DE2229725A1

DE2229725A1 - Turbomolekularpumpe

Info

Publication number: DE2229725A1
Application number: DE19722229725
Authority: DE
Inventors: Ruediger Dr Ing Dr Frank
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1972-06-19
Filing date: 1972-06-19
Publication date: 1974-01-17
Also published as: DE2229725B2

Description

72.012

LEYBOLD-HERAEUS GMBH. & CO. KG, Köln-Bayental

Turbomolekularpumpe

Dxe Erfindung betrifft eine. Turbomolekularpumpe, bei der der Pumpeninnenraum, welcher den mit Schaufeln versehenen Rotor aufnimmt, über einen Anschlußflansch mit dem Rezipienten vei indbar ist.

Turbomclekularpumpen sind in verschiedenen Ausführungsformen mxt liegendem und stehendem Rotor bekannt. Bei einer einflutigen Anordnung mit vertikal drehbarem Rotor schließt sich an das obere Ende des Pumpengehäuses ein Anschlußflansch an, über den der zu evakuierende Rezipient mit der Pumpe verbunden ist. Die am Rotor und an der Gehäuselrmenwand vorgesehene Beschaufelung bildet in Förderrichtung der Pumpe hintereinandergeschaltete Druckstu^en zwischen der Hochvakuumansaug- und der Vorvakuumauslaßseite.

Von besonderer Bedeutung erscheint dabei eine günstige Ge-"staltung der Ansaugseite der Pumpe, wobei der Ansaugspalt des Schaufelringes möglichst ohne Strömungsverluste mit dem freien Innenraum des zu evakuierenden Rezipienten verbunden werden soll. Da derartige Turbomolekularpumpen zur Erzeugung von öldampffreiem Ultrahochvakuum in der Größen-Ordnung von 10 Torr geeignet sind, treten Strömungsverluste, die sich durch die ungünstige Anordnung des Ansaugspaltes der Pumpe gegenüber dem Rezipienteninnenraum ergeben, aufgrund der in diesen Druckbereichen großen freien Weglängen der Gasmoleküle besonders in Erscheinung.

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ÖAD OWSlNAL

Die Erfindung geht-von der Aufgabenstellung aus, eine Turbomolekularpumpe zu schaffen, bei der durch den Anschluß an den Rezipienten bedingte Strömungsverluste möglichst weitgehend herabgesetzt sind. Zur Lösung dieser Aufgaben-Stellung ist vorgesehen, daß sich der ansaugseitige Rotorteil wenigstens bis in den Bereich der Ebene des Anschlußflansches erstreckt. In ei^er solchen Gestaltung werden unerwünschte Strömungsverluste wesentlich vermindert. Im allgemeinen soll dabei dei¹ mit Schaufeln besetzte Rotor- teil die Ebene des Anschlußflansches am Pumpengehäuse überschreiten und sich bei einer aus einer Turbomolekularpumpe und einem Rezipienten bestehenden Vorrichtung vorteilhaft in den Rezipienten bzw. in einen angepaßten Anschlußraum dieses Rezipienten erstrecken. Dabei kann es zweckmäßig sein, nicht nur den Rotorteil, sondern den Rotorteil zusammen mit dem Statorteil über die Ebene des Anschlußflansches hinaus vorragen zu lassen, so daß eine günstige Lage des Pumpenansaugspaltes erreicht wird. Die fest stehenden Statorschaufeln werden dabei vorteilhaft an entsprechend angepaßten Befestigungen vorgesehen, die ebenfalls oberhalb der Ebene des Anschlußflansches der Turbomolekularpumpe liegen und sich gegebenenfalls einstückig in den Gehäuseinnenraum der Pumpe erstrecken bzw. das Gehäuse bilden. Der angepaßte Anschlußraum des Rezipienten kann zweckmäßig als' rohrförmiger Anschlußstutzen mit Gegenflansch gebildet*sein.

In der beschriebenen Anordnung läßt sich der Ansaugspalt der Turbomolekularpumpe besonders günstig in bezug auf den Rezipienteninnenraum anordnen. Störende Zuführungsleitungen mit erheblicher Drosselwirkung sind dadurch vermeidbar.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt, aus dem sich weitere Erfindungsmerkmale ergeben.

