EP3767109B1 - Vacuum system - Google Patents
Vacuum system Download PDFInfo
- Publication number
- EP3767109B1 EP3767109B1 EP19186280.4A EP19186280A EP3767109B1 EP 3767109 B1 EP3767109 B1 EP 3767109B1 EP 19186280 A EP19186280 A EP 19186280A EP 3767109 B1 EP3767109 B1 EP 3767109B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- rotor
- pump
- inlet
- pump stage
- stage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 34
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 82
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 36
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D19/00—Axial-flow pumps
- F04D19/02—Multi-stage pumps
- F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
- F04D19/042—Turbomolecular vacuum pumps
Definitions
- the present invention relates to a vacuum system, comprising a vacuum pump, in particular a turbo-molecular pump, and at least one vacuum chamber, the vacuum pump comprising: at least a first and a second inlet and a common outlet; at least one first and one second pumping stage, each having at least one rotor element arranged on a common rotor, the first inlet being connected to an upstream end of the first pumping stage and the second inlet being connected to an upstream end of the second pumping stage; wherein the downstream end of the first pumping stage is connected to the upstream end of the second pumping stage bypassing the second inlet.
- the EP 3 112 688 A1 discloses a vacuum system comprising a vacuum pump and a plurality of vacuum chambers, the vacuum pump comprising two pumping stages and two inlets, the two inlets being connected to the same vacuum chamber.
- a vacuum chamber with a particularly high pumping speed is to be evacuated.
- the available installation space for a vacuum pump used for this purpose, in particular a turbo molecular pump, is very limited.
- the installation space is limited in one direction radially with respect to a rotor axis.
- the installation dimensions of the pump should be as compact as possible, the axial length being able to be less limited relative to the rotor diameter, in particular even being greater, since the internals in certain applications, such as mass spectrometry, also have a certain installation length.
- a change, in particular an increase, in the rotor length has only a smaller influence on the dynamic behavior of the rotor than a change in the diameter, which is primarily due to the high speeds of vacuum pumps, in particular turbo-molecular pumps.
- the invention therefore offers a particularly good pumping speed for the vacuum chamber with simple means, specifically in particular without or essentially without such disadvantages as are associated with conventional approaches to increasing pumping speed.
- the advantages mentioned above are achieved in particular in that the volume flows from the first pump stage and from the second inlet essentially only combine in the region of the second pump stage, in particular an upstream rotor element.
- the gas coming from the first pumping stage is led directly to the second pumping stage, bypassing the second inlet.
- both the first inlet and the second inlet are connected to one and the same chamber, ie between the first inlet and the second inlet no structures may be provided on the chamber side that would lead to the areas connected to the respective inlet being viewed as separate chambers are.
- the inlets should not be separated on the chamber side by structures with a low conductance, such as a wall, even if this has a small opening or aperture.
- a preferred application of the invention is in a mass spectrometry system.
- a chamber usually has a plurality of vacuum chambers, a first vacuum chamber having a small fluid connection to an adjacent, second chamber via a diaphragm.
- the absolute pressures in the chambers are different, among other things due to the fundamentally small orifice. It makes it possible to maintain the pressure difference that is built up by one or more vacuum pumps and / or pump stages. Separate chambers are also present in particular when there is a fluid connection, but this has a low conductance or the pumping speed is small in relation to the conductance.
- a single chamber is characterized in particular by an essentially homogeneous pressure and / or by a high chamber-side conductance between the first and the second inlet.
- a conductance L is preferably defined in the chamber between the first inlet and the second inlet, the pumping speed at both inlets together being a total pumping speed S, with a ratio S / L ⁇ 300, in particular ⁇ 100, in particular ⁇ 50, in particular ⁇ 10 , is. These values relate in particular to the gas type nitrogen at room temperature.
- a steering or guiding element can be provided to prevent a gas flow from a downstream end of the first pumping stage to the second inlet, wherein in the following, only the steering element is referred to in a simplified manner, but the guiding element can also be meant.
- Such a can be designed, for example, as a wall and / or plate between the downstream end of the first pumping stage and the second inlet.
- the steering element preferably extends perpendicular to the rotor axis.
- the steering element does not necessarily produce a perfect seal. Rather, the steering means must at least substantially prevent or hinder a gas flow from the downstream end of the first pumping stage to the second inlet.
- the steering element can, for example, be designed as a deflecting element, but in principle does not necessarily have to give the gas a different direction. Rather, it is essential that the gas flow to the second inlet is avoided or at least hindered.
- a wall of a channel can also form the steering element or be connected to it.
- the steering element can, for example, be designed as a static element and / or attached to a housing of the vacuum pump.
- a gap can be provided between the deflection means and the rotor, in particular in order to take into account a rotor deflection during operation.
- Such a gap naturally allows a small leakage flow.
- the deflection means essentially retains its function, since the gap can in particular be kept small in relation to the suction capacity.
- the downstream end of the first pump stage can be connected to the upstream end of the second pump stage, for example by a channel.
- the channel defines a flow path for the gas, namely in particular not towards the inlet, but towards the upstream end of the second pump stage.
- the channel can, for example, be part of a steering element or be connected to it, in particular in one piece.
- an outlet end of the channel in particular axially and / or directly, is directed towards an upstream end of the second pump stage, in particular a turbo rotor disk of the second pump stage.
- the downstream end of the first pump stage is preferably connected directly to the upstream end of the second pump stage, bypassing the second inlet
- the channel is arranged eccentrically with respect to the rotor.
- the gas is advantageously pumped out of the channel.
- the second pump stage has at least one turbo rotor disk
- this approach is advantageous since the respective rotor blades eccentrically or radially outside have a greater speed than inside and thus the gas is pumped out particularly well outside or eccentrically.
- the channel can be arranged such that the rotor is arranged outside the channel.
- an eccentric arrangement of the duct does not rule out that the rotor runs through the channel, but the axis of rotation of the rotor and the longitudinal or central axis of the channel do not coincide.
- the channel can also be arranged concentrically with respect to the rotor and / or surround the rotor. This results in a particularly simple construction in particular.
- the channel is arranged opposite the second inlet with respect to the rotor. This results in a large distance between the channel, in particular the channel outlet, and the second inlet, which in a simple manner reduces the probability of the gas molecules escaping from the channel through the second inlet, that is to say improves the pumping effect.
- the pump comprises a housing which defines a pump chamber in which the rotor elements of the pump stages are arranged, the channel being arranged in the pump chamber.
- the pump chamber is preferably cylindrical.
- the channel can be arranged within an envelope of the pump stages.
- the channel can also be arranged, for example, at least in some areas outside the pump chamber.
- the channel can be formed at least partially in a housing body, in a separate rigid block and / or a hose or pipe.
- several channels and / or guide elements can also be provided, for example can also be designed differently. This can be advantageous depending on the manufacturing process or the arrangement of the inlets.
- the second pumping stage has a turbo rotor disk at its upstream end, which has a first axial section disposed upstream and a second axial section disposed downstream of the first axial section, the rotor disk having a smaller active pumping cross-section in the first axial section than in the second axial section wherein the downstream end of the first pumping stage is connected to the second axial section, at least partially bypassing the first axial section, in particular by a channel.
- the second pump stage has at least two turbo rotor disks, a first rotor disk arranged upstream having a smaller active pumping diameter than a second rotor disk arranged downstream of the first rotor disk, the downstream end of the first pump stage, at least partially bypassing the first rotor disk is connected to the second rotor disk.
- This also particularly effectively prevents particles from reaching the downstream end of the first pumping stage and / or from a channel outlet to the second inlet, whereby the pumping action is further improved.
- the second pump stage can, for example, have a larger rotor diameter than the first pump stage or, conversely, the first pump stage can have a smaller rotor diameter than the second pump stage.
- the pumping speed of the second pumping stage can advantageously be adjusted to the second inlet on the one hand and the gas coming from the first pumping stage on the other hand, so that overall an advantageously high pumping speed can be achieved.
- the first pump stage can have a smaller rotor diameter than all other pump stages and / or the second pump stage can have a larger rotor diameter than all other pump stages.
- a second pump stage with a larger rotor diameter can prove to be particularly advantageous if the first and second inlets are arranged axially to the rotor axis. This enables a further increase in the pumping speed. But even with two radial inlets, the second inlet can be further improved in terms of pumping speed with a larger second pumping stage.
- All inlets in particular the first and / or the second inlet, can in principle be designed, for example, as a radial and / or axial inlet. It can be advantageous, for example, for the first and second inlets to be designed as radial inlets. Alternatively, at least one of the two can be designed as an axial inlet. In particular with the axial arrangement, better conductance values or an improved pumping speed can be achieved.
- the second inlet can be, for example, an axial inlet and can be arranged radially beyond the first pump stage, that is to say radially outside the first pump stage. This achieves a particularly good conductance.
- an inlet can also have several inlet openings. In this way, a better conductance and a better pumping speed can be achieved, especially with the axial arrangement
- a first rotor element and a downstream of the first, adjacent, second rotor element are provided in the first and / or second pumping stage, wherein the second rotor element has a lower pumping speed than the first rotor element and / or wherein the second rotor element has a has greater compression than the first rotor element.
- the second pump stage can be constructed differently than the first.
- the second pump stage has at least two, in particular first, rotor elements with essentially the same pumping speed on the upstream side.
- an adjacent, second rotor element is provided downstream of the first rotor elements, wherein the second rotor element has a lower suction capacity than the first rotor elements and / or wherein the second rotor element has a greater compression than the first rotor elements.
- the first and / or the second pump stage or also further pump stages can preferably be designed as molecular pump stages, in particular turbo-molecular, Holweck or Siegbahn pump stages.
- all or individual rotor elements can be designed as turbo-rotor elements or turbo-rotor disks.
- the pump can basically comprise further pump stages, in particular those that are connected to the common outlet and / or those with rotor elements that are arranged on the common rotor are.
- the pump can also have further inlets which are assigned to the further pump stages and which are preferably connected to a different chamber than the first and second inlets.
- the object of the invention is also achieved by using a vacuum pump, in particular a turbo-molecular pump, for evacuating at least one vacuum chamber, according to claim 15.
- the vacuum pump comprises: at least a first and a second inlet and a common outlet; at least one first and one second pumping stage each having at least one rotor element arranged on a common rotor, the first inlet being connected to an upstream end of the first pumping stage and the second inlet being connected to an upstream end of the second pumping stage; wherein the downstream end of the first pumping stage is connected to the upstream end of the second pumping stage bypassing the second inlet.
- the first inlet and the second inlet are connected to the same vacuum chamber.
- a vacuum pump in particular a turbo-molecular pump, comprising: at least a first and a second inlet and a common outlet; at least one first and one second pumping stage, each having at least one rotor element arranged on a common rotor, the first inlet being connected to an upstream end of the first pumping stage and the second inlet being connected to an upstream end of the second pumping stage; deflection means for preventing gas flow from the downstream end of the first pumping stage to the second inlet; and a channel connecting the downstream end of the first pumping stage to a location which is located downstream of at least one rotor element of the second pumping stage in the flow direction; wherein the channel is at least partially formed in the rotor shaft.
- a vacuum system comprising such a vacuum pump and at least one vacuum chamber is particularly advantageous, the first inlet and the second inlet being connected to the same vacuum chamber.
- a corresponding use of such a vacuum pump is also advantageous.
- the gas can in particular be guided at least as far as behind the first rotor element, in particular the first rotor disk, preferably behind the first rotor disk and the first stator disk.
- the gas can advantageously be admitted behind the second, third or last rotor and / or stator disk.
- the channel in the rotor shaft can in particular be designed as a groove.
- several channels or grooves can be provided.
- the channel or channels extend in particular axially past at least the first rotor disk, preferably all of the rotor disks of the second pump stage.
- the channel can, for example, also be formed by a bore, in particular a hollow bore, in the shaft.
- the channel as a recess on the is advantageous in terms of production technology and / or can be implemented with less effort Surface of the shaft, in particular wherein the recess extends axially along the shaft.
- the turbo molecular pump 111 shown comprises a pump inlet 115 which is surrounded by an inlet flange 113 and to which a recipient (not shown) can be connected in a manner known per se.
- the gas from the recipient can be sucked out of the recipient via the pump inlet 115 and conveyed through the pump to a pump outlet 117 to which a backing pump, such as a rotary vane pump, can be connected.
- the inlet flange 113 forms according to FIG Fig. 1 the upper end of the housing 119 of the vacuum pump 111.
- the housing 119 comprises a lower part 121 on which an electronics housing 123 is arranged laterally. Electrical and / or electronic components of the vacuum pump 111 are accommodated in the electronics housing 123, for example for operating an electric motor 125 arranged in the vacuum pump. A plurality of connections 127 for accessories are provided on the electronics housing 123.
- a data interface 129 for example in accordance with the RS485 standard, and a power supply connection 131 are arranged on the electronics housing 123.
- a flood inlet 133 in particular in the form of a flood valve, is provided on the housing 119 of the turbo molecular pump 111, via which the vacuum pump 111 can be flooded.
