Есесся-ознаяпатентночехклнескайбиблиотека
Патент 291051
Классы МПК
Есесся-ознаяпатентночехклнескайбиблиотека
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е 29I05I
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
МПК F 04d 19/04
F 04d 29il8
Зая:глено 04.VI I I.!969 (№ 1354004/24-6) с присоединением заявки ¹
Приоритет 1 VI I!.1967 (¹ 1176886, 24-6)
Опубликовано 06.1.1971. Б1оллетеш. № 3
Дата опубликования описания 12.1 .1971
Комитет по делам изобретений и открытий лри Совете Министров
СССР
УДК 621.527.8(088.8) Авторы изобретения
В. С. Кондрашев и В. П. Голубев
Заявитель
МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ВАКУУМНЫЙ МОЛЕКУЛЯРНЫЙ
НАСОС
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 подьема 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 по сравнению с лучшими турбомолекулярными насосами более высокую производительность, углы подъема винтовых пазов во входной ступени составляют 40 — 50, в выходной ступени — 30 .
Профиль винтового или спирального паза имеет прямоугольную форму.
Если отношение ширины паза к его высоте
6/6»1 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 одном из взаимодействующих 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 V„, 2. При уменьшении отношения b/h ошибка такого до10 пущения увеличивается, и если b превышает
Й только в несколько раз, доля молекул, последовательно соударяющихся с поверхностями ротора (если паз выполнен на роторе) или поверхностями статора (если паз выполнен на
15 статоре), становится заметной. Скорость потока уменьшается, что в расчете обычно учитывают введением поправочного коэффициента . Паз прямоугольного профиля при ;) b
2 б+Ь
20 малых величинах отношения П h характеризуется низким значением фактора скорости хо, являющегося функцией разности вероятностей
Z>z — Хз прохождения молекулярного потока в полезном для откачки и обратном иаправле25 ниях. С увеличением отношения b, h значение хс увеличивается, «о возрастает и вероятность прохода молекул по каналу в обратном направлении, чем обусловлено падение отноше с нпя вероятностеи и. следовательно, со30
1, кращсние степени сжатия газа. Очевидно, что
291051
45 и такое решение нельзя считать оптимальным.
Результаты расчета рабочих органов молекулярного насоса по способу статистических испытаний показывают, 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, конструктивпьп| параметром б/Й паза прямоугольного сечения.
Более высокие характеристики имеют пазы треугольного профиля, выполненные либо на одной, либо на обеих сопряженных рабочих поверхностях.
Характеристику системы молекулярного насоса будет полагать в следующих координатах — (xo) фактор скорости, (в) степень сжатия газа, равная отношению давлений газа на выходе и входе насоса или его ступени. Большая эффективность систем с пазами треугольного профиля выражается в большей максима,цвай степени сжатия газа по сравнению с системой с прямоугольным профилем пазов, если сравниваемые системы выполнены с размерами пазов, обеспечивающими равенство их максимальных скоростей откачки. Напротив, при равенстве максимальных степеней сжатия газа сравниваемых систем, первая обладаег большей максимальной скоростью откачки.
Предложенный многоступенчатый насос отличается 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, 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 пазов, размещенные встречно направлению вращения, имеют угол наклона, првышающий угол наклона других стенок этого паза.
На фиг. 1 показан профиль паза, выполненного на статорном элементе входных ступеней; на фиг. 2 — профиль пазов, выполненных на статорном и роторном элементах входных ступеней; на фиг. 3 — профиль паза статорного элемента выходных ступеней; на фиг. 4 — профиль пазов, выполненных на статорном и роторном элементах выходных ступеней; на фиг. 5 — вариант профиля паза роторного элемента входной ступени.
Стрелки указывают на направление вращения роторных элементов.
Система пазов, показанных на фиг. 1, характеризуется большей разностью вероятностей Х вЂ” 2» по сравнению с системой, показанной на фиг. 3. Поэтому система пазов на фиг. 1 предпочтительнее для входных ступеней, а система пазов 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 сжатия.
Предмет изобретения
Многоступенчатый вакуумный молекулярный насос, содержащий размещенные в корпусе роторные и статорные элементы, взаимодействующие поверхности 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, 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 пазов, размещенные встречно направлению вращения, имеют угол наклона, превышающий угол наклона других стенок этого паза.
291051 т г
Фиа) фиг. 2 й. й
<а ч
9 иг 3 иа 4(Фиг. 5
Составитель Т. Рабчук
Редактор Е. Кравцова Техред Л. Я. Левина Корректор О. С. Зайцева
Заказ 743/7 Изд. № 326 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 7К-35, Раушскзя наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова. 2