FR3116309A1 - Vacuum pump - Google Patents
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Abstract
Pompe à vide (1) sèche comportant :- un stator (2) présentant au moins une chambre de compression (3) dans laquelle les gaz à pomper sont destinés à circuler,- deux rotors (4) configurés pour tourner dans la au moins une chambre de compression (3) du stator (2) pour entrainer le gaz à pomper entre un orifice d’aspiration (5) et un orifice de refoulement du stator (2), caractérisée en ce que la pompe à vide (1) comporte en outre au moins un aimant (9) agencé dans au moins un rotor (4) de manière à faire face à une surface (10, 12, 16) en matériau ferromagnétique du stator (2) à chaque rotation du au moins un rotor (4) afin que la rotation du au moins un rotor (4) entraine un échauffement de la surface (10, 12, 16) en matériau ferromagnétique par induction magnétique. - Figure 2 - Dry vacuum pump (1) comprising:- a stator (2) having at least one compression chamber (3) in which the gases to be pumped are intended to circulate,- two rotors (4) configured to rotate in the at least one compression chamber (3) of the stator (2) to drive the gas to be pumped between a suction port (5) and a discharge port of the stator (2), characterized in that the vacuum pump (1) further comprises at least one magnet (9) arranged in at least one rotor (4) so as to face a surface (10, 12, 16) of ferromagnetic material of the stator (2) with each rotation of the at least one rotor (4) so that the rotation of the at least one rotor (4) causes the surface (10, 12, 16) of ferromagnetic material to be heated by magnetic induction. - Picture 2 -
Description
La présente invention concerne une pompe à vide, telle qu’une pompe à vide sèche ou une pompe à vide turbomoléculaire.The present invention relates to a vacuum pump, such as a dry vacuum pump or a turbomolecular vacuum pump.
Les pompes à vide sèches ou turbomoléculaires peuvent être employées dans des procédés utilisant des chimies génératrices de sous-produits de réaction parfois solides. C’est le cas par exemple de certains procédés de fabrication de semi-conducteurs, d’écrans photovoltaïques, d’écrans plats ou de LED. Ces sous-produits solides peuvent être aspirés par la pompe à vide et altérer son fonctionnement, notamment en gênant la rotation du ou des rotors, voire en l’empêchant totalement dans le pire des cas.Dry or turbomolecular vacuum pumps can be used in processes using chemistries that generate sometimes solid reaction by-products. This is the case, for example, of certain manufacturing processes for semiconductors, photovoltaic screens, flat screens or LEDs. These solid by-products can be sucked up by the vacuum pump and alter its operation, in particular by interfering with the rotation of the rotor(s), or even preventing it completely in the worst case.
Pour éviter cela, il est connu de chauffer le stator des pompes à vide à l’aide de pavés résistifs montés au contact du stator. Le chauffage du stator permet de maintenir les espèces gazeuses polluantes sous forme gazeuse et ainsi d’éviter leur condensation ou leur solidification en poudre ou en boues à l’intérieur de la pompe à vide.To avoid this, it is known to heat the stator of vacuum pumps using resistive blocks mounted in contact with the stator. The heating of the stator makes it possible to maintain the polluting gaseous species in gaseous form and thus to avoid their condensation or their solidification into powder or sludge inside the vacuum pump.
La température du chauffage est cependant limitée, généralement autour de 110°C dans les pompes à vide sèches ou 120°C dans les pompes à vide turbomoléculaires, car une température trop élevée peut risquer de détériorer les parties mécaniques comme les roulements de la pompe à vide sèche ou entrainer le fluage du rotor de la pompe à vide turbomoléculaire.However, the heating temperature is limited, generally around 110°C in dry vacuum pumps or 120°C in turbomolecular vacuum pumps, because too high a temperature can risk damaging mechanical parts such as the bearings of the vacuum pump. dry vacuum or cause the turbomolecular vacuum pump rotor to creep.
Ce chauffage limité peut ne pas suffire à empêcher totalement les dépôts dans la pompe à vide.This limited heating may not be sufficient to completely prevent deposits in the vacuum pump.
Un des buts de la présente invention est de résoudre au moins un des inconvénients de l’état de la technique.One of the aims of the present invention is to solve at least one of the drawbacks of the state of the art.
A cet effet, l’invention a pour objet une pompe à vide sèche comportant :
- un stator présentant au moins une chambre de compression dans laquelle les gaz à pomper sont destinés à circuler,
- deux rotors configurés pour tourner dans la au moins une chambre de compression du stator pour entrainer le gaz à pomper entre un orifice d’aspiration et un orifice de refoulement du stator,
caractérisée en ce que la pompe à vide comporte en outre au moins un aimant agencé dans au moins un rotor de manière à faire face à une surface en matériau ferromagnétique du stator à chaque rotation du au moins un rotor afin que la rotation du au moins un rotor entraine un échauffement de la surface en matériau ferromagnétique par induction magnétique.To this end, the subject of the invention is a dry vacuum pump comprising:
- a stator having at least one compression chamber in which the gases to be pumped are intended to circulate,
- two rotors configured to rotate in the at least one compression chamber of the stator to cause the gas to be pumped between a suction port and a discharge port of the stator,
characterized in that the vacuum pump further comprises at least one magnet arranged in at least one rotor so as to face a surface of ferromagnetic material of the stator on each rotation of the at least one rotor so that the rotation of the at least one rotor leads to heating of the ferromagnetic material surface by magnetic induction.
On utilise le mouvement de rotation des rotors pour générer un chauffage additionnel du stator par induction magnétique. Le mouvement de rotation des aimants génèrent des courants de Foucault dans la surface en matériau ferromagnétique qui génèrent à leur tour de la chaleur par effet Joule. Les courants de Foucault sont des courants électriques créés par la variation du champ magnétique générée par la rotation des aimants. Cet échauffement peut permettre d’augmenter localement en surface la température du stator, par exemple de 5°C à 30°C, ce qui peut permettre de conserver les espèces gazeuses polluantes sous forme gazeuse. Le champ magnétique permettant d’obtenir cet échauffement est par exemple compris entre 0,3T et 1,5T. On obtient ainsi un chauffage localisé au niveau des zones internes de la pompe à vide propices aux dépôts, en surface, et sans contact du stator. Le chauffage localisé en surface permet de ne pas endommager les parties mécaniques qui ne pourraient pas être chauffées dans la masse au-delà de la température obtenue avec le chauffage classique du stator, comme les paliers, et permet de limiter les problèmes de dilatation thermique du stator.The rotational movement of the rotors is used to generate additional heating of the stator by magnetic induction. The rotational movement of the magnets generates eddy currents in the ferromagnetic material surface which in turn generate heat by the Joule effect. Eddy currents are electric currents created by the variation of the magnetic field generated by the rotation of magnets. This heating can make it possible to increase the temperature of the stator locally at the surface, for example from 5° C. to 30° C., which can make it possible to preserve the polluting gaseous species in gaseous form. The magnetic field making it possible to obtain this heating is for example between 0.3T and 1.5T. Localized heating is thus obtained at the level of the internal zones of the vacuum pump prone to deposits, on the surface, and without contact with the stator. The localized heating on the surface prevents damage to the mechanical parts which could not be heated in the mass beyond the temperature obtained with the conventional heating of the stator, such as the bearings, and makes it possible to limit the problems of thermal expansion of the stator.