- a sealing gas connection 135, which is also referred to as a purging gas connection via which purging gas is used to protect the electric motor 125 (see e.g. Fig. 3 ) can be brought into the engine compartment 137, in which the electric motor 125 in the vacuum pump 111 is accommodated, before the gas conveyed by the pump.
- the Lower part 121 also has two coolant connections 139, one of the coolant connections being provided as an inlet and the other coolant connection being provided as an outlet for coolant, which can be fed into the vacuum pump for cooling purposes.
- the lower side 141 of the vacuum pump can serve as a standing surface, so that the vacuum pump 111 can be operated standing on the lower side 141.
- the vacuum pump 111 can, however, also be attached to a recipient via the inlet flange 113 and can thus be operated in a suspended manner, as it were.
- the vacuum pump 111 can be designed in such a way that it can also be put into operation when it is oriented in a different way than in FIG Fig. 1 is shown.
- Embodiments of the vacuum pump can also be implemented in which the underside 141 cannot be arranged facing downwards, but facing to the side or facing upwards.
- various screws 143 are also arranged by means of which components of the vacuum pump not specified here are attached to one another.
- a bearing cap 145 is attached to the underside 141.
- Fastening bores 147 are also arranged on the underside 141, via which the pump 111 can be fastened to a support surface, for example.
- a coolant line 148 is shown, in which the coolant introduced and discharged via the coolant connections 139 can circulate.
- the vacuum pump comprises several process gas pump stages for conveying the process gas present at the pump inlet 115 to the pump outlet 117.
- a rotor 149 is arranged in the housing 119 and has a rotor shaft 153 rotatable about an axis of rotation 151.
- the turbo-molecular pump 111 comprises several turbo-molecular pump stages connected in series with one another with several radial rotor disks 155 fastened to the rotor shaft 153 and stator disks 157 arranged between the rotor disks 155 and fixed in the housing 119.
- a rotor disk 155 and an adjacent stator disk 157 each form a turbomolecular one Pumping stage.
- the stator disks 157 are held at a desired axial distance from one another by spacer rings 159.
- the vacuum pump also comprises Holweck pump stages which are arranged one inside the other in the radial direction and are connected in series with one another for effective pumping.
- the rotor of the Holweck pump stages comprises a rotor hub 161 arranged on the rotor shaft 153 and two cylinder-jacket-shaped Holweck rotor sleeves 163, 165 which are attached to the rotor hub 161 and carried by the latter, which are oriented coaxially to the axis of rotation 151 and nested in one another in the radial direction.
- two cylinder jacket-shaped Holweck stator sleeves 167, 169 are provided, which are also oriented coaxially to the axis of rotation 151 and, viewed in the radial direction, are nested inside one another.
- the active pumping surfaces of the Holweck pump stages are formed by the jacket surfaces, that is to say by the radial inner and / or outer surfaces, of the Holweck rotor sleeves 163, 165 and the Holweck stator sleeves 167, 169.
- the radial inner surface of the outer Holweck stator sleeve 167 lies on the radial outer surface of the outer Holweck rotor sleeve 163 with the formation of a radial Holweck gap 171 opposite and with this forms the first Holweck pump stage following the turbo molecular pumps.
- the radial inner surface of the outer Holweck rotor sleeve 163 faces the radial outer surface of the inner Holweck stator sleeve 169 with the formation of a radial Holweck gap 173 and forms with this a second Holweck pumping stage.
- the radial inner surface of the inner Holweck stator sleeve 169 lies opposite the radial outer surface of the inner Holweck rotor sleeve 165 with the formation of a radial Holweck gap 175 and with this forms the third Holweck pumping stage.
- a radially running channel can be provided, via which the radially outer Holweck gap 171 is connected to the central Holweck gap 173.
- a radially running channel can be provided at the upper end of the inner Holweck stator sleeve 169, via which the middle Holweck gap 173 is connected to the radially inner Holweck gap 175.
- a connecting channel 179 to the outlet 117 can also be provided at the lower end of the radially inner Holweck rotor sleeve 165.
- the aforementioned pump-active surfaces of the Holweck stator sleeves 163, 165 each have a plurality of Holweck grooves running spirally around the axis of rotation 151 in the axial direction, while the opposite lateral surfaces of the Holweck rotor sleeves 163, 165 are smooth and the gas for operating the Drive vacuum pump 111 in the Holweck grooves.
- a roller bearing 181 is provided in the area of the pump outlet 117 and a permanent magnetic bearing 183 in the area of the pump inlet 115.
- a conical injection molded nut 185 is provided on the rotor shaft 153 with an outer diameter that increases towards the roller bearing 181.
- the injection-molded nut 185 is in sliding contact with at least one stripper of an operating medium reservoir.
- the operating medium reservoir comprises several absorbent disks 187 stacked on top of one another, which are impregnated with an operating medium for the roller bearing 181, e.g. with a lubricant.
- the operating medium is transferred by capillary action from the operating medium reservoir via the scraper to the rotating injection nut 185 and, as a result of the centrifugal force, is conveyed along the injection nut 185 in the direction of the increasing outer diameter of the injection nut 185 to the roller bearing 181, where it eg fulfills a lubricating function.
- the roller bearing 181 and the operating medium store are enclosed in the vacuum pump by a trough-shaped insert 189 and the bearing cover 145.
- the permanent magnetic bearing 183 comprises a rotor-side bearing half 191 and a stator-side bearing half 193, each of which comprises a ring stack of several permanent magnetic rings 195, 197 stacked on top of one another in the axial direction.
- the ring magnets 195, 197 are opposite one another with the formation of a radial bearing gap 199, the rotor-side ring magnets 195 being arranged radially on the outside and the stator-side ring magnets 197 being arranged radially on the inside.
- the magnetic field present in the bearing gap 199 causes magnetic repulsive forces between the ring magnets 195, 197, which cause the rotor shaft 153 to be supported radially.
- the rotor-side ring magnets 195 are carried by a carrier section 201 of the rotor shaft 153 which surrounds the ring magnets 195 radially on the outside.
- the stator-side ring magnets 197 are carried by a stator-side support section 203 which extends through the ring magnets 197 and is suspended from radial struts 205 of the housing 119.
- the ring magnets 195 on the rotor side are parallel to the axis of rotation 151 by means of a cover element coupled to the carrier section 203 207 set.
- the stator-side ring magnets 197 are fixed parallel to the axis of rotation 151 in one direction by a fastening ring 209 connected to the carrier section 203 and a fastening ring 211 connected to the carrier section 203.
- a plate spring 213 can also be provided between the fastening ring 211 and the ring magnet 197.
- An emergency or retainer bearing 215 is provided within the magnetic bearing, which runs empty during normal operation of the vacuum pump 111 without contact and only comes into engagement with an excessive radial deflection of the rotor 149 relative to the stator to create a radial stop for the rotor 149 to form, since a collision of the rotor-side structures with the stator-side structures is prevented.
- the backup bearing 215 is designed as an unlubricated roller bearing and forms a radial gap with the rotor 149 and / or the stator, which has the effect that the backup bearing 215 is disengaged during normal pumping operation.
- the radial deflection at which the backup bearing 215 engages is dimensioned large enough that the backup bearing 215 does not come into engagement during normal operation of the vacuum pump, and at the same time small enough that a collision of the rotor-side structures with the stator-side structures under all circumstances is prevented.
- the vacuum pump 111 comprises the electric motor 125 for rotatingly driving the rotor 149.
- the armature of the electric motor 125 is formed by the rotor 149, the rotor shaft 153 of which extends through the motor stator 217.
- a permanent magnet arrangement can be arranged radially on the outside or embedded on the section of the rotor shaft 153 extending through the motor stator 217.
- an intermediate space 219 is arranged, which comprises a radial motor gap over which the motor stator 217 and the permanent magnet arrangement for transmitting the drive torque can influence each other magnetically.
- the motor stator 217 is fixed in the housing within the motor compartment 137 provided for the electric motor 125.
- a sealing gas which is also referred to as a flushing gas and which can be air or nitrogen, for example, can enter the engine compartment 137 via the sealing gas connection 135.
- the electric motor 125 can be protected from process gas, e.g. from corrosive components of the process gas, via the sealing gas.
- the engine compartment 137 can also be evacuated via the pump outlet 117, i.e. the vacuum pressure produced by the backing pump connected to the pump outlet 117 is at least approximately in the engine compartment 137.
- a so-called and known labyrinth seal 223 can also be provided between the rotor hub 161 and a wall 221 delimiting the engine compartment 137, in particular to achieve better sealing of the motor compartment 217 from the Holweck pump stages located radially outside.
- a so-called single-flow pump is described, i.e. one with only one inlet.
- the vacuum pump described above is therefore not itself designed according to the invention, but can advantageously be developed further within the meaning of the invention.
- FIG. 6 An exemplary vacuum system 10 according to the invention is shown, which has a plurality of vacuum chambers which are evacuated by means of a vacuum pump 12. Specifically, a first vacuum chamber 14, a second vacuum chamber 16 and a third vacuum chamber 18 are provided, each of which is connected to at least one inlet of the vacuum pump 12. A first entry 20 and a second inlet 22 of the vacuum pump 12 are connected to the first chamber 14. A third inlet 24 and a fourth inlet 26 are connected to the second vacuum chamber 16 and the third vacuum chamber 18, respectively.
- the vacuum pump 12 thus has four inlets.
- the gas pumped out of the chambers 14, 16, 18 via the inlets 20, 22, 24, 26 is conveyed by the vacuum pump 12 to a common outlet (not shown).
- the vacuum pump 12 comprises several pump stages, namely a first pump stage 28, a second pump stage 30, a third pump stage 32 and a fourth pump stage 34.
- the first, second and third pump stages 28, 30, 32 are designed as turbo-molecular pump stages .
- Turbo rotor disks 36 are indicated by vertical lines.
- each turbo rotor disk 36 is followed by a turbostator disk (not shown).
- the pump stages 28, 30 and 32 each have three sets of turbo rotor and turbo stator disks.
- the turbo rotor and turbo stator disks can correspond to those of the vacuum pump, for example Figs. 1 to 5 be trained.
- the turbo rotor disks 36 are all arranged on a common rotor 38 and rotate synchronously when in operation.
- the fourth pump stage 34 is designed as a Holweck pump stage. It also comprises a rotor element arranged on the common rotor 38, namely a Holweck rotor sleeve, for example one as in FIG Figures 3 to 5 .
- the inlets 20, 22, 24, 26 are each connected to the upstream ends of an associated pump stage, with all pump stages 28, 30, 32, 34 delivering from the inlets to a common outlet, not shown.
- the first inlet 20 is connected to an upstream end of the first pumping stage 28, while the second inlet 22 is connected to an upstream end End of the second pumping stage 30 is connected.
- Both inlets 20 and 22 are connected to one and the same vacuum chamber, namely the vacuum chamber 14. Unlike between the inlets 22 and 24 or 24 and 26, no wall or the like is provided between the inlets 20 and 22.
- the vacuum chambers 14, 16 and 18 are separated from their respective neighbors by a wall 40, although a small screen 42 is provided in the wall 40.
- a very limited amount of gas can flow through the small orifice 42 from one chamber of higher pressure to an adjacent chamber of lower pressure.
- the pressure in the third vacuum chamber 18 is greatest, the pressure in the second vacuum chamber 16 is somewhat lower and the pressure in the first vacuum chamber 14 is the lowest.
- the gas flows through the diaphragms 42 from the third vacuum chamber 18 into the second vacuum chamber 16 and from there into the first vacuum chamber 14.
- a largely homogeneous pressure prevails in this chamber.
- the first pump stage 28 and the second pump stage 30 are axially adjacent and arranged one after the other in the pumping direction.
- a steering element 44 is provided between a downstream end of the first pump stage 28 and the second inlet 22. This is designed here essentially as a radially aligned plate which is connected to a housing 46 of the pump. The steering element 44 essentially forms a seal between the downstream end of the first pump stage 28 and the second inlet 22 and vice versa.
- the steering element 44 includes an opening 48 through which the common rotor 38 extends.
- a radial gap must remain between the rotor 38 and the steering element 44, since the rotor 38 rotates at high speed and certain rotor deflections cannot be avoided. Nevertheless, the radial gap is so small that a seal is largely guaranteed.
- a pump-active structure can be provided in the radial gap in order to even better avoid or reduce leakage from the downstream end of the first pump stage 28 through the opening 48 to the second inlet 22.
- a channel 50 is provided which adjoins the steering element 44 and connects the downstream end of the first pump stage 28 to an upstream end of the second pump stage 30, however the inlet 22 is essentially bypassed.
- the channel 50 leads directly to a first turbo-rotor disk 36 of the second pump stage 30. The volume flows from the inlet 22 and from the channel 50 or from the first pump stage 28 therefore essentially only combine in the second pump stage 30.
- FIG Fig. 7 Another vacuum system 10 is shown in FIG Fig. 7 shown.
- This comprises a single, first chamber 14 which is connected to a first inlet 20 and to a second inlet 22 of a vacuum pump 12.
- the vacuum pump 12 comprises a first pumping stage 28, the upstream end of which is connected to the first inlet 20, and a second pumping stage 30, the upstream end of which is connected to the second inlet 22.