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In der teilweise geschnittenen Seitenansicht einer aus einer Turbomolekularpumpe 1 und einem Vakuumrezipienten 2 bestehenden Vorrichtung erkennt man einen mit radialen geraden Schaufeln 3 bestückten Rotor 4, der über ein entsprechendes Antriebsaggregat der Pumpe mit einer Drehzahl von etwa 20 000/Umdrehungen/Min. antreibbar ist. Die Schaufeln 3 weisen eine in radialer Richtung im wesentlichen konstante Steigung auf, während die Steigung in Förderrichtung einzel oder gruppenweise derart verändert sein kann, daß auf der Hochvakuumseite Schaufeln mit größerer Steigung (Anstellwinkel beispielsweise 45 ) vorgesehen sind, während auf der Vorvakuumseite eine geringere Steigung (Anstellwinkel etwa 20 ) gegeben ist. Dabei kann wenigstens im Bereich der Vorvakuumseite eine optisch dichte Beschaufelung, d.h., ein Oberlappen der Schaufelränder benachbarter Schaufeln zur Verhinderung der optischen Durchsicht in Drehrichtung zweckmäßig sein.

In einem über einen Anschlußflansch 5 der Turbomolekularpumpe 1 aufragenden Statorteil 6 befinden sich statorfeste Schaufeln 7, welche zwischen die mit dem Rotorteil 4 verbundenen Schaufeln 3 eingreifen.

Der Rezipient 2 besitzt als dem Statorteil 6 der Turbomolekularpumpe 1 angepaßten Anschlußraum einen Anschlußstutzen 8, der mit einem Gegenflansch 9 zur Verbindung mit dem Anschlußflansch 5 der Turbomolekularpumpe versehen ist. Die Flanschverbindung ist in üblicher Weise unter Verwendung von Spann- und Abdichtelementen hergestellt und aus Übersichtigkeitsgründen in der Zeichnung nicht näher erläutert.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Statorteil 6 über den Stutzen 8 soweit in den Rezipienten hinein, daß der von der obersten Schaufel 3 des Rotorteils und von der Innenwandfläche des Statorteils 6 bestimmte 'Ansaugspalt annähernd in der Ebene der Innenwand des Re-

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zipienten 2 liegt. Dadurch ist die Drosselwirkung der zur Herstellung der Flanschverbindung zwischen dem Rezipifiten 2 und der Turbomolekularpumpe 1 benötigten Bauteile unwirksam gemacht.

Das Einsetzen des Statorteils 6 in den angepaßten Anschlußraum der durch den Anschlußstutzen 8 des Rezipienten 2 gebildet wird, kann entweder unter direkter Wandanlage mit genauer Passung oder - für viele Fälle ausreichend mit Belassung einer hohlzylinderförmigen Spaltöffnung 10 erfolgen. Mit Rücksicht auf die zu erzielenden hohen Vakuumwerte sind derartige Spaltöffnungen als nahezu vollständige Abdichtungen wirksam, so daß geringe Undichtigkeiten im Bereich der Flanschverbindung in ihrer Auswirkung auf den Innenraum des Vakuumrezipienten 2 praktisch bedeutungslos bleiben.

Die in der Zeichnung nicht ausdrücklich erläuterten Teile entsprechen den üblichen Ausführungsformen für Turbomolekularpumpen mit vertikal drehbar gelagertem Rotor wie sie beispielsweise in der US-PS 3 168 977 dargestellt sind. .

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Claims

- 5 A η s ρ r ü c h e

Turbomolekularpumpe, bei der der Pumpeninnenraum, welcher den mit Schaufeln versehenen Rotor aufnimmt, über einen Anschlußflansch mit dem Rezipienten verbindbar- ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ansaugseitige Rotorteil (4) wenigstens bis in den - Bereich der Ebene des Anschlußflansches (5) erstreckt.
2. Vorrichtung bestehend aus einem Vakuumrezipienten und einer Turbomolekularpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ansaugseitige Rotorteil in den freien Innenraum des Rezipienten (2) erstreckt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ansaugseitige Rotorteil (4) zusammen mit dem Statorteil (6) in den Rezipienten (2) erstreckt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ansaugseitige Rotorteil (4) zusammen mit dem Statorteil (6) in einen angepaßten Anschlußraum des Rezipienten (2) erstreckt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,' dadurch gekennzeichnet, daß der angepaßte Anschlußraum des Rezipienten (2) ein Anschlußstutzen (8) ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche

2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Statorteil (6) oberhalb der Trennebene der Flansche (5, 9) über eine Spaltöffnung (10) mit dem Innenraum des Rezipienten (2) verbunden ist.

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