FR3112172A1 - Pompe à vide sèche - Google Patents

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Abstract

Pompe à vide (1) sèche comportant  au moins un étage de pompage (3a-3e), deux rotors (7) configurés pour tourner dans le au moins un étage de pompage (3a-3e), les rotors (7) étant configurés pour être entrainés en rotation par au moins un moteur (9) de la pompe à vide (1), caractérisée en ce que la pompe à vide (1) comporte également au moins une paire de double paliers (13a, 13b) comportant respectivement au moins un palier magnétique à aimants permanents (14a, 14b) et au moins un palier lisse (15a, 15b) pour supporter chacun des deux rotors (7). Figure d’abrégé : Figure 1

Description

Pompe à vide sèche
La présente invention concerne une pompe à vide sèche.
Les pompes à vide sèches comportent un ou plusieurs étages de pompage en série dans lesquels circule un gaz à pomper entre une aspiration et un refoulement. On distingue parmi les pompes à vide connues, celles à lobes rotatifs également connues sous le nom « Roots » ou celles à bec, également connues sous le nom « Claw ». Ces pompes à vide sont dites « sèches » car en fonctionnement, les rotors tournent à l’intérieur d’un stator sans aucun contact mécanique entre eux ou avec le stator, ce qui permet de ne pas utiliser d’huile dans les étages de pompage.
Les rotors sont supportés par des paliers lubrifiés situés en bout d’arbre. Pour faciliter leur montage et démontage, certains rotors sont montés en porte-à-faux, les arbres étant uniquement soutenus par les paliers situés du côté du moteur.
Certaines applications de pompage requièrent de pouvoir absorber d’importants flux de gaz au moins ponctuellement. Ces phénomènes transitoires ont lieu le plus souvent lors de vidage d’enceintes à pression atmosphérique ou lors de l’entrée soudaine de gaz. Le pompage de ces forts flux gazeux entraine un échauffement important de la pompe à vide ainsi que des efforts importants sur les rotors. Le cumul des phénomènes de dilatation thermique et des mouvements de flèche d’arbre, dus à ces différentes phases transitoires peut provoquer des touches radiales entre les rotors ou entre les rotors et les stators. Bien que très occasionnelles, ces phases transitoires peuvent être très dommageables pour la pompe à vide.
Un but de la présente invention est de résoudre au moins partiellement un des inconvénients précités.
A cet effet, l’invention a pour objet une pompe à vide sèche comportant :
- au moins un étage de pompage,
- deux rotors configurés pour tourner dans le au moins un étage de pompage, les rotors étant configurés pour être entrainés en rotation par au moins un moteur de la pompe à vide,
caractérisée en ce que la pompe à vide comporte également au moins une paire de double paliers comportant respectivement au moins un palier magnétique à aimants permanents et au moins un palier lisse pour supporter chacun des deux rotors.
Les paliers magnétiques à aimants permanents permettent de centrer les rotors en régime permanent, c’est-à-dire pour le pompage de flux de gaz faibles et modérés n’engendrant que peu d’efforts sur les arbres. Les paliers magnétiques à aimants permanents permettent de limiter les phénomènes de flèche des rotors en fonctionnement normal. Ils permettent aussi de limiter les vibrations des rotors en fonctionnement normal dues à des phénomènes de résonnance ou des défauts d’équilibrage. Les paliers lisses permettent de former une butée pour les rotors dans les régimes transitoires, c’est-à-dire pour le pompage ponctuel de flux de gaz importants, en assurant le guidage en rotation par glissement seulement lorsque les centrages par les paliers magnétiques à aimants permanents ne sont pas suffisants. Les paliers lisses interviennent donc en secours des paliers magnétiques à aimants permanents. L’avantage de ce dispositif est que ces paliers sont sans contact, donc sans frottements ni usure. Ils ne limitent pas les flux de gaz pompés et ne nécessitent pas de lubrification ou de gaz de dilution pour leur protection de sorte que les performances de pompage ne sont pas impactées. De plus, ces paliers peuvent être rendus compatibles avec les environnements corrosifs. Cette solution facilite également la disposition d’une pompe à vide montée « verticalement », c’est-à-dire avec une direction axiale verticale, car l’absence de lubrifiant permet qu’il n’y ait pas de risque de migration de graisse ou d’huile des paliers par gravité vers les étages de pompage secs.
