Первичный двухступенчатый роторный насос

Первичный двухступенчатый роторный насос

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

}г .сльзование: для первичного вакуумирозания. Сущность изобретения: ступень низкого давления насоса, выполненная в виде двухроторной винтовой ступени 4, сообщена со ступенью высокого давления, выю 13 полненной в виде динамического насось 5. посредством соединительного трубопровода 31. Ступени могут иметь как общий привод , так и два различных привода 13 и 32, Соединительный трубопровод 31 сообщен с полостью 2 всасывания посредством байпаса 25, снабженного разгрузочным клапаном 27, и с полостью 3 нагнетания посредством байпаса 26, снабженного разгрузочным клапаном 28 В корпусе 1 выполнены каналы 6 охлаждегчя. Валы 9 и 10 ротонов ступенл 4 связаны шестернями 11 и 12 Рассогласование в производительностяхступеней на переходных режимах компенсируется при помощи клапанов 27 и 28, что позволяет повысить экономичность. Отсутствие масла в насосе позволяет снизить энергозатраты на его отделение. 4 з. п. ф-лы. 2 ил П

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИ.К

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ПАТЕНТУ

77—

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4830083/29 (22) 04,06.90 (46) 23.10.92. Бюл, № 39 (31) 8907392 (32) 05,06.89 (33) FR (71) Алькатель СЙТ (FR) (72) )Кан-Мари Крзнкет и Жак Лонг (FR) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1182199, кл. F 04 С 18/16, 1984. (54) ПГРВИЧНЬ Й ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ

РОТ0 Р Н Ь! Й НАСО С (57: Лг;сл зование: для первичного aavyyмирования, Сушно:ть изобретения: ступень низкого давления насоса, вьполненная в виде двухроторной винтовой ступени 4, сообщена со ступенью высокого. давления, вы„„ Ы „„1771514 А3 (я)з F 01 С 1/ f6; F 04 D 17/00

2 полненной в виде динамического насось 5. посредством соединительного трубопровода 31. Ступени могут иметь как общий привод, — àê и два различных привода 13 и 32, Соединительный трубопровод 31 сообщен с полостью 2 всасывания посредством байпаcd 25, снабженного разгрузочным клапаном

27, и с полостгл.3 нагнетания посредством байпаса 26, снабженного разгрузочным клапаном?8. В корпусе 1 выполнены каналы 6 охла><де ия. Балы 9 и 10 ротообв ступени 4 связаны шестернями 11 и 12. Рассогласование в производительностях ступеней на переходных режимах компенсируется при помощи клапанDв 27 и 28, что позволяет повысить экономичность. Отсутствие масла в насосе позволяет снизить энергозатраты на его отделение. 4 з, и. ф-лы. 2 ил. (/) ! ъ

1 ) (л фь, 1771514

35

50

Изобретение относится к первичному сухому двухступенчатому насосу.

Известны первичные сухие двухступен чатые насосы, причем каждая ступень обыч. но образована лопастным насосом.

По сравнению с лопастным насосом, смазывающимся маслом, сухой лопастной . насос исключает миграцию паров масла в перекачивающей камере, но при этом наблюдается значительное сухое трение, приводящее к быстрому износу и ускоренному снижению производительности насоса, Известны также одноступенчатые первичные сухие винтовые насосы. Зти насосы способны всасывать, в постоянном режиме, текучую среду от предельного давления порядка 10 мбар до атмосферного давления.

Преимущество их заключается в отсутствии контакта между винтами и, следовательно, в отсутствии трения, что делает их очень надежными. Однако в зоне насоса, в которой давление превышает 10 мбар, они абсорбируют повышенную мощность; которая в основном рассеивается в теплоту, В этом случае часть винтов, работающих в этой зоне при повышенных:давлениях (свыше 10 мбар). подвергается . значительному нагреву, который вызывает. сильные асимметрические расшйрейия„. несовместимые с внутренними зазорами. Увеличение зазора между винтами нежелательно, так как в этих условиях не обеспечиваются рабочие характеристики, в частности мощность всасывания и предельное давление.