- Further pump stages can be provided downstream of the second pump stage 30, as is the case, for example, in the embodiment of FIG Fig. 6 the case is.
- a steering element 44 and a channel 50 are provided in order to guide the gas from the first inlet 20 and the first pump stage 28, bypassing the second inlet 22, to the second pump stage 30.
- the channel 50 is connected to the steering element 44, in particular formed in one piece thereon.
- Steering element 44 and channel 50 are arranged in a pump chamber 51 defined by the housing.
- a steering element 44 with channel 50 is shown in a view transverse to the rotor axis 32.
- the steering element 44 is correspondingly provided by a housing 46 defined, cylindrical pump chamber 51 with its outer circumference is essentially circular.
- a section of the circular surface of the guide element 44 is taken up by the channel 50, which extends axially in a substantially cylindrical manner.
- the channel 50 occupies an angular range of the circular steering element of approximately 120 °, this angular range being arranged opposite the second inlet 22 with respect to the rotor axis 32.
- the cross section of the channel can be designed, for example, as a pitch circle, as shown.
- a vacuum pump 12 with a first inlet 20 and a second inlet 22 for connection to a common vacuum chamber, which is not shown here, is shown.
- first inlet 20 and a second inlet 22 for connection to a common vacuum chamber, which is not shown here, is shown.
- second pumping stage and structures upstream of the same being described in each case.
- further pump stages, further inlets and / or a different number of vacuum chambers can also be provided, for example as shown in FIG Fig. 6 is described.
- the vacuum pump 12 of the Fig. 9 comprises a first pumping stage 28 connected to the first inlet 20 and a second pumping stage 30 connected to the second inlet 22. While in the Figures 6 to 8 only pump stages with three pairs of turbo rotor and turbo stator disks are shown, in the present case the first pump stage 28 has only two pairs of turbo rotor and turbo stator disks, of which only the turbo rotor disks 36 are indicated.
- the second pumping stage 30 has three pairs of turbo rotor and turbo stator disks, but an upstream turbo rotor disk 52 being designed as a stepped rotor disk.
- turbo rotor disk 52 has a first axial section 54 on the upstream side and a first axial section second axial section 56 on the downstream side, wherein the sections have a different active pumping cross-section. Specifically, the diameter of the turbo rotor disk 52 in the first axial section 54 is smaller here than in the second axial section 56.
- the vacuum pump 12 of the Fig. 9 comprises a channel 50 through which a downstream end of the first pump stage 28 is connected to the second axial section 56, the channel 50 extending axially past the first axial section 54.
- the arrangement shown therefore improves the seal between the downstream end of the first pump stage 28 and the inlet 22 and the pumping speed is further increased.
- FIG. 10 Another special feature of the embodiment of the Fig. 10 is the axially arranged first inlet 20.
- the second inlet 22, however, is arranged radially, as is also the case with all in the Figures 6 to 9 shown inlets is the case.
- the axial inlet 20 brings about a particularly good conductance between the chamber and the first pump stage 28.
- Fig. 11 illustrates an embodiment in which a first pump stage 28 has a smaller rotor diameter than a second pump stage 30. Included A first inlet 20 and a second inlet 22 can be arranged axially as indicated. In the present embodiment, the second inlet 22 encloses the first inlet 20 and / or the second pump stage 28. The axial inlets 20 and 22 enable a particularly good conductance for the respective pump stage 28 and 30, respectively.
- a channel 50 is arranged concentrically to the rotor 38. Specifically, the channel 50 encloses the rotor 38 or the rotor 38 extends axially through the channel 50.
- the channel 50 is essentially formed by a tubular element. The channel 50 leads from a central region of the downstream end of the first pump stage 28 to a central region of the upstream end of the second pump stage 30.
- Fig. 12 a further embodiment with pump stages 28, 30 of different sizes is shown.
- the inlets 20 and 22 are also arranged axially here.
- a downstream end of the first pump stage 28 lies directly against an upstream end of the second pump stage 30, specifically in an area which is separated from the second inlet 22, here implemented by a housing 46.
- the embodiment shown therefore manages without an additional guide element 44 and without an additional channel 50. It also has a short overall axial length.
- Fig. 13 a further embodiment is shown with pump stages 28 and 30 of different sizes, with both inlets 20, 22 again being formed axially.
- the second pump stage 30 has a stepped turbo rotor disk 52 on the upstream side, but here different from FIG Fig. 9 the first axial section 54 in the flow direction is not formed centrally but circumferentially, so the Turbo rotor disk 52 essentially has a central recess.
- the first pumping stage 28 extends with the housing 46 at least in regions past the first axial section 54 or into the central recess of the turbo rotor disk 52 and towards an upstream end of the turbo rotor disk 52 in the corresponding radial region. Similar to in Fig.
- inventions of the Figures 14 and 15 are distinguished, among other things, by the fact that the inlets 20 and 22 are arranged concentrically and / or at the same axial height.
- the rotor diameters of the steps 28 and 30 are essentially the same size, in particular the inlet 22 being formed by a stepped housing section.
- the Fig. 16 and 17th show those of the Fig. 6 Similar embodiments, but in a greater degree of detail.
- the steering element 44 can extend into a recess in the shaft, in particular in order to realize a particularly long sealing length for the gap 48.
- the channels 50 can also, as shown, be of different sizes.
- the channel 50 is designed statically here. In principle, a channel can also be designed to rotate with the rotor.
- the second aspect is in the Fig. 18 and 19th explained in more detail.
- the pump here comprises channels 60, 62 which together form a channel which connects the downstream end of the first pump stage 28 to a location which is located downstream of at least one rotor element of the second pump stage which is first in the flow direction.
- the channel 60, 62 leads to the downstream end of the second pumping stage 30.
- the channel 60, 62 leads axially behind or to a location downstream of a first pair of rotor and stator disks.
- the channels 62 are designed here as a plurality of axial grooves distributed over the circumference of the rotor shaft.
- the channel 60 is designed as an annular channel and concentric to the rotor shaft.
- the steering element has passage openings 64 radially inside the channel 60.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vakuumsystem, umfassend eine Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularpumpe, und wenigstens eine Vakuumkammer, wobei die Vakuumpumpe umfasst: wenigstens einen ersten und einen zweiten Einlass und einen gemeinsamen Auslass; wenigstens eine erste und eine zweite Pumpstufe, welche jeweils zumindest ein Rotorelement aufweisen, das auf einem gemeinsamen Rotor angeordnet ist, wobei der erste Einlass mit einem stromaufwärtsseitigen Ende der ersten Pumpstufe und der zweite Einlass mit einem stromaufwärtsseitigen Ende der zweiten Pumpstufe verbunden ist; wobei das stromabwärtsseitige Ende der ersten Pumpstufe mit dem stromaufwärtsseitigen Ende der zweiten Pumpstufe unter Umgehung des zweiten Einlasses verbunden ist.The present invention relates to a vacuum system, comprising a vacuum pump, in particular a turbo-molecular pump, and at least one vacuum chamber, the vacuum pump comprising: at least a first and a second inlet and a common outlet; at least one first and one second pumping stage, each having at least one rotor element arranged on a common rotor, the first inlet being connected to an upstream end of the first pumping stage and the second inlet being connected to an upstream end of the second pumping stage; wherein the downstream end of the first pumping stage is connected to the upstream end of the second pumping stage bypassing the second inlet.
Die
In einer beispielhaften Vakuumanwendung ist eine Vakuumkammer mit besonders hohem Saugvermögen zu evakuieren. Der verfügbare Einbauraum für eine hierzu verwendete Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularpumpe, ist sehr begrenzt. Insbesondere ist der Einbauraum in einer Richtung radial in Bezug auf eine Rotorachse begrenzt. Grundsätzlich sollen die Einbaumaße der Pumpe möglichst kompakt sein, wobei die axiale Länge relativ zum Rotordurchmesser weniger stark begrenzt sein kann, insbesondere sogar größer sein kann, da die Einbauten in bestimmten Anwendungen, wie z.B. Massenspektrometrie, auch eine gewisse Einbaulänge aufweisen.In an exemplary vacuum application, a vacuum chamber with a particularly high pumping speed is to be evacuated. The available installation space for a vacuum pump used for this purpose, in particular a turbo molecular pump, is very limited. In particular, the installation space is limited in one direction radially with respect to a rotor axis. In principle, the installation dimensions of the pump should be as compact as possible, the axial length being able to be less limited relative to the rotor diameter, in particular even being greater, since the internals in certain applications, such as mass spectrometry, also have a certain installation length.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, für eine Vakuumkammer ein besonders großes Saugvermögen, insbesondere bei gleichzeitig begrenztem Bauraum für die Vakuumpumpe, zur Verfügung zu stellen.It is therefore an object of the invention to provide a particularly high pumping speed for a vacuum chamber, in particular with limited installation space for the vacuum pump.
Diese Aufgabe wird durch ein Vakuumsystem nach Anspruch 1 gelöst, und insbesondere dadurch, dass der erste Einlass und der zweite Einlass mit derselben Vakuumkammer verbunden sind.This object is achieved by a vacuum system according to claim 1, and in particular in that the first inlet and the second inlet are connected to the same vacuum chamber.
Dies führt zu einer deutlichen Erhöhung des Saugvermögens und somit zu einem besonders niedrigen Druck in der Kammer. Diese Erhöhung des Saugvermögens kann aber im Wesentlich ohne Notwendigkeit einer Erhöhung des Rotordurchmessers und einer Erhöhung der Rotorgeschwindigkeit erreicht werden. Exemplarische Berechnungen legen eine Erhöhung des Saugvermögens bei konstantem Rotordurchmesser und konstanter Rotorgeschwindigkeit von bis zu 50% oder sogar bis zu 80% nahe.This leads to a significant increase in the pumping speed and thus to a particularly low pressure in the chamber. This increase in pumping speed can, however, be achieved essentially without the need to increase the rotor diameter and increase the rotor speed. Exemplary calculations suggest an increase in the pumping speed with a constant rotor diameter and constant rotor speed of up to 50% or even up to 80%.
Es ist möglicherweise in diesem Kontext vorteilhaft oder für bestimmte Konstruktionen nötig, die Rotorlänge im Vergleich zu einer bekannten Konstruktion zu vergrößern, beispielsweise um ein Lenkelement, eine zusätzliche Pumpstufe und/oder einen zusätzlichen Einlass vorzusehen. Der Bauraum in axialer Länge ist aber in einigen Anwendungen weniger kritisch als der Pumpen- bzw. Rotordurchmesser. Außerdem hat eine Veränderung, insbesondere Erhöhung, der Rotorlänge nur einen geringeren Einfluss auf das dynamische Verhalten des Rotors als eine Veränderung des Durchmessers, was vornehmlich auf die hohen Drehzahlen von Vakuumpumpen, insbesondere Turbomolekularpumpen, zurückzuführen ist. Da bei der erfindungsgemäßen Saugvermögenssteigerung aber insbesondere Rotordurchmesser und Rotorgeschwindigkeit weitgehend beibehalten werden können, verändern sich die dynamischen Eigenschaften des Rotors ebenfalls nur in geringem Umfang, sodass bestenfalls auch Lagerungskonzepte und Bauteile von bekannten Konstruktionen Verwendung finden können bzw. sodass allgemein relativ geringe oder gut beherrschbare Anforderungen an die Lagerung gestellt sind. Somit können auch die Kosten in Grenzen gehalten werden.In this context, it may be advantageous or, for certain constructions, necessary to increase the rotor length compared to a known construction, for example in order to provide a steering element, an additional pumping stage and / or an additional inlet. The installation space in the axial length is in some applications less critical than the pump or rotor diameter. In addition, a change, in particular an increase, in the rotor length has only a smaller influence on the dynamic behavior of the rotor than a change in the diameter, which is primarily due to the high speeds of vacuum pumps, in particular turbo-molecular pumps. However, since the increase in pumping speed according to the invention in particular allows the rotor diameter and rotor speed to be largely retained, the dynamic properties of the rotor also only change to a small extent, so that at best bearing concepts and components from known constructions can also be used or so in general relatively low or easily controllable requirements are placed on the storage. This means that the costs can also be kept within limits.
Im Allgemeinen bietet also die Erfindung ein besonders gutes Saugvermögen für die Vakuumkammer mit einfachen Mitteln, und zwar insbesondere ohne oder im Wesentlichen ohne solche Nachteile, wie sie mit üblichen Ansätzen zur Saugvermögenssteigerung einhergehen.In general, the invention therefore offers a particularly good pumping speed for the vacuum chamber with simple means, specifically in particular without or essentially without such disadvantages as are associated with conventional approaches to increasing pumping speed.
Die vorstehend genannten Vorteile werden insbesondere dadurch erreicht, dass sich die Volumenströme von der ersten Pumpstufe und vom zweiten Einlass im Wesentlichen erst im Bereich der zweiten Pumpstufe, insbesondere eines stromaufwärtsseitigen Rotorelements, vereinen. Insbesondere ist das von der ersten Pumpstufe kommende Gas unmittelbar auf die zweite Pumpstufe unter Umgehung des zweiten Einlasses geführt.The advantages mentioned above are achieved in particular in that the volume flows from the first pump stage and from the second inlet essentially only combine in the region of the second pump stage, in particular an upstream rotor element. In particular, the gas coming from the first pumping stage is led directly to the second pumping stage, bypassing the second inlet.