La pompe à vide peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques qui sont décrites ci-après, prises seules ou en combinaison.
Les paliers magnétiques à aimants permanents peuvent comporter respectivement une partie statorique fixée au stator et une partie rotorique solidaire en rotation du rotor.
Les paliers lisses de la au moins une paire de double paliers peuvent être montés avec un jeu respectif entre le rotor et le stator inférieur au jeu entre la partie rotorique et la partie statorique des paliers magnétiques à aimants permanents de la au moins une paire de double paliers. On s’assure ainsi que les contacts entre les rotors et le stator ont d’abord lieu dans les paliers lisses plutôt qu’entre les parties statoriques et rotoriques des paliers magnétiques à aimants permanents.
Les paliers lisses peuvent comporter respectivement une bague montée serrée dans un alésage du stator ou du rotor et/ou une bague montée serrée sur un axe du stator et/ou du rotor. Les paliers lisses comportent ainsi respectivement par exemple une unique bague montée serrée dans un alésage ou une unique bague montée serrée sur un axe ou deux bagues, une montée serrée dans un alésage et une montée serrée sur un axe.
Les paliers lisses peuvent comporter un revêtement ou un traitement de surface, d’un alésage du stator ou du rotor et/ou d’un axe du stator ou du rotor et/ou d’une bague montée serrée dans un alésage et/ou sur un axe. Il y a par exemple pour chaque palier lisse, un revêtement ou traitement de surface uniquement de l’alésage ou un revêtement ou traitement de surface uniquement de l’axe ou un revêtement ou traitement de surface de l’alésage et de l’axe, ou un revêtement ou traitement de surface de la bague montée serrée dans l’alésage et/ou sur l’axe.
La pompe à vide peut comporter au moins deux étages de pompage agencés en série, les paliers magnétiques à aimants permanents d’une paire de double paliers étant agencés dans un passage d’arbre entre deux étages de pompage successifs.
La pompe à vide peut comporter au moins deux étages de pompage agencés en série, les paliers lisses d’une paire de double paliers étant agencés dans un passage d’arbre entre deux étages de pompage successifs.
Les paliers magnétiques à aimants permanents d’une paire de double paliers peuvent être situés en bout d’arbre, le(s) étage(s) de pompage étant interposé(s) entre le moteur et les bouts d’arbre.
Les paliers lisses d’une paire de double paliers peuvent être situés en bout d’arbre, le au moins un étage de pompage étant interposé entre le moteur et les bouts d’arbre.
Le palier magnétique à aimants permanents d’un double palier peut être agencé à distance ou à côté du palier lisse le long du rotor. On prévoit par exemple un palier magnétique à aimants permanents en bout d’arbre et un palier lisse agencé dans un passage d’arbre, tel qu’au premier passage d’arbre, c’est-à-dire entre le premier et le deuxième étage de pompage. Cet agencement peut permettre d’améliorer la compacité de la pompe à vide.
Selon un exemple de réalisation, les parties statoriques des paliers magnétiques à aimants permanents d’une paire de double paliers et/ou les paliers lisses d’une paire de double paliers, entourent le rotor.
Selon un exemple de réalisation, les paliers magnétiques à aimants permanents d’une paire de double paliers et/ou les paliers lisses d’une paire de double paliers, sont agencés à l’intérieur d’un rotor respectif.
Les paliers lisses peuvent respectivement comporter un revêtement en carbure de silicium ou un revêtement de nickelage PTFE.
Les paliers magnétiques à aimants permanents peuvent respectivement comporter un revêtement en nickelage PTFE.
La pompe à vide peut également comporter au moins deux dispositifs à roulements configurés pour supporter un rotor respectif dans une partie de motorisation de la pompe à vide.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple, sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels:
La représente une vue schématique d’un premier exemple de réalisation d’une pompe à vide sèche.
La montre une vue en coupe d’un détail de la pompe à vide sèche de la au niveau des bouts d’arbre.
La montre une vue en coupe d’un détail d’une autre variante de pompe à vide sèche au niveau des bouts d’arbre.
La montre une vue schématique d’un détail d’une autre variante de pompe à vide sèche au niveau d’un bout d’arbre.
La montre une vue similaire à la pour un deuxième exemple de réalisation d’une pompe à vide sèche.
