Вакуумный насос для чистого молекулярного вакуума Советский патент 1993 года по МПК F04D19/04 

Изобретение относится к вакуумному насосу для чистого молекулярного вакуума.

Вакуумные насосы с магнитной подвеской особенно хорошо подходят для получе- ния очень чистого вакуума, т.е. при отсутствии любых загрязнений маслом или пылью, связанных с трением, поскольку ни один материальный элемент не удерживает ротор насоса.

Однако элементы, которые образуют магнитную подвеску ротора, а также его приведение во вращение, имеют пакеты листов стали, катушки, спеченные материалы и смолы, которые обладают недостатком выделения газов в вакууме. Такое выделение газов препятствует получению очень низкого давления и загрязняет вакуумируемый объем.

Известно динамичесое уплотнение, отделяющее зоны насоса, расположенные в вакууме, от зон, в которых находятся элементы приведения во вращение и элементы подвески, однако его эффективность достаточна только при высокой скорости и нулевая при остановке.

Целью изобретения является вакуумный насос, позволяющий устранить этот недостаток.

Для этого в вакуумном насосе для чистого молекулярного вакуума, имеющем статор и ротор, который приводится во вращение от двигателя, встроенного в насос, удерживается магнитными подшипниками и имеет форму колокола, насаженного на внутренний выступ статора, при этом ста- торные элементы приводного двигателя и

00 СА)

СЛ 00 Ю

CJ

казанные подшипники располагаются на аружной части указанного выступа, а роорные элементы этих же самих узлов расоложены на внутренней части ротора в орме колокола, согласно.изобретению ервая рубашка из немагнитного и гермеичного материала закрывает указанный выступ ловерх статорных элементов двигаеля и подшипников, а вторая рубашка из немагнитного и герметичного материала закрывает в роторе роторные части приводного двигателя и подшипников..

На чертеже показан турбрмолекуляр- ный насос с лопатками.

Насос имеет статор из двух частей 1А и 1В и ротор 2 в форме колокола, который надет на внутренний выступ 3 на участке 1В статора.

На роторе имеются роторные лопатки 4, а на статоре имеются статорные лопатки 5.

Ротор приводится во вращение вокруг своей оси при помощи электродвигателя ги- стерезисного типа, который имеет ротор 6 и внутренний статор 7 с катушкой 8, насаженной на выступ 3 участка 1В статора насоса.

В статоре имеется засасывающий вход 9 и выпускной выход 10. Ротор 2 магнитно удерживается в статоре 1А-1В при помощи двух магнитных подшипников, имеющих магнитный пассивный аксиальный подпятник и активный радиальный магнитный подшипник. Аксиальный подпятник обеспечивает стабильность ротора по отношению к поворотам Ох и Оу вокруг осей ОХ и OY, которые перпендикулярны друг к другу....

Аксиальный подпятник состоит из трех пар постоянных магнитов в форме аксиально намагниченных колец, в каждую пару входят роторное и статорное кольца, которые намагничены аксиально в противоположных направлениях друг к другу, как это показано стрелками, Первая пара состоит- из колец 1 ТА и 11 В, вторая из колец 12А и 12В и третья пара-из колец 13Аи 13В. Как видно из чертежа, каждая пара колец, кроме того, намагничена в направлений, протйво положном направлению намагничивания прилегающей пары (или к двум прилегающим парам, для пары колец в середине). Такое расположение позволяет-увеличить эффективность действия подшипника. Действительно, каждый раз, когда две пары колец имеют две стороны одной полярности, эффективность эквивалентна трем склеенным идентичным кольцам, но намагниченным в том же направлении, или же одному кольцу, но тройной толщины. В данном случае имеется два раза по две пары колец, склеенных по сторонам одной полярности:

первая пара с второй и вторая с третьей, таким образом, существует эквивалент пяти одиночных пар, расположенных в одном направлении. Таким образом, для

одного объема осуществляется большая эффективность.

