[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für Hochvakuumpumpen, insbesondere
für Turbomolekularpumpen gemäss Oberbegriff von Anspruch 1, sowie eine Vakuumanlage
mit einer solchen Schutzvorrichtung.
[0002] Turbomolekularpumpen werden bereits seit mehreren Jahrzehnten dazu verwendet, um
an Prozessanlagen aller Art, insbesondere solchen der Halbleiterindustrie, ein Hochvakuum
zu erzeugen. Turbomolekularpumpen haben den Vorteil, dass diese ein hohes Saugvermögen
haben, wenig verschmutzungsanfällig und im Allgemeinen sehr langlebig sind. Für das
Absaugen von korrosiven Gasen sind spezielle Turbomolekularpumpen im Einsatz, deren
Lager mit einem Inertgas gespült werden können.
[0003] Bei der Herstellung von modernen Photovoltaikzellen werden unter anderem auch Selenverbindungen
eingesetzt. Diese Verbindungen haben die unangenehme Eigenschaft, dass diese sich
an kühlen Oberflächen ablagern können. Werden Turbomolekularpumpen eingesetzt, so
lagern sich die Verbindungen auf den Rotoren und Statoren der Turbomolekularpumpen
ab. Dies kann in relativ kurzer Zeit zu Unwuchten führen, die zur Zerstörung der Turbomolekularpumpe
führen können. Zur Lösung dieses Problems werden in der Praxis häufig Bleche eingesetzt,
welche im Durchgang vor der Turbomolekularpumpe angeordnet werden. Mittels der Bleche
können schädliche und auch kondensierbare Gase und Verbindungen abgeschieden werden.
Nachteilig allerdings ist, dass die Bleche den Leitwert beschränken, sodass die Saugleistung
der Turbomolekularpumpe dramatisch abfällt.
[0004] Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung vorzuschlagen,
mit welcher Turbomolekularpumpen vor schädlichen Gasen, insbesondere kondensierenden
Verbindungen geschützt werden können. Ein Ziel ist es dabei, eine Vorrichtung vorzuschlagen,
welche effizient ist. Noch ein Ziel ist es, eine Vorrichtung vorzuschlagen, welche
sich gut reinigen lässt. Ein weiteres Ziel ist es, eine Vorrichtung vorzuschlagen,
die einen hohen Leitwert zulässt.
[0005] Erfindungsgemäss wird die Aufgabe gelöst durch
- ein Rohrstück mit
- einem eine erste Öffnung (16) aufweisenden ersten Anschlussflansch und
- einem eine zweite Öffnung aufweisenden zweiten Anschlussflansch, welche Anschlussflansche
durch einen einen Durchgang definierenden Rohrabschnitt miteinander verbunden sind,
- einem eine dritte Öffnung aufweisenden dritten Anschlussflansch, welcher zwischen
dem ersten und zweiten Anschlussflansch am Durchgang vorgesehen ist, und
- einem im Rohrabschnitt vorgesehenen erweiterten Querschnittsbereich zur Aufnahme von
Umlenkblechen,
- eine Anordnung einer Mehrzahl von in Abstand voneinander angeordneten Umlenkblechen,
welche im erweiterten Querschnittsbereich des Rohrabschnitts und im Abstand zum dritten
Anschlussflansch anordenbar und durch diesen einsetz- und herausnehmbar sind.
[0006] Die erfindungsgemässe Vorrichtung hat den Vorteil, dass Hochvakuumpumpen und insbesondere
Turbomolekularpumpen durch diese wirksam vor unerwünschten, kondensierbaren Dämpfen,
insbesondere Metalldämpfen, geschützt werden können. Die Schutzbleche sind von aussen
durch die Öffnung des dritten Anschlussflanschs zugänglich. Sie können durch die Öffnung
des dritten Anschlussflanschs in den Durchgang eingesetzt und aus diesem herausgenommen
werden. Dies hat den Vorteil, dass die Schutzbleche nicht permanent im Durchgang angeordnet
sein müssen, sondern - je nach Prozess - eingesetzt oder herausgenommen werden können.