La montre une vue similaire à la pour un troisième exemple de réalisation d’une pompe à vide sèche.
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.
On entend par « en amont », un élément qui est placé avant un autre par rapport au sens de circulation du gaz à pomper. A contrario, on entend par « en aval », un élément placé après un autre par rapport au sens de circulation du gaz à pomper.
On définit la direction axiale comme la direction longitudinale de la pompe à vide dans laquelle s’étendent les axes de rotation des rotors.
L’invention s’applique à tout type de pompe à vide 1 sèche comportant au moins un étage de pompage 3a-3e, telle que comprenant un à dix étages de pompage, comme par exemple cinq étages de pompage 3a-3e. Cette pompe à vide 1 peut être une pompe à vide primaire configurée pour refouler les gaz pompés à pression atmosphérique ou une pompe à vide sèche de un à trois étages de pompage qui en utilisation, est raccordée en amont d’une pompe à vide primaire et dont la pression de refoulement en fonctionnement est celle obtenue par la pompe à vide primaire.
La pompe à vide 1 comporte deux rotors 7 configurés pour tourner dans la(es) chambre(s) de compression du au moins un étage de pompage 3a-3e pour entrainer un gaz à pomper d’un orifice d’aspiration 4 vers un orifice de refoulement 5, dans la direction de circulation des gaz schématisée par des flèches sur la .
Les rotors 7 présentent des profils conjugués pouvant être assemblés sur des arbres 6a, 6b ou réalisés d’une seule pièce avec des arbres 6a, 6b des rotors 7 (dits rotors monoblocs). Les rotors 7 sont par exemple de type « Roots » à deux lobes ou plus ou de type « Claw » ou d’un autre principe similaire de pompe à vide volumétrique.
La pompe à vide 1 comporte par exemple au moins deux étages de pompage 3a-3e agencés en série. Chaque étage de pompage 3a-3e du stator 2 est formé par une chambre de compression recevant les deux rotors 7 conjugués, les chambres de compression comprenant une entrée et une sortie respectives. Lors de la rotation, le gaz aspiré depuis l’entrée est emprisonné dans le volume engendré par les rotors 7 et le stator 2, puis est entraîné par les rotors 7 vers l’étage suivant. Les étages de pompage 3a-3e successifs sont raccordés en série les uns à la suite des autres par des canaux inter-étages respectifs raccordant la sortie de l'étage de pompage qui précède à l'entrée de l'étage de pompage qui suit.
L’entrée du premier étage de pompage 3a communique avec l’orifice d’aspiration 4 de la pompe à vide 1. La sortie du dernier étage de pompage 3e communique avec l’orifice de refoulement 5. Les dimensions axiales des étages de pompage sont par exemple égales ou décroissantes avec l’ordre d’agencement des étages de pompage 3a-3e, l’étage de pompage 3a situé du côté de l’orifice d’aspiration 4 présentant la plus grande dimension axiale.
Ces pompes à vide sont dites « sèches » car en fonctionnement, les rotors 7 tournent à l’intérieur du stator 2 sans aucun contact mécanique entre eux ou avec le stator 2, ce qui permet de ne pas utiliser d’huile dans les étages de pompage 3a-3e.
Les rotors 7 sont configurés pour être entrainés en rotation par au moins un moteur 9 dans une partie de motorisation 8 de la pompe à vide 1. La pompe à vide 1 comporte par exemple un seul moteur 9 monté sur un des rotors 7, par exemple à une extrémité de la pompe à vide 1, tel que du côté du dernier étage de pompage 3e de la pompe à vide 1.
Outre le moteur 9, la partie de motorisation 8 peut comporter des engrenages de synchronisation 10 et au moins deux dispositifs à roulements 11a, 11b pour supporter un rotor 7 respectif dans la partie de motorisation 8.
La partie de motorisation 8 comporte par exemple plusieurs paires de dispositifs à roulements 11a, par exemple trois, pouvant être situés de part et d’autre du moteur 9 pour les dispositifs à roulements 11a de l’arbre 6a menant. Il y a par exemple un dispositif à roulements 11a en bout d’arbre de la partie de motorisation 8 et deux dispositifs à roulements 11a interposés entre le moteur 9 et l’(s) étage(s) de pompage 3a-3e. Les dispositifs à roulements 11a de l’arbre 6b mené peuvent être agencés de manière symétrique aux dispositifs à roulements 11a de l’arbre 6a menant. Les dispositifs à roulements 11a, 11b comportent par exemple des roulements à billes.
