EP0697524A1

EP0697524A1 - Pompe à vide turbomoléculaire

Info

Publication number: EP0697524A1
Application number: EP95401896A
Authority: EP
Inventors: Denis Perrillat-Amede; Didier Pierrejean; François Reverdy
Original assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1994-08-19
Filing date: 1995-08-16
Publication date: 1996-02-21
Anticipated expiration: 2015-08-16
Also published as: DE69508163D1; US5542825A; FR2723767A1; JPH0868388A; FR2723767B1; DE69508163T2; EP0697524B1

Abstract

Pompe à vide turbomoléculaire, comportant un stator (6, 8) et un rotor (1), ledit rotor comportant une partie active (3) du type en cloche et un arbre central (5), ledit stator comportant une partie externe (6) et une partie interne (8) pénétrant dans la cavité (9) de ladite partie active en cloche (3) et supportant la partie statorique (10, 11) du moteur d'entraînement, l'arbre (5) dudit rotor supportant la partie rotorique dudit moteur d'entraînement, caractérisée en ce que ledit arbre central (5) et la partie active en cloche (3) du rotor sont monobloc sans assemblage et en matériau non magnétique, ledit arbre (5) comportant un alésage central (13) dans lequel est logée la partie rotorique dudit moteur d'entraînement, constituée d'un aimant permanent cylindrique (12). <IMAGE>

Description

La présente invention concerne une pompe turbomoléculaire comportant un stator et un rotor, le rotor comportant une partie active du type en cloche et un arbre central, le stator comportant une partie externe et une partie interne pénétrant dans la cavité de ladite partie active en cloche et supportant la partie statorique du moteur d'entraînement, l'arbre du rotor supportant la partie rotorique du moteur d'entraînement.
Dans les pompes connues de ce type, le rotor du moteur électrique d'entraînement est fixé autour de l'arbre central qui est lui-même assemblé à la partie active elle-même par une vis, le rotor du moteur électrique étant constitué, selon le type de moteur, de bobinages, de fer ou d'aimants permanents. Le moteur à aimants permanents est généralement préféré, pour son rendement, son encombrement et la stabilité de sa vitesse de rotation.
On sait qu'afin d'obtenir de meilleurs débits et taux de compression, on est amené à augmenter la vitesse de rotation de la machine, dont ces performances sont proportionnelles à cette vitesse.
La vitesse de rotation est limitée par la résistance des matériaux constituant le rotor, mais également par le comportement dynamique du rotor qui est lié entre autre à la rigidité du rotor.
Par ailleurs, l'intégration des pompes à l'intérieur d'appareils, tels que des détecteurs de fuite ou les analyseurs de gaz conduit à miniaturiser le plus possible les pompes. Un autre élément important est le dégazage des éléments constitutifs de la pompe car il conditionne en partie la pression limite, il est en particulier nécessaire de minimiser ce dégazage côté aspiration.
L'assemblage rotorique des pompes connues est difficilement rigide, il est encombrant, coûteux et difficile à dégazer. En particulier, il est difficile d'obtenir une bonne rigidité de l'assemblage arbre-partie active et une bonne résistance des aimants permanents aux efforts centrifuges. Il est nécessaire de fretter les aimants.
La présente invention a pour but de proposer une pompe à rotor rigide, peu encombrant et à faible dégazage. Par rotor rigide, on entend un rotor dont la fréquence du premier mode de flexion est très supérieure à la fréquence de rotation de la pompe.
L'invention a ainsi pour objet une pompe à vide turbomoléculaire, telle que définie ci-dessus, caractérisée en ce que ledit arbre central et ladite partie active en cloche du rotor sont monobloc, sans assemblage et en matériau non magnétique, ledit arbre comportant un alésage central dans lequel est logée la partie rotorique dudit moteur d'entraînement, constituée d'un aimant permanent cylindrique.
Avantageusement, ledit aimant permanent a une section circulaire avec deux méplats diamétralement opposés. Cette disposition permet l'évacuation de l'air lors de l'introduction de l'aimant dans l'alésage de l'arbre.
On va maintenant donner la description d'un exemple de mise en oeuvre de l'invention en se reportant au dessin annexé dans lequel :
La figure 1 montre en coupe axiale une pompe turbomoléculaire selon l'invention.
La figure 2 montre la section de l'aimant permanent utilisé comme rotor du moteur électrique d'entraînement.
La figure 3 montre une petite variante de montage.
En se référant à la figure 1, on voit une pompe à vide turbomoléculaire du type à ailettes. Cette pompe comporte un rotor 1 et un stator 2. Le rotor 1 comprend une partie active 3 en forme de cloche et comportant des ailettes 4 et un arbre central 5. La partie active 3 avec ses ailettes 4 et l'arbre central 5 ne font qu'une seule et même pièce réalisée en un seul bloc sans assemblage et en un matériau non magnétique. Le stator 2 est en deux parties assemblées : une partie externe 6 dans laquelle sont montés des étages d'ailettes fixes 7 et une partie interne 8 qui pénètre dans la cavité 9 de la partie active 3 en forme de cloche du rotor 1.
Cette partie interne 8 du stator porte la partie statorique d'un moteur électrique d'entraînement comprenant un circuit magnétique 10 et des enroulements 11. La partie rotorique du moteur d'entraînement est constituée d'un unique aimant permanent multipolaire cylindrique 12 introduit au fond d'un alésage central 13 de l'arbre central 5.
Comme le montre la figure 3, l'aimant permanent 12 a une section circulaire, mais avec deux méplats diamétralement opposés 14 et 15 de façon à permettre l'évacuation de l'air lors de l'introduction de l'aimant dans l'alésage 13.
Le rotor 1 est supporté dans le stator par deux paliers à roulements 16 et 17. Une entretoise 18 permet d'adapter le diamètre de la partie interne 8 du stator à celui de la bague externe 19 du roulement 16.
Si le diamètre de la bague extérieure 19 du roulement 16 est supérieur au diamètre du circuit magnétique 10, cela permet d'éviter l'entretoise 18 comme le montre la figure 3.
Bien entendu, la pompe décrite est une pompe à ailettes, mais l'invention s'applique tout aussi bien aux pompes moléculaires du type Holweck à tambour et le terme de pompe turbomoléculaire utilisé englobe aussi bien les pompes à ailettes que celles du type Holweck.
Ainsi, la pompe de l'invention, grâce à son rotor monobloc, sans assemblage, et dont le rotor du moteur d'entraînement est situé non pas autour de l'arbre central, mais logé dans un alésage central de l'arbre, et constitué d'un unique aimant permanent cylindrique, permet une excellente rigidité de l'ensemble tournant, un encombrement et un coût moindre et minimise le dégazage interne de la pompe côté aspiration.

Claims

1/ Pompe à vide turbomoléculaire, comportant un stator (6, 8) et un rotor (1), ledit rotor comportant une partie active (3) du type en cloche et un arbre central (5), ledit stator comportant une partie externe (6) et une partie interne (8) pénétrant dans la cavité (9) de ladite partie active en cloche (3) et supportant la partie statorique (10, 11) du moteur d'entraînement, l'arbre (5) dudit rotor supportant la partie rotorique dudit moteur d'entraînement, caractérisée en ce que ledit arbre central (5) et la partie active en cloche (3) du rotor sont monobloc sans assemblage et en matériau non magnétique, ledit arbre (5) comportant un alésage central (13) dans lequel est logée la partie rotorique dudit moteur d'entraînement, constituée d'un aimant permanent cylindrique (12).

2/ Pompe à vide turbomoléculaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit aimant permanent (12) a une section circulaire avec deux méplats diamétralement opposés (14, 15).