JP6133919B2 - 真空ポンプダンパー - Google Patents

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Description

本発明は、レシーバーと真空ポンプの真空気密な接続のための真空ポンプダンパーに関する。更に本発明は、真空ポンプに関し、および真空ポンプ、レシーバーおよびダンパーから成るシステムに関する。
適当なダンパーを有する真空ポンプは基本的に公知である。
特許文献1は、弾性的なダンピングばねを有する真空ポンプ振動ダンパーに関する。このダンピングばねは、真空ポンプのシールリングと、真空装置のシールリングの間に配置されている。振動ダンパーは、更に、非弾性的なシールスリーブをシールリングの半径方向内側に有する。
さらに特許文献2からダンピングの為のアダプターを有する真空ポンプが公知である。ダンピングは、弾性的な部材によっておよびシリンダー形状のベローズによって行われる。
このダンパーにおけるデメリットは、これが複雑に構成されている点にある。よって製造は高コストと結びつく。このダンパーは、比較的障害を起こしやすく、そしてメンテナンスが集約的である。
独国特許出願公開第10 2004 044 775 A1号明細書 欧州特許出願公開第1 270 949 A1号明細書
本発明の課題は、簡単かつ低コストな方法で、真空ポンプとレシーバーの間の、特に振動を分離し、そして同時に電気的に分離し、かつ真空気密な接続を達成することである。
この課題は、独立請求項に記載の各特徴を有する装置によって解決される。
発明に従い、真空ポンプダンパーは、第一および第二のフランジを有し、その際、第一のフランジは真空ポンプと、そして第二のフランジはレシーバーと接続されるか、接続可能であり、特に直接または間接に接続されるか、接続可能である。真空ポンプは、例えばターボポンプである。
「フランジ」の概念は、突出部のみならず、例えば真空ポンプ又はレシーバーの形成された端部部分のようなものも含む。
発明に従い、第一のフランジは、特に真空ポンプの一部を形成することが可能である。第二のフランジもまた、レシーバーの一部を形成することが可能である。フランジは、真空ポンプまたはレシーバーと、特に一体に形成されていることが可能である。
しかし代替として、真空ポンプダンパーがアダプターとして形成されていることもまた可能である。真空ポンプダンパーが、真空ポンプとレシーバーの間の、例えば、振動吸収を行う中間部材、及び/又は電気的絶縁を行う中間部材を形成することが可能である。この為、真空ポンプダンパーは、特に、向き合った側の面に其々一つの従来式の標準フランジを有し、これが其々、真空ポンプ及び/又はレシーバーの従来式の標準フランジと接続されることが可能である。真空ポンプダンパーの標準フランジと真空ポンプ又はレシーバーは、例えば互いにねじ留めされることが可能である。このようにして、従来式の真空ポンプまたはレシーバーもまた、発明に係る真空ポンプダンパーを後付けすることが可能である。
そのようなアダプターは、特に多部品式に形成されていることが可能である。その際、第一のアダプター部材は、第一のフランジおよび、真空ポンプとの接続の為の標準フランジを有していることが可能である。第二のアダプター部材は、第二のフランジ、およびレシーバーとの接続の為の標準フランジを有することが可能である。
例えば第一のフランジが真空ポンプと堅固に接続されており、他方で第二のフランジが単に間接的に、特に標準フランジを介してレシーバーと接続可能であるということも可能である。更に、第二のフランジがレシーバーと堅固に接続されることも可能であり、他方で第一のフランジが単に間接的に、特に標準フランジを介して真空ポンプと接続可能である。
真空ポンプダンパーは、発明に従い、少なくとも一つの分離器官を有する。この分離器官は、直接、第一のフランジと第二のフランジの間のお互いの方を向きあったフランジ面の間に配置されている。
これらフランジは、分離器官無しに、両方のフランジ面が全面で互いに当接し合っているよう形成されていていることもまた可能である。好ましくは、フランジ面は意図した通りの相対配置において少なくとも基本的に平らに形成されている、及び/又は互いに平行に向けられている。