La pompe à vide sèche peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques qui sont décrites ci-après, prises seules ou en combinaison.The dry vacuum pump may further comprise one or more of the characteristics which are described below, taken alone or in combination.
Au moins un aimant s’étend par exemple axialement dans un élément rotorique du rotor avec une direction longitudinale parallèle à l’axe de rotation des rotors, sur une surface d’extrémité latérale de l’élément rotorique configurée pour balayer une surface latérale de la chambre de compression.At least one magnet extends for example axially in a rotor element of the rotor with a longitudinal direction parallel to the axis of rotation of the rotors, on a lateral end surface of the rotor element configured to sweep a lateral surface of the compression chamber.
Au moins un aimant s’étend par exemple dans un élément rotorique du rotor avec une face perpendiculaire à l’axe de rotation des rotors, sur une surface d’extrémité transversale de l’élément rotorique configurée pour balayer une surface transversale de la chambre de compression.At least one magnet extends for example in a rotor element of the rotor with a face perpendicular to the axis of rotation of the rotors, on a transverse end surface of the rotor element configured to sweep a transverse surface of the chamber of compression.
La surface transversale est par exemple celle du fond de la chambre de compression du premier ou du dernier étage de pompage, la surface transversale étant interposée entre la chambre de compression et un support de roulements du stator.The transverse surface is for example that of the bottom of the compression chamber of the first or of the last pumping stage, the transverse surface being interposed between the compression chamber and a bearing support of the stator.
La pompe à vide sèche comporte par exemple au moins un aimant par élément rotorique d’au moins une chambre de compression, au moins un aimant agencé sur une surface d’extrémité latérale de l’élément rotorique et/ou au moins un aimant agencé sur une surface d’extrémité transversale de l’élément rotorique.The dry vacuum pump comprises for example at least one magnet per rotor element of at least one compression chamber, at least one magnet arranged on a lateral end surface of the rotor element and/or at least one magnet arranged on a transverse end surface of the rotor element.
La pompe à vide sèche peut comporter au moins deux aimants par élément rotorique ou par rotor, la polarité des aimants étant inversée dans l’épaisseur ou dans la longueur ou à chaque aimant adjacent ou à chaque élément rotorique adjacent.The dry vacuum pump may comprise at least two magnets per rotor element or per rotor, the polarity of the magnets being reversed in the thickness or in the length or at each adjacent magnet or at each adjacent rotor element.
La pompe à vide sèche est par exemple une pompe à vide primaire multiétagée. Une pompe à vide primaire est une pompe à vide volumétrique, qui est configurée pour, à l’aide des deux rotors, aspirer, transférer puis refouler le gaz à pomper à la pression atmosphérique. Selon un autre exemple, la pompe à vide est de type compresseur Roots et comprend un à trois étages de pompage. Les pompes à vide de type compresseur Roots sont montées en série et en amont d’une pompe à vide primaire.The dry vacuum pump is for example a multistage primary vacuum pump. A primary vacuum pump is a volumetric vacuum pump, which is configured to, using the two rotors, suck, transfer and then deliver the gas to be pumped at atmospheric pressure. According to another example, the vacuum pump is of the Roots compressor type and comprises one to three pumping stages. Roots compressor type vacuum pumps are connected in series and upstream of a rough vacuum pump.
La pompe à vide sèche, primaire ou compresseur Roots, peut comporter au moins trois étages de pompage agencés en série, le au moins un aimant étant agencé dans un élément rotorique configuré pour tourner dans le dernier et/ou l’avant dernier étage de pompage dans le sens de circulation des gaz.The dry vacuum pump, primary or Roots compressor, may comprise at least three pumping stages arranged in series, the at least one magnet being arranged in a rotor element configured to rotate in the last and/or penultimate pumping stage in the direction of gas flow.
Au moins un aimant peut être agencé dans un arbre du rotor pour échauffer une surface en matériau ferromagnétique d’un passage d’arbre du stator.At least one magnet may be arranged in a shaft of the rotor to heat a ferromagnetic material surface of a shaft passage of the stator.
Le au moins un aimant est par exemple de type NdFeB ou terre rare. Selon un autre exemple, le au moins un aimant comporte une ferrite. La ferrite est peu couteuse mais présente l’inconvénient de générer un champ magnétique faible.The at least one magnet is for example of the NdFeB or rare earth type. According to another example, the at least one magnet comprises a ferrite. Ferrite is inexpensive but has the disadvantage of generating a weak magnetic field.
Le au moins un aimant peut être revêtu de nickel pour le protéger d’éventuelles agressions corrosives ou pour permettre son remplacement aisé par démontage.The at least one magnet can be coated with nickel to protect it from possible corrosive attacks or to allow its easy replacement by dismantling.
De préférence, le au moins un aimant est agencé au plus proche de la surface du rotor ou affleure à la surface du rotor. Le au moins un aimant est par exemple fixé, par exemple par collage au corps du rotor, ou est reçu dans une cavité du corps du rotor.Preferably, the at least one magnet is arranged closest to the surface of the rotor or is flush with the surface of the rotor. The at least one magnet is for example fixed, for example by gluing to the body of the rotor, or is received in a cavity of the body of the rotor.
Au moins une couche superficielle du stator présentant une surface en matériau ferromagnétique est par exemple réalisée en alliage de fer et de nickel, aussi appelé « mu-métal », tel qu’en fonte enrichie en nickel aussi appelée « Ni-resist ». En effet, la perméabilité magnétique des mu-métaux est supérieure à celle de la fonte. Les mu-métaux présentent aussi l’avantage de permettre la génération d’un effet Joule important. Le corps de stator peut être réalisé dans un premier matériau, tel qu’en fonte et présenter une couche superficielle en matériau ferromagnétique ou le stator peut être réalisé dans la masse en matériau ferromagnétique, tel qu’en alliage de fer et de nickel.At least one surface layer of the stator having a surface of ferromagnetic material is for example made of an alloy of iron and nickel, also called "mu-metal", such as nickel-enriched cast iron, also called "Ni-resist". Indeed, the magnetic permeability of mu-metals is greater than that of cast iron. Mu-metals also have the advantage of allowing the generation of a significant Joule effect. The stator body can be made of a first material, such as cast iron and have a surface layer of ferromagnetic material or the stator can be made in the mass of ferromagnetic material, such as an alloy of iron and nickel.
Au moins une surface en matériau ferromagnétique peut comporter un revêtement de nickel. Le revêtement nickel permet d’obtenir un échauffement plus important en surface. Cet échauffement augmente avec l’épaisseur du revêtement. On prévoit par exemple un revêtement dont l’épaisseur est comprise entre 20µm et 2cm notamment pour des rotors tournant entre 60 et 250Hz.At least one ferromagnetic material surface may include a nickel coating. The nickel coating provides greater surface heating. This heating increases with the thickness of the coating. For example, a coating is provided whose thickness is between 20 μm and 2 cm, in particular for rotors rotating between 60 and 250 Hz.
