Сборный турбомолекулярный вакуумный насос Советский патент 1992 года по МПК F04B19/24 

Изобретение относится к вакуумным насосам.

Для создания вакуума при давлениях ниже 1 мбар с нагнетанием при атмосферном давлении в настоящее время используют насосную установку, содержащую один насос предварительного разрежения и один вторичный насос с нагнетанием при давлении всасывания насоса предваритель- ного разрежения.

Это относится также к некоторым промышленным способам, при которых давление в камере, в которой осуществляется указанный способ, может не быть таким низким, а может достигать несколько мбар, но при которых необходимо, выдерживая это давление, извлекать определенный дебит газа по способу, однако при этом давлении, насосы предварительного разрежения имеют очень небольшую обьемную подачу, и используют также, следовательно, насосную установку, содержащую один вторичный насос и один насос предварительного разрежения. Каждый насос, предварительного разрежения и вторичный, имеет собственный приводной двигатель.

Целью изобретения является предложение единой насосной установки с одним единственным приводным двигателем, способной нагнетать в атмосферу и достигать при всасывании очень высоких предельных вакуумов до мбар.

Предметом изобретения является также насос, позволяющий создавать высокий ваЧ 4 ON СО СО СО

СО

куум и содержащий один статор и одну роторную группу, содержащую два ротора с параллельными осями, вращающимися в обратном направлении, причем статор содержит один вход всасывания и один выход нагнетания, отличающийся тем, что он разделяется на одну первую зону, размещенную со стороны всасывания, продолженную одной второй зоной, при этом указанная первая зона является зоной типа турбомо- лекулярной зоны с двумя роторами, указанная вторая зона является зоной типа зоны с двумя вращающимися поршнями или с винтами, с двумя параллельными осями, причем одна из осей приводится одним двигателем, а другая - средствами трансмиссии,

Согласно способа выполнения изобретения каждая ось содержит в насосной зоне турбомолекулярного типа ряд дисков с лопатками, причем расстояние, разделяющее обе оси, соответствует примерно радиальной длине одной лопатки плюс диаметр несущей ее ступицы, при этом диски одной оси смещены в осевом направлении относительно дисков другой оси, статор снабжен ниже каждого роторного диска двумя роторами, одной диафрагмой со статорными лопатками таким образом, что каждая диафрагма, которая следует- за одним диском, несомым одной осью, находится в той же плоскости, что и роторный диск, несомый другой осью, причем указанная диафрагма прерывается на секторе, соответствующем роторному пространству, общему для двух статоров и расположенному между двумя осями.

На фиг.1 - схематический вид одного насоса с высоким вакуумом; на фиг.2. - схема, иллюстрирующая циркуляцию носителя от одной ступени к другой в зоне высокого давления насоса; на фиг.З - вариант по фиг.1, по которому часть высокого давления насоса является частью другого типа; на фиг.4 - вид насоса по фиг.1 или 3 с торца со стороны низкого давления; на фиг.5- роторный диск с лопатками и статорная диафрагма с лопатками в их соответствующем размещении.

Со ссылкой на фиг.1 показан насос с высоким вакуумом, который содержит ста- -тор 1 с одним входом всасывания 2 и с одним выходом нагнетания 3. Внутри статора размещается роторная группа с двумя роторами с двумя параллельными осями 4 и 5, вращающимися в обратном направлении. Ось А приводится во вращение приводным двигателем 20. содержащим статор 6 и ротор 7, жестко связанный с осью 4. Ось 5 приводится во вращение в обратном направлении посредством зубчатого зацепления, содержащего два зубчатых колеса 8 и 9.

Насос разделяется на две зоны: первая

зона А расположена со стороны всасывания, вторая зона В следует за зоной А.

Зона А играет роль вторичного насоса и является зоной типа турбомолекулярной зоны, а зона В играет роль насоса предвари0 тельного разрежения и является зоной типа двухроторного вакуумного насоса. В способе выполнения, показанном на фиг.З, зона В насоса является зоной винтового типа в то время, как зона А идентична зоне по

5 фиг.1.

На фиг.1 зона В типа двухроторного вакуумного насоса содержит три ступени 10, 11, 12, разделенные перегородками 13, 14. Каждая ступень двухроторного вакуумного

0 насоса является обычной и содержит два вращающихся поршня 15 и 16.

При прохождении перегородок 13, 14, а также при прохождении перегородки 40, отделяющей зону А от зоны В, оси 4, 5 несут

5 лабиринты герметичности типа динамического уплотнения 17. Подшипники 18, установленные в концевых стенках зоны В. удерживают комплект из двух роторов. Всасывание в первой ступени 10 после

0 нагнетания турбомолекулярного насоса осуществляется через внутренний канал 19, а нагнетание на выходе третьей и последней ступени 12 - через канал 21, оканчивающийся отверстием нагнетания 3. Переход от

5 первой ступени 10 ко второй ступени 11 и от второй ступени 11 к третьей ступени 12 соответственно осуществляется через внутренние каналы 22 и 23.