Les dispositifs à roulements 11a, 11b peuvent être lubrifiés par un lubrifiant contenu dans un carter d’huile 12 de la partie de motorisation 8 de la pompe à vide 1, le carter d’huile 12 étant interposé entre le moteur 9 et le(s) étage de pompage(s) 3a-3e. Le lubrifiant permet de lubrifier les roulements des dispositifs à roulements 11a, 11b et les engrenages de synchronisation 10 des rotors 7.
La pompe à vide 1 comporte en outre un dispositif d’étanchéité aux lubrifiants (non représenté) interposé entre la partie de motorisation 8 et la partie de pompage sec des étages de pompage 3a-3e dans laquelle circulent les gaz. Le dispositif d’étanchéité permet la rotation des arbres 6a, 6b dans la partie de pompage sec tout en limitant les transferts de lubrifiants.
La pompe à vide 1 comporte également au moins une paire de double paliers 13a, 13b comportant respectivement au moins un palier magnétique à aimants permanents 14a, 14b et au moins un palier lisse 15a, 15b pour supporter chacun des deux rotors 7. Les rotors peuvent tourner sans contact en fonctionnement « normal » dans ces paliers 13a, 13b qui sont agencés du côté de la partie de pompage sec, c’est-à-dire du côté de(s) l’étage(s) de pompage 3a-3e.
Les paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b sont des paliers qui supportent les rotors 7 par lévitation magnétique sans contact avec les rotors 7 en rotation. Ils comportent par exemple respectivement une partie rotorique 17a configurée pour tourner dans une partie statorique 17b, la partie rotorique 17a étant solidaire en rotation du rotor 7 et portant les aimants dont la rotation génère des champs magnétiques assurant son centrage dans la partie statorique 17b ( ).
Les paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b peuvent respectivement comporter un revêtement en nickelage PTFE, notamment traité thermiquement à une température inférieure au point de Curie. Le revêtement recouvre la partie rotorique 17a et/ou la partie statorique 17b.
Les paliers lisses 15a, 15b sont montés avec un jeu d respectif avec le rotor 7, inférieur au jeu de fonctionnement entre les rotors 7 et inférieur au jeu de fonctionnement entre les rotors 7 et le stator 2. Ce jeu d, au rayon, est par exemple supérieur à 0,1mm et/ou inférieur à 0,5mm. Le jeu entre la partie rotorique 17a et la partie statorique 17b des paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b, est par exemple supérieur à d.
Les paliers lisses 15a, 15b comportent par exemple respectivement une bague montée serrée dans un alésage du stator 2 ou du rotor 7 et/ou une bague montée serrée sur un axe 23 du stator 2 et/ou sur un axe 18 du rotor 7. Les paliers lisses 15a, 15b peuvent aussi comporter un revêtement ou un traitement de surface, d’un alésage du stator 2 ou du rotor 7 et/ou d’un axe 23, 18 du stator 2 ou du rotor 7 et/ou d’une bague montée serrée dans un alésage et/ou sur un axe.
Les paliers lisses 15a, 15b peuvent respectivement comporter un revêtement en carbure de silicium (SIC) ou un revêtement de nickelage PTFE, notamment traité thermiquement. Le revêtement recouvre une bague ou un alésage ou un axe, tel que l’arbre 6a du rotor 7, ou tel que l’axe 18, 23 du joint-bouchon 19 comme on le verra plus loin.