発明に係る真空ポンプダンパーは、少なくとも一つの固定要素を有する。この固定要素によって、第一および第二のフランジが互いに接続されている、または接続可能である。好ましくは、複数、特に少なくとも四つの固定要素が設けられる。これらは、好ましくは均等にフランジの周囲に分配されて配置されている。固定要素によって、特に真空ポンプおよびレシーバーの位置が互いに固定され、そして確実な固定が保証される。
特にここで、固定要素が、真空ポンプとレシーバーの間の位置固定を補償する、つまり側方の相対移動を確実に防止することが出来ることは有利である。よって、分離器官の領域においてフランジ面は、極めて簡単に構成されていることが可能である。というのは側方の相対移動が分離器官によって防止される必要が無いからである。他の言葉でいうと、一方で「分離」そして他方で「側方の保持」という機能が分けられるまたは分配されるのである。
固定要素は、特に、これがクラッシュの場合に発生するモーメントを収容することが可能であるように安定的に形成されている。
固定要素として、例えばねじ、またはボルト等が使用されることが可能である。
固定要素およびフランジは、発明に従い、真空引きされた運転状態において両方のフランジが機械的及び/又は電気的に互いに分離されているよう、真空引きされていない組立状態において、分離器官が真空気密に予負荷を与えられるよう形成されている。
真空引きされていない組立状態においては、真空ポンプ内及び/又はレシーバー内が真空でない。ここで圧力は、特に大気圧に相当する。
組立状態において、真空ポンプとレシーバーは固定要素によって既に互いに接続されている。これは詳しく言うと、分離器官が両方のフランジによって付勢され、そしてそれによって両方のフランジ面の間で変形され、そしてその結果予負荷が与えられるよう行われる。分離器官によって真空ポンプとレシーバーは、よって組立状態において既に少なくとも基本的に真空気密に互いに接続されている。
組立状態において真空ポンプが運転されると、分離器官は大気圧に基づいて更に圧縮される。固定要素とフランジの一方の態様に応じて、既に組立状態で与えられるこれらフランジと固定要素の間の分離が保ち続けられるか、または固定要素がフランジの一方とのみ、特に第二のフランジとのみ接続されることによって、この分離が更なる圧縮によって初めて図られる。特にこのようにして、フランジの間の伝導性の、特に金属的な接触が避けられる。両方のフランジは、非金属の部材、特に分離器官を介してのみ互いに接触している。フランジは、よって互いに分離されている。
発明に係る真空ポンプダンパーによって、簡単かつコスト効率の高い方法で真空ポンプとレシーバーの間の真空気密な接続が可能とされる。更に、真空ポンプとレシーバーの間の分離も簡単な方法で可能である。真空ポンプとレシーバーの間の複雑で多部品式である構造が必要無いことは特に有利である。驚くべきことに、互いの方に向けられた、特に基本的に平坦であるフランジ面の間の一つの分離器官と、同様に比較的簡単に構成された適切な一つの固定部を設けることが十分であることが、示された。この固定部は、すでに組立状態でフランジの間の振動技術的分離及び/又は電気的分離を保証するか、またはこの固定部において、そのような分離が真空引きされた運転状態への移行の際に自動的に現れる。これによって発明に係るダンパーの製造は極めて簡単かつ低コストであり、そして真空気密な接続が極めて簡単かつ確実な方法で実現されることが可能である。
本発明の発展形は、従属請求項、明細書ならびに添付の図面からも見て取れる。
一つの実施形に従い、第一及び/又は第二のフランジのフランジ面は、基本的に平坦な少なくとも一つのリング面のみによって形成されている。フランジ面は、よって特にエッジ部または段を有さない。第一および第二のフランジの互いに向き合った方のフランジ面は、よって、好ましくは互いに平行な方向へ向けられ、そして特に平らな面を形成する。フランジの製造は、これによって特に簡単かつ低コストで可能である。
基本的に任意の断面を有し、特にリング形状の要素として形成された分離器官が、半径方向で内側に向かってフランジ面に向かって相対的に移動することを防止する基本的に任意に形成された手段が、少なくとも一つのフランジ面に設けられることが可能である。そのような手段は、例えばフランジ面の相応する態様によって、独立した追加的な部材を有さず形成されることが可能である。例えば、フランジ面は、一つの隆起部または段を有することが可能である。これは、分離器官の保持的当接の為に使用される。
