WO2001011242A1 - Statorring für eine turbomolekularvakuumpumpe - Google Patents

Statorring für eine turbomolekularvakuumpumpe Download PDF

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WO2001011242A1
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vacuum pump
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turbomolecular vacuum
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Dietmar Bonn
Rainer Hölzer
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Leybold Vakuum Gmbh
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542—Bladed diffusers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/64—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps
    • F04D29/644—Mounting; Assembling; Disassembling of axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps

Definitions

  • the invention relates to a stator ring for a turbomolecular vacuum pump with an outer spacer ring and with stator blades.
  • turbomolecular vacuum pumps is similar to the construction of turbines. Rotor blade rows and stator blade rows alternate with each other.
  • turbomolecular pump is installed in such a way that a stator blade ring and a rotor blade ring are placed alternately one above the other. Spacer rings between the respective rings ensure that the interlocking blades do not touch each other.
  • stator blade rings must be divided in order to be able to assemble the system consisting of interlocking rows of stator and rotor blades.
  • the stator rings usually consist of two stator half rings which are centered at a distance from one another by the spacer rings.
  • a stator constructed in this way for a turbomolecular vacuum pump is known from EU-A-478882.
  • a disadvantage of the prior art is the relatively high number of components of the stator package, which has an influence on the manufacturing costs and on the assembly costs.
  • the present invention has for its object to reduce the manufacturing and assembly costs for the stator of a turbomolecular vacuum pump.
  • this object is achieved in that the spacer ring and the stator blades of a row of stator blades are formed in one piece.
  • the invention also has another significant advantage which relates to the heat-conducting properties.
  • the number of outer contact surfaces is also reduced compared to the prior art. This significantly improves the dissipation of the heat absorbed by the blades into the stator.
  • the stator ring also expediently has an inner ring integrated with the blades. This results in an extremely stable system that can be manufactured in a simple manner, for example by milling.
  • FIGS. 1 and 2 a stator half ring according to the invention, intended for the suction side of a turbomolecular pump, and
  • FIGS. 3 and 4 a stator half ring according to the invention, intended for the pressure side of a turbomolecular vacuum pump.
  • stator half ring is designated 1, the stator blades 2, an outer half ring 3 and an inner half ring 4. All components are made in one piece.
  • stator half ring 1 shown allows the assembly of a turbomolecular vacuum pump with a one-piece rotor. If the rotor also includes separate rotor blade rings, undivided stator blade rings 1 can be used.
  • half rings are shown as exemplary embodiments. The claims are to be understood so that a stator ring according to the invention can be a divided as well as an undivided stator ring.
  • the outer ring 3 - seen in the axial direction - has a height that also allows it to take over the function of a spacer ring.
  • the inner ring must find space between the rows of rotor blades, not shown. Its axial height is correspondingly smaller.
  • Blade configurations of this type are used in the inlet area of a turbomolecular vacuum pump.
  • the angle of attack and the blade spacing are relatively small.
  • the blades partially overlap each other. Blade configurations of this type are used in the outlet area of a turbomolecular vacuum pump.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Statorring (1) für eine Turbomolekularvakuumpumpe mit einem äusseren Distanzring (3) und mit Statorschaufeln (2); um den Herstell- und Montageaufwand zu reduzieren, wird vorgeschlagen, dass der Distanzring (3) und die Statorschaufeln (2) einstückig ausgebildet sind.