Dadurch, dass ein separater Anschlussflansch vorgesehen ist, um die Schutzbleche einzusetzen
und herauszunehmen, muss die Turbomolekularpumpe nicht entfernt werden, um die Schutzbleche
herauszunehmen. Durch das Vorsehen eines erweiterten Querschnittsbereichs kann der
Leitwert weiterhin relativ hoch sein, da die Schutzbleche nicht den gesamten Querschnittsbereich
des Rohrabschnitts ausfüllen. Vorteilhaft besteht zwischen der Innenwandung des erweiterten
Querschnittsbereichs und den Umlenkblechen ein ausreichender Zwischenraum, um den
Leitwert hoch zu halten. Von Bedeutung ist jedoch, dass die Schutzbleche dergestalt
und so angeordnet sind, dass der Durchgang zwischen der ersten und der zweiten Öffnung
optisch versperrt ist. Dadurch kann sicher gestellt werden, dass die abzupumpenden
Dämpfe auf ihrem Weg zur Pumpe auf die Schutzbleche stossen und auf diesen kondensieren
können.
[0007] Zweckmässigerweise sind die Schutzbleche dergestalt ausgebildet, dass der Leitwertverlust
durch die im Durchgang angeordneten Schutzbleche kleiner als 40%, vorzugsweise weniger
als 30% und ganz besonders bevorzugt weniger als 25% des Leitwerts ohne Umlenkbleche.
[0008] Gemäss eines bevorzugten Ausführungsbeispiels definiert der an den ersten Anschlussflansch
anschliessende Rohrabschnitt einen ersten Rohrabschnitt und der an den zweiten Anschlussflansch
anschliessende Rohrabschnitt einen zweiten Rohrabschnitt, und die ersten und zweiten
Rohrabschnitte sind in einem Winkel zueinander angeordnet, wobei der erweiterte Querschnittsbereich
zwischen den ersten und zweiten Rohrabschnitten vorgesehen ist. Dies ist eine zweckmässige
und platzsparende Ausführungsform. Die ersten und zweiten Rohrabschnitte können in
einem ungefähr rechten Winkel zueinander angeordnet sein. Eine zweckmässige Ausführungsform
sieht vor, dass das Rohrstück als T-Verbindungsstück ausgebildet ist, wobei die ersten
und zweiten Anschlussflansche vorzugsweise eine kleinere Nennweite besitzen als der
dritte Anschlussflansch.
[0009] Vorteilhaft sind die Schutzbleche Winkelprofile mit einem ersten und einem zweiten
Schenkel, welche Winkelprofile im Raum zwischen den ersten und zweiten, eine Krümmung
definierenden Rohrabschnitten angeordnet sind und deren erste Schenkel in vorzugsweise
axialer Richtung des ersten Rohrabschnitts und deren zweite Schenkel in vorzugsweise
axialer Richtung des zweiten Rohrabschnitts orientiert sind. Die Gestalt der Schutzbleche
und deren Anordnung ist also dergestalt, dass einerseits der Leitwert möglichst hoch
ist und andererseits mindestens ein einziger Kontakt der abzupumpenden Moleküle mit
den Umlenkblechen sicher gestellt ist. Dies wird dadurch erreicht, dass die Schutzbleche
so ausgebildet und angeordnet werden, dass zwischen dem ersten und zweiten Anschlussflansch
kein optischer Durchgang besteht.
[0010] Vorteilhaft sind die Schutzbleche an einem Halter angeordnet sind, welcher im erweiterten
Querschnittsbereich des Rohrabschnitts angeordnet ist. Der Halter kann sich dabei
an der Innenwandung des Rohrabschnitts oder an einem auf den dritten Anschlussflansch
anschraubbaren Flansch abstützen. Letztere Ausführungsform hat den Vorteil, dass die
Schutzbleche zusammen mit dem Flansch abgeschraubt resp. entnommen werden können.