Этот аксиальный подпятник может служить стабилизатором по отношению к вращениям Ох вокруг оси ОХ и Оу вокруг оси О Y,

такой случай показан на фит.1, здесь подшипник, составленный из трех пар колец, расположен так, что его центр тяжести совпадает с центром тяжести О ротора 1; Естественно, число пар намагниченных колец не

ограничено тремя, может быть только одна пара.

Радиальный магнитный подшипник активный, контролирует радиальные перемещения вдоль осей ОХ и OY и состоит из

ротора 14, который образован набором пластин, электрически изолированных между собой и магнитно изолированных, и статором 15, установленным изнутри на выступе 3 статора насоса. Этот статор состоит из

восьми электромагнитов 16, которые создают электромагнитные силы в направлении осей ОХ и OY. Радиальное положение ротора 2 по осям ОХ и OY определяют четыре датчика положения 17.

Имеется канал автоматического регулирования для электромагнитов, действующих в направлении оси ОХ, и другой канал для электромагнитов, действующих в на-, правлении оси OY.

Электрические соединения осуществляются через электрический разъем 28. ... -: ... .. :

В насосе отсутствуют механические подшипники защиты, чтобы абсолютно исключить любую возможность загрязнения при получении чистого вакуума.

В соответствии с изобретением первая рубашка из немагнитного и герметичного материала закрывает выступ 3 части 1В

статора сверху статорных элементов 7, 8 двигателя и части 11В, 11С, 11D и 15, 16 магнитных подшипников. .

Рубашки 29 и 30 имеют небольшую тол- щину. Например, можно использовать рубашки из алюминия, они приклеиваются в вакууме, например, при помощи эпоксидной смолы; Можно использовать рубашки из керамики, которые приклеиваются в ва- кууме. Можно также изготовить рубашки путем напыления в вакууме, например, никеля.

Таким образом, получается отличная изоляция тех элементов, которые могут загрязнять вакуумируемый объем.

Формула изобретения

1. Вакуумный насос для чистого молекулярного вакуума, имеющий статор, ротор и электродвигатель для привода ротора, встроенный в насос, магнитные подшипники для удержания ротора, при этом ротор имеет форму колокола, надетого на внутренний выступ статора, статорные элементы электродвигателя и магнитных подшипников расположены на периферии внутреннего выступа, а роторные элементы электродвигателя и магнитных подшипников расположены на внутренней поверхности колокола ротора, отличающийся тем, что, с целью предотвращения загрязнения вакуумируемого объема, выступ статора

0

сверху статорных элементов электродвигателя и магнитных подшипников закрыт первой рубашкой из немагнитного и герметичного материала, а вторая рубашка из немагнитного и герметичного материала закрывает роторные элементы приводного электродвигателя и магнитных подшипников.

2.Насос по п,1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что рубашки выполнены из алюминия и приклеены в вакууме.

3.Насос по п. 1,отличающийся тем, что рубашки получены путем вакуумного напыления никеля.

4.Насос по п. 1,отличающийся тем, что рубашки выполнены из керамики и .приклеены в вакууме.

Сущность изобретения: электродвигатель для привода ротора встроен в насос, Ротор имеет форму колокола, надетого на внутренний выступ статора. Статорные элементы электродвигателя и магнитных подшипников расположены на периферии внутреннего выступа. Роторные элементы магнитных подшипников расположены на внутренней поверхности колокола ротора. Выступ статора сверху статорных элементов и магнитных подшипников закрыт первой рубашкой из немагнитного и герметичного материала, вторая рубашка из немагнитного и герметичного материала закрывает роторные элементы. Рубашки выполнены из алюминия и приклеены в вакууме, а также м.б. получены путем вакуумного напыления никеля или выполнены из керамики и приклеены в вакууме. 3 з.п.ф- лы, 1 ил. fe

1АЧ

1 ) 3)lW

///sbi&MMfiMMfi м ь ////Л

/////A nniinriiiiiiiVirriiiiacA /////l-ычгъг: улК чЧттт