Фиг.2 иллюстрируетдве ступени 10 и 11

0 зоны В.

Синхронизирующее зубчатое зацепление, образованное зубчатыми колесами 8,9, является, например, сухим зубчатым зацеплением. В противоположном случае, камера

5 зубчатого зацепления 24 изолируется от двигателя 20 и от последней ступени 12 посредством уплотнений герметичности.

На фиг.З зона В представлена в виде винтового насоса также с тремя ступенями

0 10, 11, 12. Каждая ступень содержит два винтовых ротора 25 и 26, а впуск и нагнетание являются осевыми.

На фиг.1 и 3 зона А является идентичной.

5 В зоне А насос является насосом турбомолекулярного типа с лопатками, с двумя роторами, состоящими из дисков с лопатками 27 для первого ротора на оси 4 и из дисков с лопатками 28 для второго ротора на оси 5.

Как видно на фиг.1 и 3, диски 27 и 28 смещены в осевом направлении, так как пространство, разделяющее обе оси 4 и 5, не позволяет устанавливать их в одной и той же плоскости. Фактически это расстояние соответствует примерно радиальной длине одной лопатки одного диска плюс величина диаметра ступицы, на которой установлены эти лопатки.

Ниже каждого диска 27 или 28 статор 1 снабжен одной статорной диафрагмой (диафрагмой 29 со стороны оси 4 и диафрагмой 30 - со стороны оси 5), эти диафрагмы несут лопатки.

Каждая диафрагма 29 размещается в той же плоскости, что и роторный диск 28, а каждая диафрагма 30 размещается в той же плоскости, что и роторный диск 27. Эти диафрагмы 29 и 30 не образуют сплошных дисков, а прерываются на величину сектора, соответствующего роторному пространству, общему для двух статоров, в части, расположенной между осями 4 и 5, как это показано на фиг.5. Концы лопаток диафрагм 29 и 30 жестко связаны с кольцом 31 (32 для диафрагм 30), позволяющим закреплять их в статоре 1.

Таким образом, получают молекулярный насос, способный создавать очень высокие вторичные вакуумы с нагнетанием в атмосферу, имеющий только один единственный приводной двигатель и позволяющий получать большие дебиты при небольших размерах, причем объемная подача насоса близка к объемной подаче, которая могла бы быть получена с помощью двух идентичных насосов, но объединение которых заняло бы намного больший объем.

Формула изобретения

1.Сборный турбомолекулярный вакуумный насос для создания высокого вакуума, содержащий один статор и одну

роторную группу, содержащую два ротора с параллельными осями, установленными с возможностью вращения в обратных направлениях, причем статор содержит один вход всасывания и один выход нагнетания, от л ича ю щи и с я тем, что, с целью упрощения конструкции и уменьшения ее габаритов, он разделен в осевом направлении на одну первую зону, размещенную со стороны всасывания, продолженную одной

второй зоной, при этом первая зона является турбомолекулярной зоной с лопатками и с двумя роторами, а вторая зона является зоной с двумя вращающимися поршнями или с винтами, с двумя параллельными осями, причем одна из осей установлена с возможностью привода двигателем, а другая - средствами трансмиссии.

2.Насос поп.1,отличающийся тем, что в насосной зоне турбомолекулярного типа каждая ось содержит ряд дисков с лопатками, причем расстояние, разделяющее обе оси, соответствует радиальной длине одной лопатки плюс диаметр несущей ее ступицы, при этом диски одной оси смещены в осевом направлении относительно дисков другой оси, статор снабжен за каждым роторным диском одной диафрагмой со статорными лопатками, при этом каждая диафрагма, которая следует за диском,

расположенным на одной оси, находится в той же плоскости, что и роторный диск, расположенный на другой оси, причем диафрагма прерывается на секторе, соответствующем роторному пространству, общему

для двух статоров, расположенных между двумя осями.

2

-J

-J о со со со

Сущность изобретения: роторная группа содержит два ротора с параллель-ными окнами. Роторы вращаются в обратных направлениях. Статор имеет один вход всасывания и один выход нагнетания. Насос разделен в осевом направлении-на одну зону, размещенную со стороны всасывания. продолженную одной второй зоной. Первая зона является турбомолекулярной с лопатками и с двумя роторами, вторая зона - зоной с двумя вращающимися поршнями или винтами, с двумя параллельными осями. Одна из осей установлена с возможностью вращения привода двигателем, другая - средствами трансмиссии. В насосной зоне турбомолекулярного типа каждая ось содержит ряд дисков с лопатками, Расстояние, разделяющее обе оси, соответствует радиальной длине одной лопатки плюс диаметр несущей ее ступицы. Диски одной оси смещены в осевом направлении относительно дисков другой оси. Статор снабжен за каждым роторным диском одной диафрагмой со статорными лопатками. Каждая диафрагма находится в той же плоскости, что и диск, расположенный на другой оси. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. с/ С

ФиеЛ

Фа&.5