[0011] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist der Halter durch ein Rohr gebildet,
dessen Enden durch das Rohrstück oder einen an den dritten Anschlussflansch anschraubbaren
Blindflansch geführt sind. Dies hat den Vorteil, dass das Rohr und damit die am Rohr
angeordneten Schutzbleche zusätzlich gekühlt werden können, da die Schutzbleche in
Wärme leitendem Kontakt mit dem Rohr sind. Das Rohr kann dabei aus Kupfer oder aus
einem rostfreien Stahl hergestellt sein. Die Schutzbleche sind in vorzugsweise kurzem
Abstand zur Innenwandung des Rohrabschnitts angeordnet, d.h. sie sind thermisch isoliert
vom Rohrstück.
[0012] Vorteilhaft sind die Schutzbleche an gegenüberliegenden Seiten an einem der Gestalt
des Rohrstücks entsprechenden Mantel angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Innenwandung
des Rohrabschnitts durch den Mantel, welcher den Innenwandungen des Rohrabschnitts
nachgebildet ist, abgeschirmt ist und die Dämpfe an diesem kondensieren können. Dies
ermöglicht, den Rohrabschnitt des erfindungsgemässen Verbindungsstücks vor unerwünschten
Ablagerungen zu schützen. Vorteilhaft ist das Rohr in Windungen am Mantel angeordnet
und mit diesem in Wärme leitendem Kontakt. Dies erlaubt, nicht nur die Umlenkbleche,
sondern auch den Mantel zu kühlen. Durch Vakuumisolation des Mantels kann das Rohr
auch mit tiefen Temperaturen, z.B. mit Flüssigstickstoff, gekühlt werden. Für die
Vakuumisolation ist erforderlich, dass das aus Schutzblechen und optional Mantel bestehende
Einbauteil überall zu den Innenwandungen beabstandet ist oder sich ausschliesslich
über thermische Isolationselemente am Rohrstück abstützt.
[0013] Ein weiterer Aspekt der erfindungsgemässen Vorrichtung ist die Möglichkeit, die Schutzbleche
aus dem Durchgang herauszunehmen. Dies hat den Vorteil, dass die Schutzbleche gereinigt
oder ersetzt werden können, ohne dass die Pumpe abgeschraubt werden müsste. Vorteilhaft
ist der Halter mit den Umlenkblechen an einem Flansch angeordnet, welcher am dritten
Anschlussflansch anschraubbar ist. Dies ist eine zweckmässige Konstruktion, bei welcher
keine zusätzlichen Befestigungen oder Abstützungen am Rohrstück nötig sind. Denkbar
ist, Distanzhalter aus einem Material mit einem geringen Wärmeleitkoeffizienten, z.B.
Keramik, Kunststoff etc. einzusetzen, um die Umlenkbleche, respektive den die Schutzbleche
einhüllenden Mantel in Abstand zum Rohstück zu halten.
[0014] Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch eine Vakuumanlage mit einer Schutzvorrichtung
gemäss einem der Ansprüche 1 bis 16 und einer Turbomolekularpumpe, welche am zweiten
Anschlussflansch angeschlossen ist. Solche Anlagen haben den Vorteil, dass die Turbomolekularpumpe
durch die Schutzvorrichtung gut geschützt ist.
[0015] Nachfolgend wird die Erfindung unter die Bezugnahme auf die Figuren beispielhaft
erläutert. Dabei werden in den verschiedenen Ausführungsbeispielen gleiche Teile mit
gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Es zeigt:
- Figur 1
- Eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung umfassend ein einen
geraden Durchgang definierendes Rohrstück mit 3 Anschlussflanschen und Umlenkblechen,
welche im Durchgang angeordnet sind;
- Figur 2
- Ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Schutzvorrichtung, bei welcher
- im Unterschied zur Ausführungsform gemäss Fig. 1 - der Anschlussflansch für den
Anschluss einer Hochvakuumpumpe senkrecht zum Anschlussflansch für den Anschluss des
Rohrstücks an eine Prozessanlage steht;
- Fig. 3
- Ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Schutzvorrichtung, bei welcher
die Anzahl der im Durchgang angeordneten Schutzbleche reduziert ist; und
- Fig. 4
- Einen Schnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3.
