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Billige Selbstbau-Alternative zu einer Turbomolekularpumpe

 
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Sowasaberauch



Anmeldedatum: 09.04.2008
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: Do Apr 01, 2010 4:49 pm    Titel: Billige Selbstbau-Alternative zu einer Turbomolekularpumpe Antworten mit Zitat

Als ich mich so mit Schauberger beschäftigt habe, hab ich mich gefragt, ob so eine Tesla/Schauberger-Kreisel-Pumpe nicht ein gute Alternative zu einer Turbo-Pumpe wäre. Wäre ziemlich einfach auf einem Drehbank herzustellen.
Und wenn ich das Ding schnell genug drehe, dann müsste das doch Klappen.

Die Abwandlung von Schauberger mit den Wellen dünkt mich dabei eine gute Idee, gegenüber der flachen Tesla-Pumpe, denn man möchte ja möglichst verhindern, dass ein Teilchen frei durchfliegen kann, ohne die Scheibe zu berühren. Wenn ich aber viele Wellen habe, dann muss das Teilchen mehrere Male an der Scheibe ankommen, und bekommt dort eben jedesmal einen Impuls, welches das Teilchen nach Aussen befördert.

Das Problem, welches ich dabei sehe ist die hohe notwendige Drehzahl.
Lagern könnte man das Ding wohl am besten magnetisch. Wobei ich mich
frage, ob eine rein passive Magnetlagerung gut funktioniert, oder diese doch zu schnell anfangen würde zu schwingen. Der Motor müsste mindestens im Vorvakuum sein, das ergibt das zweite Problem: Die Kühlung. D.h. man müsste wohl sowas wie eine Wasserkühlung haben. Ich weiss auch nicht, wie sich "normale" Motoren in einer Vorvakuum-Umgebung verhalten würden, da dort das Vakuum doch schon bereits ziemlich hoch ist (so um die 10-5 bar).
Was ich mir noch als einfachere Variante vorstellen könnte wäre es ein Homopolar-motor zu benutzen. Der besondere Vorteil wäre die extrem hohen Drehzahlen die damit einfach erreichbar sind.

Hätten noch andere hier Ideen, was ev Prpbleme geben könnte, oder andere Verbesserungsvorschläge?

BTW: Ist Alu für's Hochvakuum geeignet? Oder muss man das zuerst beschichten? Z.B. Verchromen???
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Andi



Anmeldedatum: 05.04.2004
Beiträge: 1925

BeitragVerfasst am: Sa Apr 03, 2010 1:26 am    Titel: Antworten mit Zitat

Ich schätze mal schwer, das bei normalen Turbomolekularpumpen ein kleiner Asynchronmotor zum Einsatz kommt, dann gibt es keine Schleifringe oder Spulen oder sonstiges im Vakuum, nur das Blechpaket des Läufers.
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Sowasaberauch



Anmeldedatum: 09.04.2008
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: Sa Apr 03, 2010 9:40 am    Titel: Antworten mit Zitat

Interessant. Habe bis jetzt immer gedacht, da werden BL-Innenläufer verwendet, da würde sich dann ja auch nur ein Permanent-Magnet-Rotor im Vakuum befinden. Aber wie legt man dann von Aussen ein Feld an? Dann kann man die Umhüllung ja nicht mehr aus Metall machen. Keramische Umhüllung? Problem: Wie billig herstellen??? Weiteres Problem: Ein sehr grosser Abstand zwischen Rotor und Spulen, was wohl einen ziemlich ineffizienten Motor ergibt.
Der Vorteil eines Homopolarmotors komplett innerhalb des Vor-Vakuums wäre IMHO schlicht die Einfachheit dieser Konstruktion. Sicherlich braucht es hier noch eine Bürste. Aber das Teil kann man ja ruhig ab und zu Mal wechseln. Kosten ja fast nichts. Das Problem der Wärme hätte man dann aber...und die Kühlung wäre fast unmöglich, da sich der warme Teil dreht.

Mir ist eingefallen, dass wenn man die Pumpe liegend macht, man die Lagerung sehr einfach hydrodynamisch machen könnte, einfach mit etwas Vakuumpumpenöl. Bei den hohen Drehzahlen sollte eine hydrodynamische Lagerung eigentlich kein Problem darstellen.
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Denker



Anmeldedatum: 11.03.2008
Beiträge: 519
Wohnort: Bayern 91

BeitragVerfasst am: Sa Apr 03, 2010 9:52 am    Titel: Antworten mit Zitat

Warum wird kein Hydraulik-Motor benutzt ?
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Sowasaberauch



Anmeldedatum: 09.04.2008
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: Sa Apr 03, 2010 4:10 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Kann man mit einem Hydraulikmotor effizient so hohe Drehzahlen erreichen? Ich hab bis jetzt immer gedacht Hydraulikmotoren sind was für tiefe Drehzahlen.

Ich hätte vor, den Rotor etwa mit einem Durchmesser von 0.5m zu machen. Bei 30'000RPM hätte man dann am Rand ca. 800m/s. Müsste man dann Mal schauen wie hoch man das Vakuum damit bekommt.

BTW: Heisst das, da solche Pumpen ja auf der Teilchengeschwindigkeit beruhen, dass sich im Hochvakuum-Bereich eine Gastrennung ergibt?
Ich meine nur, da ja leichte Gase wie z.B. Wasserstoff eine viel höhere Teilchengeschwindigkeit haben, müssten doch vermehrt diese Teilchen drin bleiben und die schweren Teilchen werden hingegen rausgeschleudert.
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Denker



Anmeldedatum: 11.03.2008
Beiträge: 519
Wohnort: Bayern 91

BeitragVerfasst am: Sa Apr 03, 2010 4:27 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
Kann man mit einem Hydraulikmotor effizient so hohe Drehzahlen erreichen?


Das weis ich jetzt auch nicht so genau, mit Getriebe und Leistungsstarken Motor müsste das möglich sein.
Aber effizient ? keine Ahnung...
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Sowasaberauch



Anmeldedatum: 09.04.2008
Beiträge: 833

BeitragVerfasst am: Sa Apr 03, 2010 5:04 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Also Getriebe kommt sicherlich nicht in Frage, da dieses sich im Vorvakuum befinden müsste. Zudem sind Getriebe ziemlich teuer und gross...

Leistung bräuchte der Motor nicht viel, da es ja so gut wie keinen Luftwiderstand gibt. D.h. IMHO dürften die Lager die grösste Leistung benötigen.
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Softifex



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BeitragVerfasst am: Mo Apr 05, 2010 5:54 pm    Titel: Antworten mit Zitat

Ein paar Details von Profipumpen, z.B Leybold-Heraeus

Unser Turbomolekularpumpen werden prinzipiell stehend betrieben. Im Vorvakuumbereich ist auch der Antriebsmotor, ein normaler Kurzschlussläufer, welcher mit Frequenzumrichter angetrieben wird. Nach dem Gesang nach geht er bis ca 500Hz rauf, was bei einer 2poligen Maschine 30000 Upm entspricht. Das Hochfahren ist kontrolliert und dauert 2-3 Minuten. Nach dem Abschalten läuft sie im Hochvakuum so ca. 10 Minuten lang aus, wenn man sie nicht bremst.
Starten tun wir ca. ab 1x10-2mbar Vorvakuum. Endvakuum ist im Bereich von 10-6mbar (Unsere Vakuumkammer wird nicht ausgeheizt).
Einen Selbstbau kann ich mir ehrlich gesagt nicht vorstellen. Schon gar nicht mit 500 mm Durchmesser. Unsere große Pumpe war Durchmesser 300 mm.

lg Helmut
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