Целью изобретения является снижение энергозатрат и стоимости, а.также повышение экономичности насоса путем обеспечения распределения потоков на переходных фазах и, в итоге, получение первичного сухого насоса, способного всасывать в постоянном режиме, текучую среду от предельного давления порядка 10 " мбар и менее до атмосферного давления при широком диапазоне всэсываемых расходов от 50 м /ч до нескольких тысяч м /ч.

Изобретение заключается в ограничении давления нагнетания винтового насоса, с целью снижения его нагрева, и в добавлении второй ступени, образованной насосом с вязким и/или турбулентным подсосом, позволяющим передавать на вторую ступень энергию сжатия с диссипацией тепла. Так, например, винтовой насос уже не имеет винтовой части, работающей при повышенных давлениях и подвергающейся сильным расширениям, Кроме того, в использующемся диапазоне давления этого винтового насоса (10 — 10 мбар) средний свободный пробег молекул является относительно высоким, и этот насос может, в данном случае. работать с повышенными внутренними зазорами. что снижает стоимость винтового насоса и, следовательно. общую стоимость первичного насоса, Таким образом, предметом настоящего изобретения является первичный сухой двухступенчатый насос. содержащий в общем едином стэторе, со стороны низкого давления. винтовой насос. а со стороны высокого давления — насос с подсосом, при этом соединительный трубопровод обеспечивает сообщение между винтовым насосом и насосом с подсосом.

По первому варианту выполнения соединительный трубопровод сообщается со стороной всасывания винтового насоса, а следовательно, со стороной всасывания перйичного насоса посредством бэйпаса, снабженного разгрузочным клапаном

По второму варианту соединительный трубопровод сообщается со стороной нагнетэния насоса с подсосом, а следовательно, со стороной нагнетания первичного насоса посредством байпаса. снабженного разгрузочным клапаном.

В зависимости от геометрического расположения, обьема перекачиваюшей камеры и времени падения давления скорость вращения каждой ступени может быть различной, Один двигатель может одновременно приводить во вращение винтовой насос и насос с подсосом, или двэ двигателя могут независимо приводить во вращение винтовой насос и насос с подсосом. Это последнее техническое решение позволяет, в частности, независимо изменять скорость вращения, а следовательно, скорости пере.кэчивания в тех областях применения, в ко.тОрых требуется регулирование давления.

Двигатель или двигатели могут быть обычными или вакуумными роторными.

На фиг. 1 показан насос с одним двигателем; на фиг. 2 — та же, с двумя двигателями.

Первичный насос (фиг. 1) содержит раму

1, образующую статор, вход всасывания 2, выход нагнетания 3, ступень низкого давления, образованную сухим винтовым насосом 4, и ступень высокого давления. образованную насосом с подсосом 5. Рама

1 может содержать каналы охлаждения 6, которые позволяют путем циркуляции >кидкости (вода, масло) обеспечить тепловую стабилизацию комплекта. Теплообмен с окружающей средой осуществляется путем естественной или принудительной конвекции.

Насос 4 содержит два сопряженных винта 7, 8, соответственно установленных на двух валах 9, 10 с синхронным приводом посредством двух шестерней 11. 12, причем

1771514

25, 26, каждый из которых снабжен разгру- 30 шестерня 11 выполнена с приводом от электрического двигателя 13, Обе шестерни 11, 12 установлены в масляном корпусе 14. жестко связанном с рамой 1 и выполненном герметичным относительно входа всасывания 2 с помощью двух прокладок 15, 16. Оба вала 9, 10 вращаются соответственно в двух подшипниках 17, 18 и 19, 20,. Вал 9 вращается в подшипнике 21, размещенном на другом конце, на уровне соединительного трубопровода.