[0016] Die Schutzvorrichtung 11 gemäss Figur 1 umfasst ein Rohrstück 13 mit einem eine erste
Öffnung 16 aufweisenden ersten Anschlussflansch 15 für den Anschluss des Rohrstücks
13 an eine Prozessanlage (in der Figur nicht gezeigt), einem eine zweite Öffnung 18
aufweisenden zweiten Anschlussflansch 17 für den Anschluss einer nicht näher dargestellten
Hochvakuumpumpe an das Rohrstück 13 und einen eine dritte Öffnung 20 aufweisenden
dritten Anschlussflansch 19, welcher zwischen dem ersten Anschlussflansch 15 und dem
zweiten Anschlussflansch 17 am Rohrstück 13 vorgesehen ist. Der Raum zwischen dem
ersten Anschlussflansch 15 und dem zweiten Anschlussflansch 17 definiert einen Durchgang
21 für das aus einer Prozesskammer abzupumpende Gas. Im Durchgang 21 sind Schutzbleche
23 angeordnet, welche den Durchgang 21 optisch vorzugsweise vollständig versperren.
Dies heisst, die Schutzbleche sind so dimensioniert, dass in Absaugrichtung 25 ein
Durchblick optisch versperrt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht der
Durchmesser der Schutzbleche 23 im Wesentlichen den lichten Weiten des Durchgangs
an den engsten Stellen 27 und 29. Einem Betrachter ist also der Durchblick durch das
Rohrstück vom ersten Anschlussflansch 15 zum zweiten Anschlussflansch 17 im Wesentlichen
vollständig versperrt. Dampfmoleküle, welche sich im Vakuumbereich < 10-3 stochastisch
bewegen (=molekularer Strömungsbereich), müssen so auf ihrem Weg zur Vakuumpumpe auf
die Schutzbleche prallen. Dabei kondensieren diese, wenn die Temperatur der Schutzbleche
dafür passend ist. Zwischen den in Abstand voneinander angeordneten Schutzblechen
23 in Gestalt von roationssymmetrischen Zylindermänteln sind Durchtrittskanäle für
die Gasmoleküle vorhanden. Die Schutzbleche 23 besitzen vorzugsweise eine gewinkelte
Struktur, die sicherstellt, dass einmal in die Durchtrittskanäle eingetretene Gasmoleküle
- im Fall, wo sie nicht auf den Umlenkblechen haften bleiben - so abgelenkt werden,
dass sie den Durchtrittskanal penetrieren.
[0017] Von Bedeutung ist, dass die Schutzbleche 23 durch den dritten Anschlussflansch 19
leicht zugänglich sind. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schutzbleche
direkt an einem Blindflansch 31 angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Entnahme
der Schutzbleche 23 durch Abschrauben des Blindflansches 31 möglich ist. Auch sind
keine zusätzlichen Einbauten nötig, um die Schutzbleche 23 im Rohrstück 13 anzuordnen.
[0018] Um den Leitwert durch die im Durchgang 21 angeordneten Schutzbleche 23 möglichst
wenig zu beeinträchtigen, weist das Rohrstück einen Rohrabschnitt 33 mit einem erweiterten
Querschnitt 33 auf. Der erweiterte Querschnittsbereich 33 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel
kugelförmig ausgebildet. Im Bereich des grössten Querschnitts sind die Schutzbleche
23 angeordnet. Durch den vergrösserten Querschnitt kann ein Zwischenraum 35 zwischen
den Umlenkblechen 23 und der Innenwandung des Rohrstücks 13 vorhanden sein, welcher
für die Erhaltung eines guten Leitwertes sorgt.
