WO2010057834A1 - Turbomolecular pump - Google Patents

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WO2010057834A1
WO2010057834A1 PCT/EP2009/065141 EP2009065141W WO2010057834A1 WO 2010057834 A1 WO2010057834 A1 WO 2010057834A1 EP 2009065141 W EP2009065141 W EP 2009065141W WO 2010057834 A1 WO2010057834 A1 WO 2010057834A1
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WO
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stator
energy
housing
pump housing
rotor
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/065141
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German (de)
French (fr)
Inventor
Heinrich Engländer
Stefan HAß
Michael Richter
Ishan Roth
Original Assignee
Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh
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Filing date
Publication date
Application filed by Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh filed Critical Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh
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Priority to EP09751922A priority patent/EP2347134A1/en
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    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/008—Stop safety or alarm devices, e.g. stop-and-go control; Disposition of check-valves
    • 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
    • F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps

Definitions

  • the invention relates to a turbomolecular pump having a rotor element arranged in a pump housing, which is surrounded by a stator element.
  • Turbomolecular pumps have a rotor element connected to a rotor shaft.
  • the rotor shaft is mounted on one side and the rotor element mounted according to a bell on the free shaft end.
  • the rotor element has substantially radially extending wing disks with rotor blades.
  • Stator disks of the stator element are arranged between the rotor disks.
  • the stator disks are fixed by means of stator rings which completely surround the rotor element.
  • the stator rings are held stationary in the pump housing.
  • Turbomolecular pumps operate at operating speeds of tens of thousands of revolutions per minute. In operation, therefore, the kinetic energy of the rotor is very high. This leads to considerable destructive forces in the case of a rotor crash or rotor burst.
  • the object of the invention is to increase in particular fast-rotating turbomolecular pumps in the event of destruction safety, in particular to avoid damaging the housing.
  • the turbomolecular pump according to the invention has in a pump housing a rotor element which is surrounded by a stator element. Between the stator and the pump housing, a gap is provided. Within the gap, an energy absorbing element is provided for absorbing energy in the event of damage. In the case of destruction, as with a rotor burst, the kinetic energy of the rotor element is first transferred to the stator element. Since the stator is not firmly connected to the housing but only a connection via the energy-absorbing element, the energy is at least not completely transferred to the pump housing. Rather, at least a portion of the kinetic energy is absorbed in the arranged between the stator and the pump housing energy absorbing element.
  • turbomolecular pumps in which the stator is firmly connected to the pump housing.
  • the gap between the stator and the pump housing is only partially filled by the energy-absorbing element. This has the advantage that in the free spaces a deformation of the absorption element and the stator is possible.
  • the energy-absorbing element is at least partially web-shaped.
  • the web preferably extends from the stator element, in particular the outside of the stator element, to the pump housing, in particular the inside of the pump housing. It is particularly preferred in this case that the web is helically formed in particular for improving the mountability when pushing the housing over the stator rings.
  • the intermediate space between the stator element and the pump housing preferably extends over the entire length of the stator element.
  • the helically shaped web also extends over the entire axial length of the gap in the axial direction.
  • each stator ring is effective with all threads of the helical element. The more screw webs are available, the better is the centering effect.
  • annular web elements per one stator preferably two web elements is provided.
  • the energy absorption element according to the invention which is provided in the intermediate space, has a friction surface in a particularly preferred embodiment. This is preferably on the inside of the pump housing, wherein the absorption element is preferably fixedly connected to the stator in this embodiment. It is also possible that the friction surface bears against an outer surface of the stator element, wherein the energy absorption element is then preferably firmly connected to the inside of the pump housing. Furthermore, it is also possible that the energy-absorbing element is firmly connected neither to the stator nor to the pump housing, so that two friction surfaces, between the absorption element and the inside of the pump housing and between the absorption element and the outside of the stator are formed. As a result, the energy absorption, which takes place in particular due to the friction, can be increased. Further absorption of energy occurs by deformation of the energy absorbing element.
  • the intermediate space is only partially filled with an energy-absorbing element.
  • the stator element is held in a preferred embodiment by a holding element in the pump housing.
  • the retaining element is preferably formed elastically, wherein a biasing force is applied to the stator by the retaining element.
  • the elastic deformability of the holding element formed in particular as an O-ring means that energy is also removed by the deformation of the holding element.
  • the preferably low bias through the O-ring also allows rotation of the stator with respect to the housing.
  • Fig. 1 shows a schematic sectional view of the part of a
  • Fig. 2 shows a schematic sectional view of a second
  • Embodiment of the part of a turbomolecular pump in which the rotor element is arranged Embodiment of the part of a turbomolecular pump in which the rotor element is arranged.
  • the turbomolecular pump has a rotor shaft 10 driven via an electric motor, not shown.
