FR2550829A1 - VERTICAL TURBO-MOLECULAR PUMP - Google Patents

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Abstract

SUR LA PARTIE INFERIEURE DU SOCLE 2 DE LA POMPE, EST PREVUE UNE OUVERTURE QUI MET EN COMMUNICATION L'INTERIEUR DU SOCLE 3 AVEC L'EXTERIEUR ET QUI PERMET DE MONTER DEUX POMPES DE CE TYPE EN SERIE. INDUSTRIE DES POMPES.ON THE LOWER PART OF BASE 2 OF THE PUMP, AN OPENING IS PROVIDED THAT PUT THE INSIDE OF BASE 3 IN COMMUNICATION WITH THE EXTERIOR AND WHICH ALLOWS TWO PUMPS OF THIS TYPE TO BE MOUNTED IN SERIES. PUMP INDUSTRY.

Description

i Pompe turbo-moléculaire verticale La présente invention est relative àVertical turbo-molecular pump The present invention relates to

une pompe turbo moléculaire verticale, et en particulier à une pompe turbo-moléculaire de type vertical, ayant une structure qui permet un montage en série avec une autre pompe turbo-moléculaire ou avec une autre installation  a vertical turbo molecular pump, and in particular a turbo-molecular pump of vertical type, having a structure which allows a series connection with another turbo-molecular pump or with another installation

à vide.empty.

Les pompes turbo-moléculaires conviennent particulièrement pour des systèmes tels que des disposi10 tifs d'évaporation, des accélérateurs de particules et des microscopes électroniques,qui exigent un vide poussé ou un vide ultra poussé,qui ont tendance à être endommagés par la pollution provoquée par les vapeurs  Turbomolecular pumps are particularly suitable for systems such as evaporation devices, particle accelerators and electron microscopes, which require a high vacuum or ultra-high vacuum, which tend to be damaged by pollution caused by the vapors

d'hydrocarbures et qui doivent avoir de grandes 15 vitesses de refoulement.  of hydrocarbons and which must have high discharge rates.

Comme représenté à la figure 1, ce type de pompe est formé fondamentalement d'une enveloppe de rotor, dont le côté supérieur est relié par une bride au côté inférieur d'une chambre à vide 1 et un socle 3 s'adapte 20 hermétiquement et d'une pièce à la partie inférieure de l'enveloppe 2 du rotor Plusieurs étages de stators (non représentés) sont prévus sur la partie intérieure périphérique de l'enveloppe 2 du rotor et un rotor muni de plusieurs aubes de rotor disposées de manière 25 à venir en alternance avec les stators, est monté à rotation dans l'enveloppe 2 du rotor Le socle du rotor est supporté dans le socle 3 et un conduit de refoulement 4 et un élément de connexion 5 relié à un moteur entrainant le rotor, sont prévus d'une  As shown in FIG. 1, this type of pump is basically formed of a rotor casing, whose upper side is connected by a flange to the underside of a vacuum chamber 1 and a base 3 fits tightly and in one piece at the lower part of the rotor casing 2 Several stator stages (not shown) are provided on the peripheral inner part of the rotor casing 2 and a rotor provided with a plurality of rotor blades arranged alternating with the stators, is rotatably mounted in the casing 2 of the rotor The base of the rotor is supported in the base 3 and a discharge duct 4 and a connection element 5 connected to a motor driving the rotor, are provided for

pièce d'un côté du socle 3.piece on one side of the base 3.

En utilisation normale, le côté de la pompe turbo-moléculaire verticale ainsi construite o se trouve le conduit de refoulement 4, est relié à une pompe rotative à vide, étanche à l'huile ou  In normal use, the side of the vertical turbo-molecular pump thus constructed o is the discharge pipe 4, is connected to a rotary pump vacuum, oil-tight or

à une installation semblable,par un conduit d'aspira10 tion pour ménager un refoulement auxiliaire.  at a similar installation, by a suction pipe to provide an auxiliary discharge.