[0019] Damit möglichst alle Gasmoleküle beim Durchqueren des Rohrstücks mindestens einmal
auf eine gekühlte Schutzfläche prallen, sind die Schutzbleche 23 vorzugsweise von
einem Mantel 37 umgeben, respektive in diesem aufgenommen. Der optionale Mantel 37
besitzt vorzugsweise eine dem erweiterten Rohrabschnitt 33 angepasste Gestalt, sodass
zwischen dem Mantel 37 und der Innenwandung 39 des Rohrstücks 13 nur ein kleiner Spalt
41 verbleibt.
[0020] Damit auf den Schutzblechen auch leichte Moleküle mit einem tiefen Gefrierpunkt kondensiert
werden können, sind die Schutzbleche 23 in Kontakt mit einem Kühlkreislauf. Dieser
Kühlkreislauf umfasst ein Rohr 43, welches durch den Blindflansch 31 geführt und in
Wärme leitendem Kontakt mit dem Mantel 37 und vorzugsweise den Schutzblechen 23 ist.
Die aus dem Blindflansch 31 ragenden Rohrstücke definieren Anschlussstutzen 45,47
für den Anschluss der Rohrleitung an ein nicht näher gezeigtes Kälteaggregat. Die
Anschlussstutzen 45,47 sind vorteilhaft als vakuumisolierte Durchführungen für die
das Kühlmedium transportierenden Leitungen ausgeführt, sodass keine Kältebrücke zum
Anschlussflansch besteht. Vorzugsweise bildet die Kühlleitung gleichzeitig die Halterung
für den Mantel und die im Mantel 37 angeordneten Schutzbleche.
[0021] Gemäss dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Anschlussflansch 15 für den Anschluss
des Rohrstücks 13 an eine Vakuumanlage und der Anschlussflansch 17 für den Anschluss
der Hochvakuumpumpe einander nicht gegenüberliegend wie im Ausführungsbeispiel gemäss
Figur 1, sondern in einem ungefähr rechten Winkel zueinander. Der an den ersten Anschlussflansch
15 angrenzende erste Rohrabschnitt 49 und der an den zweiten Anschlussflansch 17 angrenzende
zweite Rohrabschnitt 51 stehen in einem rechten Winkel zueinander. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, dass die Hochvakuumpumpe, welche im Normalfall eine Turbomolekularpumpe
ist, sehr nahe an der Prozessanlage angeordnet werden kann. Dadurch wird der Platzbedarf
der zu schützenden Turbomolekularpumpe durch die Schutzvorrichtung nicht wesentlich
vergrössert.
[0022] Um den Durchgang zwischen der Öffnung 16 des ersten Anschlussflansches 15 und der
Öffnung 18 des zweiten Anschlussflansches 17 optisch zu versperren, sind die Schutzbleche
nun vorzugsweise diagonal im Durchgang 21 angeordnet. Analog der Ausführungsform gemäss
Fig. 1 ist ein Mantel 37 mit darin in Abstand voneinander angeordneten linearen Schutzblechen
23 vorgesehen. Der Mantel 37 besitzt die Gestalt eines vorzugsweise kreisrunden Zylinders
53, der an einer Stirnseite eine Öffnung 55 besitzt und dessen andere Stirnseite mit
einem Boden 57 verschlossen ist. Diagonal im Zylinder und sich vom Boden 57 bis zur
Öffnung 55 erstreckend ist ein Halter 59 vorgesehen, an welchem die Schutzbleche 23
angeordnet sind. Die Schutzbleche 23 haben die Gestalt eines Winkelprofils 61, wobei
der eine Schenkel 63 des Winkelprofils 61 sich zur ersten Öffnung 16 und der andere
Schenkel 65 zur zweiten Öffnung 18 orientiert ist. Der Zylinder 53 hat im Zylindermantel
an der zur Öffnung 16 orientierten Seite ein Loch 69, welches vorzugsweise die gleiche
oder eine ähnliche Dimension wie die Öffnung 16 hat. Dabei ist die Anzahl der Winkelprofile
so gewählt, dass der Durchgang 21 zwischen der Öffnung 16 und der Öffnung 18 gerade
optisch versperrt ist. Angrenzend an die Winkelprofile 61 sind noch Flachprofile 67
vorgesehen. Diese können jedoch auch weggelassen werden, wie im dritten Ausführungsbeispiel
realisiert (Fig. 3 und 4).