Les paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b permettent de centrer les rotors 7 en régime permanent, c’est-à-dire pour le pompage de flux de gaz faibles et modérés n’engendrant que peu d’efforts sur les rotors 7. Les paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b permettent de limiter les phénomènes de flèche des rotors 7 en fonctionnement normal. Ils permettent aussi de limiter les vibrations des rotors 7 en fonctionnement normal dues à des phénomènes de résonnance ou des défauts d’équilibrage. Les paliers lisses 15a, 15b permettent de former une butée pour les rotors 7 dans les régimes transitoires, c’est-à-dire pour le pompage ponctuel de flux de gaz importants, en assurant le guidage en rotation par glissement seulement lorsque les centrages par les paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b ne sont pas suffisants. Les paliers lisses 15a, 15b interviennent donc en secours des paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b. L’avantage de ce dispositif est que ces paliers 13a, 13b sont sans contact, donc sans frottements ni usure. Ils ne limitent pas les flux de gaz pompés et ne nécessitent pas de lubrification ou de gaz de dilution pour leur protection de sorte que les performances de pompage ne sont pas impactées. De plus, ces paliers 13a, 13b peuvent être rendus compatibles avec les environnements corrosifs. Cette solution facilite également la disposition d’une pompe à vide 1 montée « verticalement », c’est-à-dire avec une direction axiale verticale, car l’absence de lubrifiant permet qu’il n’y ait pas de risque de migration de graisse ou d’huile des paliers 13a, 13b par gravité vers les étages de pompage 3a-3e secs.
Selon un premier exemple de réalisation représenté sur la , les paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b et les paliers lisses d’une paire de double paliers 13a, 13b sont situés en bout d’arbre 16a, 16b, l’(es) étage(s) de pompage 3a-3e étant interposé(s) entre le moteur 9 de la partie de motorisation 8 et les bouts d’arbre 16a, 16b. Cette architecture est une architecture dite en porte-à-faux car il n’y a pas de contact entre les rotors 7 et les paliers 13a, 13b.
Comme on peut le voir sur l’exemple illustratif et non limitatif de la , la partie rotorique 17a des paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b comporte par exemple une bague fixée sur un axe 18 d’un joint bouchon 19 monté dans un logement central 22 du rotor 7. La partie statorique 17b comporte par exemple une couronne fixée au stator 2.
Le joint-bouchon 19 comporte par exemple un corps principal 20 présentant une base de forme complémentaire au logement central 22 du rotor 7, par exemple cylindrique, surmontée par l’axe 18 coaxial à l’axe de rotation du rotor 7. Le corps principal 20 est par exemple réalisé en acier. Le joint-bouchon 19 comporte également un joint d’étanchéité torique 21 interposé entre le corps principal 20 et le rotor 7, par exemple réalisé en fluoroélastomère. Le joint-bouchon 19 est par exemple fixé au rotor 7 par vissage.
Les joint-bouchons 19 permettent de fermer de manière étanche les logements centraux 22 des rotors 7 afin d’empêcher l’entrée de gaz corrosifs, poudres ou autres dans le logement central 22, qui pourraient corroder ou endommager les rotors 7.
Les paliers lisses 15a, 15b sont montés ici dans le stator 2 avec un jeu d avec l’axe 18 du joint-bouchon 19.
Les paliers lisses 15a, 15b comportent par exemple respectivement une bague montée serrée dans un alésage du stator 2.
L’axe 18 saillant en bout d’arbre du rotor 7 peut aussi être réalisé d’une seule pièce avec le corps du rotor 7. Cette variante s’applique notamment dans le cas de rotors 7 monoblocs, sans joints-bouchons.
La illustre une variante de réalisation de la pompe à vide 1 pour laquelle les paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b et/ou les paliers lisses 15a, 15b de la paire de double paliers 13a, 13b sont agencés à l’intérieur d’un rotor 7 respectif.
Plus précisément, la pompe à vide 1 comporte ici un palier magnétique à aimants permanents 14a, 14b agencé à l’intérieur d’un rotor 7 respectif et un palier lisse 15a, 15b agencé à l’intérieur d’un rotor 7 respectif.
Sur l’exemple de la , où la paire de double paliers 13a, 13b est située en bout d’arbre 16a, 16b, la partie rotorique 17a des paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b comporte par exemple une bague fixée dans un logement du joint-bouchon 19 en regard d’une partie statorique 17b. La bague est montée sur un axe 23 saillant du stator 2 et s’insère dans le logement du joint-bouchon 19. Dans cet exemple, le joint-bouchon 19 ne présente pas d’axe 18 mais un logement, coaxial à l’axe de rotation du rotor.
Les paliers lisses 15a, 15b sont montés ici dans le logement d’un joint-bouchon 19 respectif, avec un jeu d avec l’axe 23 du stator 2.
Il est également envisageable que la partie rotorique 17a des paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b et les paliers lisses 15a, 15b soient agencés directement dans une cavité axiale du rotor 7 en regard de l’axe 23 saillant du stator 2. Cette variante s’applique notamment dans le cas de rotors 7 monoblocs, sans joints-bouchons.