Dans cette pompe turbo-moléculaire verticale,  In this vertical turbo-molecular pump,

on peut empêcher la diffusion de l'huile à partir de la pompe auxiliaire et on peut obtenir un vide ultrapoussé en reliant l'un à l'autre deux étages de telles 15 pompesturbo-moléculairesverticales.  the diffusion of the oil from the auxiliary pump can be prevented and an ultrapossed vacuum can be obtained by connecting two stages of such vertical pompesturbo-molecules to one another.

Maisdans des pompes turbo-moléculaires verticlassiques, les éléments de refoulement sont conçus seulement du point de vue de cette liaison avec une pompe auxiliaire,bien que l'ouverture du côté aspira20 tion pour la liaison du côté aspiration de la pompe turbo-moléculaire à la chambre à vide ait une grande surface En conséquence, quand on relie l'une à l'autre  But in vertical-classical turbo-molecular pumps, the discharge elements are designed only from the point of view of this connection with an auxiliary pump, although the opening of the suction side for the connection of the suction side of the turbo-molecular pump to the Vacuum chamber has a large surface As a result, when we connect to each other

des pompes turbomoléculaires telles que décrites cidessus, on ne peut les relier que par le conduit de 25 refoulement 4 comme représenté à la figure 1.  turbomolecular pumps as described above, they can be connected only through the discharge pipe 4 as shown in Figure 1.

Plus particulièrement, un coude 6 est fixé au conduit de refoulement 4 et l'autre extrémité du coude 6 est reliée au côté ouvert de l'autre pompe turbomoléculaire Comme une telle liaison n'assure pas une 30 rigidité suffisante pour supporter la pompe turbomoléculaire inférieure, on a proposé des moyenstels qu'une console 7 formant support,pour en supporter  More particularly, one elbow 6 is attached to the discharge duct 4 and the other end of the elbow 6 is connected to the open side of the other turbomolecular pump. Such a connection does not provide sufficient rigidity to support the lower turbomolecular pump. , it has been proposed means that a console 7 forming a support, to support

le poids.the weight.

Mais le diamètre du conduit de refoulement 4 35 n'est pas suffisamment grand,en particulier quand on relie l'une à l'autre deux pompes turbomoléculaires verticales En d'autres termes, la possibilité de passage d'un gaz par le conduit de refoulement 4 est réduite et ainsi le gaz qui a passé dans la pompe turbo-moléculaire formant le premier étage rencontre une grande résistance dans la section du passage avant d'atteindre la pompe turbo-moléculaire formant le second étage Ceci signifie que le rendement de celleci est très bas eten outre, le support de la pompe 10 turbo-moléculaire formant le second étage devient instable Des vibrations et autres se propagent facilement dans une structure dans laquelle on utilise  But the diameter of the discharge pipe 4 is not large enough, especially when two vertical turbomolecular pumps are connected to each other. In other words, the possibility of a gas passing through the 4 is reduced and thus the gas which has passed into the turbo-molecular pump forming the first stage encounters a great resistance in the section of the passage before reaching the turbo-molecular pump forming the second stage. is very low and furthermore, the support of the turbo-molecular pump forming the second stage becomes unstable. Vibrations and the like propagate easily in a structure in which one uses

un tel système de liaison, ce qui tend à endommager l'équipementitel qu'un microscope électronique notam15 ment, qui y est très sensible.  such a linking system, which tends to damage the equipment that an electron microscope in particular, which is very sensitive.

L'invention vise un dispositif destiné à permettre l'empilement direct de pompes turbo-moléculaires ou d'une pompe et d'une autre installation à vide,  The invention relates to a device intended to allow the direct stacking of turbo-molecular pumps or a pump and another vacuum installation,

en vue de résoudre ces problèmes.to solve these problems.

Le dispositif suivant l'invention est caractérisé en ce qu'une ouverture, qui met l'intérieur du socle en communication avec l'extérieur et qui mène à un passage pour le gaz aspiré, est ménagée sur le côté inférieur du socle, et une partie de liaison destinée à relier le socle à un couvercle ou à une autre installation à videtavec interposition d'un élément d'étanchéité,est formée sur le côté extérieur inférieur  The device according to the invention is characterized in that an opening, which puts the inside of the base in communication with the outside and which leads to a passage for the sucked gas, is formed on the lower side of the base, and a connecting part for connecting the base to a cover or other vacuum installation with interposition of a sealing member is formed on the lower outer side

autour du bord périphérique de l'ouverture.  around the peripheral edge of the opening.

Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre 30 d'exemple: la figure 1 illustre comment deux étages de pompes turbo-moléculaires verticales classiques sont reliées ensemble; la figure 2 est une vue en coupe longitudinale 35 de la pompe turbo-moléculaire verticale suivant l'invention; la figure 3 est une vue suivant la flèche AA de la figure 2 et, les figures 4 (A) e 4 ()illustrent des exemples 5 de la liaison de pompes turbo-moléculaires suivant l'invention. Aux figures 2 et 3,une enveloppe 2 de rotor est munie d'un élément cylindrique creux 2 a, d'un élément formant bride 2 b,qui ménage une liaison à bride 10 avec une chambre à vide prévue d'un seul tenant sur le sommet de l'élément creux cylindrique 2 a et qui met en communication une ouverture 2 b de cet élément avec la chambre à vide,et d'un élément formant bride 2 c disposé en-dessous de l'élément cylindrique creux 15 2 a et relié hermétiquement à la périphérie supérieure du bord supérieur du socle 3 Plusieurs étages de  In the accompanying drawings, given by way of example only: FIG. 1 illustrates how two stages of conventional vertical turbo-molecular pumps are connected together; Figure 2 is a longitudinal sectional view of the vertical turbo-molecular pump according to the invention; FIG. 3 is a view along the arrow AA in FIG. 2 and FIG. 4 (A) and 4 () illustrate examples of the connection of turbo-molecular pumps according to the invention. In FIGS. 2 and 3, a rotor casing 2 is provided with a hollow cylindrical member 2a, with a flange member 2b, which provides a flanged connection 10 with a vacuum chamber provided in one piece on the top of the cylindrical hollow element 2a and which communicates an opening 2b of this element with the vacuum chamber, and a flange member 2c disposed below the hollow cylindrical member 2a. and sealed to the upper periphery of the upper edge of the pedestal 3 Several stages of

stators 10 sont fixés à la partie périphérique intérieure de l'élément cylindrique creux 2 a.  stators 10 are attached to the inner peripheral portion of the hollow cylindrical member 2a.

Un carter de rotor 20 est disposé dans l'enve20 loppe de rotor et dans le socle 3,plusieurs étages de disques de rotors 22 étant ménagés à la périphérie d'un arbre rotorique 21 faisant saillie du côté supérieur du carter 20 et des aubes de rotor 23;prévues sur le pourtour extérieur de chacun de ces disques, sont disposées de manière à alterner avec les stators 10. Un moteur d'entraînement, relié à un dispositif de liaison 5, et un mécanisme pour commander ce moteur  A rotor housing 20 is disposed in the rotor housing and in the base 3, with several stages of rotor disks 22 being provided at the periphery of a rotor shaft 21 projecting from the upper side of the housing 20 and the blades of the rotor. rotor 23, provided on the outer periphery of each of these disks, are arranged alternately with the stators 10. A drive motor, connected to a connecting device 5, and a mechanism for controlling this motor

(non représentésaux figures) sont également logés 30 dans le carter du rotor 20.  (not shown in the figures) are also housed in the housing of the rotor 20.

Une partie formant bride 24,ménagée à la partie inférieure du carter de rotor 20,est fixée au bord  A flange portion 24 formed in the lower portion of the rotor housing 20 is attached to the edge

supérieur du socle 3 par des boulons 22 a.  upper base 3 by bolts 22 a.

Quatre ouvertures 31 sont ménagées concentrique35 ment dans la surface inférieure du socle 3 et en font  Four openings 31 are arranged concentrically in the lower surface of the base 3 and make it

communiquer l'intérieur avec l'extérieur.  communicate the interior with the outside.