[0023] Die Vorrichtung der Figur 2 lässt sich kostengünstig aus einem Rohrabschnitt eines
bestimmten Durchmessers herstellen, indem der zweite Anschlussflansch innen und der
dritte Anschlussflansch aussen am Rohr angeordnet wird. Der erste Anschlussflansch,
welcher im Durchmesser vorzugsweise gleich gross ist wie der zweite Anschlussflansch,
ist am Mantel des Rohrabschnitts als Stutzen angesetzt. Auf diese Weise erhält man
ein kostengünstig herstellbares Verbindungsstück zum Verbinden einer Hochvakuumpumpe
mit einer zu evakuierenden Anlage. Dieses Verbindungsstück hat zwei Anschlussflansche,
die vorteilhaft die gleiche Nennweite wie der Anschlussflansch der Hochvakuumpumpe
haben.
[0024] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist der Halter 59 durch eine Kühlleitung
eines Kühlkreislaufes gebildet. Alternativ kann die Kühlleitung auch am Halter angelötet
sein. Diese Kühlleitung ist durch den Blindflansch 31 geführt und erstreckt sich in
Windungen vorzugsweise auch um den Mantel des Zylinders 53. Dies hat den Vorteil,
dass sowohl der Zylindermantel der Schutzvorrichtung als auch die Schutzbleche 23
gekühlt werden können. Wie aus der Figur 2 erkennbar ist, befindet sich zwischen den
Rohren 43 der Kühlleitung und der Innenwandung des Rohrstücks ein kleiner Spalt, sodass
das Rohrstück 13 von der Schutzvorrichtung 11 thermisch isoliert ist.
[0025] Das Ausführungsbeispiel gemäss den Figuren 3 und 4 unterscheidet sich von demjenigen
des Ausführungsbeispiels gemäss Figur 2 lediglich dadurch, dass die Flachprofile weggelassen
sind. Im Übrigen ist den Ausführungsbeispielen gemeinsam, dass die Schutzbleche in
einem Rohrabschnitt mit im Vergleich zur Öffnung des ersten Anschlussflansches erweiterten
Querschnittsbereichs angeordnet sind.
[0026] Besonders vorteilhaft ist, wenn Standardnenngrössen für die Anschlussflansche verwendet
werden. Beispielhaft können für eine Schutzvorrichtung folgende Nennweiten eingesetzt
werden:
Nennweite erster Anschlussflansch: |
250 mm (DIN250ISO-K/F) |
Nennweite zweiter Anschlussflansch: |
250 mm (DIN250ISO-K/F) |
Nennweite dritter Anschlussflansch: |
320 mm (DIN320ISO-K/F) |
Schutzbleche und Rohrleitungen |
Ausführung in rostfreiem Edelstahl |
[0027] Es ergibt sich somit ein Rohrabschnitt mit einem im Vergleich zum ersten Anschlussflansch
vergrösserten Querschnittsbereich, welcher das Saugvermögen der Pumpe trotz der zusätzlichen
Einbauten auf mindestens 60% und vorzugsweise mindestens 70% des Saugvermögens ohne
Einbauten hält. Die Einbauten, wie Schutzbleche, Halter und Mantel sind vorzugsweise
vollständig aus rostfreiem Stahlblech hergestellt.
[0028] Die Schutzvorrichtung 11 wird wie folgt eingesetzt: Die Schutzvorrichtung 11 wird
zwischen Prozessanlage und Hochvakuumpumpe eingebaut. Im Betrieb der Prozessanlage
und wenn Hochvakuum in der Anlage erreicht ist, werden bevor die eigentlichen Prozesse
ablaufen auch die Schutzbleche gekühlt. Dies kann je nach Anforderung mit Wasser oder
anderen Kühlmitteln, wie z.B. Flüssigstickstoff, erfolgen. Kondensierbare Moleküle
werden beim Durchqueren der Schutzvorrichtung auf den Schutzblechen oder dem Mantel
abgeschieden. Nach dem Fluten der Prozessanlage kann der Blindflansch 31 mit den daran
angeordneten Schutzblechen entfernt und von den anhaftenden Molekülen befreit werden
(z.B. durch thermische (Erhitzen) oder mechanische Entfernung (z.B. Sandstrahlen).