Насос 5 является насосом с вязким и/или турбулентным подсосом, т. е. насосом, в котором эффект перекачивания достигается путем трения от комплекта ротор/статор 22, имеющего одну или несколько винтовых канавок с переменным шагом, профиль которых изменяется между всасыванием и нагнетанием, и вращающегося с большой скоростью. Показанный на фиг. 1 насос 5 — цилиндрический, но он может иметь форму диска или. например, конуса.

Вал 23 насоса 5 механически связан с валом 10 винта 8 таким образом, что только один двигатель 13 приводит в действие насосы 4 и 5. Вал 23 вращается в подшипнике

24, Первичный насос содержит два байпаса зочным клапаном 27, 28 для обеспечения распределения потока на переходных фазах, Байпас 25 позволяет рециркулировать избыток газа, перекачиваемого ступенью низкого давления. в сторону всасывания 2, а байпас 26 позволяет рециркулировать избыток газа в сторону нагнетания.

Клапаньг27 и 28 могут быть автоматическими или управляемыми и могут перекрываться под действием пружины 29, 30 (как показано на фиг. ) или под действием собственного веса. Во всех случаях они перекрываются, когда имеется совместимость между расходом, нагнетаемые ступенью низкого давления, и расходом, всасываемым ступенью высокого давления. Ступени низкого и высокого давлений сообщены соединительным трубопроводом 31.

Последний на фиг. 2 насос 5 раздельно приводится в действие электрическим двигателем 31; в этом случае вал 23 насоса 5 связан не с валом 10 винта 8, а с электрическим двигателем 32.

Такое расположение, показанное на фиг. 2, позволяет иметь скорость вращения насоса 5, отличную от скорости вращения

50 винтового насоса 4. Скорость вращения насоса 5 может легко согласовываться с расходом и давлением нагнетания насоса 4, В этом типе насоса с подсосом обрабатываемый объемный расход небольшой вследствие повышенной степени сжатия, полученной на первой ступени.

Такой первичный насос работает следующим образом.

При запуске, при опорожнении камеры повышенное давление, созданное при нагнетании на ступени низкого давления. приводит к открытию клапанов 27. 28.

Как только расход, всасываемый ступенью высокого давления, становится достаточным, перекрывается клапан 28, а клапан 27 остается открытым.

Как только происходит согласование между расходом на ступени низкого давления и расходом, всасываемым ступенью высокого давления. закрывается клапан 27 и первичный насос работает в постоянном режиме.

Формула изобретения

1. Первичный двухступенчатый роторный насос, содержащий корпус с полостями всасывания и нагнетания, двухроторную винтовую ступень низкого давления и ступень высокого давления, сообщенные друг с другом посредством соединительного трубопровода, причем ступень низкого давления снабжена приводом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения энергозатра. и стоимости, ступень высокого давления выполнена в виде динамического насоса, а валы роторов ступени низкого давления снабжены шестернями связи.

2. Насос поп.1, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем обеспечения распределения потоков на переходных фазах, соединительный трубопровод сообщен с полостью всасывания посредством байпасэ, снабженного разгрузочным клапаном.

3. Насос по пп. 1 и 2., о т л и ч а ю щ и й4 с я тем, что, с целью повышения экономичности путем обеспечения распределения потоков на переходных фазах, соединительный трубопровод сообщен с поло:тью нагнетания посредством байпаса. снабженного разгрузочным клапаном.

4. Насос по пп. 1 — 3. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что ступень высокого давления снабжена отдельным приводом, 5. Насос по пп. 1-4, от лича ющийс я тем, что в корпусе выполнены каналы охлаждения.

1771514

Составитель С,Калинин

Техред М.Моргентал

Корректор Н.Ревская

Редактор Г,Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1(1

Заказ 3756 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ГССР

113035, Москва, Ж-35, Раугвская наб., 4/5