  • the rotor shaft is mounted on the end, not shown, so that a rotor element 12 attached to the cantilevered end of the shaft and fixedly connected via a connected to the end face of the rotor shaft 10 screw 14 with the rotor shaft 10.
  • the rotor element 12 is bell-shaped and has a plurality of radially extending, individual rotor blades having rotor disks 16.
  • the rotor element 12 is arranged in a pump housing 18, wherein the rotor element 12 sucks the gas to be pumped through an inlet opening 20 of the pump housing in the direction of an arrow 22 and transported in Fig. 1 down.
  • stator element 24 surrounding the rotor element 12 is arranged.
  • the stator element 24 has a plurality of stator disks 26 each arranged between the rotor disks 16.
  • each stator 26 is connected to a radially outside of the rotor disks 16, this annularly surrounding stator ring 28 is connected.
  • the turbomolecular pump is fixed via a flange 30 connected to the housing 18.
  • the stator element 24 is fixedly connected to the housing 18. This has the consequence that in a burst of the rotor 12 almost all occurring forces and moments must be introduced into the housing and discharged through the flange. This is not possible at high speeds, so that the housing is damaged and possibly parts of the pump are thrown due to the high kinetic energy through the room.
  • the stator element 24 is not fixedly connected to the housing 18. Rather, between the stator 24, in particular the outer sides 32 of the individual stator 28 and the housing 18 and an inner side 34, a gap 36 is formed.
  • the inner side 34 of the housing forms a substantially cylindrical space, within which the stator element 24 is arranged.
  • the retaining element 40 is an elastic retaining element, wherein in the illustrated embodiment an O-ring is provided as the retaining element 40. In the radial direction, a projection 42 is provided for fixing the position on the housing 18.
  • the stator rings are preferably centered only over the housing.
  • annular rib 44 per stator ring 28 is provided as the energy absorption element.
  • the webs 44 are integrally formed with the stator 28 in the illustrated embodiment or fixedly connected thereto. On the inside 34 of the housing, the webs 44 are present, so that the webs 44 have a friction surface 46.
  • the stator 24 In normal operation, the stator 24 is stationary and does not move relative to the housing 18. In case of damage, as in a burst of the rotor element 12, takes a take away the stator 24. A rotation of the stator 24 is possible because the stator 24 according to the invention not fixed the housing 18 is connected.
  • the energy absorption elements 44 arranged in the intermediate space 36 Due to the energy absorption elements 44 arranged in the intermediate space 36, there is an internal absorption of at least a major part of the energy. Such damage to the housing 18, the items are blasted off of the housing 18 or exit from the housing is thus avoided.
  • the principle is also reversible by the webs 44 are part of the housing 18 and fix the stator radially.
  • the second embodiment ( Figure 2) is identical to the first embodiment except for the energy absorbing elements.
  • the corresponding components are therefore designated by the same reference numerals.
  • the energy absorbing element disposed in the gap 36 is formed as a helical ridge 48. In particular, it is a helical energy element extending over the entire length of the stator element 24, ie over the entire interspace 36.
  • the helical energy absorbing element may also be fixedly connected to the inner surface of the housing (as shown).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

A turbomolecular pump comprises a rotor element (12) disposed in a pump housing (18). The rotor element (12) is surrounded by a stator element (24). An intermediate chamber (36) is provided between the stator element (24) and the pump housing (18). An energy absorption element (44) is disposed in the intermediate chamber (36) for the purposes of absorbing energy in case of a bursting of the rotor element (12).

Description

Turbomolekularpumpe Turbo molecular pump
Die Erfindung betrifft eine Turbomolekularpumpe mit einem in einem Pumpengehäuse angeordneten Rotorelement, das von einem Statorelement umgeben ist.The invention relates to a turbomolecular pump having a rotor element arranged in a pump housing, which is surrounded by a stator element.