La illustre un autre exemple de réalisation pour lequel la pompe à vide 1 comporte une paire de double paliers 13a, 13b situés en bout d’arbre 16a, 16b ainsi qu’une paire de double paliers 13a, 13b entourant le rotor 7.
Dans cet exemple, les parties rotoriques 17a des paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b sont par exemple formées dans le rotor 7. La partie statorique 17b des paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b et les bagues des paliers lisses 15a, 15b sont formées dans le stator 2 et entourent respectivement les parties rotoriques 17a des rotors 7.
La pompe à vide 1 peut comporter uniquement une paire de double paliers 13a, 13b entourant chaque rotor 7. Ceux-ci peuvent être agencés en bout d’arbre 16a, 16b comme sur la ou à d’autres endroits le long du rotor 7.
Les figures 5 et 6 montrent ainsi deux exemples dans lesquels les paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b d’une paire de double paliers 13a, 13b sont agencés dans un passage d’arbre entre deux étages de pompage 3a-3e successifs et/ou les paliers lisses 15a, 15b d’une paire de double paliers 13a, 13b sont agencés dans un passage d’arbre entre deux étages de pompage 3a-3e successifs.
Le palier magnétique à aimants permanents 14a, 14b d’une paire de double paliers 13a, 13b peut être agencé à distance ou à côté du palier lisse 15a, 15b.
On prévoit par exemple un palier magnétique à aimants permanents 14a , 14b en bout d’arbre et un palier lisse 15a, 15b au premier passage d’arbre, c’est-à-dire entre le premier et le deuxième étage de pompage 3a, 3b. Cet agencement peut permettre d’améliorer la compacité de la pompe à vide 1.
Dans les exemples illustratifs des figures 5 et 6, les paliers magnétiques à aimants permanents 14a, 14b et les paliers lisses 15a, 15b d’une paire de double paliers 13a, 13b sont agencés dans les passages d’arbre entre deux étages de pompage 3a-3e respectifs, notamment au premier passage d’arbre entre le premier et le deuxième étage de pompage 3a, 3b ( ) et au deuxième passage d’arbre entre le deuxième et le troisième étage de pompage 3b, 3c ( ).
Dans le cas où les paliers 13a, 13b sont situés entre deux étages de pompage 3a-3e respectifs, les bouts d’arbre 16a, 16b peuvent être laissés libres, sans aucun moyen de guidage du côté de l’orifice d’aspiration 4 ( ) dans une architecte en porte-à-faux ou la pompe à vide 1 peut comporter des paliers traditionnels en bout d’arbre-rotor 16a, 16b, tels que des roulements à billes 24a, 24b ( ). Les roulements à billes 24a, 24b sont par exemple lubrifiés par de la graisse.

Claims (14)

  1. Pompe à vide (1) sèche comportant :
    - au moins un étage de pompage (3a-3e),
    - deux rotors (7) configurés pour tourner dans le au moins un étage de pompage (3a-3e), les rotors étant configurés pour être entrainés en rotation par au moins un moteur (9) de la pompe à vide (1)
    caractérisée en ce que la pompe à vide (1) comporte également au moins une paire de double paliers (13a, 13b) comportant respectivement au moins un palier magnétique à aimants permanents (14a, 14b) et au moins un palier lisse (15a, 15b) pour supporter chacun des deux rotors (7).
  2. Pompe à vide (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les paliers magnétiques à aimants permanents (14a, 14b) comportent respectivement une partie statorique (17b) fixée au stator (2) et une partie rotorique (17a) solidaire en rotation du rotor (7).
  3. Pompe à vide (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que les paliers lisses (15a, 15b) de la au moins une paire de double paliers (13a, 13b) sont montés avec un jeu (d) respectif entre le rotor (7) et le stator (2) inférieur au jeu entre la partie rotorique (17a) et la partie statorique (17b) des paliers magnétiques à aimants permanents (14a, 14b) de la au moins une paire de double paliers (13a, 13b).
  4. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les paliers lisses (15a, 15b) comportent respectivement une bague montée serrée dans un alésage du stator (2) ou du rotor (7) et/ou une bague montée serrée sur un axe (23) du stator (2) ou sur un axe (18) du rotor (7).