一つの実施形に従い、ちょうど一つのフランジ面のみがそのような手段を有する。例えば、これは一つの溝または段の形式であり、分離器官の収容及び/又は側方当接のために形成されている。好ましくは、他方のフランジ面が、少なくとも分離器官の領域において平坦に形成されている。フランジ面とこれにともないフランジの製造は、このようにして基本的に簡易化される。というのは、構造における最小限のみがフランジ面に設けられる必要があるからである。
溝は、特に円形または角型に形成されることが可能である。これは例えば長方形シール溝として形成される。代替として溝の断面は、少なくとも部分的に円形セグメントから形成される。よって、比較的低い押圧力においても、大きなシール長さが達成されることが可能である。
特に、溝によってセンタリング効果が図られることが可能である。これによって、フランジの位置又はフランジと接続されるコンポーネントの位置決めが、つまり真空ポンプとレシーバーの位置が、互いに相対的に簡単となる。よって、溝は分離器官を所望の位置に保持し、これによって特に、固定要素が運転状態で当該フランジに対して金属的接触を行うことが防止されることが可能である。
特に、分離器官は、溝の形態に合わせられていることが可能である。よって、分離器官も例えば円形または長方形の断面を有しうる。
別の実施形に従い、固定要素は第一及び/又は第二のフランジのフランジ面に入り込む。
溝の断面も、分離器官の断面も基本的に任意である。
別の実施形に従い、分離器官は機械的な振動の為のダンパーとして、及び/又は電気的な絶縁体として形成されている。真空引きされた運転状態で、これによって振動伝達が全く生じない。真空引きされた運転状態において、真空ポンプおよびレシーバーは、非金属の部材のみを介して、特に分離器官のみを介して互いに接続されているので、真空ポンプおよびレシーバーは互いに機械的に分離され、そして電気的に分離されている。ここで、振動レベルは、真空ポンプダンパーなしの装置と比較して約10のファクター分、改善されることが可能である。騒音発生および共振刺激(独語:Resonanzanregungen)が、明らかに減少されるので、発明に係る真空ポンプダンパーを有する真空ポンプは、例えば質量分析計システムのような、特に、振動面で危機的な適用範囲(500から2000Hzの領域の周波数を有する振動が特に危機的である適用範囲)においても運転されることが可能である。
別の実施形に従い、分離器官は少なくとも一つのエラストマーを有する。弾性的な材料は、例えばゴム材料であることが可能である。好ましくは、分離器官は型要素またはОリングとして形成されている。ここで特に、市販のОリングであることが可能である。これによってコストがセーブされることが可能である。
分離器官は、例えば第一及び/又は第二のフランジのフランジ面の溝内に挿入されることが可能である。分離器官が、第一及び/又は第二のフランジのフランジ面と堅固に接続されていることも可能である。
複数の分離器官も設けられることが可能である。これらは、例えば互いに同軸に配置されている。
真空ポンプダンパーが、例えばいわゆるスピリットフローポンプ(独語:Splitflow−Pumpen)において使用されるとき、複数の分離器官が複数のフランジ面の間に圧入(独語:verpressen)されていることが可能である。
別の一つの実施形に従い、組立状態で固定要素は、一方の、特に第二のフランジと堅固に接続されており、そして他方の、特に第一のフランジは固定要素に対して接続方向に移動可能である。組立状態において、固定要素は、特に固定要素の頭部部分は、よって例えば一方の、特に第一のフランジのためのストッパーとして使用される。真空ポンプが運転させられると、このフランジは周囲圧に基づいて、相対的に固定要素に向かって接続方向へと移動する。具体的な態様に従い、固定要素はその結果、このフランジから分離されるか、または更に間接的にフランジと接触する。その際、このフランジと固定要素の間の分離は行われず、しかしその際、機械的な振動分離又は振動吸収と電気的な分離はいずれにせよ補償される。
つまり一般的に、一つの実施例に従い、真空引きされた運転状態で両方のフランジが固定要素の領域において間接的に互いに接触しており、特に、固定要素と、少なくとも一つの、固定要素とフランジの間に配置された分離要素を介して接触していることが意図され得る。
真空ポンプダンパーは、特にスペーサー要素、特にスペーサースリーブを含むことが可能である。スペーサー要素によって、第一および第二のフランジの間の最小の間隔が固定されることが可能である。