Turbomolekularpumpen weisen ein mit einer Rotorwelle verbundenes Rotorelement auf. Üblicherweise ist die Rotorwelle einseitig gelagert und das Rotorelement entsprechend einer Glocke auf das freie Wellenende montiert. Das Rotorelement weist im Wesentlichen radial verlaufende Flügelscheiben mit Rotorflügeln auf. Zwischen den Rotorscheiben sind Statorscheiben des Statorelements angeordnet. Die Statorscheiben sind über Statorringe, die das Rotorelement vollständig umgeben, fixiert. Die Statorringe sind in dem Pumpengehäuse ortsfest gehalten. Turbomolekularpumpen werden mit Betriebs-Drehzahlen von mehreren Zehntausend U/min betrieben. Im Betrieb ist daher die kinetische Energie des Rotors sehr hoch. Dies führt im Fall eines Rotor-Crash bzw. Rotor-Burst zu erheblichen Zerstörungskräften. Die auftretenden Kräfte werden über die Statorelemente auf das Pumpengehäuse übertragen. Dies kann zu Zerstörungen des Pumpengehäuses führen, wobei ggf. Teile des Pumpengehäuses von der Pumpe weg geschleudert werden. Dies birgt eine erhebliche Verletzungsgefahr in sich. Um im Zerstörungsfall zumindest einen Teil der kinetischen Rotorenergie aufzunehmen bzw. zu vernichten ist es bekannt, besondere Flanschverbindungen vorzusehen. Die Flanschverbindungen weisen besonders ausgestaltete Verbindungslöcher auf, um im Zerstörungsfall ein Verdrehen der Turbomolekularpumpe zu ermöglichen. Hierdurch wird ein Teil der kinetischen Energie durch die im Flansch und in den Flanschschrauben auftretende Verformung im Wesentlichen in Verformungsenergie umgewandelt. Unterschiedliche Flanschverbindungen sind beispielsweise in EP 1 413 761 beschrieben.Turbomolecular pumps have a rotor element connected to a rotor shaft. Usually, the rotor shaft is mounted on one side and the rotor element mounted according to a bell on the free shaft end. The rotor element has substantially radially extending wing disks with rotor blades. Stator disks of the stator element are arranged between the rotor disks. The stator disks are fixed by means of stator rings which completely surround the rotor element. The stator rings are held stationary in the pump housing. Turbomolecular pumps operate at operating speeds of tens of thousands of revolutions per minute. In operation, therefore, the kinetic energy of the rotor is very high. This leads to considerable destructive forces in the case of a rotor crash or rotor burst. The occurring forces are transmitted to the pump housing via the stator elements. This can lead to destruction of the pump housing, possibly parts of the pump housing are thrown away from the pump. This involves a considerable risk of injury in itself. In order to absorb or destroy at least part of the kinetic rotor energy in the event of destruction, it is known to provide special flange connections. The flange connections have specially designed connecting holes, in order to allow twisting of the turbomolecular pump in the event of destruction. As a result, part of the kinetic energy is essentially converted into deformation energy by the deformation occurring in the flange and in the flange bolts. Different flange connections are described for example in EP 1 413 761.
Ein schlagartiges Verdrehen der Pumpe birgt jedoch das Risiko in sich, dass einzelne Bauteile, die außen am Gehäuse vorgesehen sind, wie beispielsweise Ventile oder Zuführleitungen, abreißen. Aufgrund des erheblichen Energieeintrags können diese von der Pumpe weg geschleudert werden und stellen somit ein großes Verletzungsrisiko dar.However, a sudden rotation of the pump entails the risk that individual components that are provided on the outside of the housing, such as valves or supply lines, tear off. Due to the considerable energy input, these can be thrown away from the pump and thus represent a great risk of injury.
Ferner ist es aus EP 1 030 062 bekannt, die Statorringe des Statorelements in einem Abstand zu der Innenseite des Pumpengehäuses anzuordnen, so dass zwischen dem Statorelement und dem Pumpengehäuse ein Zwischenraum entsteht. Das Statorelement ist ferner über Kugellager in dem Pumpengehäuse drehbar gelagert. Im Zerstörungsfall werden daher die vom Rotorelement erzeugten Kräfte und Momente zwar weiterhin auf das Statorelement, nicht jedoch oder zumindest nur zu einem geringeren Teil auf das Pumpengehäuse übertragen. Durch diese Anordnung soll im Zerstörungsfall eine Art Auslaufen des zerstörten Rotorelements zusammen mit dem Statorelement erfolgen. Ferner ist zur Energie-Absorption ein Deformieren des Statorelements möglich. Ein Auslaufen des Rotorelements zusammen mit dem Statorelement ist jedoch nur möglich, wenn im Zerstörungsfall die Kugellager nicht zerstört werden. Dies kann jedoch insbesondere aufgrund der äußerst kurzfristigen starken Beschleunigung des Statorelements und den hierdurch auftretenden, sehr hohen Kräften in den Kugellagern nicht sicher vermieden werden. Sobald ein Zerstören oder Beschädigen der Kugellager erfolgt, wird die Energie über die Kugellager wiederum in das Pumpengehäuse übertragen, so dass wiederum ein Zerstören des Pumpengehäuses mit den vorstehend beschriebenen Risiken auftreten kann.Furthermore, it is known from EP 1 030 062 to arrange the stator rings of the stator element at a distance to the inside of the pump housing, so that a gap is created between the stator element and the pump housing. The stator is also rotatably supported by ball bearings in the pump housing. In the case of destruction, therefore, the forces and moments generated by the rotor element are still transmitted to the stator, but not or at least only to a lesser extent to the pump housing. By this arrangement, a kind of leakage of the destroyed rotor element should take place together with the stator in the event of destruction. Furthermore, deformation of the stator element is possible for energy absorption. However, leakage of the rotor element together with the stator element is only possible if the ball bearings are not destroyed in the event of destruction. However, this can not be reliably avoided, in particular due to the extremely short-term strong acceleration of the stator element and the resulting very high forces in the ball bearings. As soon as a destruction or damage of the ball bearing takes place, the energy over the In turn ball bearings transferred into the pump housing, so that in turn can destroy the pump housing with the risks described above.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei insbesondere schnell drehenden Turbomolekularpumpen im Zerstörungsfall die Sicherheit zu erhöhen, insbesondere ein Beschädigen des Gehäuses zu vermeiden.The object of the invention is to increase in particular fast-rotating turbomolecular pumps in the event of destruction safety, in particular to avoid damaging the housing.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1.The object is achieved according to the invention by the features of claim 1.