Erfindungsgemäß sind sowohl der erste Einlass als auch der zweite Einlass mit ein und derselben Kammer verbunden, d.h. zwischen dem ersten Einlass und dem zweiten Einlass dürfen kammerseitig keine Strukturen vorgesehen sein, die dazu führen, dass die am jeweiligen Einlass angeschlossenen Bereiche als getrennte Kammern zu betrachten sind. Insbesondere sollten die Einlässe kammerseitig nicht durch Strukturen mit geringem Leitwert getrennt sein, wie etwa durch eine Wand, auch wenn diese eine kleine Öffnung oder Blende aufweist.According to the invention, both the first inlet and the second inlet are connected to one and the same chamber, ie between the first inlet and the second inlet no structures may be provided on the chamber side that would lead to the areas connected to the respective inlet being viewed as separate chambers are. In particular, the inlets should not be separated on the chamber side by structures with a low conductance, such as a wall, even if this has a small opening or aperture.
Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung ist ein Massenspektrometriesystem. Ein solches weist für gewöhnlich mehrere Vakuumkammern auf, wobei eine erste Vakuumkammer eine kleine Fluidverbindung zu einer benachbarten, zweiten Kammer über eine Blende aufweist. Allerdings sind die absoluten Drücke in den Kammern unterschiedlich, und zwar unter anderem aufgrund der grundsätzlich kleinen Blende. Sie erlaubt es, den Druckunterschied aufrecht zu erhalten, der durch eine oder mehrere Vakuumpumpen und/oder Pumpstufen aufgebaut wird. Getrennte Kammern liegen also auch insbesondere dann vor, wenn zwar eine Fluidverbindung besteht, diese aber einen geringen Leitwert aufweist bzw. das Saugvermögen klein im Verhältnis zum Leitwert ist. Eine einzige Kammer zeichnet sich im Rahmen der Erfindung hingegen insbesondere durch einen im Wesentlichen homogenen Druck und/oder durch einen hohen kammerseitigen Leitwert zwischen dem ersten und dem zweiten Einlass aus.A preferred application of the invention is in a mass spectrometry system. Such a chamber usually has a plurality of vacuum chambers, a first vacuum chamber having a small fluid connection to an adjacent, second chamber via a diaphragm. However, the absolute pressures in the chambers are different, among other things due to the fundamentally small orifice. It makes it possible to maintain the pressure difference that is built up by one or more vacuum pumps and / or pump stages. Separate chambers are also present in particular when there is a fluid connection, but this has a low conductance or the pumping speed is small in relation to the conductance. In the context of the invention, on the other hand, a single chamber is characterized in particular by an essentially homogeneous pressure and / or by a high chamber-side conductance between the first and the second inlet.
Bevorzugt ist in der Kammer zwischen dem ersten Einlass und dem zweiten Einlass ein Leitwert L definiert, wobei das Saugvermögen an beiden Einlässen zusammen ein Gesamtsaugvermögen S ist, wobei ein Verhältnis S/L < 300, insbesondere < 100, insbesondere < 50, insbesondere < 10, ist. Diese Werte beziehen sich insbesondere auf die Gasart Stickstoff bei Raumtemperatur.A conductance L is preferably defined in the chamber between the first inlet and the second inlet, the pumping speed at both inlets together being a total pumping speed S, with a ratio S / L <300, in particular <100, in particular <50, in particular <10 , is. These values relate in particular to the gas type nitrogen at room temperature.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Lenk- oder Leitelement zum Verhindern eines Gasflusses von einem stromabwärtsseitigen Ende der ersten Pumpstufe hin zu dem zweiten Einlass vorgesehen sein, wobei sich im Folgenden vereinfacht nur auf das Lenkelement bezogen wird, das Leitelement aber auch gemeint sein kann. Ein solches kann beispielsweise als Wand und/oder Platte zwischen dem stromabwärtsseitigen Ende der ersten Pumpstufe und dem zweiten Einlass ausgebildet sein. Bevorzugt erstreckt sich das Lenkelement senkrecht zur Rotorachse. Das Lenkelement bewirkt aber nicht notwendigerweise eine perfekte Abdichtung. Vielmehr muss das Lenkmittel einen Gasstrom vom stromabwärtsseitigen Ende der ersten Pumpstufe hin zu dem zweiten Einlass zumindest im Wesentlichen ver- oder behindern. Das Lenkelement kann beispielsweise als Umlenkelement ausgebildet sein, muss aber grundsätzlich dem Gas nicht notwendigerweise eine andere Richtung geben. Vielmehr ist wesentlich, dass der Gasfluss zum zweiten Einlass hin vermieden oder zumindest behindert wird. In bestimmten Ausführungsformen kann auch eine Wand eines Kanals das Lenkelement bilden oder mit diesem verbunden sein.According to one embodiment of the invention, a steering or guiding element can be provided to prevent a gas flow from a downstream end of the first pumping stage to the second inlet, wherein in the following, only the steering element is referred to in a simplified manner, but the guiding element can also be meant. Such a can be designed, for example, as a wall and / or plate between the downstream end of the first pumping stage and the second inlet. The steering element preferably extends perpendicular to the rotor axis. However, the steering element does not necessarily produce a perfect seal. Rather, the steering means must at least substantially prevent or hinder a gas flow from the downstream end of the first pumping stage to the second inlet. The steering element can, for example, be designed as a deflecting element, but in principle does not necessarily have to give the gas a different direction. Rather, it is essential that the gas flow to the second inlet is avoided or at least hindered. In certain embodiments, a wall of a channel can also form the steering element or be connected to it.
Das Lenkelement kann beispielweise als statisches Element ausgebildet sein und/oder an einem Gehäuse der Vakuumpumpe befestigt sein. In einem solchen Fall kann beispielsweise ein Spalt zwischen dem Umlenkmittel und dem Rotor vorgesehen sein, insbesondere um eine Rotorauslenkung im Betrieb zu berücksichtigen. Ein solcher Spalt ermöglicht natürlich einen kleinen Leckagestrom. Dennoch behält das Umlenkmittel im Wesentlichen seine Funktion, da der Spalt insbesondere klein im Verhältnis zum Saugvermögen gehalten werden kann.The steering element can, for example, be designed as a static element and / or attached to a housing of the vacuum pump. In such a case, for example, a gap can be provided between the deflection means and the rotor, in particular in order to take into account a rotor deflection during operation. Such a gap naturally allows a small leakage flow. Nevertheless, the deflection means essentially retains its function, since the gap can in particular be kept small in relation to the suction capacity.
Das stromabwärtsseitige Ende der ersten Pumpstufe kann mit dem stromaufwärtsseitigen Ende der zweiten Pumpstufe beispielsweise durch einen Kanal verbunden sein. Der Kanal definiert einen Strömungspfad für das Gas, nämlich insbesondere nicht zum Einlass hin, sondern hin zu dem stromaufwärtsseitigen Ende der zweiten Pumpstufe. Der Kanal kann beispielsweise Teil eines Lenkelements oder hiermit, insbesondere einstückig, verbunden sein. Insbesondere ist ein Auslassende des Kanals, insbesondere axial und/oder unmittelbar, auf ein stromaufwärtsseitiges Ende der zweiten Pumpstufe, insbesondere eine Turborotorscheibe der zweiten Pumpstufe gerichtet. Allgemein ist das stromabwärtsseitige Ende der ersten Pumpstufe bevorzugt unmittelbar mit dem stromaufwärtsseitigen Ende der zweiten Pumpstufe unter Umgehung des zweiten Einlasses verbundenThe downstream end of the first pump stage can be connected to the upstream end of the second pump stage, for example by a channel. The channel defines a flow path for the gas, namely in particular not towards the inlet, but towards the upstream end of the second pump stage. The channel can, for example, be part of a steering element or be connected to it, in particular in one piece. In particular, an outlet end of the channel, in particular axially and / or directly, is directed towards an upstream end of the second pump stage, in particular a turbo rotor disk of the second pump stage. In general, the downstream end of the first pump stage is preferably connected directly to the upstream end of the second pump stage, bypassing the second inlet
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kanal in Bezug auf den Rotor exzentrisch angeordnet ist. Hierdurch wird das Gas aus dem Kanal vorteilhaft abgepumpt. Insbesondere wenn die zweite Pumpstufe wenigstens eine Turborotorscheibe aufweist, ist dieser Ansatz vorteilhaft, da die jeweiligen Rotorschaufeln exzentrisch bzw. radial außen eine größere Geschwindigkeit aufweisen als innen und somit das Gas außen bzw. exzentrisch besonders gut abgepumpt wird. Der Kanal kann so angeordnet sein, dass der Rotor außerhalb des Kanals angeordnet ist. Eine exzentrische Anordnung des Kanals schließt aber nicht aus, dass der Rotor durch den Kanal hindurch verläuft, die Drehachse des Rotors und die Längs- oder Mittelachse des Kanals aber eben nicht zusammenfallen.According to one embodiment it is provided that the channel is arranged eccentrically with respect to the rotor. As a result, the gas is advantageously pumped out of the channel. In particular if the second pump stage has at least one turbo rotor disk, this approach is advantageous since the respective rotor blades eccentrically or radially outside have a greater speed than inside and thus the gas is pumped out particularly well outside or eccentrically. The channel can be arranged such that the rotor is arranged outside the channel. However, an eccentric arrangement of the duct does not rule out that the rotor runs through the channel, but the axis of rotation of the rotor and the longitudinal or central axis of the channel do not coincide.
Der Kanal kann alternativ oder zusätzlich auch in Bezug auf den Rotor konzentrisch angeordnet sein und/oder den Rotor umgeben. Hierdurch ergibt sich insbesondere eine besonders einfache Konstruktion.As an alternative or in addition, the channel can also be arranged concentrically with respect to the rotor and / or surround the rotor. This results in a particularly simple construction in particular.
Grundsätzlich können auch mehrere Kanäle und z.B. ein konzentrischer und ein exzentrischer Kanal vorgesehen sein.In principle, several channels and, for example, a concentric and an eccentric channel can be provided.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Kanal dem zweiten Einlass in Bezug auf den Rotor gegenüberliegend angeordnet. Hierdurch wird ein großer Abstand zwischen Kanal, insbesondere Kanalauslass, und zweitem Einlass erreicht, wodurch auf einfache Weise die Wahrscheinlichkeit eines Entweichens der Gasmoleküle aus dem Kanal durch den zweiten Einlass verringert, also die Pumpwirkung verbessert wird.In a further embodiment, the channel is arranged opposite the second inlet with respect to the rotor. This results in a large distance between the channel, in particular the channel outlet, and the second inlet, which in a simple manner reduces the probability of the gas molecules escaping from the channel through the second inlet, that is to say improves the pumping effect.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Pumpe ein Gehäuse, welches einen Pumpraum definiert, in dem die Rotorelemente der Pumpstufen angeordnet sind, wobei der Kanal im Pumpraum angeordnet ist. Hierdurch kann eine besonders platzsparende, insbesondere in radialer Richtung kleine, Konstruktion erreicht werden. Der Pumpraum ist bevorzugt zylindrisch. Insbesondere kann der Kanal innerhalb einer Einhüllenden der Pumpstufen angeordnet sein.In a further embodiment, the pump comprises a housing which defines a pump chamber in which the rotor elements of the pump stages are arranged, the channel being arranged in the pump chamber. In this way, a particularly space-saving design, particularly small in the radial direction, can be achieved. The pump chamber is preferably cylindrical. In particular, the channel can be arranged within an envelope of the pump stages.
Alternativ oder zusätzlich kann der Kanal beispielsweise auch zumindest bereichsweise außerhalb des Pumpraums angeordnet sein. So kann der Kanal beispielsweise zumindest teilweise in einem Gehäusekörper, in einem separaten starren Block und/oder einem Schlauch oder Rohr ausgebildet sein. Grundsätzlich können auch mehrere Kanäle und/oder Leitelemente vorgesehen sein, die beispielsweise auch unterschiedlich ausgebildet sein können. Dies kann je nach Fertigungsprozess oder Anordnung der Einlässe vorteilhaft sein.As an alternative or in addition, the channel can also be arranged, for example, at least in some areas outside the pump chamber. For example, the channel can be formed at least partially in a housing body, in a separate rigid block and / or a hose or pipe. In principle, several channels and / or guide elements can also be provided, for example can also be designed differently. This can be advantageous depending on the manufacturing process or the arrangement of the inlets.