好ましくはスペーサースリーブは、固定要素の頭部部分の下、特にねじ頭部の下に配置されていることが可能である。代替として、スペーサー要素としてフィッティングボルト(独語:Passschraube)が使用されることが可能である。
スペーサー要素に基づいて、固定要素は、所定の位置までのみ、固定方向に移動させられることが可能である。このようにして複数の固定要素が常に一つの均等な予負荷を与えられることが達成される。特に、固定要素によって分離器官へと引き起こされる圧力は常に同一である。
固定要素は、そのようなスペーサー要素の使用によって、特にねじり取り外しのないよう(独語:losdrehsicher)、予負荷を与えられることが可能である。固定要素に対する追加的な安全機構は、これによって省略可能である。
予め定義された間隔によって、振動分離の状況も影響されることが可能である。
別の一つの実施形に従い、固定要素に分離要素、好ましくはエラストマーが設けられている。この分離要素は、固定要素の作用面によって付勢されている。特に、固定要素はОリングまたは型成形部材であることが可能である。ここで作用面は、特に、固定要素の頭部部分の下側面である。
作用面によって、固定要素は、これに割り当てられる分離要素に組立状態で既に予負荷を与えている。真空が発生させられると、一方のフランジは作用面から相対的に固定要素の方へと離れて動かされる。ここで大気圧に基づいて、分離要素の予負荷は減少することが可能である。
代替として、非金属の、特にゴムのねじまたは型部材(独語:Formstuecke)が固定要素として使用されることが可能である。固定要素に対する独立した分離要素は、もはや必要ない。
特に固定要素は分離要素に基づいて、真空引きされていない組立状態においても、真空引きされた運転状態においても、機械的、及び/又は電気的に当該フランジから分離されていることが可能である。
真空引きされた運転状態においては、両方のフランジは、特に分離器官と分離要素(好ましくはエラストマーとして形成されている)のみによって互いに接触している。
別の発展形に従い、分離要素は、特に空所部、ワッシャー及び/又は型成形部材(独語:Formteil)を使って固定要素、特にねじ頭部の頭部部分の下の位置に保持されている。ねじ頭部は、例えば一つの鍔部(独語:Bund)を有していることが可能である。分離要素は、これによってある意味、小室を有する(独語:gekammert)。このようにして、例えば、分離要素への圧力が固定要素より及ぼされたときも、分離要素が常に所定の位置に留まるということが保証される。
別の一つの実施形に従い、固定要素は、特に頭部部分、好ましくはねじ頭部の下に、平坦で無い、特に円すい形の作用面を有する。フランジは、ここでは作用面の為の空所部または沈降部を有することが可能である。特に、作用面と相互作用するフランジの一部が、平坦でない、特に円すい形のカウンター面、対向面、または補償面を有することが可能である。この面の傾斜角度は、ここでは特にお互いに合致していることが可能である。当該フランジが真空ポンプのスタートアップ(始動)の後、相対的に固定要素の方へ接続方向で動かされると、このフランジの固定要素からの分離が行われる。分離は、つまり両方のフランジの互いに近づき合う移動によって運転状態で初めて行われる。固定要素の為の分離要素は、そのようなものが追加的に使用されることが可能だとしても、ここでは必要ない。
本発明は更に発明に係る真空ポンプダンパーの第一のフランジと接続されれている真空ポンプに関する。
真空ポンプは、第一のフランジによって第二のフランジと接続されることが可能である。第二のフランジはここでは直接レシーバーに形成されていることが可能であるが、しかしまた、標準フランジによってレシーバーと接続可能であるアダプター部材に形成されていることも可能である。
本発明は、更に、真空ポンプ、レシーバーおよび発明にしたがい形成されたダンパーを有する真空ポンプを有するシステムに関する。
本発明を以下に、図面を参照しつつ例示的に説明する。
発明に係る真空ポンプダンパーの第一の実施形の側面図 図1の断面Aの拡大図 発明に係る真空ポンプダンパーの第二の実施形の部分断面図
図1には、発明に係る真空ポンプダンパーの断面図が表されている。これは、真空ポンプ10をレシーバー(または真空チャンバー、独語:Rezipient)12と接続する。レシーバー12は、真空引きされるべき容器である。真空ポンプ10もレシーバー12も其々内部室14,14’と壁部16,16’を有している。