Die erfindungsgemäße Turbomolekularpumpe weist in einem Pumpengehäuse ein Rotorelement auf, das von einem Statorelement umgeben ist. Zwischen dem Statorelement und dem Pumpengehäuse ist ein Zwischenraum vorgesehen. Innerhalb des Zwischenraums ist ein Energie-Absorptionselement zur Absorption von Energie im Zerstörungs- bzw. Schadensfall vorgesehen. Im Zerstörungsfall, wie bei einem Rotor-Burst, wird die kinetische Energie des Rotorelements zunächst auf das Statorelement übertragen. Da das Statorelement nicht fest mit dem Gehäuse verbunden ist sondern lediglich eine Verbindung über das Energie-Absorptionselement erfolgt, wird die Energie zumindest nicht vollständig auf das Pumpengehäuse übertragen. Vielmehr wird zumindest ein Teil der kinetischen Energie in dem zwischen dem Statorelement und dem Pumpengehäuse angeordneten Energie- Absorptionselement absorbiert. Die Kräfte und Momente, die von dem Pumpengehäuse aufgenommen werden müssen, sind somit zunächst erheblich geringer als bei Turbomolekularpumpen, bei denen das Statorelement fest mit dem Pumpengehäuse verbunden ist. Die Gefahr eines erheblichen Beschädigens des Pumpengehäuses, insbesondere eines derartigen Zerstören des Pumpengehäuses, dass Teile des Gehäuses des Rotorelements oder des Statorelements weggeschleudert werden und Bedienpersonal gefährden, ist somit erheblich reduziert, insbesondere ausgeschlossen. Vorzugsweise ist der Zwischenraum zwischen Statorelement und Pumpengehäuse von dem Energie-Absorptionselement nur teilweise ausgefüllt. Dies hat den Vorteil, dass in den freien Räumen eine Deformation des Absorptionselements sowie des Statorelements möglich ist.The turbomolecular pump according to the invention has in a pump housing a rotor element which is surrounded by a stator element. Between the stator and the pump housing, a gap is provided. Within the gap, an energy absorbing element is provided for absorbing energy in the event of damage. In the case of destruction, as with a rotor burst, the kinetic energy of the rotor element is first transferred to the stator element. Since the stator is not firmly connected to the housing but only a connection via the energy-absorbing element, the energy is at least not completely transferred to the pump housing. Rather, at least a portion of the kinetic energy is absorbed in the arranged between the stator and the pump housing energy absorbing element. The forces and moments that must be absorbed by the pump housing are therefore initially significantly lower than turbomolecular pumps, in which the stator is firmly connected to the pump housing. The risk of considerable damage to the pump housing, in particular destruction of the pump housing such that parts of the housing of the rotor element or of the stator element are thrown away and jeopardize operating personnel, is thus considerably reduced, in particular excluded. Preferably, the gap between the stator and the pump housing is only partially filled by the energy-absorbing element. This has the advantage that in the free spaces a deformation of the absorption element and the stator is possible.
Besonders bevorzugt ist es, dass das Energie-Absorptionselement zumindest teilweise stegförmig ausgebildet ist. Hierbei erstreckt sich der Steg vorzugsweise vom Statorelement, insbesondere der Außenseite des Statorelements, zu dem Pumpengehäuse, insbesondere der Innenseite des Pumpengehäuses. Besonders bevorzugt ist es hierbei, dass der Steg insbesondere zur Verbesserung der Montierbarkeit beim Schieben des Gehäuses über die Statorringe schraubenlinienförmig ausgebildet ist.It is particularly preferred that the energy-absorbing element is at least partially web-shaped. In this case, the web preferably extends from the stator element, in particular the outside of the stator element, to the pump housing, in particular the inside of the pump housing. It is particularly preferred in this case that the web is helically formed in particular for improving the mountability when pushing the housing over the stator rings.