  5. Pompe à vide selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les paliers lisses (15a, 15b) comportent un revêtement ou un traitement de surface, d’un alésage du stator (2) ou du rotor (7) et/ou d’un axe (23, 18) du stator (2) ou du rotor (7) et/ou d’une bague montée serrée dans un alésage et/ou sur un axe.
  6. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins deux étages de pompage (3a-3e) agencés en série, les paliers magnétiques à aimants permanents (14a, 14b) d’une paire de double paliers (13a, 13b) étant agencés dans un passage d’arbre entre deux étages de pompage (3a-3e) successifs.
  7. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins deux étages de pompage (3a-3e) agencés en série, les paliers lisses (15a, 15b) d’une paire de double paliers (13a, 13b) étant agencés dans un passage d’arbre entre deux étages de pompage (3a-3e) successifs.
  8. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les paliers magnétiques à aimants permanents (14a, 14b) d’une paire de double paliers (13a, 13b) sont situés en bout d’arbre (16a, 16b), le au moins un étage de pompage (3a-3e) étant interposé entre le moteur (9) et les bouts d’arbre (16a, 16b).
  9. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les paliers lisses (15a, 15b) d’une paire de double paliers (13a, 13b) sont situés en bout d’arbre (16a, 16b), le au moins un étage de pompage (3a-3e) étant interposé entre le moteur (9) et les bouts d’arbre (16a, 16b).
  10. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que des parties statoriques (17b) des paliers magnétiques à aimants permanents (14a, 14b) d’une paire de doubles paliers (13a, 13b) et/ou les paliers lisses (15a, 15b) d’une paire de double paliers (13a, 13b), entourent le rotor (7).
  11. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les paliers magnétiques à aimants permanents (14a, 14b) d’une paire de double paliers (13a, 13b) et/ou les paliers lisses (15a, 15b) d’une paire de double paliers (13a, 13b) sont agencés à l’intérieur d’un rotor (7) respectif.
  12. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les paliers lisses (15a, 15b) comportent respectivement un revêtement en carbure de silicium ou un revêtement de nickelage PTFE.
  13. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les paliers magnétiques à aimants permanents (14a, 14b) comportent respectivement un revêtement en nickelage PTFE.
  14. Pompe à vide (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu’elle comporte également au moins deux dispositifs à roulements (11a) configurés pour supporter les rotors (7) dans une partie de motorisation (8) de la pompe à vide (1).
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3141219A1 (fr) * 2022-10-24 2024-04-26 Pfeiffer Vacuum Groupe de pompage

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0768467A1 (fr) * 1995-10-11 1997-04-16 Ebara Corporation Unité de palier
DE19820622A1 (de) * 1998-05-09 1999-11-11 Peter Frieden Demontierbare Vielzweckpumpe oder -kompressor für Chemie-, Verfahrens-, Lebensmittel- und Vakuumtechnik
US20110044832A1 (en) * 2008-04-29 2011-02-24 Theo Nijhuis Fluid Energy Machine
US20110123358A1 (en) * 2008-07-31 2011-05-26 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Vacuum pump
DE102009055888A1 (de) * 2009-11-26 2011-06-01 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Vakuumpumpe

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1963762B1 (fr) * 2005-12-06 2021-01-27 Carrier Corporation Systeme de lubrification pour paliers de contact d'un compresseur a paliers magnetiques

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0768467A1 (fr) * 1995-10-11 1997-04-16 Ebara Corporation Unité de palier
DE19820622A1 (de) * 1998-05-09 1999-11-11 Peter Frieden Demontierbare Vielzweckpumpe oder -kompressor für Chemie-, Verfahrens-, Lebensmittel- und Vakuumtechnik
US20110044832A1 (en) * 2008-04-29 2011-02-24 Theo Nijhuis Fluid Energy Machine
US20110123358A1 (en) * 2008-07-31 2011-05-26 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Vacuum pump
DE102009055888A1 (de) * 2009-11-26 2011-06-01 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Vakuumpumpe

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3141219A1 (fr) * 2022-10-24 2024-04-26 Pfeiffer Vacuum Groupe de pompage
WO2024088630A1 (fr) * 2022-10-24 2024-05-02 Pfeiffer Vacuum Groupe de pompage

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