L’invention a aussi pour objet une pompe à vide turbomoléculaire comportant :
- un stator présentant une chambre de compression dans laquelle les gaz à pomper sont destinés à circuler,
- un rotor configuré pour tourner dans la chambre de compression du stator pour entrainer le gaz à pomper entre un orifice d’aspiration et un orifice de refoulement du stator,
caractérisée en ce que la pompe à vide comporte en outre au moins un aimant agencé dans le stator de manière à faire face à une surface en matériau ferromagnétique du rotor à chaque rotation du rotor afin que la rotation du rotor entraine un échauffement de la surface en matériau ferromagnétique par induction magnétique.The invention also relates to a turbomolecular vacuum pump comprising:
- a stator having a compression chamber in which the gases to be pumped are intended to circulate,
- a rotor configured to rotate in the compression chamber of the stator to cause the gas to be pumped between a suction port and a discharge port of the stator,
characterized in that the vacuum pump further comprises at least one magnet arranged in the stator so as to face a surface of ferromagnetic material of the rotor on each rotation of the rotor so that the rotation of the rotor causes a heating of the surface in ferromagnetic material by magnetic induction.
On utilise le mouvement de rotation du rotor pour générer un chauffage additionnel du rotor par induction magnétique. Le mouvement de rotation du rotor face à(aux) l’aimant(s) génère des courants de Foucault dans la surface en matériau ferromagnétique qui génèrent à leur tour de la chaleur par effet Joule. Les courants de Foucault sont des courants électriques créés par la rotation du rotor dans le champ magnétique des aimants du stator. Cet échauffement peut permettre d’augmenter localement en surface la température du rotor, par exemple de 5°C à 30°C, ce qui permet de conserver les espèces gazeuses polluantes sous forme gazeuse. Le champ magnétique permettant d’obtenir cet échauffement est par exemple compris entre 0,3T et 1,5T. On obtient ainsi un chauffage localisé au niveau des zones internes de la pompe à vide propices aux dépôts, en surface, et sans contact du rotor. Le chauffage localisé et en surface permet de ne pas endommager le rotor en évitant de le chauffer intégralement dans la masse et permet de limiter les problèmes de dilatation thermique du stator.The rotational movement of the rotor is used to generate additional heating of the rotor by magnetic induction. The rotational movement of the rotor facing the magnet(s) generates eddy currents in the ferromagnetic material surface which in turn generate heat by the Joule effect. Eddy currents are electrical currents created by the rotation of the rotor in the magnetic field of the stator magnets. This heating can make it possible to locally increase the surface temperature of the rotor, for example from 5°C to 30°C, which makes it possible to preserve the polluting gaseous species in gaseous form. The magnetic field making it possible to obtain this heating is for example between 0.3T and 1.5T. Localized heating is thus obtained at the level of the internal zones of the vacuum pump prone to deposits, on the surface, and without contact with the rotor. Localized and surface heating makes it possible not to damage the rotor by avoiding heating it entirely in the mass and makes it possible to limit the problems of thermal expansion of the stator.
La pompe à vide turbomoléculaire peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques qui sont décrites ci-après, prises seules ou en combinaison.The turbomolecular vacuum pump may further comprise one or more of the characteristics which are described below, taken alone or in combination.
La pompe à vide turbomoléculaire peut comporter une pluralité d’aimants agencés dans le stator dans une zone située face à la surface en matériau ferromagnétique du rotor, la polarité des aimants adjacents étant inversée dans l’épaisseur ou dans la longueur ou à chaque aimant adjacent.The turbomolecular vacuum pump may comprise a plurality of magnets arranged in the stator in an area facing the ferromagnetic material surface of the rotor, the polarity of the adjacent magnets being reversed in the thickness or in the length or at each adjacent magnet .
Le rotor peut présenter une jupe Holweck portant la surface en matériau ferromagnétique.The rotor may have a Holweck skirt bearing the surface of ferromagnetic material.
Le au moins un aimant est par exemple agencé dans un étage moléculaire de la pompe à vide, dans une zone du stator entourant la jupe Holweck ou située sous la jupe Holweck.The at least one magnet is for example arranged in a molecular stage of the vacuum pump, in a zone of the stator surrounding the Holweck skirt or situated under the Holweck skirt.
Comme précédemment, le au moins un aimant est par exemple de type NdFeB ou terre rare ou ferrite. Il peut être revêtu de nickel pour le protéger d’éventuelles agressions corrosives ou pour permettre son remplacement aisé par démontage. De préférence, le au moins un aimant est agencé au plus proche de la surface du stator ou affleure à la surface du stator. Le au moins un aimant est par exemple fixé, par exemple par collage au stator, ou est reçu dans une cavité du stator.As before, the at least one magnet is for example of the NdFeB or rare earth or ferrite type. It can be coated with nickel to protect it from possible corrosive attacks or to allow its easy replacement by dismantling. Preferably, the at least one magnet is arranged closest to the surface of the stator or is flush with the surface of the stator. The at least one magnet is for example fixed, for example by gluing to the stator, or is received in a cavity of the stator.
Au moins une partie du rotor présentant une surface en matériau ferromagnétique est par exemple réalisée en fer ou en nickel ou en cobalt.At least one part of the rotor having a surface made of ferromagnetic material is for example made of iron or of nickel or of cobalt.
Le rotor peut être réalisé d’une seule pièce en matériau ferromagnétique.The rotor can be made in a single piece of ferromagnetic material.
L’invention a aussi pour objet une pompe à vide turbomoléculaire comportant :
- un stator présentant une chambre de compression dans laquelle les gaz à pomper sont destinés à circuler,
- un rotor configuré pour tourner dans la chambre de compression du stator pour entrainer le gaz à pomper entre un orifice d’aspiration et un orifice de refoulement du stator,
caractérisée en ce que la pompe à vide comporte en outre un matériau aimanté agencé dans le rotor de manière à faire face à une surface en matériau ferromagnétique du stator à chaque rotation du rotor afin que la rotation du rotor entraine un échauffement de la surface en matériau ferromagnétique par induction magnétique.The invention also relates to a turbomolecular vacuum pump comprising:
- a stator having a compression chamber in which the gases to be pumped are intended to circulate,
- a rotor configured to rotate in the compression chamber of the stator to cause the gas to be pumped between a suction port and a discharge port of the stator,
characterized in that the vacuum pump further comprises a magnetic material arranged in the rotor so as to face a surface of ferromagnetic material of the stator on each rotation of the rotor so that the rotation of the rotor causes the surface of the material to heat up ferromagnetic by magnetic induction.
Le matériau aimanté comporte par exemple des fibres comprenant du cobalt ou ou nanofils comprenant du cobalt noyés dans un composite.The magnetized material comprises, for example, fibers comprising cobalt or or nanowires comprising cobalt embedded in a composite.