Der Zwischenraum zwischen dem Statorelement und dem Pumpengehäuse erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Statorelements. Vorzugsweise erstreckt sich der schraubenlinienförmig ausgebildete Steg ebenfalls über die in axialer Richtung gesamte Länge des Zwischenraums. Hierbei ist bei einem Statorelement, das mehrere Statorringe aufweist, jeder Statorring mit allen Gewindegängen des schraubenlinienförmigen Elements wirksam. Je mehr Schraubenstege vorhanden sind deste besser ist die Zentrierwirkung. Beim Vorsehen von beispielsweise ringförmigen Stegelementen ist je Statorring ein, vorzugsweise zwei Stegelemente vorgesehen.The intermediate space between the stator element and the pump housing preferably extends over the entire length of the stator element. Preferably, the helically shaped web also extends over the entire axial length of the gap in the axial direction. Here, in a stator element having a plurality of stator rings, each stator ring is effective with all threads of the helical element. The more screw webs are available, the better is the centering effect. When providing, for example, annular web elements per one stator, preferably two web elements is provided.
Das erfindungsgemäße, in dem Zwischenraum vorgesehene Energie- Absorptionselement weist in besonders bevorzugter Ausführungsform eine Reibfläche auf. Diese liegt vorzugsweise an der Innenseite des Pumpengehäuses an, wobei das Absorptionselement bei dieser Ausführungsform vorzugsweise fest mit dem Statorelement verbunden ist. Ebenso ist es möglich, dass die Reibfläche an einer Außenfläche des Statorelements anliegt, wobei das Energie-Absorptionselement sodann vorzugsweise fest mit der Innenseite des Pumpengehäuses verbunden ist. Ferner ist es auch möglich, dass das Energie-Absorptionselement weder mit dem Statorelement noch mit dem Pumpengehäuse fest verbunden ist, so dass zwei Reibflächen, zwischen dem Absorptionselement und der Innenseite des Pumpengehäuses sowie zwischen dem Absorptionselement und der Außenseite des Statorelements, ausgebildet sind. Hierdurch kann die Energie-Absorption, die insbesondere aufgrund der Reibung erfolgt, erhöht werden. Eine weitere Absorption von Energie erfolgt durch Deformation des Energie- Absorptionselements.The energy absorption element according to the invention, which is provided in the intermediate space, has a friction surface in a particularly preferred embodiment. This is preferably on the inside of the pump housing, wherein the absorption element is preferably fixedly connected to the stator in this embodiment. It is also possible that the friction surface bears against an outer surface of the stator element, wherein the energy absorption element is then preferably firmly connected to the inside of the pump housing. Furthermore, it is also possible that the energy-absorbing element is firmly connected neither to the stator nor to the pump housing, so that two friction surfaces, between the absorption element and the inside of the pump housing and between the absorption element and the outside of the stator are formed. As a result, the energy absorption, which takes place in particular due to the friction, can be increased. Further absorption of energy occurs by deformation of the energy absorbing element.
Besonders vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Turbomolekularpumpe ist, dass der Zwischenraum nur teilweise mit einem Energie-Absorptionselement gefüllt ist. Hierdurch ist eine Deformation der Statorelemente, insbesondere der Statorringe, möglich, ohne hierdurch ein hohes Drehmoment in das Gehäuse einzuleiten und die Flanschverbindung unzulässig stark zu belasten.Particularly advantageous in the turbomolecular pump according to the invention is that the intermediate space is only partially filled with an energy-absorbing element. As a result, a deformation of the stator, in particular of the stator, possible without thereby induce a high torque in the housing and the flange loaded unduly high.
Das Statorelement ist in bevorzugter Ausführungsform durch ein Halteelement in dem Pumpengehäuse gehalten. Hierbei ist das Halteelement vorzugsweise elastisch ausgebildet, wobei eine Vorspannkraft auf das Statorelement durch das Halteelement aufgebracht ist. Die elastische Verformbarkeit des insbesondere als O-Ring ausgebildeten Halteelements führt dazu, dass auch durch die Verformung des Halteelements ein Energieabbau erfolgt. Die vorzugsweise geringe Vorspannung durch den O-Ring erlaubt auch ein Verdrehen des Statorpaketes gegenüber dem Gehäuse.The stator element is held in a preferred embodiment by a holding element in the pump housing. In this case, the retaining element is preferably formed elastically, wherein a biasing force is applied to the stator by the retaining element. The elastic deformability of the holding element formed in particular as an O-ring means that energy is also removed by the deformation of the holding element. The preferably low bias through the O-ring also allows rotation of the stator with respect to the housing.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht des Teils einerFig. 1 shows a schematic sectional view of the part of a
Turbomolekularpumpe, in dem das Rotorelement angeordnet ist, und Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer zweitenTurbomolekularpumpe in which the rotor element is arranged, and Fig. 2 shows a schematic sectional view of a second
Ausführungsform des Teils einer Turbomolekularpumpe, in dem das Rotorelement angeordnet ist.Embodiment of the part of a turbomolecular pump in which the rotor element is arranged.
