ЕСЕССЯ-ОЗНАЯПАТЕНТНОчЕХКлНЕСКАЙБИБЛИОТЕКА Советский патент 1971 года по МПК F04D19/04 F04D29/18 

Изобретение касается молекулярных насосов и может быть полезно для повышения эффективности действия насоса с дисковыми формами ротора и статора.

Известны многоступенчатые вакуумные молекулярные насосы с цилиндрической или конической формой ротора и статора, на одной или обеих взаимодействующих поверхностях которых выполнено большое число винтовых пазов с существенно большими углами подъема винтовой линии по отношению к вектору окружной скорости ротора по сравнению с классическими молекулярными насосами. Использование больших углов подъема винтовых пазов является условием повышения фактора скорости Хо, определяемого прежде всего геометрией входной зоны пазов. В известных молекулярных насосах, имеющих даже но сравнению с лучшими турбомолекулярными насосами более высокую производительность, углы подъема винтовых пазов во входной ступени составляют 40-50°, в выходной ступени - . Профиль винтового или спирального паза имеет прямоугольную форму.

Если отношение ширины паза к его высоте и направление паза совпадают с вектором окружной скорости ротора, то прямоугольный профиль является оптимальным решением, так как доля молекул, испытывающих последовательные соударения с поверхностями, принадлежащими одному из взаимол,ействующих рабочих органов: ротору или статору, весьма невелика, и можно без большой ошибки считать, что каждая молекула соударяется последовательно то с поверхностью ротора, то с поверхностью статора. В этом случае принимают, что скорость создаваемого в канале потока пропорциональна половине окружной скорости ротора Ур/2. При уменьшении отношения b/li ошибка такого допущения увеличивается, и если b превышает /г только в несколько раз, доля молекул, последовательно соударяющихся с поверхностями ротора (если паз выполнен на роторе) пли поверхностями статора (если паз выполнен на

статоре), становится заметной. Скорость потока уменьшается, что в расчете обычно учитывают введением поправочного коэффициента

2

. Паз прямоугольного профиля ири

b + h

малых величинах отношения b/h характеризуется низким значением фактора скорости хо, являющегося функцией разности вероятностей Si2-221 прохождепия молекулярного потока в полезном для откачки и обратном направлеПИЯХ. С увеличением отношения b/h значение Ас увеличивается, но возрастает и вероятность прохода молекул по каналу в обратном направлении, чем обусловлено падение отношеи такое решение нельзя считать оптимальным.

Результаты расчета рабочих органов молекулярного насоса но снособу статистических испытаний ноказывают, что значительное изменение угла подъема (в диапазоне 15-50°) винтовых или спиральных пазов по отношению к вектору окружной скорости ротора не вызывает практически заметного изменения доли «неэффективных соударений молекулы, т. е. последовательных соударений со стенками одной рабочей поверхности, определяемой, в основном, конструктивным параметром bfh паза прямоугольного сечения.

Более высокие характеристики имеют назы треугольного профиля, выполненные либо на одной, либо на обеих соиряжепных рабочих поверхностях.

Характеристику системы молекулярного насоса будет полагать в следующих координатах- (XQ) фактор скорости, (s) стенень сжатия газа, равная отноше5-1ию давлений газа на выходе и входе насоса или его ступени. Большая эффективность систем с пазами треугольного профиля выражается в большей максиМ-альыйй степени сжатия газа по сравнению с снстемой с прямоугольным профилем пазов, если сравниваемые системы выполнены с размерами назов, обеспечивающими равенство их максимальных скоростей откачки. Напротив, при равенстве максимальных степеней сжатия газа сравниваемых систем, первая обладает большей максимальной скоростью откачки.

Предложенный многоступенчатый насос отличается тем, что, с целью увеличения скорости откачки и новышения степени сжатия, пазы выполпены треугольного профиля, и на статорных поверхностях входных ступеней и роторных выходных ступеней стеики назов, расположенные со стороны, противоположной направлению вращения, установлены к основанию под углом, большим угла наклона смежных стенок паза, а на роторных поверхностях входных ступеней и статорных выходных ступеней стенки назов, размещенные встречно нанравлению вращения, имеют угол наклона, првыщающий угол наклона других стенок этого паза.

На фиг. I показан профиль паза, вынолненного на статорном элементе входных ступеней; на фиг. 2 - профиль пазов, выполненных на статорном и роторном элементах входных ступеней; на фиг. 3 - профиль наза статорного элемента выходных ступеней; на фиг. 4 - профиль пазов, выполненных на статорном и роторном элементах выходных ступеней; на фиг. 5 - вариант нрофиля паза роторного

элемента входной стунени.

Стрелки указывают на направление вращения роторных элементов.

Снстема пазов, показанных на фиг. 1, характеризуется большей разностью вероятностей 2i2-221 по сравнению с снстемой, показанной на фиг. 3. Поэтому система пазов на фиг. 1 нредпочтительнее для входных стуненей, а система назов на фиг. 3 - для выходных ступеней. Вариант профиля паза на фиг.

5 отличается большей площадью сечения и поэтому целесообразен для входной ступени. Система пазов на фиг. 2 имеет наиболее высокую скорость откачки, а система пазов на фиг. 4 - наиболее высокую степень сжатня.

Предмет изобретения

Многоступенчатый вакуумный молекулярный насос, содержащий размещенные в корпусе роторные и статорные элементы, взаимодействующие новерхности которых, например цилиндрической, конической формы, снабжены винтовыми пазами, отличающийся тем, что, с

целью увеличения скорости откачки и повышения степени сжатия, пазы выполнены треугольного профиля и на статорных поверхностях входных ступеней и роторных выходных ступеней стенки пазов, расположенные со стороны, противополол :ной направлению вращения, установлены к основанию под углом, большим угла наклона смежных стенок наза, а на роторных поверхностях входных стуненей и статорных выходных ступеней стенки назов, размещенные встречно направлению вращения, имеют угол наклона, превыщающий угол наклона других стенок этого паза.

/ d, оСг

Фиг

сС,

Фие 3

«:, 7d.2

d-i ч

Ч

of, «

шшш$$$$$ шж т шФиг.б