Le rotor présente par exemple une jupe Holweck, le matériau aimanté étant agencé dans la jupe Holweck.The rotor has for example a Holweck skirt, the magnetic material being arranged in the Holweck skirt.
Par ailleurs, dans tous les modes de réalisation précédemment décrits des pompes à vide sèches ou turbomoléculaires, au moins une surface en matériau ferromagnétique du rotor peut comporter un revêtement de nickel.Furthermore, in all the previously described embodiments of dry or turbomolecular vacuum pumps, at least one surface of the rotor made of ferromagnetic material may comprise a nickel coating.
Présentation des dessinsPresentation of drawings
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:Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the following description, given by way of example, without limitation, with reference to the appended drawings in which:
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.In these figures, identical elements bear the same reference numbers. The following achievements are examples. Although the description refers to one or more embodiments, this does not necessarily mean that each reference is to the same embodiment, or that the features apply only to a single embodiment. Simple features of different embodiments can also be combined or interchanged to provide other embodiments.
On entend par « en amont », un élément qui est placé avant un autre par rapport à la direction de circulation des gaz à pomper. A contrario, on entend par « en aval », un élément placé après un autre par rapport à la direction de circulation du gaz à pomper.The term “upstream” means an element which is placed before another with respect to the direction of circulation of the gases to be pumped. Conversely, the term "downstream" means an element placed after another with respect to the direction of flow of the gas to be pumped.
On définit la direction axiale comme la direction longitudinale de la pompe à vide dans laquelle s’étend l’(les) axe(s) de rotation du(des) rotor(s).The axial direction is defined as the longitudinal direction of the vacuum pump in which the axis(es) of rotation of the rotor(s) extend.
Les Figures 1 et 2 illustrent un premier exemple de pompe à vide 1.Figures 1 and 2 illustrate a first example of vacuum pump 1.
La pompe à vide 1 est une pompe à vide sèche.Vacuum pump 1 is a dry vacuum pump.
La pompe à vide 1 sèche comporte un stator 2 présentant au moins une chambre de compression 3 dans laquelle circule les gaz à pomper et deux rotors 4 configurés pour tourner dans la au moins une chambre de compression 3 du stator 2 pour entrainer le gaz à pomper entre un orifice d’aspiration 5 et un orifice de refoulement du stator 2 (flèches G sur la
Dans ce premier exemple, les rotors 4 sont configurés pour tourner de façon synchronisée en sens inverse dans la au moins une chambre de compression 3 du stator 2 pour entrainer le gaz à pomper G. Les rotors 4 présentent des éléments rotoriques 6 respectifs, notamment au moins deux éléments rotoriques 6 par rotor 4 dans chaque chambre de compression 3. Les éléments rotoriques 6 sont par exemple des lobes de profils identiques, tels que de type « Roots ». Chaque rotor 4 comporte par exemple deux éléments rotoriques 6 par chambre de compression 3, comme sur les schémas (section transversale en forme de « huit » ou de « haricot ») ou plus (trilobes, tétralobes (voir
Les arbres 7 des rotors 4 sont entrainés par un moteur d’une partie de motorisation de la pompe à vide 1 (non représentée), située à une extrémité de la pompe à vide 1, du côté de l’orifice de refoulement ou de l’orifice d’aspiration 5.The shafts 7 of the rotors 4 are driven by a motor of a motorization part of the vacuum pump 1 (not shown), located at one end of the vacuum pump 1, on the side of the discharge orifice or the suction port 5.
La pompe à vide 1 sèche est par exemple une pompe à vide primaire multiétagée. Une pompe à vide primaire est une pompe à vide volumétrique, qui est configurée pour, à l’aide des deux rotors 4, aspirer, transférer puis refouler le gaz à pomper à la pression atmosphérique. Selon un autre exemple, la pompe à vide 1 est de type compresseur Roots et comprend un à trois étages de pompage. Les pompes à vide de type compresseur Roots sont montées en série et en amont d’une pompe à vide primaire.The dry vacuum pump 1 is for example a multistage primary vacuum pump. A primary vacuum pump is a volumetric vacuum pump, which is configured to, using the two rotors 4, suck, transfer and then deliver the gas to be pumped at atmospheric pressure. According to another example, the vacuum pump 1 is of the Roots compressor type and comprises one to three pumping stages. Roots compressor type vacuum pumps are connected in series and upstream of a rough vacuum pump.
Dans l’exemple illustratif, la pompe à vide 1 comporte au moins deux étages de pompage, tel qu’entre deux et huit étages de pompage, ici cinq T1-T5. Chaque étage de pompage T1-T5 du stator 2 est formé par une chambre de compression 3 recevant deux rotors 4 conjugués, les chambres de compression 3 comprenant une entrée et une sortie respectives. Les étages de pompage successifs T1-T5 sont raccordés en série les uns à la suite des autres par des canaux inter-étages 8 respectifs raccordant la sortie (ou le refoulement) de l'étage de pompage qui précède à l'entrée (ou l’aspiration) de l'étage qui suit (
L’entrée du premier étage de pompage T1 communique avec l’orifice d’aspiration 5 de la pompe à vide 1. La sortie du dernier étage de pompage T5 communique avec l’orifice de refoulement. Les dimensions axiales des éléments rotoriques 6 et des chambres de compression 3 sont par exemple égales ou décroissantes avec l’ordre d’agencement des étages de pompage T1-T5 dans la direction de pompage des gaz, l’étage de pompage T1 situé du côté de l’orifice d’aspiration 5 recevant les éléments rotoriques 6 de plus grande dimension axiale.The inlet of the first pumping stage T1 communicates with the suction port 5 of the vacuum pump 1. The outlet of the last pumping stage T5 communicates with the discharge port. The axial dimensions of the rotor elements 6 and of the compression chambers 3 are for example equal or decreasing with the order of arrangement of the pumping stages T1-T5 in the gas pumping direction, the pumping stage T1 located on the side of the suction orifice 5 receiving the rotor elements 6 of larger axial dimension.
La pompe à vide 1 est notamment dite « sèche » car en fonctionnement, les rotors 4 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 T1-T5.The vacuum pump 1 is in particular called "dry" because in operation, the rotors 4 turn inside the stator 2 without any mechanical contact between them or with the stator 2, which makes it possible not to use oil in the pumping stages T1-T5.
La pompe à vide 1 comporte en outre au moins un aimant 9 agencé dans au moins un rotor 4 de manière à faire face à une surface 10, 12, 16 en matériau ferromagnétique du stator 2 à chaque rotation du au moins un rotor 4 afin que la rotation du au moins un rotor 4 entraine un échauffement de la surface 10, 12, 16 en matériau ferromagnétique par induction magnétique.The vacuum pump 1 further comprises at least one magnet 9 arranged in at least one rotor 4 so as to face a surface 10, 12, 16 made of ferromagnetic material of the stator 2 on each rotation of the at least one rotor 4 so that the rotation of at least one rotor 4 causes heating of the surface 10, 12, 16 of ferromagnetic material by magnetic induction.