Description

Statorring für eine Turbomolekularvakuumpumpe
Die Erfindung bezieht sich auf einen Statorring für eine Turbomolekularvakuumpumpe mit einem äusseren Distanzring und mit Statorschaufeln.
Der Aufbau von Turbomolekularvakuumpumpen ähnelt dem Aufbau von Turbinen. Rotorschaufelreihen und Statorschaufelreihen wechseln einander ab.
Es ist bekannt, den Stator und den Rotor einer Turbomo- iekularvakuumpumpe mit jeweils separat montierbaren Stator- und Rotorschaufelringen auszurüsten. In diesem Fall erfolgt die Montage der Turbomolekularpumpe in der Weise, dass abwechselnd ein Statorschaufelring und ein Rotorschaufelring übereinander gelegt werden. Distanzringe zwischen den jeweiligen Ringen sorgen dafür, dass die ineinandergreifenden Schaufeln einander nicht berühren.
Inzwischen setzt es sich immer mehr durch, dass der Rotor mit seinen Schaufeln einstückig ausgebildet ist. In diesem Fall müssen die Statorschaufelringe geteilt sein, um das aus ineinander greifenden Stator- und Rotorschaufelreihen bestehende System montieren zu können. Üblicherweise bestehen die Statorringe aus zwei Statorhalbringen, die von den Distanzringen auf Abstand gehalten zentriert werden. Aus der EU-A-478882 ist ein in dieser Weise aufgebauter Stator für eine Turbomolekularvakuumpumpe bekannt.
Nachteilig am Stand der Technik ist die relativ hohe Zahl der Bauteile des Statorpaketes, welche Einfluss auf die Herstellkosten und auf die Montagekosten hat.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Herstell- und Montageaufwand für den Stator einer Turbomolekularvakuumpumpe zu reduzieren.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Distanzring und die Statorschaufeln einer Statorschaufelreihe einstückig ausgebildet sind.
Neben der Reduzierung der herzustellenden und zu montierenden Teile ist mit der Erfindung ein weiterer, wesentlicher Vorteil verbunden, der die Wärmeleiteigenschaften betrifft. Bei einem Statorschaufelring mit integriertem äusseren Distanzring ist im Verbleich zum Stand der Technik auch die Anzahl der äusseren Kontaktflächen reduziert. Dadurch wird die Ableitung der von den Schaufeln aufgenommenen Wärme in den Stator erheblich verbessert. Zweckmässig weist der Statorring ausser dem äusseren, integrierten Distanzring auch einen inneren mit den Schaufeln integrierten Ring auf. Dadurch ergibt sich ein äussert stabiles System, das z.B. durch Fräsen in einfacher Weise hergestellt werden kann.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen
Figuren 1 und 2 einen Statorhalbring nach der Erfindung, bestimmt für die Saugseite einer Turbomolekularpumpe, sowie
Figuren 3 und 4 einen Statorhalbring nach der Erfindung, bestimmt für die Druckseite einer Turbo- molekularvakummpumpe .
In allen Figuren sind der Statorhalbring mit 1, die Statorschaufeln mit 2, ein äusserer Halbring mit 3 und ein innerer Halbring mit 4 bezeichnet. Sämtliche Bestandteile sind einstückig ausgebildet.
Die dargestellten Statorhalbring 1 erlauben die Montage einer Turbomolekularvakuumpumpe mit einem einstückigen Rotor. Umfasst auch der Rotor separate Rotorschaufelringe, können ungeteilte Statorschaufelringe 1 eingesetzt werden. In den Zeichnungen sind als Ausführungsbeispiele Halbringe dargestellt. Die Patentansprüche sollen so verstanden werden, dass es sich bei einem Statorring nach der Erfindung sowohl um einen geteilten als auch um einen ungeteilten Statorring handeln kann. Der äussere Ring 3 hat - in axialer Richtung gesehen - eine Höhe, die es erlaubt, auch die Funktion eines Distanzringes zu übernehmen. Der Innenring muss zwischen den nicht dargestellten Rotorschaufelreihen Platz finden. Seine axiale Höhe ist entsprechend kleiner.
Abstand und Anstellwinkel der Schaufe_ln 2 des Statorhalbringes 1 nach den Figuren 1 und 2 sind relativ gross. Schaufelkonfigurationen dieser Art werden im Eintrittsbereich einer Turbomolekularvakuumpumpe eingesetzt.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 und 4 sind der Anstellwinkel und der Schaufelabstand relativ klein. Die Schaufeln überlappen einander zum Teil. Schaufelkonfigurationen dieser Art werden im Austrittsbereich einer Turbomolekularvakuumpumpe eingesetzt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Statorring (1) für eine Turbomolekularvakuumpumpe mit einem äusseren Distanzring (3) und mit Statorschaufeln (2), dadurch gekennzeichnet, dass der Distanzring (3) und die Statorschaufeln (2) einstückig ausgebildet sind.
2. Statorring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schaufeln (2) zwischen dem äusseren Ring (3) und einem inneren Ring (4) erstrek- ken, welcher ebenfalls integrierter Bestandteil des Statorringes (1) ist.
3. Statorring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er durch Fräsen hergestellt ist.
PCT/EP2000/006389 1999-08-07 2000-07-06 Statorring für eine turbomolekularvakuumpumpe WO2001011242A1 (de)

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