Denkbar ist, zwischen der Schutzvorrichtung und der Prozessanlage ein Schiebeventil
vorzusehen, sodass die Schutzbleche ausgebaut werden können, ohne dass die Prozessanlage
geflutet werden müsste. Auch könnte ein Schiebeventil zwischen der Schutzvorrichtung
und der Hochvakuumpumpe vorgesehen sein.
[0029] Bei der Herstellung von Photovoltaikzellen werden für gewisse Zelltypen u.a. CuInSe
- Verbindungen eingesetzt für die Herstellung von so genannten CIGS-Solarzellen bzw.
CIS-Zellen, wobei hier je nach Zelltyp S für Schwefel oder Selen stehen kann. Beim
Einsatz von Selenverbindungen entstehen in der Reaktionskammer auch Selen-Metalldämpfe.
Diese Dämpfe lagern sich an den Statoren und Rotoren von Turbomolekularpumpen ab,
wenn diese von der Pumpe angesaugt werden. Kommt die Turbomolekularpumpe über längere
Zeit mit diesen Metalldämpfen in Kontakt, können Unwuchten entstehen, die zur Zerstörung
der Turbomolekularpumpe führen. Mit Hilfe der erfindungsgemässen Vorrichtung ist es
möglich, Turbomolekularpumpen vor schädlichen, kondensierbaren Metalldämpfen wirksam
zu schützen.
Legende:
[0030]
- 11
- Schutzvorrichtung
- 13
- Rohrstück
- 15
- erster Anschlussflansch
- 16
- eine erste Öffnung des ersten Anschlussflansch
- 17
- zweiter Anschlussflansch
- 18
- eine zweite Öffnung des zweiten Anschlussflansch
- 19
- dritter Anschlussflansch
- 20
- eine dritte Öffnung des dritten Anschlussflansch
- 21
- Durchgang
- 23
- Umlenkbleche
- 25
- Absaugrichtung
- 27,29
- Lichte Weiten des Durchgangs an den Stellen 27 und 29
- 31
- Blindflansch
- 33
- Rohrabschnitt mit einem erweiterten Querschnitt
- 35
- Zwischenraum
- 37
- Mantel
- 39
- Innenwandung des Rohrstücks 13
- 41
- Spalt zwischen Innenwandung und Mantel
- 43
- Rohr
- 45,47
- Anschlussstutzen
- 49
- Erste Rohrabschnitt
- 51
- Zweite Rohrabschnitt
- 53
- Zylinder
- 55
- Öffnung
- 57
- Boden
- 59
- Halter
- 61
- Winkelprofil
- 63, 65
- Schenkel des Winkelprofils
- 67
- Flachprofile
1. Schutzvorrichtung für Hochvakuumpumpen, insbesondere Turbomolekularpumpen, vor schädlichen,
insbesondere vor kondensierbaren Dämpfen, insbesondere Metalldämpfen,
gekennzeichnet durch
- ein Rohrstück (13) mit
- einem eine erste Öffnung (16) aufweisenden ersten Anschlussflansch (15) und
- einem eine zweite Öffnung (18) aufweisenden zweiten Anschlussflansch (15), welche
Anschlussflansche (15,17) durch einen einen Durchgang (21) definierenden Rohrabschnitt miteinander verbunden sind,
- einem eine dritte Öffnung (20) aufweisenden dritten Anschlussflansch, (20), welcher
zwischen dem ersten und zweiten Anschlussflansch (15,17) am Durchgang (21) vorgesehen
ist, und
- einem im Rohrabschnitt vorgesehenen erweiterten Querschnittsbereich (33) zur Aufnahme
von Umlenkblechen,
- eine Anordnung einer Mehrzahl von in Abstand voneinander angeordneten Umlenkblechen
(23), welche im erweiterten Querschnittsbereich (33) des Rohrabschnitts und im Abstand
zum dritten Anschlussflansch (19) anordenbar und durch diesen einsetz- und herausnehmbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbleche (23) nur einen Teil des erweiterten Querschnittsbereich (33) ausfüllen
und vorzugsweise dergestalt und so angeordnet sind, dass der Durchgang (21) zwischen