Bei einer Ausführungsform weist die zweite Pumpstufe an ihrem stromaufwärtsseitigen Ende eine Turborotorscheibe auf, die einen ersten, stromaufwärts angeordneten Axialabschnitt und einen zweiten, stromabwärts des ersten Axialabschnitts angeordneten zweiten Axialabschnitt aufweist, wobei die Rotorscheibe im ersten Axialabschnitt einen kleineren pumpaktiven Querschnitt aufweist als im zweiten Axialabschnitt, wobei das stromabwärtsseitige Ende der ersten Pumpstufe unter zumindest bereichsweiser Umgehung des ersten Axialabschnitts, insbesondere durch einen Kanal, mit dem zweiten Axialabschnitt verbunden ist. Hierdurch wird besonders wirksam verhindert, dass Teilchen vom stromabwärtsseitigen Ende der ersten Pumpstufe und/oder von einem Kanalauslass zum zweiten Einlass gelangen. Denn die Teilchen, die von der ersten Pumpstufe, insbesondere aus dem Kanal, kommen und radial ausströmen oder innerhalb der zweiten Pumpstufe zurückströmen, können großenteils wieder einen Bewegungsimpuls in Pumprichtung erfahren und so mit höherer Wahrscheinlichkeit abgepumpt werden. Die Pumpwirkung wird also weiter verbessert.In one embodiment, the second pumping stage has a turbo rotor disk at its upstream end, which has a first axial section disposed upstream and a second axial section disposed downstream of the first axial section, the rotor disk having a smaller active pumping cross-section in the first axial section than in the second axial section wherein the downstream end of the first pumping stage is connected to the second axial section, at least partially bypassing the first axial section, in particular by a channel. This particularly effectively prevents particles from reaching the second inlet from the downstream end of the first pump stage and / or from a channel outlet. This is because the particles that come from the first pump stage, in particular from the channel, and flow out radially or flow back within the second pump stage, can for the most part experience a movement impulse in the pumping direction and are therefore more likely to be pumped out. The pumping effect is thus further improved.
Es kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die zweite Pumpstufe wenigstens zwei Turborotorscheiben aufweist, wobei eine stromaufwärts angeordnete erste Rotorscheibe einen kleineren pumpaktiven Durchmesser aufweist als eine stromabwärts der ersten Rotorscheibe angeordnete, zweite Rotorscheibe, wobei das stromabwärtsseitige Ende der ersten Pumpstufe unter zumindest bereichsweiser Umgehung der ersten Rotorscheibe mit der zweiten Rotorscheibe verbunden ist. Hierdurch wird ebenfalls besonders wirksam verhindert, dass Teilchen vom stromabwärtsseitigen Ende der ersten Pumpstufe und/oder von einem Kanalauslass zum zweiten Einlass gelangen, wodurch die Pumpwirkung weiter verbessert wird.For example, it can also be provided that the second pump stage has at least two turbo rotor disks, a first rotor disk arranged upstream having a smaller active pumping diameter than a second rotor disk arranged downstream of the first rotor disk, the downstream end of the first pump stage, at least partially bypassing the first rotor disk is connected to the second rotor disk. This also particularly effectively prevents particles from reaching the downstream end of the first pumping stage and / or from a channel outlet to the second inlet, whereby the pumping action is further improved.
Die zweite Pumpstufe kann beispielsweise einen größeren Rotordurchmesser aufweisen als die erste Pumpstufe bzw. umgekehrt kann die erste Pumpstufe einen kleineren Rotordurchmesser aufweisen als die zweite Pumpstufe. Hierdurch kann das Saugvermögen der zweiten Pumpstufe vorteilhaft auf den zweiten Einlass einerseits und das von der ersten Pumpstufe kommende Gas andererseits eingestellt werden, sodass insgesamt ein vorteilhaft hohes Saugvermögen erreicht werden kann. Beispielsweise für den Fall, dass noch weitere Pumpstufen vorgesehen sind, kann beispielsweise die erste Pumpstufe einen kleineren Rotordurchmesser aufweisen als alle anderen Pumpstufen und/oder kann die zweite Pumpstufe einen größeren Rotordurchmesser aufweisen als alle anderen Pumpstufen.The second pump stage can, for example, have a larger rotor diameter than the first pump stage or, conversely, the first pump stage can have a smaller rotor diameter than the second pump stage. In this way, the pumping speed of the second pumping stage can advantageously be adjusted to the second inlet on the one hand and the gas coming from the first pumping stage on the other hand, so that overall an advantageously high pumping speed can be achieved. For example, in the event that further pump stages are provided, for example the first pump stage can have a smaller rotor diameter than all other pump stages and / or the second pump stage can have a larger rotor diameter than all other pump stages.
Eine zweite Pumpstufe mit größerem Rotordurchmesser kann sich insbesondere als vorteilhaft erweisen, wenn der erste und zweite Einlass axial zur Rotorachse angeordnet sind. Hierdurch kann eine weitere Saugvermögenssteigerung erreicht werden. Aber auch bei zwei radialen Einlässen kann mit einer größeren zweiten Pumpstufe der zweite Einlass weiter im Saugvermögen verbessert werden.A second pump stage with a larger rotor diameter can prove to be particularly advantageous if the first and second inlets are arranged axially to the rotor axis. This enables a further increase in the pumping speed. But even with two radial inlets, the second inlet can be further improved in terms of pumping speed with a larger second pumping stage.
Alle Einlässe, insbesondere der erste und/oder der zweite Einlass, können grundsätzlich beispielsweise als radialer und/oder axialer Einlass ausgebildet sein. Vorteilhaft kann es beispielsweise sein, dass der erste und der zweite Einlass als radialer Einlass ausgebildet sind. Alternativ kann wenigstens einer der beiden als axialer Einlass ausgebildet sein. Insbesondere bei der axialen Anordnung können bessere Leitwerte bzw. ein verbessertes Saugvermögen erreicht werden.All inlets, in particular the first and / or the second inlet, can in principle be designed, for example, as a radial and / or axial inlet. It can be advantageous, for example, for the first and second inlets to be designed as radial inlets. Alternatively, at least one of the two can be designed as an axial inlet. In particular with the axial arrangement, better conductance values or an improved pumping speed can be achieved.
Insbesondere vorteilhaft ist eine, insbesondere vollständig, umschließende Anordnung des zweiten Einlasses um den ersten Einlass. Aber auch mit zwei radialen Einlässen können bereits vorteilhafte Saugvermögenssteigerungen erreicht werden. Allgemein kann der zweite Einlass beispielsweise ein axialer Einlass sein und radial jenseits der ersten Pumpstufe, d.h. radial außerhalb der ersten Pumpstufe, angeordnet sein. Hierdurch wird ein besonders guter Leitwert erreicht.Particularly advantageous is an, in particular completely, arrangement of the second inlet around the first inlet. But even with two radial inlets, advantageous increases in pumping speed can already be achieved. In general, the second inlet can be, for example, an axial inlet and can be arranged radially beyond the first pump stage, that is to say radially outside the first pump stage. This achieves a particularly good conductance.
Grundsätzlich kann ein Einlass auch mehrere Einlassöffnungen aufweisen. Besonders bei der axialen Anordnung können hierdurch ein besserer Leitwert und ein besseres Saugvermögen realisiert werdenIn principle, an inlet can also have several inlet openings. In this way, a better conductance and a better pumping speed can be achieved, especially with the axial arrangement
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind in der ersten und/oder zweiten Pumpstufe ein erstes Rotorelement und ein stromabwärts des ersten angeordnetes, benachbartes, zweites Rotorelement vorgesehen, wobei das zweite Rotorelement ein kleineres Saugvermögen als das erste Rotorelement aufweist und/oder wobei das zweite Rotorelement eine größere Kompression als das erste Rotorelement aufweist. Hierdurch kann das Gesamtsaugvermögen weiter verbessert werden.In a further advantageous embodiment, a first rotor element and a downstream of the first, adjacent, second rotor element are provided in the first and / or second pumping stage, wherein the second rotor element has a lower pumping speed than the first rotor element and / or wherein the second rotor element has a has greater compression than the first rotor element. As a result, the overall suction capacity can be further improved.
Grundsätzlich kann die zweite Pumpstufe anders aufgebaut sein als die erste.In principle, the second pump stage can be constructed differently than the first.
Gemäß einer Weiterbildung weist die zweite Pumpstufe stromaufwärtsseitig wenigstens zwei, insbesondere erste, Rotorelemente mit im Wesentlichen gleichem Saugvermögen auf. Dabei ist insbesondere ein stromabwärts der ersten Rotorelemente angeordnetes, benachbartes, zweites Rotorelement vorgesehen, wobei das zweite Rotorelement ein kleineres Saugvermögen als die ersten Rotorelemente aufweist und/oder wobei das zweite Rotorelement eine größere Kompression als die ersten Rotorelemente aufweist.According to a further development, the second pump stage has at least two, in particular first, rotor elements with essentially the same pumping speed on the upstream side. In particular, an adjacent, second rotor element is provided downstream of the first rotor elements, wherein the second rotor element has a lower suction capacity than the first rotor elements and / or wherein the second rotor element has a greater compression than the first rotor elements.
Grundsätzlich können die erste und/oder die zweite Pumpstufe oder auch weitere Pumpstufen bevorzugt als Molekularpumpstufe, insbesondere Turbomolekular-, Holweck- oder Siegbahn-Pumpstufen, ausgebildet sein. Insbesondere können alle oder einzelne Rotorelemente als Turborotorelemente oder Turborotorscheiben ausgebildet sein. Die Pumpe kann grundsätzlich weitere Pumpstufen umfassen, insbesondere solche, die mit dem gemeinsamen Auslass verbunden sind, und/oder solche mit Rotorelementen, die auf dem gemeinsamen Rotor angeordnet sind. Auch kann die Pumpe weitere Einlässe aufweisen, die den weiteren Pumpstufen zugeordnet sind und die bevorzugt an einer anderen Kammer angeschlossen sind als der erste und zweite Einlass.In principle, the first and / or the second pump stage or also further pump stages can preferably be designed as molecular pump stages, in particular turbo-molecular, Holweck or Siegbahn pump stages. In particular, all or individual rotor elements can be designed as turbo-rotor elements or turbo-rotor disks. The pump can basically comprise further pump stages, in particular those that are connected to the common outlet and / or those with rotor elements that are arranged on the common rotor are. The pump can also have further inlets which are assigned to the further pump stages and which are preferably connected to a different chamber than the first and second inlets.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch eine Verwendung einer Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularpumpe, zur Evakuierung wenigstens einer Vakuumkammer, nach Anspruch 15 gelöst. Dabei umfasst die Vakuumpumpe: wenigstens einen ersten und einen zweiten Einlass und einen gemeinsamen Auslass; wenigstens eine erste und eine zweite Pumpstufe, welche jeweils wenigstens ein Rotorelement aufweisen, das auf einem gemeinsamen Rotor angeordnet ist, wobei der erste Einlass mit einem stromaufwärtsseitigen Ende der ersten Pumpstufe und der zweite Einlass mit einem stromaufwärtsseitigen Ende der zweiten Pumpstufe verbunden ist; wobei das stromabwärtsseitige Ende der ersten Pumpstufe mit dem stromaufwärtsseitigen Ende der zweiten Pumpstufe unter Umgehung des zweiten Einlasses verbunden ist. Der erste Einlass und der zweite Einlass sind dabei mit derselben Vakuumkammer verbunden.The object of the invention is also achieved by using a vacuum pump, in particular a turbo-molecular pump, for evacuating at least one vacuum chamber, according to claim 15. The vacuum pump comprises: at least a first and a second inlet and a common outlet; at least one first and one second pumping stage each having at least one rotor element arranged on a common rotor, the first inlet being connected to an upstream end of the first pumping stage and the second inlet being connected to an upstream end of the second pumping stage; wherein the downstream end of the first pumping stage is connected to the upstream end of the second pumping stage bypassing the second inlet. The first inlet and the second inlet are connected to the same vacuum chamber.
Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß einem zweiten, unabhängigen Aspekt auch gelöst durch eine Vakuumpumpe, insbesondere Turbomolekularpumpe, umfassend: wenigstens einen ersten und einen zweiten Einlass und einen gemeinsamen Auslass; wenigstens eine erste und eine zweite Pumpstufe, welche jeweils zumindest ein Rotorelement aufweisen, das auf einem gemeinsamen Rotor angeordnet ist, wobei der erste Einlass mit einem stromaufwärtsseitigen Ende der ersten Pumpstufe und der zweite Einlass mit einem stromaufwärtsseitigen Ende der zweiten Pumpstufe verbunden ist; ein Umlenkmittel zum Verhindern eines Gasstromes vom stromabwärtsseitigen Ende der ersten Pumpstufe hin zu dem zweiten Einlass; und einen Kanal, der das stromabwärtsseitige Ende der ersten Pumpstufe mit einem Ort verbindet, der stromabwärts zumindest eines in Strömungsrichtung ersten Rotorelements der zweiten Pumpstufe gelegen ist; wobei der Kanal zumindest teilweise in der Rotorwelle ausgebildet ist.According to a second, independent aspect, the object of the invention is also achieved by a vacuum pump, in particular a turbo-molecular pump, comprising: at least a first and a second inlet and a common outlet; at least one first and one second pumping stage, each having at least one rotor element arranged on a common rotor, the first inlet being connected to an upstream end of the first pumping stage and the second inlet being connected to an upstream end of the second pumping stage; deflection means for preventing gas flow from the downstream end of the first pumping stage to the second inlet; and a channel connecting the downstream end of the first pumping stage to a location which is located downstream of at least one rotor element of the second pumping stage in the flow direction; wherein the channel is at least partially formed in the rotor shaft.
