DE3001134A1

DE3001134A1 - Rotations-hochvakuumpumpe

Info

Publication number: DE3001134A1
Application number: DE19803001134
Authority: DE
Inventors: Claude Saulgeot
Original assignee: Alcatel CIT SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 1979-01-19
Filing date: 1980-01-14
Publication date: 1980-07-31
Also published as: FR2446934A1; FR2446934B1; US4332522A; JPS5598693A

Description

ROTATIONS-HOCHVAKUUMPUMPE

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rotations-Hochvakuumpumpe, deren Motor außerhalb des Vakuumbereichs liegt und deren Welle über eine dynamische Rillendichtung abgedichtet ist. Eine solche Pumpe wird je nach Bauart Molekularpumpe oder Turbo-Molekularpumpe genannt.

Derartige Hochvakuumpumpen, die im Molekularbereich arbeiten, besitzen einen sehr schnell laufenden Rotor. Die Wirkung des Molekültransports ergibt sich am Rotorumfang durch Reflexion eines Großteils der Moleküle in der Statorzone, die dem Rotor gegenüberliegt.⁰ Der Stator lenkt einen Großteil der auf ihn auftreffenden Moleküle wieder auf den Rotor zurück, so daß sich ein Druckverhältnis zwischen dem Partialdruck des Gases auf der Auslaßseite und dem Partialdruck desselben Gases auf der Saugseite ergibt.

Die Notwendigkeit einer großen Rotationsgeschwindigkeit des Rotors führt zu schwierigen Problemen an Lagern, die im Vakuum liegen. Es ist daher bekannt, die Lager im Primärvakuumbereich . zusammen mit dem Motor anzuordnen. Dabei ist es jedoch schwierig, die Lager ausreichend zu schmieren, da in der Nähe des verwendeten Elektromotors in der Regel eine erhöhte Temperatur herrscht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rotations-Hochvakuumpumpe der eingangs genannten Art dahingehend zu

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verbessern, daß diese Schwierigkeiten nicht mehr auftreten.

Dies wird erreicht, indem die Welle einerseits in einem Außenlager außerhalb des Vakuumbereichs und andererseits in einem mit Gleitfett geschmierten Innenlager innerhalb des Vakuumbereichs gelagert ist.

Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen»

Durch die Erfindung wird die wirksame Kühlung des Innenlagers durch Wärmeleitung entlang der Welle, deren freies Ende im Bereich des Atmosphärendrucks liegt, erreicht. Daher kann die Schmierung des Innenlagers mit Gleitfett bewirkt werden.

Der Rotor und der Stator des Motors werden durch klassische Kühlmittel gekühlt, da diese beiden Bauteile unter Atmosphärendruck arbeiten.

Schließlich ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Hochvakuumpumpe der Vorteil, daß die dynamische Rillendichtung ohne Reibung und Abnutzung arbeitet, sauber ist, da sie kein Verbindungselement benötigt, und auf der Auslaßseite gegen Atmosphärendruck ohne vorgeschaltete Primärpumpe arbeiten kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele mithilfe der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im senkrechten Schnitt eine Turbo-Molekularpumpe gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt in gleichartiger Darstellung eine weitere erfindungsgemäße Pumpe.

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Die Hochvakuumpumpe gemäß Fig. I besitzt ein Gehäuse 4, in dem eine Welle 1 mit mehreren Rotorstufen 2 angeordnet ist. An der Innenwand des Gehäuses befinden sich mehrere Statorstufen 3, die mit den Rotorstufen zusammenwirken. Das Gehäuse ist oben offen und mündet dort in eine nicht dargestellte Hochvakuumanlage, deren Vakuum die Pumpe sichern soll.

Unterhalb des Pumpenteils weist das Gehäuse 4 einen verringerten Querschnitt auf und bildet dort eine Muffe 18, deren unteres Ende offen ist und mit Atmosphärendruck in Verbindung steht. Die Welle 1, die auch die Muffe durchquert, ist an ihrem unteren Ende mit einem Motor 20 gekoppelt. Der Motor besteht beispielsweise aus einem Turbinenrotor 9 für Druckluft. Die Turbine wird über Düsen 10, die in einem die Muffe umgebenden Hut 11 angebracht sind, mit Druckluft versorgt. Die Düsen 10 stehen mit einem Einlaß 12 für Druckluft in Verbindung, und die Luft kann aus dem Hut über Auslaßöffnungen 13 entweichen.

