Вакуумный молекулярный насос Советский патент 1993 года по МПК F04B19/04 

. Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к конструкциям высоковакуумных насосов.

Цель изобретения - улучшение откач- ных характеристик путем уменьшения вероятности прохода молекул газа с выхода на вход при откачке ступени от оси к периферии насоса, и увеличение вероятности прохода молекул с входа на выход при откачке от периферий к оси насоса.

На фиг.1 представлен насос, продольный разрез; на фиг.2 - лопатки роторных дисков, пунктиром показаны перегородки смежных статорных дисков.

Вакуумный молекулярный насос содержит корпус 1, размещенные в нем роторные и статорные диски 2 и 3, последние имеют на боковых поверхностях спиральные канавки 4, причем каждый роторный диск 2 выполнен в виде пакета из трех дисков, крайние из которых снабжены по периферии осевыми лопатками 5, отогнутыми вдоль

оси насоса зеркально по отношению к смежным с ними концам перегородок между спиральными канавками статорного диска, причем высота лопаток равна глубине канавок статорного диска, а средний диск, так же как в устройстве - прототипе, снабжен по периферии радиальными лопатками 6, расположенными под углом к его плоскости. Зазор между статорными дисками 3 образован при помощи проставочных колец 7 между ними, которые могут быть выполнены в виде обода на периферии статорных дисков.

Насос работает следующим образом.

Роторные диски 2 приводятся по вращение и откачиваемый газ по спиральным канавкам перемещается сначала от центра к периферии, а затем от периферии к центру. Далее процесс повторяется на каждой ступени откачки, и газ перемещается со стороны всасывания на сторону нагнетания. Наличие лопаток 5 и 6 на периферии роторных дисков, отогнутых указанным выше обЈ

00

о

о

§

разом, обеспечивает перемещение газа в этой зоне в направлении откачки по принципу турбомолекулярного насоса, Дополнительно осевые лопатки 5, сообщая большинству взаимодействующих с ними молекул газа свою упорядоченную скорость, способствуют улучшению работы смежных с ними ступеней дискового насоса. А именно, те молекулы, которые отразились . от нижнего яруса лопаток 5 в предыдущую по ходу откачки ступень, откачивающую газ от оси к периферии насоса, олагодаря наличию упорядоченной скорости, противоположной направлению перемещения газа диском 2 вдоль канавки, проникают в канавку на относительно меньшую глубину, и имеют меньше шансов пройти на вход ступени, что понижает вероятность прохода с. выхода на вход ступени, увеличивая степень сжатия и быстроту откачки ступени. Те молекулы, которые прошли с соударениями верхний ярус лопаток 5 и попали на вход 3-х пластин, зажатых между втулками, крайние из которых по периферии снабжены лопатками, отогнутыми вдоль оси насоса зеркально по отношению к концам перегородок между спиральными канавками статорных дисков, а средний снабжен по периферии лопатками, расположенными под углом к их плоскости,

В качестве аналога отобрано а,с. 1481478 Вакуумный молекулярный насос, в котором диск ротора,на внешних кромках лопаток которого установлены накладки с меньшим коэффициентом теплового расширения, чем у материала лопаток, а на внутренних кромках лопаток с большим коэффициентом, вращается между статор- ными дисками со спиральными откачивающими каналами. Наличие накладок обеспечивает появление момента сил при нагреве и лопатки разворачиваются в сторону увеличения угла установа, что позволяет повысить экономичность насоса путем сокращения времени выхода на режим.

Недостатком аналога по сравнению с заявляемым техническим решением является то. что радиальные лопатки насоса-аналога не способны сообщить -большинству молекул, приходящих на вход последующей за лопаткой ступени, откачивающей газ от периферии к центру или молекулам, приходящим на выход предыдущей ступени, откачивающей газ от центра к периферии насоса, свою упорядоченную скорость. Эта скорость в Заявленном техническом решении способствует глубокому проникновекию молекул в канавку, и при дальнейших отражениях от стенок они практически не имеют шансов вернуться обратно, что повышает вероятность прохода молекул газа с входа на выход этой ступени, а во втором,

благодаря противоположной направленности перемещению газа вдоль канавки, молекулы проникают в канавку на относительно меньшую глубину, и имеют меньше шансов пройти на вход ступени, что понижает вероятность прохода молекул газа с выхода на вход ступени, увеличивая степень сжатия и быстроту откачки. Повышение откачных характеристик отдельных ступеней улучшает откачные характеристики всего насоса, что

и составляет дополнительный положительный эффект от предлагаемой установки осевых лопаток.

Насосы, -подобные заявляемому, в отечественной практике отсутствуют. Можно считать базовым образцом по назначению решаемой задачи и характеристикам насос ТМН-200, выпускаемый отечественной промышленностью.

Формула изобретения

Вакуумный молекулярный насос, содержащий корпус, размещенные в нем роторные диски, снабженные по периферии лопатками, расположенными под углом к их плоскости, и статорные диски, имеющие на

боковых поверхностях спиральные канавки, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью улучшения откачных характеристик, каждый роторный диск выполнен в виде пакета из трех пластин, зажатых между втулками,

крайние из которых по периферии снабжены лопатками, отогнутыми вдоль оси насоса зеркально по отношению к концам перегородок между спиральными канавками..

Сущность изобретения: в корпусе размещены роторные диски, снабженные по периферии лопатками, расположенными под углом к их плоскости. Статорные диски имеют на боковых поверхностях спиральные канавки. Каждый роторный диск выполнен в виде пакета из трех пластин, зажатых между втулками, крайние из которых по периферии снабжены лопатками, отогнутыми вдоль оси насоса зеркально по отношению к концам перегородок между спиральными канавками. 2 ил.