On utilise le mouvement de rotation des rotors 4 pour générer un chauffage additionnel du stator 2 par induction magnétique. Le mouvement de rotation des aimants 9 génèrent des courants de Foucault dans la surface 10, 12, 16 en matériau ferromagnétique qui génèrent à leur tour de la chaleur par effet Joule. Les courants de Foucault sont des courants électriques créés par la variation du champ magnétique générée par la rotation des aimants. Cet échauffement peut permettre d’augmenter localement en surface la température du stator 2, par exemple de 5°C à 30°C, ce qui peut permettre de conserver les espèces gazeuses polluantes sous forme gazeuse. On obtient ainsi un chauffage localisé au niveau des zones internes de la pompe à vide 1 propices aux dépôts, en surface, et sans contact du stator 2. Le chauffage localisé en surface permet de ne pas endommager les parties mécaniques qui ne pourraient pas être chauffées dans la masse au-delà de la température obtenue avec le chauffage classique du stator 2, comme les paliers, et permet de limiter les problèmes de dilatation thermique du stator 2.The rotational movement of the rotors 4 is used to generate additional heating of the stator 2 by magnetic induction. The rotational movement of the magnets 9 generate eddy currents in the surface 10, 12, 16 of ferromagnetic material which in turn generate heat by the Joule effect. Eddy currents are electric currents created by the variation of the magnetic field generated by the rotation of magnets. This heating can make it possible to locally increase the temperature of the stator 2 at the surface, for example from 5° C. to 30° C., which can make it possible to keep the polluting gaseous species in gaseous form. Localized heating is thus obtained at the level of the internal zones of the vacuum pump 1 favorable to deposits, on the surface, and without contact of the stator 2. The localized heating on the surface makes it possible not to damage the mechanical parts which could not be heated. in the mass beyond the temperature obtained with the conventional heating of the stator 2, like the bearings, and makes it possible to limit the problems of thermal expansion of the stator 2.
Le au moins un aimant 9 présente par exemple une forme de barrette (allongée et parallélépipèdique) ou de plaque, par exemple inférieure à trois millimètres.The at least one magnet 9 has for example the shape of a bar (elongated and parallelepipedic) or of a plate, for example less than three millimeters.
Selon un exemple de réalisation, et comme représenté sur les figures 3a, 3b, 3c et 3d, au moins un aimant 9 s’étend axialement dans un élément rotorique 6 du rotor 4, avec une direction longitudinale parallèle à l’axe de rotation I des rotors 4. Le au moins un aimant 9 s’étend sur une surface d’extrémité latérale 6a de l’élément rotorique 6 configurée pour balayer (sans contact) une surface 10 latérale de la chambre de compression 3, afin d’échauffer la surface 10 latérale de la chambre de compression 3 du stator 2.According to an embodiment, and as shown in Figures 3a, 3b, 3c and 3d, at least one magnet 9 extends axially in a rotor element 6 of the rotor 4, with a longitudinal direction parallel to the axis of rotation I of the rotors 4. The at least one magnet 9 extends over a lateral end surface 6a of the rotor element 6 configured to sweep (without contact) a lateral surface 10 of the compression chamber 3, in order to heat the side surface 10 of the compression chamber 3 of the stator 2.
Dans l’exemple illustratif, la surface 10 latérale de la chambre de compression 3 est une surface cylindrique, la forme de la chambre de compression 3 s’inscrivant dans deux cavités cylindriques parallèles et parallèles à la direction axiale, les cavités cylindriques se chevauchant transversalement (figures 1 et 2). Le au moins un aimant 9 agencé sur une surface d’extrémité latérale 6a (sur le « dos » de l’élément rotorique 6) permet ainsi un chauffage « radial » de la chambre de compression 3.In the illustrative example, the side surface of the compression chamber 3 is a cylindrical surface, the shape of the compression chamber 3 being part of two cylindrical cavities parallel and parallel to the axial direction, the cylindrical cavities overlapping transversely (figures 1 and 2). The at least one magnet 9 arranged on a side end surface 6a (on the "back" of the rotor element 6) thus allows "radial" heating of the compression chamber 3.
La pompe à vide 1 comporte par exemple au moins un aimant 9 par élément rotorique 6 dans au moins une chambre de compression 3. Il y a par exemple un seul aimant 9 par surface d’extrémité latérale 6a d’élément rotorique 6 et celui-ci couvre par exemple la surface d’extrémité latérale 6a (
Selon un autre exemple de réalisation, et comme représenté sur les figures 4a et 4b, au moins un aimant 9 s’étend dans un élément rotorique 6 du rotor 4, avec une face principale perpendiculaire à l’axe de rotation I des rotors 4 (figures 4a, 4b), par exemple radialement (
Dans l’exemple illustratif, la surface 12 transversale de la chambre de compression 3 est une surface plane, comme celle de la surface d’extrémité transversale 6b, perpendiculaire à l’axe de rotation I des rotors 4. Le au moins un aimant 9 agencé sur une surface d’extrémité transversale 6b (sur une face de l’élément rotorique 6) permet ainsi un chauffage « axial » de la chambre de compression 3.In the illustrative example, the transverse surface 12 of the compression chamber 3 is a flat surface, like that of the transverse end surface 6b, perpendicular to the axis of rotation I of the rotors 4. The at least one magnet 9 arranged on a transverse end surface 6b (on one face of the rotor element 6) thus allows "axial" heating of the compression chamber 3.
La pompe à vide 1 comporte par exemple au moins un aimant 9 par élément rotorique 6 dans au moins une chambre de compression 3. Il y a par exemple un seul aimant 9 par surface d’extrémité transversale 6b d’élément rotorique 6 (
Il y a par exemple un ou plusieurs aimants 9 sur les deux surfaces d’extrémité transversale 6b de chaque élément rotorique 6 (
Il y a par exemple au moins un aimant 9 dans au moins une surface d’extrémité transversale 6b et au moins un aimant 9 dans une surface d’extrémité latérale 6a.There is for example at least one magnet 9 in at least one transverse end surface 6b and at least one magnet 9 in a lateral end surface 6a.
La surface 12 transversale de la chambre de compression 3 est par exemple celle du fond de la chambre de compression 3 du premier ou du dernier étage de pompage T1 ou T5, la surface 12 transversale étant interposée entre la chambre de compression 3 et un support 13 de roulements 14 du stator 2 (
Lorsque la pompe à vide 1 comporte plus d’un aimant 9 par rotor 4, il est avantageux d’inverser la polarité des aimants 9 adjacents pour optimiser la génération des courants de Foucault. Les inversions de polarité peuvent être réalisées dans l’épaisseur (
Plus précisément, sur la
Dans le cas de la
Dans le cas d’une pompe à vide 1 multiétagée, la pompe à vide 1 comportant au moins trois étages de pompage T1-T5, on peut ne pas pourvoir tous les éléments rotoriques 6 d’aimants. Ce sont par exemple les éléments rotoriques 6 configurés pour tourner dans le dernier et/ou l’avant dernier étage de pompage T4, T5 dans le sens de circulation des gaz, qui sont pourvus d’aimants 9 (
Selon un autre exemple de réalisation également visible sur la
Le au moins un aimant 9 est par exemple de type NdFeB ou terre rare. Selon un autre exemple, le au moins un aimant comporte une ferrite. La ferrite est peu couteuse mais présente l’inconvénient de générer un champ magnétique faible.The at least one magnet 9 is for example of the NdFeB or rare earth type. According to another example, the at least one magnet comprises a ferrite. Ferrite is inexpensive but has the disadvantage of generating a weak magnetic field.