Besonders vorteilhaft ist ein Vakuumsystem, umfassend eine derartige Vakuumpumpe und wenigstens eine Vakuumkammer, wobei der erste Einlass und der zweite Einlass mit derselben Vakuumkammer verbunden sind. Vorteilhaft ist auch eine entsprechende Verwendung einer solchen Vakuumpumpe.A vacuum system comprising such a vacuum pump and at least one vacuum chamber is particularly advantageous, the first inlet and the second inlet being connected to the same vacuum chamber. A corresponding use of such a vacuum pump is also advantageous.
Es ist besonders günstig, gemäß einer Weiterbildung den Gasstrom nicht am ersten Rotorelement, insbesondere an der ersten Rotorscheibe, der zweiten Pumpstufe, insbesondere Scheibenpaket, einströmen zu lassen, sondern den Gasstrom durch geeignete Öffnungsquerschnitte in der Welle an einer Stelle mit einer höheren Kompression, insbesondere zu einem der zweiten Pumpstufe nachgeordneten, dritten Einlass, insbesondere einem Hochvakuum-Port, einströmen zu lassen.According to a further development, it is particularly advantageous not to let the gas flow flow in at the first rotor element, in particular on the first rotor disk, the second pump stage, in particular disk pack, but rather the gas flow through suitable opening cross-sections in the shaft at a point with a higher compression, in particular to a third inlet downstream of the second pumping stage, in particular a high vacuum port.
Das Gas kann insbesondere wenigstens bis hinter das erste Rotorelement, insbesondere die erste Rotorscheibe, bevorzugt hinter die erste Rotorscheibe und die erste Statorscheibe, geführt werden.The gas can in particular be guided at least as far as behind the first rotor element, in particular the first rotor disk, preferably behind the first rotor disk and the first stator disk.
Insbesondere für den Fall, dass im in der Rotorwelle ausgebildeten Kanal gute Leitwerte verwirklicht werden können, kann das Gas vorteilhafter Weise hinter der zweiten, dritten oder letzten Rotor- und/oder Statorscheibe eingelassen werden.In particular in the event that good conductance values can be achieved in the channel formed in the rotor shaft, the gas can advantageously be admitted behind the second, third or last rotor and / or stator disk.
Der Kanal in der Rotorwelle kann insbesondere als Nut ausgeführt sein. Insbesondere können mehrere Kanäle bzw. Nuten vorgesehen sein. Der oder die Kanäle erstrecken sich insbesondere axial an mindestens der ersten Rotorscheibe vorbei, bevorzugt an allen Rotorscheiben der zweiten Pumpstufe.The channel in the rotor shaft can in particular be designed as a groove. In particular, several channels or grooves can be provided. The channel or channels extend in particular axially past at least the first rotor disk, preferably all of the rotor disks of the second pump stage.
Der Kanal kann beispielsweise auch durch eine Bohrung, insbesondere Hohlbohrung, der Welle gebildet sein. Fertigungstechnisch vorteilhaft und/oder mit weniger Aufwand umsetzbar ist aber insbesondere der Kanal als Ausnehmung an der Oberfläche der Welle, insbesondere wobei sich die Ausnehmung axial entlang der Welle erstreckt.The channel can, for example, also be formed by a bore, in particular a hollow bore, in the shaft. However, in particular the channel as a recess on the is advantageous in terms of production technology and / or can be implemented with less effort Surface of the shaft, in particular wherein the recess extends axially along the shaft.
Es versteht sich, dass die hierin beschriebenen Weiterbildungen und Einzelmerkmale der unterschiedlichen Aspekte vorteilhaft zur Weiterbildung der jeweils anderen Aspekte herangezogen werden können, soweit technisch sinnvoll.It goes without saying that the developments and individual features of the different aspects described herein can advantageously be used to develop the other aspects in each case, as far as technically sensible.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen, jeweils schematisch:
- Fig. 1
- eine perspektivische Ansicht einer Turbomolekularpumpe,
- Fig. 2
- eine Ansicht der Unterseite der Turbomolekularpumpe von
Fig. 1 , - Fig. 3
- einen Querschnitt der Turbomolekularpumpe längs der in
Fig. 2 gezeigten Schnittlinie A-A, - Fig. 4
- eine Querschnittsansicht der Turbomolekularpumpe längs der in
Fig. 2 gezeigten Schnittlinie B-B, - Fig. 5
- eine Querschnittsansicht der Turbomolekularpumpe längs der in
Fig. 2 gezeigten Schnittlinie C-C, - Fig. 6
- ein erfindungsgemäßes Vakuumsystem.
- Fig. 7
- zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Vakuumsystem.
- Fig. 8
- zeigt ein Lenkelement für ein Vakuumsystem.
- Fig. 9
bis 17 - zeigen jeweils eine Ausführungsform einer Vakuumpumpe für ein erfindungsgemäßes Vakuumsystem.
- Fig. 18 und 19
- zeigen Ausführungsformen einer Vakuumpumpe nach dem zweiten Aspekt der Erfindung.
- Fig. 1
- a perspective view of a turbo molecular pump,
- Fig. 2
- a view of the underside of the turbo molecular pump of FIG
Fig. 1 , - Fig. 3
- a cross section of the turbo molecular pump along the in
Fig. 2 shown section line AA, - Fig. 4
- a cross-sectional view of the turbo molecular pump along the line in FIG
Fig. 2 shown section line BB, - Fig. 5
- a cross-sectional view of the turbo molecular pump along the line in FIG
Fig. 2 shown section line CC, - Fig. 6
- a vacuum system according to the invention.
- Fig. 7
- shows a further vacuum system according to the invention.
- Fig. 8
- shows a steering element for a vacuum system.
- Figures 9 to 17
- each show an embodiment of a vacuum pump for a vacuum system according to the invention.
- Figures 18 and 19
- show embodiments of a vacuum pump according to the second aspect of the invention.
Die in
Der Einlassflansch 113 bildet bei der Ausrichtung der Vakuumpumpe gemäß
Am Gehäuse 119 der Turbomolekularpumpe 111 ist ein Fluteinlass 133, insbesondere in Form eines Flutventils, vorgesehen, über den die Vakuumpumpe 111 geflutet werden kann. Im Bereich des Unterteils 121 ist ferner noch ein Sperrgasanschluss 135, der auch als Spülgasanschluss bezeichnet wird, angeordnet, über welchen Spülgas zum Schutz des Elektromotors 125 (siehe z.B.
Die untere Seite 141 der Vakuumpumpe kann als Standfläche dienen, sodass die Vakuumpumpe 111 auf der Unterseite 141 stehend betrieben werden kann. Die Vakuumpumpe 111 kann aber auch über den Einlassflansch 113 an einem Rezipienten befestigt werden und somit gewissermaßen hängend betrieben werden. Außerdem kann die Vakuumpumpe 111 so gestaltet sein, dass sie auch in Betrieb genommen werden kann, wenn sie auf andere Weise ausgerichtet ist als in
An der Unterseite 141, die in
An der Unterseite 141 sind außerdem Befestigungsbohrungen 147 angeordnet, über welche die Pumpe 111 beispielsweise an einer Auflagefläche befestigt werden kann.Fastening bores 147 are also arranged on the
In den
Wie die Schnittdarstellungen der
In dem Gehäuse 119 ist ein Rotor 149 angeordnet, der eine um eine Rotationsachse 151 drehbare Rotorwelle 153 aufweist.A
Die Turbomolekularpumpe 111 umfasst mehrere pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete turbomolekulare Pumpstufen mit mehreren an der Rotorwelle 153 befestigten radialen Rotorscheiben 155 und zwischen den Rotorscheiben 155 angeordneten und in dem Gehäuse 119 festgelegten Statorscheiben 157. Dabei bilden eine Rotorscheibe 155 und eine benachbarte Statorscheibe 157 jeweils eine turbomolekulare Pumpstufe. Die Statorscheiben 157 sind durch Abstandsringe 159 in einem gewünschten axialen Abstand zueinander gehalten.The turbo-
Die Vakuumpumpe umfasst außerdem in radialer Richtung ineinander angeordnete und pumpwirksam miteinander in Serie geschaltete Holweck-Pumpstufen. Der Rotor der Holweck-Pumpstufen umfasst eine an der Rotorwelle 153 angeordnete Rotornabe 161 und zwei an der Rotornabe 161 befestigte und von dieser getragene zylindermantelförmige Holweck-Rotorhülsen 163, 165, die koaxial zur Rotationsachse 151 orientiert und in radialer Richtung ineinander geschachtelt sind. Ferner sind zwei zylindermantelförmige Holweck-Statorhülsen 167, 169 vorgesehen, die ebenfalls koaxial zu der Rotationsachse 151 orientiert und in radialer Richtung gesehen ineinander geschachtelt sind.The vacuum pump also comprises Holweck pump stages which are arranged one inside the other in the radial direction and are connected in series with one another for effective pumping. The rotor of the Holweck pump stages comprises a
Die pumpaktiven Oberflächen der Holweck-Pumpstufen sind durch die Mantelflächen, also durch die radialen Innen- und/oder Außenflächen, der Holweck-Rotorhülsen 163, 165 und der Holweck-Statorhülsen 167, 169 gebildet. Die radiale Innenfläche der äußeren Holweck-Statorhülse 167 liegt der radialen Außenfläche der äußeren Holweck-Rotorhülse 163 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 171 gegenüber und bildet mit dieser die der Turbomolekularpumpen nachfolgende erste Holweck-Pumpstufe. Die radiale Innenfläche der äußeren Holweck-Rotorhülse 163 steht der radialen Außenfläche der inneren Holweck-Statorhülse 169 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 173 gegenüber und bildet mit dieser eine zweite Holweck-Pumpstufe. Die radiale Innenfläche der inneren Holweck-Statorhülse 169 liegt der radialen Außenfläche der inneren Holweck-Rotorhülse 165 unter Ausbildung eines radialen Holweck-Spalts 175 gegenüber und bildet mit dieser die dritte Holweck-Pumpstufe.The active pumping surfaces of the Holweck pump stages are formed by the jacket surfaces, that is to say by the radial inner and / or outer surfaces, of the
Am unteren Ende der Holweck-Rotorhülse 163 kann ein radial verlaufender Kanal vorgesehen sein, über den der radial außenliegende Holweck-Spalt 171 mit dem mittleren Holweck-Spalt 173 verbunden ist. Außerdem kann am oberen Ende der inneren Holweck-Statorhülse 169 ein radial verlaufender Kanal vorgesehen sein, über den der mittlere Holweck-Spalt 173 mit dem radial innenliegenden Holweck-Spalt 175 verbunden ist. Dadurch werden die ineinander geschachtelten Holweck-Pumpstufen in Serie miteinander geschaltet. Am unteren Ende der radial innenliegenden Holweck-Rotorhülse 165 kann ferner ein Verbindungskanal 179 zum Auslass 117 vorgesehen sein.At the lower end of the
Die vorstehend genannten pumpaktiven Oberflächen der Holweck-Statorhülsen 163, 165 weisen jeweils mehrere spiralförmig um die Rotationsachse 151 herum in axialer Richtung verlaufende Holweck-Nuten auf, während die gegenüberliegenden Mantelflächen der Holweck-Rotorhülsen 163, 165 glatt ausgebildet sind und das Gas zum Betrieb der Vakuumpumpe 111 in den Holweck-Nuten vorantreiben.The aforementioned pump-active surfaces of the
Zur drehbaren Lagerung der Rotorwelle 153 sind ein Wälzlager 181 im Bereich des Pumpenauslasses 117 und ein Permanentmagnetlager 183 im Bereich des Pumpeneinlasses 115 vorgesehen.For the rotatable mounting of the
Im Bereich des Wälzlagers 181 ist an der Rotorwelle 153 eine konische Spritzmutter 185 mit einem zu dem Wälzlager 181 hin zunehmenden Außendurchmesser vorgesehen. Die Spritzmutter 185 steht mit mindestens einem Abstreifer eines Betriebsmittelspeichers in gleitendem Kontakt. Der Betriebsmittelspeicher umfasst mehrere aufeinander gestapelte saugfähige Scheiben 187, die mit einem Betriebsmittel für das Wälzlager 181, z.B. mit einem Schmiermittel, getränkt sind.In the area of the
Im Betrieb der Vakuumpumpe 111 wird das Betriebsmittel durch kapillare Wirkung von dem Betriebsmittelspeicher über den Abstreifer auf die rotierende Spritzmutter 185 übertragen und in Folge der Zentrifugalkraft entlang der Spritzmutter 185 in Richtung des größer werdenden Außendurchmessers der Spritzmutter 185 zu dem Wälzlager 181 hin gefördert, wo es z.B. eine schmierende Funktion erfüllt. Das Wälzlager 181 und der Betriebsmittelspeicher sind durch einen wannenförmigen Einsatz 189 und den Lagerdeckel 145 in der Vakuumpumpe eingefasst.During operation of the