der ersten und der zweiten Öffnung (16,18) optisch versperrt ist.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis3, dadurch gekennzeichnet, dass der an den ersten Anschlussflansch (15) anschliessende Rohrabschnitt einen ersten
Rohrabschnitt (49) und der an den zweiten Anschlussflansch (17) anschliessende Rohrabschnitt
einen zweiten Rohrabschnitt (51) definiert, und dass die ersten und zweiten Rohrabschnitte
(49,51) in einem Winkel zueinander angeordnet sind, wobei der erweiterte Querschnittsbereich
(33) zwischen den ersten und zweiten Rohrabschnitten (49,51) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrstück (13) als T-Verbindungsstück ausgebildet ist, wobei die ersten und zweiten
Anschlussflansche (15,17) vorzugsweise eine kleinere Nennweite besitzen als der dritte
Anschlussflansch (19).
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbleche (23) Winkelprofile (61) sind mit einem ersten und einem zweiten
Schenkel (63,65), welche Winkelprofile (61) im Raum zwischen den ersten und zweiten,
eine Krümmung definierenden Rohrabschnitten (49,51) angeordnet sind und deren erste
Schenkel (63) in vorzugsweise axialer Richtung des ersten Rohrabschnitts (49) und
deren zweite Schenkel (65) in vorzugsweise axialer Richtung des zweiten Rohrabschnitts
(51) orientiert sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbleche (23) an einem Halter angeordnet sind, welcher im erweiterten Querschnittsbereich
(33) des Rohrabschnitts angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter durch ein Rohr (43) gebildet oder mit einem Rohr (43) in Wärme leitendem
Kontakt ist, dessen Enden vorzugsweise durch das Rohrstück (13) oder einen an den
dritten Anschlussflansch (19) anschraubbaren Blindflansch (31) geführt sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbleche (23) in kurzem Abstand zur Innenwandung des Rohrabschnitts angeordnet
sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbleche (23) an gegenüberliegenden Seiten an einem der Gestalt des Rohrstücks
entsprechenden Mantel (37) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr in Windungen um den Mantel (37) geführt und mit diesem in Wärme leitendem
Kontakt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter mit den Umlenkblechen an einem Flansch (31) angeordnet ist, welcher am
dritten Anschlussflansch (19) anschraubbar ist.
12. Vakuumanlage mit einer Schutzvorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 11 und einer
Hochvakuumpumpe, welche am zweiten Anschlussflansch (17) angeschlossen ist.
13. Vakuumanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochvakuumpumpe eine Turbomolekularpumpe ist.
14. Verfahren zum Schützen von Hochvakuumpumpen, insbesondere von Turbomolekularpumpen,
vor schädlichen, insbesondere kondensierbaren Metalldämpfen,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Gasstrom vor dem Eintritt in die Hochvakuumpumpe durch ein Rohrstück (13) mit
einem erweiterten Querschnittsbereich (33) geleitet wird, in welchem erweiterten Querschnittsbereich
(33) Schutzbleche (23) so angeordnet werden, dass eine Randzone frei bleibt, ein Kontakt
der gasförmigen Moleküle beim Durchgang durch das Rohrstück mit den Umlenkblechen
(23) jedoch sichergestellt ist, und dass die Schutzbleche (23) gekühlt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses als Schutz einer Turbomolekularpumpe vor Metalldämpfen, insbesondere Selenmolekülen,
verwendet wird.