真空ポンプ10およびレシーバー12の内部室14,14’は、一つのチャネル18を介して互いに接続されている。
真空ポンプ10の上側の端部には、第一のフランジ20が配置されている。レシーバー12は、その下側に、第二のフランジ22を有している。
フランジ20,22は、それぞれ突き出し、突出した領域も、壁部16,16’の端面も含んでいる。
第一のフランジ20と第二のフランジ22は、其々一つのフランジ面24,24’を有する。その際、フランジ面24,24’は、意図した通りの相対配置でお互いの方に向けられている。フランジ面24,24’は、平坦かつ互いに平行に向けられている。フランジ面24,24’の間には、直接、長方形の断面を有する一つのOリング26が設けられている。これが一つの分離器官を形成する。
第一のフランジ20と第二のフランジ22は、ねじ28として形成された複数の固定要素によって互いに接続されている。
図1のねじ28を有する部分Aの拡大図が図2に表されている。ねじ28はねじ頭部30を有している。ねじ頭部30の下には、ワッシャー33が配置されている。
ねじ28は第二のフランジ22とねじ留めされている。ねじ頭部30の下には、ねじ頭部30と第二のフランジ22の間の固定的な間隔を定めるために、スペーサースリーブ36が設けられている。
第一のフランジ20から、ねじ28は機械的かつ電気的に分離されている。この目的の為、ねじ頭部30の下、またはワッシャー33の下には、別のOリング34が設けられている。これが、ねじ28の為の分離要素として使用される。この分離要素34は、第一のフランジ20の空所部35内に配置されており、そしてワッシャー33を使って所望の位置に保持されている。
ねじ頭部30またはワッシャー33の下には、作用面(またはドライブ面、独語:Treibflaeche)38が形成されている。この作用面が0リング34を付勢する。
Oリング26を常に所望の位置に保持するために、第一のフランジ20のフランジ面24は、長方形断面形状を有する溝40を有している。代替的態様を図3が示す。ここでは第二のフランジ22のフランジ面24’が、一つの段44を設けられている。この段が、ここでもまた長方形断面形状を有するOリング26を側方から保持し、そしてOリング26が半径方向内側に向かって移動するのを防止している。他のフランジ面24’(図2)または24(図3)が同様に形成される。
中心軸46に対して垂直方向のフランジ20,22の側方相対移動が、(図3では図示されていない)ねじ27によって防止される。Oリング26はそのような保持機能を有さない。
真空引きされていない組立状態においては、ねじ28は第二のフランジ22にねじ固定されている。その際、Oリング26,34が生じる圧力によって予負荷を与えられる(独語:vorgespannt)。ねじ28は、スペーサースリーブ36が作用するまで締め付けられる。フランジ20,22の間のスペーサースリーブ36によって定められる最小間隔と、スペーサースリーブ36によって与えられる予負荷(すき間を塞ぐOリング26の予負荷)は、この結果、組立状態で既に達成される。
Oリング34とOリング26はよって常に所定の予め定められた基準で押さえ付けられる、または予負荷を与えられる。
真空ポンプが運転させられると、第一のフランジ20は、第二のフランジ22の方へ接続方向Vの方向へと動かされる。ここでねじ28は当所の位置に留まる。周囲圧によってOリング26は更に押さえ付けられる。Оリング34はこれに反して緩和することができる。真空引きされる運転状態では、第一のフランジ20と第二のフランジ22は、その結果Oリング26,34のみを介して互いに接続され、これによって互いに接触し、そしてその結果互いに完全には分離されない。
ねじ28を介する金属的な接続が存在していないので、両方のフランジ20,22は互いに電気的に分離されている。更に、振動の伝達は少なくとも大幅に防止される。
発明に従い、簡単、低コストかつ信頼性のある方法で、真空ポンプとレシーバーの間の機械的及び/又は電気的分離が可能となる。
10 真空ポンプ
12 レシーバー
14,14’ 内部室
16,16’ 壁部
18 チャネル
20 第一のフランジ
22 第二のフランジ
24,24’ フランジ面
26 Оリング、分離器官
28 ねじ、固定要素