Das Permanentmagnetlager 183 umfasst eine rotorseitige Lagerhälfte 191 und eine statorseitige Lagerhälfte 193, welche jeweils einen Ringstapel aus mehreren in axialer Richtung aufeinander gestapelten permanentmagnetischen Ringen 195, 197 umfassen. Die Ringmagnete 195, 197 liegen einander unter Ausbildung eines radialen Lagerspalts 199 gegenüber, wobei die rotorseitigen Ringmagnete 195 radial außen und die statorseitigen Ringmagnete 197 radial innen angeordnet sind. Das in dem Lagerspalt 199 vorhandene magnetische Feld ruft magnetische Abstoßungskräfte zwischen den Ringmagneten 195, 197 hervor, welche eine radiale Lagerung der Rotorwelle 153 bewirken. Die rotorseitigen Ringmagnete 195 sind von einem Trägerabschnitt 201 der Rotorwelle 153 getragen, welcher die Ringmagnete 195 radial außenseitig umgibt. Die statorseitigen Ringmagnete 197 sind von einem statorseitigen Trägerabschnitt 203 getragen, welcher sich durch die Ringmagnete 197 hindurch erstreckt und an radialen Streben 205 des Gehäuses 119 aufgehängt ist. Parallel zu der Rotationsachse 151 sind die rotorseitigen Ringmagnete 195 durch ein mit dem Trägerabschnitt 203 gekoppeltes Deckelelement 207 festgelegt. Die statorseitigen Ringmagnete 197 sind parallel zu der Rotationsachse 151 in der einen Richtung durch einen mit dem Trägerabschnitt 203 verbundenen Befestigungsring 209 sowie einen mit dem Trägerabschnitt 203 verbundenen Befestigungsring 211 festgelegt. Zwischen dem Befestigungsring 211 und den Ringmagneten 197 kann außerdem eine Tellerfeder 213 vorgesehen sein.The permanent
Innerhalb des Magnetlagers ist ein Not- bzw. Fanglager 215 vorgesehen, welches im normalen Betrieb der Vakuumpumpe 111 ohne Berührung leer läuft und erst bei einer übermäßigen radialen Auslenkung des Rotors 149 relativ zu dem Stator in Eingriff gelangt, um einen radialen Anschlag für den Rotor 149 zu bilden, da eine Kollision der rotorseitigen Strukturen mit den statorseitigen Strukturen verhindert wird. Das Fanglager 215 ist als ungeschmiertes Wälzlager ausgebildet und bildet mit dem Rotor 149 und/oder dem Stator einen radialen Spalt, welcher bewirkt, dass das Fanglager 215 im normalen Pumpbetrieb außer Eingriff ist. Die radiale Auslenkung, bei der das Fanglager 215 in Eingriff gelangt, ist groß genug bemessen, sodass das Fanglager 215 im normalen Betrieb der Vakuumpumpe nicht in Eingriff gelangt, und gleichzeitig klein genug, sodass eine Kollision der rotorseitigen Strukturen mit den statorseitigen Strukturen unter allen Umständen verhindert wird.An emergency or
Die Vakuumpumpe 111 umfasst den Elektromotor 125 zum drehenden Antreiben des Rotors 149. Der Anker des Elektromotors 125 ist durch den Rotor 149 gebildet, dessen Rotorwelle 153 sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckt. Auf den sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckenden Abschnitt der Rotorwelle 153 kann radial außenseitig oder eingebettet eine Permanentmagnetanordnung angeordnet sein. Zwischen dem Motorstator 217 und dem sich durch den Motorstator 217 hindurch erstreckenden Abschnitt des Rotors 149 ist ein Zwischenraum 219 angeordnet, welcher einen radialen Motorspalt umfasst, über den sich der Motorstator 217 und die Permanentmagnetanordnung zur Übertragung des Antriebsmoments magnetisch beeinflussen können.The
Der Motorstator 217 ist in dem Gehäuse innerhalb des für den Elektromotor 125 vorgesehenen Motorraums 137 festgelegt. Über den Sperrgasanschluss 135 kann ein Sperrgas, das auch als Spülgas bezeichnet wird, und bei dem es sich beispielsweise um Luft oder um Stickstoff handeln kann, in den Motorraum 137 gelangen. Über das Sperrgas kann der Elektromotor 125 vor Prozessgas, z.B. vor korrosiv wirkenden Anteilen des Prozessgases, geschützt werden. Der Motorraum 137 kann auch über den Pumpenauslass 117 evakuiert werden, d.h. im Motorraum 137 herrscht zumindest annäherungsweise der von der am Pumpenauslass 117 angeschlossenen Vorvakuumpumpe bewirkte Vakuumdruck.The
Zwischen der Rotornabe 161 und einer den Motorraum 137 begrenzenden Wandung 221 kann außerdem eine sog. und an sich bekannte Labyrinthdichtung 223 vorgesehen sein, insbesondere um eine bessere Abdichtung des Motorraums 217 gegenüber den radial außerhalb liegenden Holweck-Pumpstufen zu erreichen.A so-called and known
In den
In
Die Vakuumpumpe 12 weist in diesem Ausführungsbeispiel also vier Einlässe auf. Das über die Einlässe 20, 22, 24, 26 von den Kammern 14, 16, 18 abgepumpte Gas wird durch die Vakuumpumpe 12 zu einem gemeinsamen, nicht dargestellten Auslass gefördert.In this exemplary embodiment, the
Die Vakuumpumpe 12 umfasst mehrere Pumpstufen, nämlich eine erste Pumpstufe 28, eine zweite Pumpstufe 30, eine dritte Pumpstufe 32 und eine vierte Pumpstufe 34. In diesem Beispiel sind die erste, die zweite und die dritte Pumpstufe 28, 30, 32 als turbomolekulare Pumpstufen ausgebildet. Dabei sind Turborotorscheiben 36 durch senkrechte Striche angedeutet. Insbesondere folgt auf jede Turborotorscheibe 36 eine nicht dargestellte Turbostatorscheibe. In diesem Beispiel weisen die Pumpstufen 28, 30 und 32 jeweils drei Sätze von Turborotor- und Turbostatorscheiben auf. Generell können die Turborotor- und Turbostatorscheiben beispielsweise entsprechend denjenigen der Vakuumpumpe der
Die vierte Pumpstufe 34 ist als Holweck-Pumpstufe ausgebildet. Auch sie umfasst ein auf dem gemeinsamen Rotor 38 angeordnetes Rotorelement, nämlich eine Holweck-Rotorhülse, beispielsweise eine solche wie in den
Die Einlässe 20, 22, 24, 26 sind jeweils mit stromaufwärtsseitigen Enden einer zugeordneten Pumpstufe verbunden, wobei alle Pumpstufen 28, 30, 32, 34 von den Einlässen zu einem gemeinsamen, nicht dargestellten Auslass fördern. Der erste Einlass 20 ist mit einem stromaufwärtsseitigen Ende der ersten Pumpstufe 28 verbunden, während der zweite Einlass 22 mit einem stromaufwärtsseitigen Ende der zweiten Pumpstufe 30 verbunden ist. Beide Einlässe 20 und 22 sind mit ein und derselben Vakuumkammer, nämlich der Vakuumkammer 14 verbunden. Anders als zwischen den Einlässen 22 und 24 bzw. 24 und 26 ist zwischen den Einlässen 20 und 22 keine Wand oder ähnliches vorgesehen.The
Die Vakuumkammern 14, 16 und 18 sind gegenüber ihrem jeweiligen Nachbarn durch eine Wand 40 getrennt, wobei jedoch in der Wand 40 eine kleine Blende 42 vorgesehen ist. Durch die kleine Blende 42 kann jeweils eine sehr begrenzte Menge an Gas von einer Kammer höheren Drucks zu einer benachbarten Kammern niedrigeren Drucks strömen. Im vorliegenden Fall ist der Druck in der dritten Vakuumkammer 18 am größten, der Druck in der zweiten Vakuumkammer 16 etwas niedriger und der Druck in der ersten Vakuumkammer 14 am niedrigsten. Folglich strömt durch die Blenden 42 das Gas von der dritten Vakuumkammer 18 in die zweite Vakuumkammer 16 und von dieser in die erste Vakuumkammer 14. In dieser herrscht ein weitgehend homogener Druck.The
Die erste Pumpstufe 28 und die zweite Pumpstufe 30 sind axial benachbart und in Pumprichtung aufeinanderfolgend angeordnet. Zwischen einem stromabwärtsseitigen Ende der ersten Pumpstufe 28 und dem zweiten Einlass 22 ist ein Lenkelement 44 vorgesehen. Dieses ist hier im Wesentlichen als radial ausgerichtete Platte ausgebildet, die mit einem Gehäuse 46 der Pumpe verbunden ist. Das Lenkelement 44 bildet im Wesentlichen eine Abdichtung des stromabwärtsseitigen Endes der ersten Pumpstufe 28 gegenüber dem zweiten Einlass 22 und umgekehrt.The
Das Lenkelement 44 umfasst eine Öffnung 48, durch die sich der gemeinsame Rotor 38 erstreckt. Ein radialer Spalt zwischen dem Rotor 38 und dem Lenkelement 44 muss bestehen bleiben, da der Rotor 38 mit hoher Geschwindigkeit rotiert und gewisse Rotorauslenkungen nicht vermieden werden können. Dennoch ist der radiale Spalt so klein ausgebildet, dass eine Abdichtung weitgehend gewährleistet ist. Im radialen Spalt kann beispielsweise eine pumpaktive Struktur vorgesehen sein, um eine Leckage vom stromabwärtsseitigen Ende der ersten Pumpstufe 28 durch die Öffnung 48 hin zu dem zweiten Einlass 22 noch besser zu vermeiden bzw. zu vermindern.The
Des Weiteren ist ein Kanal 50 vorgesehen, der an das Lenkelement 44 anschließt und das stromabwärtsseitige Ende der ersten Pumpstufe 28 mit einem stromaufwärtsseitigen Ende der zweiten Pumpstufe 30 verbindet, wobei jedoch der Einlass 22 im Wesentlichen umgangen wird. Hierzu führt der Kanal 50 unmittelbar auf eine erste Turborotorscheibe 36 der zweiten Pumpstufe 30. Die Volumenströme vom Einlass 22 und vom Kanal 50 bzw. von der ersten Pumpstufe 28 vereinigen sich somit im Wesentlichen erst in der zweiten Pumpstufe 30.Furthermore, a
Ein weiteres Vakuumsystem 10 ist in
Ähnlich der Ausführungsform der
In
Ein Abschnitt der Kreisfläche des Leitelements 44 ist von dem Kanal 50 eingenommen, der sich im Wesentlichen zylindrisch axial erstreckt. Im vorliegenden Beispiel nimmt der Kanal 50 einen Winkelbereich des kreisförmigen Lenkelements von etwa 120° ein, wobei dieser Winkelbereich in Bezug auf die Rotorachse 32 gegenüberliegend dem zweiten Einlass 22 angeordnet ist. Grundsätzlich kann der Kanal in seinem Querschnitt wie gezeigt beispielsweise als Teilkreis ausgebildet sein.A section of the circular surface of the
In
Die Vakuumpumpe 12 der
Die Vakuumpumpe 12 der
Ein ähnlicher Effekt wird durch die zweite Pumpstufe 30 der in
Eine weitere Besonderheit der Ausführungsform der
Eine weitere optionale Besonderheit der Ausführungsform der
In
In
Die zweite Pumpstufe 30 weist stromaufwärtsseitig eine gestufte Turborotorscheibe 52 auf, wobei hier jedoch anders als in
Die Ausführungsformen der
Die
Der zweite Aspekt wird in den
Die Kanäle 62 sind hier als Mehrzahl von über den Umfang der Rotorwelle verteilt angeordneten Axialnuten ausgebildet. Der Kanal 60 ist als Ringkanal und konzentrisch zur Rotorwelle ausgebildet. Das Lenkelement weist radial innerhalb des Kanals 60 Durchlassöffnungen 64 auf.The
Die
- 111111
- TurbomolekularpumpeTurbo molecular pump
- 113113
- EinlassflanschInlet flange
- 115115
- PumpeneinlassPump inlet
- 117117
- PumpenauslassPump outlet
- 119119
- Gehäusecasing
- 121121
- UnterteilLower part
- 123123
- ElektronikgehäuseElectronics housing
- 125125
- ElektromotorElectric motor
- 127127
- ZubehöranschlussAccessory connection
- 129129
- DatenschnittstelleData interface
- 131131
- StromversorgungsanschlussPower supply connection
- 133133
- FluteinlassFlood inlet
- 135135
- SperrgasanschlussSealing gas connection
- 137137
- MotorraumEngine compartment
- 139139
- KühlmittelanschlussCoolant connection
- 141141
- Unterseitebottom
- 143143
- Schraubescrew
- 145145
- LagerdeckelBearing cap
- 147147
- BefestigungsbohrungMounting hole
- 148148
- KühlmittelleitungCoolant line
- 149149
- Rotorrotor
- 151151
- RotationsachseAxis of rotation
- 153153
- RotorwelleRotor shaft
- 155155
- RotorscheibeRotor disk
- 157157
- StatorscheibeStator disc
- 159159
- AbstandsringSpacer ring
- 161161
- RotornabeRotor hub
- 163163
- Holweck-RotorhülseHolweck rotor sleeve
- 165165
- Holweck-RotorhülseHolweck rotor sleeve
- 167167
- Holweck-StatorhülseHolweck stator sleeve
- 169169
- Holweck-StatorhülseHolweck stator sleeve
- 171171
- Holweck-SpaltHolweck gap
- 173173
- Holweck-SpaltHolweck gap
- 175175
- Holweck-SpaltHolweck gap
- 179179
- VerbindungskanalConnection channel
- 181181
- Wälzlagerroller bearing
- 183183
- PermanentmagnetlagerPermanent magnet bearings
- 185185
- SpritzmutterInjection nut
- 187187
- Scheibedisc
- 189189
- Einsatzmission
- 191191
- rotorseitige Lagerhälftebearing half on the rotor side
- 193193
- statorseitige Lagerhälftestator-side bearing half
- 195195
- RingmagnetRing magnet
- 197197
- RingmagnetRing magnet
- 199199
- LagerspaltBearing gap
- 201201
- TrägerabschnittBeam section
- 203203
- TrägerabschnittBeam section
- 205205
- radiale Streberadial strut
- 207207
- DeckelelementCover element
- 209209
- StützringSupport ring
- 211211
- BefestigungsringFastening ring
- 213213
- TellerfederDisc spring
- 215215
- Not- bzw. FanglagerEmergency or fishing camp
- 217217
- MotorstatorMotor stator
- 219219
- ZwischenraumSpace
- 221221
- WandungWall
- 223223
- LabyrinthdichtungLabyrinth seal
- 1010
- VakuumsystemVacuum system
- 1212th
- VakuumpumpeVacuum pump
- 1414th
- erste Vakuumkammerfirst vacuum chamber
- 1616
- zweite Vakuumkammersecond vacuum chamber
- 1818th
- dritte Vakuumkammerthird vacuum chamber
- 2020th
- erster Einlassfirst admission
- 2222nd
- zweiter Einlasssecond inlet
- 2424
- dritter Einlassthird inlet
- 2626th
- vierter Einlassfourth inlet
- 2828
- erste Pumpstufefirst pumping stage
- 3030th
- zweite Pumpstufesecond pumping stage
- 3232
- dritte Pumpstufethird pumping stage
- 3434
- vierte Pumpstufefourth pumping stage
- 3636
- TurborotorscheibeTurbo rotor disk
- 3838
- Rotorrotor
- 4040
- WandWall
- 4242
- Blendecover
- 4444
- LenkelementSteering element
- 4646
- Gehäusecasing
- 4848
- Öffnungopening
- 5050
- Kanalchannel
- 5151
- PumpraumPumping room
- 5252
- gestufte Turborotorscheibestepped turbo rotor disc
- 5454
- erster Axialabschnittfirst axial section
- 5656
- zweiter Axialabschnittsecond axial section
- 5858
- kleine Turborotorscheibesmall turbo rotor disk
- 6060
- Kanalchannel
- 6262
- Kanalchannel
- 6464
- DurchlassöffnungPassage opening
Claims (15)
- A vacuum system (10) comprising a vacuum pump (12), in particular a turbomolecular pump, and at least one vacuum chamber (14),
