

309831/04b4

Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung beispielsweise beschrieben, die einen Axialschnitt durch eine Turbomolekularpumpe nach der Erfindung zeigt»

Die dargestellte Pumpe weist ein Gehäuse 2 auf, welches mit einem Einlaß 4, der mit der zu evakuierenden Anlage verbunden ist, und einem Auslaß 6 für das geförderte Gas versehen ist. Im Gehäuse 2 ist in Lagern 8 eine Welle 10 gelagert, die mit einem Elektromotor 11 gekuppelt ist_#

Das Gehäuse 2 weist Halterungen 12 für Statorschaufeln auf, zwischen denen sich auf der Welle 10 befestigte Rotorschaufeln 16 befinden«

Wie die Pfeile andeuten, teilt sich das zu fördernde Gas bei den stromaufseitig gelegenen Stator- und Rotorschaufeln in zwei gesonderte Gasströme, die sich vor dem Eintreten in den Auslaß 6 wieder vereinigen.

Selbstverständlich sind die Lager 8 mit Bezug auf die Schaufeln stromabseitig angeordnet. Das hat den Vorteil, daß irgendwelche aus den Schmierölen enstandene Dämpfe durch den durch die Pumpe strömenden Gasstrom zurück zu den Lagern

309831/04S4

gedrängt werden. In der Praxis können diese Dämpfe jedoch in den Einlaß 4 gelangen und folglich auch in die evakuierte Anlage, wenn die Pumpe stillsteht.

Gemäß der Erfindung ist das üblicherweise zur Schmierung der Lager 8 verwendete Mineralöl durch einen oder mehrere flüssige Perfluörälkyl-Polyäther ersetzt. Diese Perfluoralkyl-Polyäther sind unter den Handelsnamen "Forablin" oder "Krytox" erhältlich. Diese fluorenierten öle bestehen nur aus Pluoren, Kohlenstoff und Sauerstoff.

Es wurde festgestellt, daß, wenn der Einlaß 4 mit einem Elektronenmikroskop, einer Aufdampfeinrichtung oder einem anderen, elektrische Teilchen hoher Energie erzeugenden Gerät verbunden ist, sich der Dampf der Schmierflüssigkeit unter dem Beschüß durch Elektronen oder positive Ionen zur Polymerisation oder zu anderweitiger Zersetzung neigt. Es wurde außerdem festgestellt, daß bei Verwendung der obengenannten fluorenierten Flüssigkeiten als Schmiermittel die Dämpfe sehr beständig gegen weitere Polymerisation sind, wenn sie durch Elektronen oder positive Ionen beschossen werden, so daß die evakuierte Einrichtung von unerwünschten polymerisierten oder degradierten Produkten freibleibt. Infolgedessen wird durch die Verwendung eines fluorenierten

309831/0454

Polymers als Schmiermittel in einer Molekular-Vakuumpumpe die Bildung von Schmutzfilmen auf Elektroden, Pangelektroden und Kolbenflächen weitgehend vermindert.

Es ist bereits bekannt, die Wanderung von öldämpfen durch Einbau gekühlter Wandungen in den Strömungsweg zu vermindern. Dadurch wurde jedoch das Problem der Verunreinigung durch öl nicht gelöst, sondern lediglich die Zeit bis zum Erreichen eines untragbaren Ausmaßes der Verunreinigungen verlängert·

Um den Vorteil der Erfindung voll auszunutzen, ist es wünschenswert, die Vorvakuumpumpe ebenfalls mit Perfluoralkyl-Polyäthern für den Fall zu schmieren, daß irgendwelches verdampftes Schmiermittel von der Vorvakuumpumpe zur Molekularpumpe zurückströmt und von da in die zu evakuierende Einrichtung gelangt.

-6 -

309831/0454

Claims (2)

1. Patentansprüche

   ( IJ Molekular-Vakuumpumpe mit mittels eines flüssigen Schmiermittels geschmierter Lager, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmiermittel einen oder mehrere Perfluoralkyl-Polyäther enthält oder aus denselben besteht«
2. 2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager (8) mit Bezug auf den Gasstrom beim Pumpenbetrieb stromab der Rotor-(16) und Statorschaufeln (14) der Pumpe angeordnet sind»

   3· Vakuumpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotor-(16) und die Statorschaufeln (14) zwischen den beiden Lagern (8) angeordnet sind, daß ferner das Pumpengehäuse (2) einen einzigen Einlaß (4) für die zu fördernden Gase aufweist, daß weiter sich der Gasstrom nach dem Eintritt in das Purapengehäuse und vor dem Zusammentreffen mit den Schaufeln teilt, und daß sich die getrennten Gasströme nach dem Passieren der Schaufeln wieder vereinigen und zu einem gemeinsamen Auslaß (6) strömen,

   - 7 -309831/045A

   Leerseite