30 ねじ頭部
32 軸
33 ワッツシャー
34 Оリング、分離要素
35 空所部
36 スペーサースリーブ
38 作用面
40 溝
42 対向面
44 段
46 中心軸
V 接続方向

Claims (11)

  1. 真空ポンプ(10)のレシーバー(12)との真空気密な接続の為の真空ポンプダンパーであって、第一および第二のフランジ(20,22)を有し、第一のフランジ(20)が真空ポンプ(10)と、第二のフランジ(22)がレシーバー(12)と接続されているか、または接続可能であり、少なくとも一つの分離器官(26)を有し、この分離器官(26)が、第一および第二のフランジ(20,22)のお互いの方を向きあったフランジ面(24,24’)の間に直接配置されており、および、少なくとも一つの固定要素(28)を有し、この固定要素によって、第一および第二のフランジ(20,22)が互いに接続され、または接続可能であり、固定要素(28)およびフランジ(20,22)が、真空引きされている運転状態において両方のフランジ(20,22)が機械的及び/又は電気的に互いに分離されているよう、真空引きされていない組立状態において、分離器官(26)が真空気密であるよう予負荷を与えられるために形成されており、真空引きされた状態で両方のフランジ(20,22)が固定要素(28)の領域において、固定要素(28)および、固定要素(28)の長手方向で見て固定要素(28)と第一のフランジ(20)の間に配置された少なくとも一つの分離要素(34)を介して間接接触していることを特徴とする真空ポンプダンパー。
  2. 第一及び/又は第二のフランジ(20,22)のフランジ面(24,24’)が、少なくとも基本的に平坦であるリング面によってのみ形成されていることを特徴とする請求項1に記載の真空ポンプダンパー。
  3. ちょうど一のみのフランジ面(24,24’)が、一つの溝(40)または段(44)を有しており、これが、分離器官(26)の収容及び/又は側方当接のために形成されており、他方のフランジ面(24’、24)が、少なくとも分離器官(26)の領域において平坦に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の真空ポンプダンパー。
  4. 固定要素(28)が、第一及び/又は第二のフランジ(20,22)のフランジ面(24,24’)に入り込んでいることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の真空ポンプダンパー。
  5. 分離器官(26)が、機械的振動の為のダンパーとして、及び/又は電気的な絶縁体として形成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の真空ポンプダンパー。
  6. 分離器官(26)が、少なくとも一つのエラストマーを有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の真空ポンプダンパー。
  7. 組立状態において固定要素(28)が一方のフランジ(22)と堅固に接続されており、他方のフランジ(20)が固定要素(28)に対して接続方向(V)に移動可能であることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の真空ポンプダンパー。
  8. 固定要素(28)に、一つの分離要素(34)が設けられており、この分離要素が、固定要素(28)の作用面(38)によって付勢されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の真空ポンプダンパー。
  9. 分離要素(34)が、空所部(35)、及び/又はワッシャー(33)を介して、固定要素の頭部部分の下の位置に保持されていることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の真空ポンプダンパー。
  10. 請求項1から9のいずれか一項に記載の真空ポンプダンパーの第一のフランジ(20)と接続されていることを特徴とする真空ポンプ(10)。
  11. 真空ポンプ(10)、レシーバー(12)、および、請求項1から9のいずれか一項に記載のダンパーを有することを特徴とするシステム。
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