La surface totaledsouverture 531 est bien plus grande que la surface de l'ouverture du conduit de refoulement 4 et,en outre, les ouvertures sont ménagées le long de la ligne droite de passage du gaz,de sorte que le gaz passe facilement dans ces ouvertures. Plusieurs trous taraudés 34 de montage sont ménagés sur le bord périphérique du fond du socle 3 et un couvercle 36 est fixé à la surface inférieure du socle 3,avec interposition d'un élément d'étanchéité 35,et un boulon 37 est introduit dans chaque trou taraudé 34 pour fixer solidement le couvercle 36 à  The total area of the opening 531 is much larger than the area of the opening of the discharge duct 4 and, furthermore, the openings are provided along the straight line of passage of the gas, so that the gas passes easily through these openings. . Several threaded mounting holes 34 are provided on the peripheral edge of the bottom of the base 3 and a cover 36 is fixed to the lower surface of the base 3, with the interposition of a sealing element 35, and a bolt 37 is introduced into each threaded hole 34 to secure the lid 36 securely to

la surface inférieure du socle 3 et rendre hermétiquement étanche l'intérieur du socle 3-.  the bottom surface of the base 3 and seal tightly the interior of the base 3.

On décrira maintenant l'utilisation de la pompe turbo-moléculaire suivant l'invention En utilisation normale, la pompe est en l'état représenté à la figure 2, un vide normal étant obtenu en reliant le conduit  The use of the turbo-molecular pump according to the invention will now be described. In normal use, the pump is in the state shown in FIG. 2, a normal vacuum being obtained by connecting the conduit.

de refoulement 4 à une pompe à vide rotative, étanche 20 à l'huile.  4 to a rotary vacuum pump, oil-tight.

Quand les deux étages des pompes turbo-moléculaires sont reliés, on peut utiliser une disposition telle que représentée à la figure 4 (A),suivant laquelle le côté d'aspiration supérieur de la pompe turbo-molé25 culaire formant le premier étage est relié à la chambre à vide 1 et une jauge de vide 40 est reliée au conduit de refoulement 4 de cette pompe L'une des extrémités d'un élément cylindrique creux 41 de liaison est reliée, à la place du couvercle 36,à la surface inférieure du socle 3, de sorte que les deux pompes peuvent être  When the two stages of the turbo-molecular pumps are connected, it is possible to use an arrangement as shown in FIG. 4 (A), according to which the upper suction side of the turbo-molar pump forming the first stage is connected to the vacuum chamber 1 and a vacuum gauge 40 is connected to the discharge pipe 4 of this pump. One of the ends of a hollow cylindrical element 41 for connection is connected, in place of the lid 36, to the lower surface of the pedestal 3, so that both pumps can be

empilées,avec interposition de l'élément 41.  stacked, with the interposition of the element 41.

Il est également possible;dans ce mode de réalisation, de prévoir une vanne papillon ou une vanne semblable dans l'élément cylindrique creux 41 pour  It is also possible in this embodiment to provide a butterfly valve or similar valve in the hollow cylindrical member 41 for

fermer le passage du gaz quand les pompes turbo-molécu-  close the gas passage when turbo-molecular pumps

laires sont arrêtées.are arrested.

La figure 4 (B)représente un autre mode de réalisation,dans lequel les trous taraudés de montageiménagés dans le socle de l'une des pompes turbomolécu5 laires,sont adaptés à la forme et aux trous de montage de l'élément formant bride 2 b de l'autre enveloppe de rotor Dans ce mode de réalisation, on peut empiler deux pompes turbo-moléculaires ou plusieurs pompes  FIG. 4 (B) shows another embodiment in which the threaded mounting holes provided in the base of one of the turbomolar pumps are adapted to the shape and mounting holes of the flange member 2b. the other rotor casing In this embodiment, two turbo-molecular pumps or several pumps can be stacked

turbo-moléculaires directement, sans les éléments 10 cylindriques creux mentionnés ci-dessus.  turbo-molecular directly, without the hollow cylindrical elements mentioned above.

Dans ces deux modes de réalisation, on a envisagé le cas o l'on empile des pompes turbo-moléculaires Il faut noter que l'on peut relier n'importe quelle autre pompe auxiliaire,telle qu'une pompe à diffusion d'huile par exemple,à la surface inférieure d'une telle pompe turbo- moléculaire On peut fixer directement n'importe quelle autre installation à vide à l'ouverture ménagée sur la surface inférieure du socle 3 et le conduit de refoulement 4,qui est utilisé 20 d'une manière classique,peut supporter une jauge à  In these two embodiments, it has been envisaged the case where turbo-molecular pumps are stacked. It should be noted that any other auxiliary pump, such as an oil diffusion pump, can be connected by For example, at the bottom surface of such a turbo-molecular pump, any other empty vacuum system can be attached directly to the opening on the bottom surface of the base 3 and the delivery line 4, which is used in the same manner. 'a classic way, can support a gauge to

vide ou peut être obturé hermétiquement.  empty or can be sealed.