Le au moins un aimant 9 peut être revêtu de nickel pour le protéger d’éventuelles agressions corrosives ou pour permettre son remplacement aisé par démontage. De préférence, le au moins un aimant 9 est agencé au plus proche de la surface du rotor 4 ou affleure à la surface du rotor 4. Le au moins un aimant 9 est par exemple fixé, par exemple par collage au corps du rotor 4, ou est reçu dans une cavité du corps du rotor 4.The at least one magnet 9 can be coated with nickel to protect it from possible corrosive attacks or to allow its easy replacement by dismantling. Preferably, the at least one magnet 9 is arranged closest to the surface of the rotor 4 or is flush with the surface of the rotor 4. The at least one magnet 9 is for example fixed, for example by gluing to the body of the rotor 4, or is received in a cavity of the body of the rotor 4.
Le corps 2a de stator 2 est par exemple réalisé en fonte.The body 2a of stator 2 is for example made of cast iron.
Au moins une couche superficielle 2b du stator 2 présentant une surface 10 en matériau ferromagnétique est par exemple réalisée en alliage de fer et de nickel, aussi appelé « mu-métal », tel qu’en fonte enrichie en nickel aussi appelée « Ni-resist » (
Par ailleurs, au moins une surface 10 en matériau ferromagnétique du stator 2 peut comporter un revêtement 28 de nickel. Le revêtement 28 nickel permet d’obtenir un échauffement plus important en surface. Cet échauffement augmente avec l’épaisseur du revêtement 28. On prévoit par exemple un revêtement 28 dont l’épaisseur est comprise entre 20µm et 2cm notamment pour des rotors 4 tournant entre 60 et 250Hz.Furthermore, at least one surface 10 of ferromagnetic material of the stator 2 may include a coating 28 of nickel. The 28 nickel coating provides greater surface heating. This heating increases with the thickness of the coating 28. For example, a coating 28 is provided whose thickness is between 20 μm and 2 cm, in particular for rotors 4 rotating between 60 and 250 Hz.
Ainsi, selon un exemple de réalisation de la surface 10 en matériau ferromagnétique illustré sur la
Le stator 2 est par exemple composé d’éléments de stator assemblés entre eux et seul l’élément de stator portant la surface 10 en matériau ferromagnétique peut présenter une couche superficielle 2b en mu-métal revêtu de nickel afin de limiter les coûts.The stator 2 is for example composed of stator elements assembled together and only the stator element bearing the surface 10 of ferromagnetic material can have a surface layer 2b of mu-metal coated with nickel in order to limit the costs.
Bien que les figures 1 à 4b illustrent un exemple de rotor 4 de type bilobes, pour lequel le rotor 4 comporte deux éléments rotoriques 6 décalés de 180° par chambre de compression 3, d’autres réalisations sont bien sûr envisageables.Although FIGS. 1 to 4b illustrate an example of a rotor 4 of the bilobe type, for which the rotor 4 comprises two rotor elements 6 offset by 180° per compression chamber 3, other embodiments are of course possible.
La
La
La pompe à vide 100 est une pompe à vide turbomoléculaire.Vacuum pump 100 is a turbomolecular vacuum pump.
Elle comporte un stator 2 présentant une chambre de compression 3 dans laquelle les gaz à pomper sont destinés à circuler et un rotor 4 configuré pour tourner dans la chambre de compression 3 du stator 2 pour entrainer le gaz à pomper entre un orifice d’aspiration 5 et un orifice de refoulement 17 du stator 2 (flèches G sur la
Selon un exemple de réalisation, la pompe à vide 100 comporte un étage turbomoléculaire 18 et un étage moléculaire 19 situé en aval de l’étage turbomoléculaire 18 dans la direction d’écoulement des gaz. Les gaz pompés entrent par l’orifice d’aspiration 5, traversent d’abord l’étage turbomoléculaire 18, puis l’étage moléculaire 19, puis le refoulement, pour être ensuite évacués par l’orifice de refoulement 17 de la pompe à vide 100. En fonctionnement, l’orifice de refoulement 17 est raccordé à une pompe à vide primaire.According to an exemplary embodiment, the vacuum pump 100 comprises a turbomolecular stage 18 and a molecular stage 19 located downstream of the turbomolecular stage 18 in the gas flow direction. The pumped gases enter through the suction port 5, first cross the turbomolecular stage 18, then the molecular stage 19, then the discharge, to then be evacuated through the discharge port 17 of the vacuum pump 100. In operation, the discharge port 17 is connected to a primary vacuum pump.
Dans l’étage turbomoléculaire 18, le rotor 4 comporte au moins deux étages de pales 20 et le stator 2 comporte au moins un étage d’ailettes 21. Les étages de pales 20 et d’ailettes 21 se succèdent axialement le long de l’axe de rotation I du rotor 4 dans l’étage turbomoléculaire 18. Le rotor 4 comporte par exemple plus de quatre étages de pales 20, comme par exemple entre quatre et huit étages de pales 20 (six dans l’exemple illustré sur la
Chaque étage de pales 20 du rotor 4 comporte des pales inclinées qui partent en direction sensiblement radiale d’un moyeu du rotor 4 fixé à un arbre 7 de la pompe à vide 100 turbomoléculaire. Les pales 20 sont réparties régulièrement en périphérie du moyeu.Each stage of blades 20 of the rotor 4 comprises inclined blades which depart in a substantially radial direction from a hub of the rotor 4 fixed to a shaft 7 of the turbomolecular vacuum pump 100. The blades 20 are regularly distributed around the periphery of the hub.
Chaque étage d’ailettes 21 du stator 2 comporte une couronne de laquelle partent, en direction sensiblement radiale, des ailettes inclinées, réparties régulièrement sur le pourtour intérieur de la couronne. Les ailettes d’un étage d’ailettes 21 du stator 2 viennent s’engager entre les pales de deux étages de pales 20 du rotor 4 successifs. Les pales du rotor 4 et les ailettes du stator 2 sont inclinées pour guider les molécules de gaz pompés vers l’étage moléculaire 19.Each stage of fins 21 of the stator 2 comprises a crown from which depart, in a substantially radial direction, inclined fins, regularly distributed over the inner periphery of the crown. The fins of a stage of fins 21 of the stator 2 engage between the blades of two successive stages of blades 20 of the rotor 4. The rotor blades 4 and the stator fins 2 are angled to guide the pumped gas molecules to the molecular stage 19.
