RU1831588C - Объемный насос - Google Patents

Abstract

Использование: в насосостроении. Сущность изобретени : насос содержит статор, и установленный в нем с зазором с возможностью вращени  и образовани  полости откачиваемого газа с определенной молекул рной массой ротор. Насос содержит также средство подвода в зазор газа, молекул рна  масса которого превышает молекул рную массу откачиваемого газа. Средство может быть выполнено в виде одной или нескольких форсунок, размещенных в статоре и сообщенных с источником газа регулируемой производительности, или одного или нескольких каналов в статоре , сообщенных с источником газа регулиру емой производительности, или в виде пористого участка стенки статора, сообщенного с источником газа регулируемой производительности . Насос может быть выполнен многоступенчатым, при этом по меньшей мере одна из ступеней имеет средство подвода газа. 4 з.п.ф-лы, 3 ил. сл

Description

Изобретение относитс  к объемному насосу или первичному вакуумному насосу, содержащему статор и ротор, вращающийс  в статоре и сохран ющий заранее определенный зазор утечки относительно этого статора .

Объемные насосы могут создавать давлени  от 0,001 до 0,0001 миллибар с нагнетанием в атмосферу, Характеристика объемного расхода S (в мэ/ч) в зависимости от давлени  Р (в миллибарах) такого насоса зависит от зазора, существующего между ротором и статором этого насоса. Графики объемного расхода S от давлени  Р показаны на фиг. Т. Кажда  из кривых соответствует определенному зазору, причем зазор увеличиваетс  от одной кривой к другой в направлении стрелки j.

Величину зазора между ротором и статором выбирают путем компромисса между двум  противоположными цел ми. Чтобы избежать заклинивани , например, из-за различного расширени  статора и ротора, нужно выбрать зазор существенной величины . Однако следует выбирать минимально возможный зазор дл  улучшени  характеристики насоса, как это с очевидностью показано на фиг, 1. Поэтому посто нно стоит задача - разработать насос без заклинивани  и с минимальным зазором между ротором и статором.

Целью изобретени   вл етс  создание вакуумного насоса, в котором достигаетс  оптимальна  производительность работы без каких-либо модификаций.

00 00

СП

00 00

со

Эта цель достигаетс  за счет подвода в зазор между ротором и статором газа с молекул рной массой больше, чем у откачиваемого газа,

Известен объемный насос, в котором инертный газ, в приведенном примере азот, нагнетаетс  в рабочее камеры насоса так, чтобы уменьшить парциальное давление хлористого аммони , получаемого при производстве нитрида кремни . Действительно , в элементах насоса, наход щихс  под высоким давлением, хлористый аммоний осаждаетс  на стенках статора и ротора. Введение азота уменьшает парциальное давление хлористого аммони  так, что не происходит его осаждени  на стенках. В данном случае вводимый газ (азот) имеет молекул рную массу ниже, чем у откачиваемого газа.

Таким образом, предметом изобретени   вл етс  насос, содержащий ротор, вращающийс  в статоре с заданным зазором, который используетс  дл  откачки газа или смеси газов с заданной молекул рной массой , и отличающийс  тем, что он содержит средства дл  нагнетани  в упом нутый зазор газа с более высокой молекул рной массой , чем молекул рна  масса откачиваемого газа или смеси газов.

В предпочтительном варианте реализации изобретени  это средство содержит по крайней мере одну форсунку, пересекающую статор и выход щую в зазор между ротором и статором, причем эта форсунка соединена с источником газа регулируемой производительности.

В качестве варианта средство содержит многочисленные отверсти  в статоре, или множество прорезей в стенке статора, или часть статора может быть пористой, причем эти отверсти  соединены с источником газа регулируемой производительности.

В одном из конкретных примеров реализации изобретени  насос имеет несколько ступеней и по крайней мере одна из них содержит указанное средство нагнетани .

Предпочтительно, чтобы расход нагнетаемого газа в 3-15 раз превышал расход откачиваемого газа.

На фиг.1 дан график, представл ющий зависимость объемного расхода S от давлени  Р дл  насоса с различными значени ми зазора; на фиг.2 - схематически изображен многоступенчатый насос Рутса; на фиг.З - осевой разрез ступени насоса Рутса, снабженного средством, согласно изобретению.

Изобретение уточн етс  на примере насоса , в частности многоступенчатого насоса Рутса, но оно применимо к любому типу объемного насоса типа крыльчатого, цилиндрического или конического со спиральной канавкой, насоса с двойным винтом и т.д.

На фиг.2 схематически показан многоступенчатый насос Рутса, имеющий три ступени 10, 20 и 30 и содержащий соответственно статоры 11, 21, 31 и роторы 12, 13; 22, 23; 32, 33. Позицией 4 обозначен впуск ступени 10, 14 - выпуск ступени 10 и впуск

ступени 20, 24 - выпуск ступени 20 и впуск ступени 30, 34 - выпуск ступени 30.

На фиг.З, изображающей третью ступень насоса, предусмотрено средство дл  нагнетани  в зазор 35 между ротором и ста5 тором ступени газа с более высокой молекул рной массой, чем у откачиваемого газа. Это реализуетс , например, с помощью форсунки 40, выполненной в статоре и сое; диненной со вспомогательным источником

0 газа регулируемой производительности (на чертеже не показано).

Очевидно, что может быть использовано любое другое средство дл  нагнетани  газа, например многочисленные отверсти 

5 в стенке статора, прорезь в статоре, пориста  часть стенки статора и т.д.

Например, при откачке гели  с молекул рной массой 4, можно нагнетать азот с молекул рной массой 28, Предпочтитель0 но, этот газ может подаватьс  с расходом, в несколько раз превышающим расход откачиваемого газа, например с расходом, в 3-15 раз превышающим расход откачиваемого газа.

5 Этот нагнетаемый газ образует что-то вроде молекул рного уплотнени , которое преп тствует продвижению молекул откачиваемого газа в направлении выпуска-впуска , так что производительность насоса

0 улучшаетс .

Регулиру  расход нагнетаемого газа и/или его молекул рную массу, можно изменить характеристики работы насоса, в частности , заставить рабочую точку насоса

5 перейти с данной характеристики на фиг.1 на другую характеристику, как если бы был изменен зазор в насосе.

Может быть предусмотрено нагнетание газа в нескольких ступен х насоса, напри0 мер в двух последних ступен х.

Изобретение применимо к любому типу объемного насоса.

Форму л а и з о б р етени 

Claims (5)

1. Объемный насос, содержащий ста5 тор, установленный в нем с зазором с возможностью вращени  и образовани  полости откачиваемого газа с определенной молекул рной массой ротор, о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  производительности, он снабжен средством подвода в зазор газа, молекул рна  масса которого превышает молекул рную массу откачиваемого газа.

2.Насос по п. 1, отличающийс  тем, что средство выполнено в виде, по меньшей мере, одной форсунки, размещенной в статоре и сообщенной с источником газа регулируемой производительности .

3.Насос по п.1,отличающийс  тем, что средство выполнено в виде,по меньшей мере, одного канала в статоре, сооб

щенного с источником газа регулируемой производительности.

4.Насос по п.1,отличающийс  тем, что средство выполнено в виде пористого участка стенки статора, сообщенного с источником газа регулируемой производительности .

5.Насос по п.1, или 2, или 3, или 4, отличающийс  тем, что он выполнен многоступенчатым, при этом по меньшей мере одна из ступеней имеет средство подвода газа.

istf

1(Н ТО-з 10-2 Ю-1 1 10 102 -pfmb

we.i

3032

31

Фиг.3