ТУРБОМОЛЕКУЛЯРНЫЙ ВАКУУМНЫЙ НАСОС Советский патент 1971 года по МПК F04D19/04 

Известны турбомолекулярные вакуумные насосы, содержащие корпус с размещенными в нем на пустотелом валу роторными дисками, например бандажированными.

Цель изобретения - уменьщение трудоемкости изготовления и повышение надежности таких насосов. Это достигается тем, что каждая пара роторных дисков установлена на валу со смещением дисбалансов в противоположные стороны, и лопатки в каждом диске размещены с перекрытием одна другой в направлении откачки.

На фиг. 1 схематически показан описываемый насос в продольном разрезе, а также разрезы А-А и Б-Б; на фиг. 2 - собранный с цапфами вал; на фиг. 3 - эпюра распределенных дисбалансов по длине вала.

Насос содержит корпус /, в котором размещены роторные 2 и статорные 3 диски, чередующиеся в осевом направлении. Роторные диски напрессованы на пустотелый вал 4, во внутреннее отверстие которого вставлены цапфы 5, жестко связанные с торцами вала 4. Ротор вращается в иодщипниках качения 6. Приводом являются встроенные асинхронные двигатели 7 и 8. Диски насоса имеют наружные бандажи 9. В разрезе Б-Б видны каналы и лопатки в радиальном направлении. Лопатки имеют перекрытие /.

Степень сжатия ступени повыщается с

уменьшением щага лопаток, то-есть с уменьщеннем угла наклона лопаток к торцу диска,

но при этом увеличивается и величина переКрытия /.

При вращении ротора насоса молекулы газа из откачиваемого объема через центральное отверстие W попадают внутрь насоса и разделяются на два осевых потока, которые

с периферии откачиваются форвакуумными насосами.

Изобретение относится к насосам больщой производительности, поэтому ротор имеет большой вес. Для уменьшения веса ротора

вал выполняется со сравнительно большим сквозным внутренним отверстием с таким расчетом, чтобы он оставался достаточно жестким и прочным. С уменьшением веса ротора уменьшается нагрузка на подшипники, что

способствует увеличению долговечности и повышению надежности насоса.

Суть изобретения сводится к созданию уравновешенного ротора с большими инерционными массами с пустотелым валом без

балансировки дисков. Диски располагаются на валу таким образом, что каждые два соседних диска компенсируют взаимно собственный дисбаланс и дисбаланс участка вала, на котором эти диски расположены. Для этонеуравновешенными частями в протнвоноложные стороны так, что на длине расноложения двух дисков дисбаланс одного диска с достаточной точностью равен сумме дисбалансов другого диска и вышеуказанной части вала.

Перед сборкой оиределяются величина и место дисбаланса вала с цапфами и отдельно каждого диска. Дисбаланс собранного с цапфами вала получается в основном вследствие несовпадения и перекоса геометрической оси внутреннего отверстия вала относительно оси враш,ения. Отклонение перпендикулярности торцов вала относительно оси внутреннего отверстия при обработке торцов и смеш,ение оси цапфы относительно оси внутреннего отверстия в пределах посадочного люфта б (фиг. 2) и дают, соответственно, перекос и смещение оси отверстия относительно оси вращения вала. Даже при высокой точности обработки отверстия небольшие отклонения перпендикулярности торцов и посадочные люфты цапф дают весьма ощутимый дисбаланс собранного вала.

Определение дисбаланса вала с цапфами производится на станке для динамической балансировки. Найденный таким образом дисбаланс характеризуется значениями Ci и Cz, г-см, приложенными в торцевых плоскостях вала.

Приведенные к торцам вала дисбалансы С и GZ можно разложить на составляющие в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и определить дисбаланс вала q, распределенный по длине вала. Для удобства изложения рассмотрим распределение дисбаланса в одной плоскости. Распределенный по длине вала дисбаланс меняется линейно от qi до qz (фиг. 3), поскольку величина взаимного отклонения осей вращения и внутреннего отверстия линейно меняется по длине вала (распределенный по длине вала дисбаланс имеет размерность , т. е. дисбаланс на единицу длины).

Таким образом, при расположении каждой пары дисков со смещением в противоположные стороны их дисбалансов для обеспечения взаимной компенсации последних и дисбаланса участка вала, на котором эта пара расположена, ротор по всей длине уравновешивается. Если бы уравновещивание велось только по концам ротора при динамической балансировке, то неуравновешенная средняя часть вала давала бы на рабочих оборотах значительные прогибы и напряжения в середине вала.

Описываемая конструкция ротора с расположенными согласно расчетной компенсации дисками исключает балансировку каждого диска со съемом металла с них, а также практически устраняет прогиб вала при вращении.

Таким образом, значительно снижается трудоемкость изготовления насоса в результате исключения балансировки каждого диска и уменьшения числа ступеней сжатия и повышается надежность работы насоса вследствие использования пустотелого вала и уменьшения его прогиба.

Предмет изобретения

Турбомолекулярный вакуумный насос, содержащий корпус с размещенными в нем на пустотелом валу роторными дисками с лопатками, например бандажированными, отличающийся тем, что, с целью уменьщения трудоемкости изготовления и повышения надежности, каждая пара роторных дисков установлена на валу со смещением дисбалансов в противоположные стороны, и лопатки в каждом

диске размещены с перекрытием одна другой в направлении откачки.

Б-S