Die Turbomolekularpumpe weist eine über einen nicht dargestellten Elektromotor angetriebene Rotorwelle 10 auf. Die Rotorwelle ist an dem nicht dargestellten Ende gelagert, so dass auf das frei auskragende Ende der Welle ein Rotorelement 12 aufgesteckt und über eine mit der Stirnseite der Rotorwelle 10 verbundene Schraube 14 mit der Rotorwelle 10 fest verbunden werden kann. Das Rotorelement 12 ist glockenförmig ausgebildet und weist mehrere radial verlaufene, einzelne Rotorflügel aufweisende Rotorscheiben 16 auf. Das Rotorelement 12 ist in einem Pumpengehäuse 18 angeordnet, wobei das Rotorelement 12 das zu pumpende Gas durch eine Einlassöffnung 20 des Pumpengehäuses in Richtung eines Pfeils 22 ansaugt und in Fig. 1 nach unten transportiert.The turbomolecular pump has a rotor shaft 10 driven via an electric motor, not shown. The rotor shaft is mounted on the end, not shown, so that a rotor element 12 attached to the cantilevered end of the shaft and fixedly connected via a connected to the end face of the rotor shaft 10 screw 14 with the rotor shaft 10. The rotor element 12 is bell-shaped and has a plurality of radially extending, individual rotor blades having rotor disks 16. The rotor element 12 is arranged in a pump housing 18, wherein the rotor element 12 sucks the gas to be pumped through an inlet opening 20 of the pump housing in the direction of an arrow 22 and transported in Fig. 1 down.
Innerhalb des Pumpengehäuses 18 ist ein das Rotorelement 12 umgebendes Statorelement 24 angeordnet. Das Statorelement 24 weist mehrere jeweils zwischen den Rotorscheiben 16 angeordnete Statorscheiben 26 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede Statorscheibe 26 mit einem in radialer Richtung außerhalb der Rotorscheiben 16 angeordneten, diese ringförmig umgebenden Statorring 28 verbunden.Within the pump housing 18, a stator element 24 surrounding the rotor element 12 is arranged. The stator element 24 has a plurality of stator disks 26 each arranged between the rotor disks 16. In the illustrated embodiment, each stator 26 is connected to a radially outside of the rotor disks 16, this annularly surrounding stator ring 28 is connected.
Die Turbomolekularpumpe ist über einen mit dem Gehäuse 18 verbundenen Flansch 30 fixiert. Bei bekannten Turbomolekularpumpen nach dem Stand der Technik ist das Statorelement 24 fest mit dem Gehäuse 18 verbunden. Dies hat zur Folge, dass bei einem Burst des Rotors 12 nahezu alle auftretenden Kräfte und Momente in das Gehäuse eingeleitet und über den Flansch abgeleitet werden müssen. Dies ist bei hohen Drehzahlen nicht möglich, so dass das Gehäuse beschädigt wird und ggf. Teile der Pumpe aufgrund der hohen kinetischen Energie durch den Raum geschleudert werden. Um dies zu vermeiden ist erfindungsgemäß das Statorelement 24 nicht fest mit dem Gehäuse 18 verbunden. Vielmehr ist zwischen dem Statorelement 24, insbesondere den Außenseiten 32 der einzelnen Statorringe 28 und dem Gehäuse 18 bzw. einer Innenseite 34 ein Zwischenraum 36 ausgebildet. Hierbei bildet die Innenseite 34 des Gehäuses einen im Wesentlichen zylindrischen Raum, innerhalb dem das Statorelement 24 angeordnet ist. Die in axialer Richtung 35 miteinander verbundenen Statorringe 28 liegen im dargestellten Ausführungsbeispiel in axialer Richtung auf einem Gehäuseansatz 38 auf. Ferner ist in axialer Richtung ein zwischen dem in Fig. 1 oberen Statorring 28 und dem Gehäuse 18 angeordnetes Halteelement 40 vorgesehen. Bei dem Halteelement 40 handelt es sich um ein elastisches Halteelement, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel ein O-Ring als Halteelement 40 vorgesehen ist. In radialer Richtung ist zur Lagefixierung an dem Gehäuse 18 ein Ansatz 42 vorgesehen. Die Statorringe werden vorzugsweise nur über das Gehäuse zentriert.The turbomolecular pump is fixed via a flange 30 connected to the housing 18. In known turbomolecular pumps according to the prior art, the stator element 24 is fixedly connected to the housing 18. This has the consequence that in a burst of the rotor 12 almost all occurring forces and moments must be introduced into the housing and discharged through the flange. This is not possible at high speeds, so that the housing is damaged and possibly parts of the pump are thrown due to the high kinetic energy through the room. In order to avoid this, according to the invention, the stator element 24 is not fixedly connected to the housing 18. Rather, between the stator 24, in particular the outer sides 32 of the individual stator 28 and the housing 18 and an inner side 34, a gap 36 is formed. In this case, the inner side 34 of the housing forms a substantially cylindrical space, within which the stator element 24 is arranged. The stator rings 28, which are connected to one another in the axial direction 35, lie in the axial direction on a housing projection 38 in the exemplary embodiment shown. Further, a between the upper in Fig. 1 stator ring 28 and the housing 18 arranged holding member 40 is provided in the axial direction. The retaining element 40 is an elastic retaining element, wherein in the illustrated embodiment an O-ring is provided as the retaining element 40. In the radial direction, a projection 42 is provided for fixing the position on the housing 18. The stator rings are preferably centered only over the housing.