Die Abdichtung der Molekularpumpe über die Muffe entlang der Welle 1 wird durch eine dynamische Molekular-Rillendichtung 8 erzielt, wie sie beispielsweise in der FR-PS 1 293 546 oder FR-PS 2 161 180 beschrieben ist.

Die Welle 1 wird einerseits durch ein Außenlager getragen, das zwischen der dynamischen Rillendichtung 8 und dem Motor 20 liegt, und andererseits durch ein Innenlager 5, das auf der Vakuumseite oberhalb der dynamischen Rillendichtung 8 angeordnet ist, geführt. Das Innenlager 5 wird mit

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Gleitfett geschmiert und ist gegen das Austreten von Fett durch Schilde 7 geschützt.

Ein Längskanal 17 zur Umgehung des Lagers 5 und ein Ringkanal 16 im Bereich zwischen dem Innenlager 5 und der dynamischen Rillendichtung 8 lassen Gas aus dem Pumpgehäuse 4 bis zur Rillendichtung 8 vordringen, ohne daß das Innenlager dabei durchströmt wird. Nach dem Durchtritt durch die dynamische Rillendichtung 8 werden die Gase nach außen über einen Ringkanal 14 zwischen der dynamischen Rillendichtung 8 und dem Außenlager 6 abgeführt. Dieser Ringkanal ist über eine Öffnung 15 in der Muffe mit der Außenatmosphäre verbunden.

Die von der Turbine kommende entspannte und kalte Luft umstreicht die Muffe 18 und dient somit der wirksamen Kühlung der Kugellager über deren äußeren Ring. In gleicher Weise wird, da das untere Ende der dynamischen Rillendichtung 8 mit der Atmosphäre in Verbindung steht, der innere Ring des Innenlagers 5 durch Wärmeleitung gekühlt, so daß dieses Lager mit Fett geschmiert werden kann.

In der in Fig. 2 gezeigten Variante ist der Motor ein Elektromotor, der am freien Wellenstumpf angekoppelt ist und einen Stator 10 sowie einen Rotor 9 besitzt. Außerdem ist die Muffe 18 nicht von einem Hut umgeben.

Das Innenlager 5 befindet sich hier zwischen der dynamischen Molekular-Rillendichtung 8 und einer dynamischen Viskositätsdichtung 8·. Andererseits liegt die Dichtung 8 direkt vor dem Vakuumgehäuse, während die dynamische Dichtung 8', die etwa gemäß der FR-PS 2 161 180 aufgebaut ist, an das Außenlager anschließt.

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Nach dem Durchtritt durch die dynamische Molekular-Rillendichtung 8 gelangen die gepumpten und ausgestoßenen Gase an den Rand der dynamischen Viskositätsdichtung 8* , < ohne das Innenlager 5 durchströmt zu haben, und zwar aufgrund zweier Ringkänäle 16 und 16' zu beiden Seiten des Innenlagers und eines diese Kanäle miteinander verbindenen Längskanals 17. In diesem Fall liegt das Innenlager in einer Druckzone, in der ein Druck von etwa 1 bis 10 Torr besteht, was von Vorteil ist.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 Rotations-Hochvakuumpumpe, deren Motor außerhalb

des Vakuumbereichs liegt und deren Welle über eine dynamische Rillendichtung abgedichtet ist, dadurch g e k-e η η ζ e i c h η e t, daß die Welle (1) einerseits in einem Außenlager (6) außerhalb des Vakuumbereichs und andererseits in einem mit Gleitfett geschmierten Innenlager (5) innerhalb des Vakuumbereichs gelagert ist.

2 - Hochvakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenlager (5) zwischen der dynamischen Rillendichtung (8) und einer dynamischen Viskositätsdichtung (8¹) liegt, welche zwischen den beiden Lagern (5, 6) angeordnet ist.

3 - Hochvakuumpumpe nach einem der Ansprüche I bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Längskanal (17) die beiden Seiten des Innenlagers miteinander verbindet.

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