Selon un exemple de réalisation, le rotor 4 comporte une jupe Holweck 22 dans l’étage moléculaire 19, formée par un cylindre lisse, qui tourne en regard de rainures hélicoïdales du stator 2. Les rainures hélicoïdales permettent de comprimer et guider les gaz pompés vers le refoulement.According to an exemplary embodiment, the rotor 4 comprises a Holweck skirt 22 in the molecular stage 19, formed by a smooth cylinder, which rotates facing helical grooves of the stator 2. The helical grooves make it possible to compress and guide the gases pumped towards repression.
Le rotor 4 est fixé à un arbre 7 configuré pour être entraîné en rotation à grande vitesse en rotation axiale dans le stator 2, par exemple une rotation à plus de vingt mille tours par minute, au moyen d’un moteur 23 de la pompe à vide 100 turbomoléculaire. Le moteur 23 est par exemple agencé sous une cloche du stator 2, elle-même agencée sous la jupe Holweck 22 du rotor 4. Le rotor 4 est guidé latéralement et axialement par des paliers 24 magnétiques ou mécaniques. La pompe à vide 100 peut également comporter des roulements de secours 25.The rotor 4 is fixed to a shaft 7 configured to be driven in rotation at high speed in axial rotation in the stator 2, for example a rotation at more than twenty thousand revolutions per minute, by means of a motor 23 of the pump vacuum 100 turbomolecular. The motor 23 is for example arranged under a bell of the stator 2, itself arranged under the Holweck skirt 22 of the rotor 4. The rotor 4 is guided laterally and axially by bearings 24 magnetic or mechanical. The vacuum pump 100 may also have spare bearings 25.
La pompe à vide 100 comporte en outre au moins un aimant 9 agencé dans le stator 2 de manière à faire face à une surface 27 en matériau ferromagnétique du rotor 4 à chaque rotation du rotor 4 afin que la rotation du rotor 4 entraine un échauffement de la surface 27 en matériau ferromagnétique par induction magnétique.The vacuum pump 100 further comprises at least one magnet 9 arranged in the stator 2 so as to face a surface 27 of ferromagnetic material of the rotor 4 at each rotation of the rotor 4 so that the rotation of the rotor 4 causes heating of the the surface 27 of ferromagnetic material by magnetic induction.
On utilise le mouvement de rotation du rotor 4 pour générer un chauffage additionnel du rotor 4 par induction magnétique. Le mouvement de rotation du rotor 4 face à(aux) l’aimant(s) 9 génère des courants de Foucault dans la surface 27 en matériau ferromagnétique qui génèrent à leur tour de la chaleur par effet Joule. Les courants de Foucault sont des courants électriques créés par la rotation du rotor 4 dans le champ magnétique des aimants 9 du stator 2. Cet échauffement peut permettre d’augmenter localement en surface la température du rotor 4, par exemple de 5°C à 30°C, ce qui permet de conserver les espèces gazeuses polluantes sous forme gazeuse. On obtient ainsi un chauffage localisé au niveau des zones internes de la pompe à vide 1 propices aux dépôts, en surface, et sans contact du rotor 4. Le chauffage localisé et en surface permet de ne pas endommager le rotor 4 en évitant de le chauffer intégralement dans la masse et permet de limiter les problèmes de dilatation thermique du stator 2.The rotational movement of rotor 4 is used to generate additional heating of rotor 4 by magnetic induction. The rotational movement of the rotor 4 facing the magnet(s) 9 generates eddy currents in the surface 27 of ferromagnetic material which in turn generate heat by the Joule effect. Eddy currents are electric currents created by the rotation of the rotor 4 in the magnetic field of the magnets 9 of the stator 2. This heating can make it possible to increase the temperature of the rotor 4 locally at the surface, for example from 5° C. to 30 °C, which makes it possible to keep the polluting gaseous species in gaseous form. Localized heating is thus obtained at the level of the internal zones of the vacuum pump 1 favorable to deposits, on the surface, and without contact with the rotor 4. The localized and surface heating makes it possible not to damage the rotor 4 by avoiding heating it. integrally in the mass and makes it possible to limit the problems of thermal expansion of the stator 2.
Le au moins un aimant 9 est par exemple agencé dans l’étage moléculaire 19 de la pompe à vide 100, dans une zone du stator 2 entourant le rotor 4, comme par exemple entourant la jupe Holweck 22 ou comme représenté sur la
La pompe à vide 100 comporte par exemple une pluralité d’aimants 9, par exemple régulièrement répartis, la polarité des aimants 9 adjacents étant inversée dans l’épaisseur ou dans la longueur ou entre aimants adjacents.The vacuum pump 100 comprises for example a plurality of magnets 9, for example regularly distributed, the polarity of the adjacent magnets 9 being reversed in the thickness or in the length or between adjacent magnets.
Comme précédemment, le au moins un aimant 9 est par exemple de type NdFeB ou terre rare ou ferrite. Il peut être revêtu de nickel pour le protéger d’éventuelles agressions corrosives ou pour permettre son remplacement aisé par démontage. De préférence, le au moins un aimant 9 est agencé au plus proche de la surface du stator 2 ou affleure à la surface du stator 2. Le au moins un aimant 9 est par exemple fixé, par exemple par collage au stator 4, ou est reçu dans une cavité du stator 4.As before, the at least one magnet 9 is for example of the NdFeB or rare earth or ferrite type. It can be coated with nickel to protect it from possible corrosive attacks or to allow its easy replacement by dismantling. Preferably, the at least one magnet 9 is arranged closest to the surface of the stator 2 or is flush with the surface of the stator 2. The at least one magnet 9 is for example fixed, for example by gluing to the stator 4, or is received in a cavity of the stator 4.
Au moins une partie du rotor 4 présentant une surface 27 en matériau ferromagnétique est par exemple réalisée en fer ou en nickel ou en cobalt.At least a part of the rotor 4 having a surface 27 of ferromagnetic material is for example made of iron or nickel or cobalt.
Le rotor 4 peut être réalisé d’une seule pièce en matériau ferromagnétique.The rotor 4 can be made in a single piece of ferromagnetic material.
Par ailleurs, au moins une surface 27 en matériau ferromagnétique du rotor 4 peut comporter un revêtement 28 de nickel.Furthermore, at least one surface 27 of ferromagnetic material of the rotor 4 may include a coating 28 of nickel.
La
Cette pompe à vide 200 diffère de la précédente par le fait qu’ici, un matériau magnétique 29 est agencé dans le rotor 4 de manière à faire face à une surface 27 en matériau ferromagnétique du stator 2 à chaque rotation du rotor 4 afin que la rotation du rotor 4 entraine un échauffement de la surface 27 en matériau ferromagnétique par induction magnétique.This vacuum pump 200 differs from the previous one in that here, a magnetic material 29 is arranged in the rotor 4 so as to face a surface 27 of ferromagnetic material of the stator 2 at each rotation of the rotor 4 so that the Rotation of the rotor 4 causes heating of the surface 27 of ferromagnetic material by magnetic induction.