wherein the vacuum pump (12) comprises:at least a first and a second inlet (20, 22) and a common outlet; andat least a first and a second pump stage (28, 30), which each have at least one rotor element (36) which is arranged on a common rotor (38), wherein the first inlet (20) is connected to an upstream-side end of the first pump stage (28) and the second inlet (22) is connected to an upstream-side end of the second pump stage (30),wherein the first inlet (20) and the second inlet (22) are connected to the same vacuum chamber (14),characterized in that the downstream-side end of the first pump stage (28) is connected to the upstream-side end of the second pump stage (30) while bypassing the second inlet (22). - A vacuum system (10) in accordance with claim 1,
wherein a steering element (44) is provided for preventing a gas flow from the downstream-side end of the first pump stage (28) toward the second inlet (22). - A vacuum system (10) in accordance with claim 1 or claim 2,
wherein the downstream-side end of the first pump stage (28) is connected to the upstream-side end of the second pump stage (30) by a channel (50). - A vacuum system (10) in accordance with claim 3,
wherein the channel (50) is eccentrically arranged with respect to the rotor (38), wherein in particular the rotor (38) is arranged outside the channel (50). - A vacuum system (10) in accordance with claim 3,
wherein the channel (50) is arranged concentrically with respect to the rotor (38) and/or surrounds the rotor (38). - A vacuum system (10) in accordance with any one of the claims 3 to 5,
wherein the channel (50) is arranged disposed opposite the second inlet (22) with respect to the rotor (38). - A vacuum system (10) in accordance with any one of the claims 3 to 6,
wherein the pump (12) comprises a housing (46) which defines a pump space (51) in which the rotor elements (36) of the pump stages (28, 30) are arranged, wherein the channel (50) is arranged in the pump space (51). - A vacuum system (10) in accordance with any one of the preceding claims,
wherein the second pump stage (30) has a turbo-rotor disk (52) at its upstream-side end, said turbo-rotor disk (52) having a first axial section (54) arranged upstream and a second axial section (56) arranged downstream of the first axial section (54), wherein the rotor disk (52) has a smaller pump-active cross-section in the first axial section (54) than in the second axial section (56), wherein the downstream-side end of the first pump stage (28) is connected to the second axial section (56) while at least regionally bypassing the first axial section (54). - A vacuum system (10) in accordance with any one of the preceding claims,
wherein the second pump stage (30) has at least two turbo-rotor disks (36, 58), wherein a first rotor disk (58) arranged upstream has a smaller pump-active diameter than a second rotor disk (36) arranged downstream of the first rotor disk (58), wherein the downstream-side end of the first pump stage (28) is connected to the second rotor disk (36) while at least regionally bypassing the first rotor disk (58). - A vacuum system (10) in accordance with any one of the preceding claims,
wherein the second pump stage (30) has a larger rotor diameter than the first pump stage (28). - A vacuum system (10) in accordance with any one of the preceding claims,
wherein the first and/or the second inlet (20, 22) is/are a radial inlet and/or an axial inlet. - A vacuum system (10) in accordance with any one of the preceding claims,
wherein the second inlet (22) is an axial inlet and is disposed radially beyond the first pump stage (28). - A vacuum system (10) in accordance with any one of the preceding claims,
wherein a first rotor element (36) and an adjacent second rotor element (36) arranged downstream of the first rotor element (36) are provided in the first and/or second pump stage (28, 30), wherein the second rotor element (36) has a smaller suction capacity than the first rotor element (36), and/or wherein the second rotor element (36) has a larger compression than the first rotor element (36). - A vacuum system (10) in accordance with any one of the preceding claims,
wherein the second pump stage (28) has, at the upstream side, at least two rotor elements (36) having substantially the same suction capacity. - Use of a vacuum pump (12), in particular a turbomolecular pump, for evacuating at least one vacuum chamber (14),
wherein the vacuum pump (12) comprises:at least a first and a second inlet (20, 22) and a common outlet; andat least a first and a second pump stage (28, 30) which each have at least one rotor element (36) which is arranged on a common rotor (38), wherein the first inlet (20) is connected to an upstream-side end of the first pump stage (28) and the second inlet (22) is connected to an upstream-side end of the second pump stage (30),wherein the first inlet (20) and the second inlet (22) are connected to the same vacuum chamber (14),
characterized in that the downstream-side end of the first pump stage (28) is connected to the upstream-side end of the second pump stage (30) while bypassing the second inlet (22).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19186280.4A EP3767109B1 (en) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | Vacuum system |
JP2020080361A JP6998422B2 (en) | 2019-07-15 | 2020-04-30 | Vacuum system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP19186280.4A EP3767109B1 (en) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | Vacuum system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP3767109A1 EP3767109A1 (en) | 2021-01-20 |
EP3767109B1 true EP3767109B1 (en) | 2021-09-08 |
Family
ID=67297045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP19186280.4A Active EP3767109B1 (en) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | Vacuum system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3767109B1 (en) |
JP (1) | JP6998422B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0322889D0 (en) | 2003-09-30 | 2003-10-29 | Boc Group Plc | Vacuum pump |
DE102009011082A1 (en) | 2009-02-28 | 2010-09-02 | Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh | Multi-inlet vacuum pump |
EP3085963B1 (en) | 2015-04-20 | 2019-09-04 | Pfeiffer Vacuum Gmbh | Vacuum pump |
EP3112688B2 (en) * | 2015-07-01 | 2022-05-11 | Pfeiffer Vacuum GmbH | Split flow vacuum pump and vacuum system with a split flow vacuum pump |
-
2019
- 2019-07-15 EP EP19186280.4A patent/EP3767109B1/en active Active
-
2020
- 2020-04-30 JP JP2020080361A patent/JP6998422B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021014849A (en) | 2021-02-12 |
JP6998422B2 (en) | 2022-01-18 |
EP3767109A1 (en) | 2021-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3657021B1 (en) | Vacuum pump | |
EP2295812B1 (en) | Vacuum pump | |
EP2829734A1 (en) | Vacuum pump | |
EP2933497B1 (en) | Vacuum pump | |
EP2039941B1 (en) | Vacuum pump | |
EP3851680B1 (en) | Molecular vacuum pump and method for influencing the suction performance of same | |
DE60319585T2 (en) | VACUUM PUMP | |
EP3767109B1 (en) | Vacuum system | |
DE102015113821B4 (en) | Vacuum pump | |
EP3734078B1 (en) | Turbomolecular pump and method of manufacturing a stator disc for such a pump | |
EP3196471A1 (en) | Monolithic permanent magnet, permanent magnet bearing, vacuum pump and method for producing a monolithic permanent magnet | |
EP3628883B1 (en) | Vacuum pump | |
EP3135932B1 (en) | Vacuum pump and permanent magnet bearing | |
EP3845764B1 (en) | Vacuum pump and vacuum pump system | |
EP3267040B1 (en) | Turbomolecular pump | |
EP4155549B1 (en) | Vacuum pump with improved suction capacity of the holweck pump stage | |
EP3564538B1 (en) | Vacuum system and method for manufacturing the same | |
EP4194700A1 (en) | Vacuum pump with a holweck pump stage with variable holweck geometry | |
EP3926175A1 (en) | Vacuum pump with roller bearing | |
EP4108931B1 (en) | Method for operating a molecular vacuum pump to achieve improved suction capacity | |
EP4293232A1 (en) | Pump | |
EP3907406B1 (en) | Vacuum pump | |
EP3629366B1 (en) | Vacuum system and vacuum pump | |
EP4443007A1 (en) | Turbomolecular pump | |
EP4273405A1 (en) | Vacuum pump with a holweck pumping stage with a varying holweck geometry |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20200806 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
GRAP | Despatch of communication of intention to grant a patent |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED |
|
INTG | Intention to grant announced |
Effective date: 20210226 |
|
GRAS | Grant fee paid |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3 |
|
GRAA | (expected) grant |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: GB Ref legal event code: FG4D Free format text: NOT ENGLISH |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: CH Ref legal event code: EP Ref country code: AT Ref legal event code: REF Ref document number: 1428832 Country of ref document: AT Kind code of ref document: T Effective date: 20210915 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: IE Ref legal event code: FG4D Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R096 Ref document number: 502019002238 Country of ref document: DE |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: LT Ref legal event code: MG9D |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: NL Ref legal event code: MP Effective date: 20210908 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: BG Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20211208 Ref country code: LT Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 Ref country code: NO Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20211208 Ref country code: HR Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 Ref country code: FI Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 Ref country code: ES Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 Ref country code: RS Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 Ref country code: SE Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: LV Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 Ref country code: GR Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20211209 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IS Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20220108 Ref country code: SM Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 Ref country code: SK Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 Ref country code: RO Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 Ref country code: PT Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20220110 Ref country code: PL Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 Ref country code: NL Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 Ref country code: EE Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 Ref country code: AL Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: DE Ref legal event code: R097 Ref document number: 502019002238 Country of ref document: DE |
|
PLBE | No opposition filed within time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DK Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 |
|
26N | No opposition filed |
Effective date: 20220609 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: MC Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: CH Ref legal event code: PL |
|
REG | Reference to a national code |
Ref country code: BE Ref legal event code: MM Effective date: 20220731 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: LU Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20220715 Ref country code: LI Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20220731 Ref country code: FR Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20220731 Ref country code: CH Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20220731 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: BE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20220731 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IE Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20220715 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Payment date: 20230724 Year of fee payment: 5 Ref country code: CZ Payment date: 20230711 Year of fee payment: 5 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: MK Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 Ref country code: CY Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: HU Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO Effective date: 20190715 |
|
PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: MT Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT Effective date: 20210908 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: DE Payment date: 20240926 Year of fee payment: 6 |
|
PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: GB Payment date: 20240725 Year of fee payment: 6 |