ПАТЕНТНО-ТЕХННЧЕОНАЯ• 'БИБЛИОТЕКА Советский патент 1972 года по МПК F04D19/04 

Изобретение относится к получения вакуума.

Известны многоступенчатые вакуумные молекулярные насосы, содержащие размещенные в корпусе роторные и статорные элементы с винтовыми каналами на их рабочих поверхностях.

Цель настояпхего изобретения - увеличение скорости откачки и повышение степени сжатия.

Это достигается тем, что ступе-ни выполнены сек1ционНыми и в каждой секции профиль каналов одина1ков, а в смежных секциях каНалы выполнены с отношением ширины к глубине, уменьшающимся в направлении откачки, и в последней ступени каналы в смежных секциях выполнены с углом (подъе.ма винтовых линий по отношению к плоскости вектора ско.рости роторных элементов, уменьшающимся в направлении откачки.

Секции отделены одна от другой участками рабочей поверхности, не имеющилш каналов, и в последней ступени выходные секции имеют несколько участков с каналами одинакового профиля И одинаковыми углами подъема винтавых линий, и участки отделены один (ОТ другого рабочей поверхностью, не имеющей каналов.

йа цилиндрических рабочих поверхностях показывают, что коэффициент сжатия газа, определяемый отношением вероятностей прохода молекул через Канал соответственно в направлении откачки Sia и в обратном направлении 121, весьма существенно зависит от соотношения между глубиной паза и радиальным зазором между поверхностями рабочих эле ментов. Этот конструктивный параметр

удобно определяется отношением A//I, где А- зазор и h - глубина капала. Эффективность действия системы падает с увеличением Д/Л (уменьшается Ei2 и увеличивается 22i). Поэтому практически (Целесообразно применять систему с отношением А/Л (0,,20) ВО входных ступенях, действием которых определяется скорость откачки насоса (завися1щая от разности вероятHOCTeff Ei2-221) и с отношением А//г(0,10-ьО,15) в ВЫХОДНЫХ ступенях, создающих сжатие газа (зависящее от отношения вероятностей Si2/22i). Учитывая, что величина зазора А, выбираемая по соображениям надежности эксплуатации и простоты изготовления насоса,

должна иметь тот же порядок как и в турбомолекулярных насосах, очевидно, что зависимость Si2/S2i /(A//i) накладывает ограничения на нижнюю границу глубины канала Л. Например, при А 0,75 мм глубина винтовых

Ме|Ньшей 7,5-5,0, та1К;как в Противиом случае коэффициент сжатия газа будет падать. Не менее существенно влияние на характеристики «асоса другого конструктивного параметра рабочих каналов, представляющего собою отношение ширины канала b к его тлу-бине h, т. е. b/h. При уменьшении глубины каналов (при постоянной ширине каналов) в направлении от входных ступеней насоса к выход 1ым значение отношения b/h увеличивается. Исследования насосных характеристик фиксируют напротив увеличение коэффициента сжатия газа с уменьшением значения параметра b/h При ПОСТОЯ1ННЫХ величинах скорости ротора Крот и угла -подъема винтовых каналов ср. Влияние параметра b/h на рег,улирование характеристик пото1копрохождения 2i2 и 22i является очень эффективным. Так как выполнение винтовых канало;в переменной ширины не технологично, наиболее целесообразно по длине .цилиндрической поверхности рабочих элементов сделать несколько секций с уменьшаюшимся в направлении откачки отношением bjh.

iHa фиг. 1 показан молекулярный насос с цилиндрической рабочей поверхностью, продольный разрез; «а фиг. 2 - сечение по А-А; на фиг. 3 - сечение по Б-Б.

Первая ступень для повышения скорости откачки насоса имеет винтовые каналы на поверхностях Обоих (рабочих элементов. Так как уменьшение угла ф подъема винтовых канало1в по сравнению с уменьшенпем параметра b/h создает больший эффект уменьшения вероятности Sia, то в первой ступени в обеих ее секциях 7 и 2 угол ф целесообразно иметь :постоянным, а- отношение b/h полезно выполнять большим в секции 1 и меньшим в секции 2. Вторая ступень для упрошения конструкции насоса имеет гладкую поверхность ротора и винтовые каналы на внешней цилиндрической поверхности статора. Ее назначением является увеличение коэффициента сжатия газа, и поэтому три ее секции; 3, 4, 5 (их число может быть и другим) выполнены с уменьшающимися в направлении откачки значениями «ак отношения b/h, так и; угла ф.

На статоре второй ступени секции полезно отделять одну от другой участками 6, в границах которых статор не имеет винтовых каналов. Достигаемое этим решением увеличение коэффициента сжатия газа и соответствующего каждой Секции отношения вероятностей 2i2/S2i Проходов молекул в прямом и об(ратном направлениях каналов обусловливается эффектами входа молекул, отраженных от поверхности ротора в каналы статора с обеих сторон каждой секции. Величина эффекта зависит от того, какие доли составляют молакулы, отраженные от ротора, но отношению ко

всем молекулам, входящим в статорные каналы. Длина секций и участков между ними, вид иснолнения этих участков и их число рассчитываются по сочетанию конкретных значений конструктивных параметров рабочих орга нов. Оптимальное число участков может превыщать число секций с отличающимися значениями параметров bJh и ф, т. е. полезно бывает В последней ступени выходные секции выполнять с несколькими участками, имеющими одинаковые значения bJh и ф и отделенными один от другого ра-бочей поверхностью, не имеющей каналов. Такими участками являются изображенные на фиг. 1 участки 7, 8, 9.

Предмет изобретения

1.Многоступенчатый вакуумный молекулярный насос, содержащий размещенные в корпусе роторные и статорные элементы с винтовыми каналами на их рабочих поверхностях,

отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости откачки и повышения степени сжатия, ступени насоса сделаны секционными и в каждой секции профиль .каналов одинаков, а в смежных секциях каналы выполнены с от.ношением ширины к глубине, уменьшающимся в направлении откачки, и в последней сгупени каналы в смежных секциях выполнены с углом нодъема винтовых линийпо отношению к плоскости вектора скорости роторных элементов, уменьшающимся в нанравлеНии откачки.

2.Насос по п. 1, .отличающийся тем, что секции отделены одна от другой участками рабочей поверхности, не имеющими (Каналов.

3. Насос по п. 1, отличающийся тем, что в последней ступени выходные секции имеют несколько участков с каналами одинакового профиля и одинаковыми углами нодъема винтовых линий и участки, отделены один от другого рабочей поверхностью, не имеющей каналов.

Фиг

f-

Фие. i