Le matériau magnétique 29 est par exemple agencé dans la jupe Holweck 22 du rotor 4. La surface 27 en matériau ferromagnétique est la surface du stator 2 en regard de la jupe Holweck 22.The magnetic material 29 is for example arranged in the Holweck skirt 22 of the rotor 4. The surface 27 of ferromagnetic material is the surface of the stator 2 opposite the Holweck skirt 22.
Pour cela par exemple, le matériau aimanté comporte des fibres ou nanofils comprenant du cobalt, comme du cobalt ou comme AlNiCo, noyés dans un composite. On peut ainsi atteindre des champs de 0,6T pour les vitesses de rotation du rotor 4 dans la pompe à vide 200 turbomoléculaire.For this, for example, the magnetized material comprises fibers or nanowires comprising cobalt, such as cobalt or such as AlNiCo, embedded in a composite. It is thus possible to reach fields of 0.6T for the speeds of rotation of the rotor 4 in the turbomolecular vacuum pump 200 .
Les nanofils de cobalt peuvent être obtenus en milieu polyol, par exemple par voie thermique conventionnelle ou par micro-ondes. L’alignement des nanofils de cobalt est obtenu par séchage sous un champ magnétique très élevé (quelques T).The cobalt nanowires can be obtained in a polyol medium, for example by conventional thermal means or by microwaves. The alignment of the cobalt nanowires is obtained by drying under a very high magnetic field (a few T).
Les nanofils ou fibres comprenant du cobalt peuvent être noyés dans un composite polymère, tel que PI (polyimide) ou PPS (Polysulfure de phénylène) ou PEI (polyétherimide) ou PEEK (polyetheretherketone). Des additifs comme des fibres de verre peuvent être incorporés dans le composite pour améliorer la résistance mécanique.The nanowires or fibers comprising cobalt can be embedded in a polymer composite, such as PI (polyimide) or PPS (Polyphenylene sulphide) or PEI (polyetherimide) or PEEK (polyetheretherketone). Additives such as glass fibers can be incorporated into the composite to improve mechanical strength.
L’orientation initiale des fibres ou nanofils donne la polarité. La polarité est par exemple régulièrement inversée pour obtenir l’alternance des champs magnétique nord et sud sur la périphérie de la jupe Holweck 22.The initial orientation of the fibers or nanowires gives the polarity. The polarity is for example regularly reversed to obtain the alternation of the north and south magnetic fields on the periphery of the Holweck 22 skirt.
Le rotor 4 peut être réalisé d’une seule pièce et seule la jupe Holweck 22 est par exemple magnétisée. Par ailleurs, au moins une surface 27 en matériau ferromagnétique du rotor 4 peut comporter un revêtement 28 de nickel.The rotor 4 can be made in one piece and only the Holweck skirt 22 is for example magnetized. Furthermore, at least one surface 27 of ferromagnetic material of the rotor 4 may include a coating 28 of nickel.
Au moins une partie du stator 2 présentant une surface 27 en matériau ferromagnétique est par exemple réalisée en fer ou en nickel ou en cobalt.At least a part of the stator 2 having a surface 27 of ferromagnetic material is for example made of iron or nickel or cobalt.
Claims (20)
- un stator (2) présentant au moins une chambre de compression (3) dans laquelle les gaz à pomper sont destinés à circuler,
- deux rotors (4) configurés pour tourner dans la au moins une chambre de compression (3) du stator (2) pour entrainer le gaz à pomper entre un orifice d’aspiration (5) et un orifice de refoulement du stator (2),
caractérisée en ce que la pompe à vide (1) comporte en outre au moins un aimant (9) agencé dans au moins un rotor (4) de manière à faire face à une surface (10, 12, 16) en matériau ferromagnétique du stator (2) à chaque rotation du au moins un rotor (4) afin que la rotation du au moins un rotor (4) entraine un échauffement de la surface (10, 12, 16) en matériau ferromagnétique par induction magnétique.Dry vacuum pump (1) comprising:
- a stator (2) having at least one compression chamber (3) in which the gases to be pumped are intended to circulate,
- two rotors (4) configured to rotate in the at least one compression chamber (3) of the stator (2) to drive the gas to be pumped between a suction port (5) and a discharge port of the stator (2) ,
characterized in that the vacuum pump (1) further comprises at least one magnet (9) arranged in at least one rotor (4) so as to face a surface (10, 12, 16) of ferromagnetic material of the stator (2) each rotation of the at least one rotor (4) so that the rotation of the at least one rotor (4) causes the surface (10, 12, 16) of ferromagnetic material to be heated by magnetic induction.
- un stator (2) présentant une chambre de compression (3) dans laquelle les gaz à pomper sont destinés à circuler,
- un rotor (4) configuré pour tourner dans la chambre de compression (3) du stator (2) pour entrainer le gaz à pomper entre un orifice d’aspiration (5) et un orifice de refoulement du stator (2),
caractérisée en ce que la pompe à vide (100) comporte en outre au moins un aimant (9) agencé dans le stator (2) de manière à faire face à une surface (27) en matériau ferromagnétique du rotor (4) à chaque rotation du rotor (4) afin que la rotation du rotor (4) entraine un échauffement de la surface (27) en matériau ferromagnétique par induction magnétique.Turbomolecular vacuum pump (100) comprising:
- a stator (2) having a compression chamber (3) in which the gases to be pumped are intended to circulate,
- a rotor (4) configured to rotate in the compression chamber (3) of the stator (2) to drive the gas to be pumped between a suction port (5) and a discharge port of the stator (2),
characterized in that the vacuum pump (100) further comprises at least one magnet (9) arranged in the stator (2) so as to face a surface (27) of ferromagnetic material of the rotor (4) at each rotation of the rotor (4) so that the rotation of the rotor (4) causes heating of the surface (27) of ferromagnetic material by magnetic induction.
- un stator (2) présentant une chambre de compression (3) dans laquelle les gaz à pomper sont destinés à circuler,
- un rotor (4) configuré pour tourner dans la chambre de compression (3) du stator (2) pour entrainer le gaz à pomper entre un orifice d’aspiration (5) et un orifice de refoulement du stator (2),
caractérisée en ce que la pompe à vide (200) comporte en outre un matériau aimanté (29) agencé dans le rotor (4) de manière à faire face à une surface (27) en matériau ferromagnétique du stator (2) à chaque rotation du rotor (4) afin que la rotation du rotor (4) entraine un échauffement de la surface (27) en matériau ferromagnétique par induction magnétique.Turbomolecular vacuum pump (200) comprising:
- a stator (2) having a compression chamber (3) in which the gases to be pumped are intended to circulate,
- a rotor (4) configured to rotate in the compression chamber (3) of the stator (2) to drive the gas to be pumped between a suction port (5) and a discharge port of the stator (2),
characterized in that the vacuum pump (200) further comprises a magnetic material (29) arranged in the rotor (4) so as to face a surface (27) of ferromagnetic material of the stator (2) at each rotation of the rotor (4) so that the rotation of the rotor (4) causes heating of the surface (27) of ferromagnetic material by magnetic induction.
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