Dans la pompe turbo-moléculaire verticale suivant l'invention, telle que décrite ci-dessus, on peut faire en sorte que la surface d'une ouverture ménagée 25 dans le socle soit plus grande que dans une pompe classique reliée à une pompe à vide auxiliaire par le conduit de refoulement qui en fait saillie sur le côté En conséquence, la facilité de passage est plus grande que dans le cas o l'on utilise,comme 30 structure de liaison, le conduit de refoulement, la résistance au passage du gaz est diminuée, les canalisations de liaison de ce passage sont beaucoup simplifiées; la rigidité et autres qualitésdes pompes, une fois qu'elles sont reliées,est grande et on est 35 sûr d'une liaison solide En outre, on peut associer  In the vertical turbo-molecular pump according to the invention, as described above, it is possible to make the surface of an opening in the base larger than in a conventional pump connected to a vacuum pump. As a result, the ease of passage is greater than in the case where the connecting pipe is used for the discharge pipe, the resistance to the passage of the gas. is diminished, the connecting pipes of this passage are much simplified; The rigidity and other qualities of the pumps, once they are connected, are great and one is sure of a solid bond.

des pompes en unités suivant le degré de vide souhaité.  pumps in units according to the degree of vacuum desired.

La présente invention fournit donc une structure qui convient pour obtenir un degré de vide bien plus poussé qu'une installation classique.  The present invention therefore provides a structure which is suitable for obtaining a much higher degree of vacuum than a conventional installation.

Claims (1)

REVENDICATIONCLAIM Pompe turbo-moléculaire verticale comprenant une enveloppe ( 2) de rotor, munie de plusieurs stators ( 10) fixés en étages sur sa partie périphérique inté5 rieure et une ouverture supérieure ( 2 d) communiquant avec son côté d'aspiration, un rotor>qui est monté tournant dans l'enveloppe ( 2) et qui est muni à sa périphérie de plusieurs aubes ( 23) de rotor disposées alternativement entre les stators ( 10) adjacents 4 et un socle 10 ( 3),qui est adapté hermétiquement et d'une pièce à la surface intérieure de l'enveloppe ( 2),qui supporte une partie formant socle du rotor et qui est muni, d'un côté,d'un conduit de refoulement ( 4) pour refouler le gaz aspiré par la rotation du rotor, caractérisée en 15 ce qu'une ouverture ( 31),qui met l'intérieur du socle ( 3) en communication avec l'extérieur de celui-ci et qui mène à un passage pour le gaz aspiré, est ménagée sur le côté inférieur du socle ( 3), et une partie de liaison destinée à relier le socle à un couvercle ( 36) à une autre 20 installation à vide ( 1);avec interposition d'un élément  Vertical turbo-molecular pump comprising a rotor casing (2) provided with a plurality of stators (10) fixed in stages on its inner peripheral part and an upper opening (2 d) communicating with its suction side, a rotor> which is rotatably mounted in the casing (2) and is provided at its periphery with a plurality of rotor blades (23) arranged alternately between the adjacent stators (10) 4 and a base (3), which is hermetically adapted and a piece on the inner surface of the casing (2), which supports a base portion of the rotor and which is provided on one side with a delivery duct (4) for discharging the sucked gas by the rotation of the rotor, characterized in that an opening (31), which places the inside of the base (3) in communication with the outside thereof and which leads to a passage for the aspirated gas, is provided on the side base (3), and a connecting portion for connecting the base to a lid (36) to another vacuum plant (1) with the interposition of an element d'étanchéité ( 35),est formée sur le côté extérieur inférieur autour du bord périphérique de l'ouverture ( 31).  sealing member (35) is formed on the lower outer side around the peripheral edge of the opening (31).
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