In dem Zwischenraum 36 ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1) als Energie-Absorptionselement ein kreisringförmiger Steg 44 je Statorring 28 vorgesehen. Die Stege 44 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel einstückig mit den Statorringen 28 ausgebildet oder fest mit diesen verbunden. An der Innenseite 34 des Gehäuses liegen die Stege 44 an, so dass die Stege 44 eine Reibfläche 46 aufweisen. Im Normalbetrieb ist das Statorelement 24 ortsfest und bewegt sich nicht gegenüber dem Gehäuse 18. Im Schadensfall, wie bei einem Burst des Rotorelements 12, erfolgt ein Mitnehmen des Statorelements 24. Ein Drehen des Statorelements 24 ist möglich, da das Statorelement 24 erfindungsgemäß nicht fest mit dem Gehäuse 18 verbunden ist. Aufgrund der in dem Zwischenraum 36 angeordneten Energie-Absorptionselemente 44 erfolgt eine gehäuseinterne Absorption zumindest eines Großteils der Energie. Ein derartiges Beschädigen des Gehäuses 18, das Einzelteile von dem Gehäuse 18 abgesprengt werden oder aus dem Gehäuse austreten, ist somit vermieden. Das Prinzip ist auch umkehrbar, indem die Stege 44 Bestandteil des Gehäuses 18 sind und die Statorringe radial fixieren. Die zweite Ausführungsform (Fig. 2) ist mit Ausnahme der Energie- Absorptionselemente identisch wie die ersten Ausführungsform ausgebildet. Die entsprechenden Bauteile sind daher mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das in dem Zwischenraum 36 angeordnete Energie-Absorptionselement als schraubenlinienförmiger Steg 48 ausgebildet. Insbesondere handelt es sich um ein sich über die gesamte Länge des Statorelements 24, d.h. über den gesamten Zwischenraum 36, erstreckendes, schraubenlinienförmig ausgebildetes Energie-In the intermediate space 36, according to the first exemplary embodiment (FIG. 1), an annular rib 44 per stator ring 28 is provided as the energy absorption element. The webs 44 are integrally formed with the stator 28 in the illustrated embodiment or fixedly connected thereto. On the inside 34 of the housing, the webs 44 are present, so that the webs 44 have a friction surface 46. In normal operation, the stator 24 is stationary and does not move relative to the housing 18. In case of damage, as in a burst of the rotor element 12, takes a take away the stator 24. A rotation of the stator 24 is possible because the stator 24 according to the invention not fixed the housing 18 is connected. Due to the energy absorption elements 44 arranged in the intermediate space 36, there is an internal absorption of at least a major part of the energy. Such damage to the housing 18, the items are blasted off of the housing 18 or exit from the housing is thus avoided. The principle is also reversible by the webs 44 are part of the housing 18 and fix the stator radially. The second embodiment (Figure 2) is identical to the first embodiment except for the energy absorbing elements. The corresponding components are therefore designated by the same reference numerals. In this embodiment, the energy absorbing element disposed in the gap 36 is formed as a helical ridge 48. In particular, it is a helical energy element extending over the entire length of the stator element 24, ie over the entire interspace 36.
Absorptionselement 48. Das schraubenförmige Energie-Absorptionselement kann auch fest mit der Innenfläche des Gehäuses (wie dargestellt) verbunden sein. Absorbent element 48. The helical energy absorbing element may also be fixedly connected to the inner surface of the housing (as shown).

Claims

Patentansprüche claims
1. Turbomolekularpumpe, mit1. Turbomolecular pump, with
einem in einem Pumpengehäuse (18) angeordneten Rotorelement (12),a rotor element (12) arranged in a pump housing (18),
einem das Rotorelement (12) umgebenden Statorelement (24), unda stator element (24) surrounding the rotor element (12), and
einem zwischen dem Statorelement (24) und dem Pumpengehäuse (18) vorgesehenen Zwischenraum,a space provided between the stator element (24) and the pump housing (18),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dassd a d u r c h e c e n c i n e s that
in dem Zwischenraum (36) ein Energie-Absorptionselement (44, 48) zur Absorption von Energie im Schadensfall vorgesehen ist.in the intermediate space (36) an energy absorption element (44, 48) is provided for the absorption of energy in case of damage.
2. Turbomolekularpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Energie-Absorptionselement (44, 48) den Zwischenraum (36) nur teilweise ausfüllt.2. turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the energy-absorbing element (44, 48) only partially fills the intermediate space (36).
3. Turbomolekularpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Energie-Absorptionselement (44, 48) zumindest teilweise stegförmig ausgebildet ist, wobei sich der Steg von dem Statorelement (24) bis zu dem Pumpengehäuse (18) erstreckt.3. turbomolecular pump according to claim 1 or 2, characterized in that the energy-absorbing element (44, 48) is at least partially web-shaped, wherein the web of the stator (24) extends to the pump housing (18).
4. Turbomolekularpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (48) schraubenlinienförmig ausgebildet ist und sich in axialer Richtung (35) vorzugsweise über die gesamte Länge des Zwischenraums (36) erstreckt.4. turbomolecular pump according to claim 3, characterized in that the web (48) is helical and extends in the axial direction (35) preferably over the entire length of the intermediate space (36).
5. Turbomolekularpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Energie-Absorptionselement (44, 48), insbesondere der Steg, eine an einer Innenseite (34) des Pumpengehäuses (18) anliegende Reibfläche (46) aufweist.5. turbomolecular pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the energy-absorbing element (44, 48), in particular the web, one on an inner side (34) of the pump housing (18) abutting friction surface (46).
6. Turbomolekularpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Energie-Absorptionselement (44, 48), insbesondere der Steg, eine an einer Außenseite (32) des Statorelements (24) anliegende Reibfläche aufweist.6. turbomolecular pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the energy-absorbing element (44, 48), in particular the web, on an outer side (32) of the stator element (24) abutting friction surface.
7. Turbomolekularpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Energie-Absorptionselement (44, 48) mit dem Statorelement (24) oder dem Pumpengehäuse (18) fest verbunden ist.7. turbomolecular pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that the energy-absorbing element (44, 48) with the stator element (24) or the pump housing (18) is firmly connected.
8. Turbomolekularpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Statorelement (24) in dem Pumpengehäuse (18) durch ein vorzugsweise elastisches Halteelement (40) gehalten ist. 8. turbomolecular pump according to one of claims 1 to 7, characterized in that the stator element (24) in the pump housing (18) by a preferably elastic retaining element (40) is held.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014006134A1 (en) * 2012-07-06 2014-01-09 Wethje-Beteiligungs-Gmbh Fibre-reinforced driveshaft and eyelet winding process for production thereof
RU2657126C2 (en) * 2014-01-16 2018-06-08 Бриджстоун Корпорейшн Stud tire

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0887556A1 (en) * 1997-06-27 1998-12-30 Ebara Corporation Turbo-molecular pump
JPH1162879A (en) * 1997-08-20 1999-03-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Turbo molecular pump
EP1030062A2 (en) * 1999-02-19 2000-08-23 Ebara Corporation Turbo-molecular pump

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2214702A1 (en) * 1972-03-25 1973-09-27 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg TURBOMOLECULAR PUMP
JP3427950B2 (en) * 1994-11-17 2003-07-22 株式会社島津製作所 Molecular drag pump
JP4197819B2 (en) * 1999-02-19 2008-12-17 株式会社荏原製作所 Turbo molecular pump
JP4484470B2 (en) 2002-10-23 2010-06-16 エドワーズ株式会社 Molecular pump and flange
JP2004263628A (en) * 2003-03-03 2004-09-24 Osaka Vacuum Ltd Safety structure of molecular pump
DE102007051988A1 (en) * 2007-10-31 2009-05-07 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Turbo molecular pump

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0887556A1 (en) * 1997-06-27 1998-12-30 Ebara Corporation Turbo-molecular pump
JPH1162879A (en) * 1997-08-20 1999-03-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Turbo molecular pump
EP1030062A2 (en) * 1999-02-19 2000-08-23 Ebara Corporation Turbo-molecular pump

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014006134A1 (en) * 2012-07-06 2014-01-09 Wethje-Beteiligungs-Gmbh Fibre-reinforced driveshaft and eyelet winding process for production thereof
RU2657126C2 (en) * 2014-01-16 2018-06-08 Бриджстоун Корпорейшн Stud tire

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