RU2030638C1

RU2030638C1 - Vacuum rotor pump

Info

Publication number: RU2030638C1
Authority: RU
Inventors: Ю.Р. Зельдин; Е.Р. Савинов
Original assignee: Научно-производственное общество с ограниченной ответственностью "Тест"; Зельдин Юлий Рафаилович; Савинов Евгений Рафаилович
Priority date: 1991-08-14
Filing date: 1991-08-14
Publication date: 1995-03-10

Abstract

FIELD: pump engineering. SUBSTANCE: driving rotor made up as a cylinder with blades and driven rotor-seal made up as a cylinder with hollows are mounted inside a pressure tight housing. Synchronizing gears are set on the shafts of the rotors. Each seal has one hollow. The diameter of the seal is equal to 0.5- 0.85 of diameter of the driving rotor. The seal consists of two pipes. One of the pipes defines outer surface of the seal. The second pipe defines the hollow. The thickness of the walls of each pipe is chosen because of equilibrium of the seal with respect to the axis of rotation. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 15 dwg

Description

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к механическим насосам низкого вакуума. The invention relates to vacuum equipment, in particular to mechanical pumps of low vacuum.

Известны механические вакуумные насосы разных типов: поршневые, ротационные пластинчатые, с катящимся ротором, двухроторные, винтовые, насосы роторные (с частичным внутренним сжатием) и водокольцевые. Various types of mechanical vacuum pumps are known: piston, rotary vane, with a rolling rotor, two-rotor, screw, rotary pumps (with partial internal compression) and liquid ring pumps.

Большинство из этих насосов конструктивно сложны, требуют точного изготовления, а некоторые еще и обильной смазки во время работы. Most of these pumps are structurally complex, require precise manufacturing, and some also require heavy lubrication during operation.

Одни из них - поршневые, ротационные пластинчатые, водокольцевые - не обеспечивают достаточно низкого минимального давления на линии всасывания и (или) не могут работать без смазки, другие, например, двухроторные из-за сложного профиля каждого из роторов, трудоемки в изготовлении и при работе допускают значительные утечки перекачиваемых газов в зону всасывания. Some of them - piston, rotary vane, water-ring - do not provide a sufficiently low minimum pressure on the suction line and (or) can not work without lubrication, others, for example, two-rotor due to the complex profile of each of the rotors, are laborious to manufacture and work allow significant leakage of pumped gases into the suction zone.

Известен двухроторный лопастной вакуум-насос с частичным внутренним сжатием, содержащий установленные в герметичном корпусе ведущий ротор, выполненный в виде цилиндра с выступами-лопастями, ведомый ротор-уплотнитель, выполненный в виде цилиндра с впадинами, и закрепленные на валах роторов синхронизирующие шестерни. Known two-rotor vane vacuum pump with partial internal compression, containing a leading rotor mounted in a sealed housing made in the form of a cylinder with protrusions-blades, a driven rotor-seal made in the form of a cylinder with cavities, and synchronizing gears mounted on the rotor shafts.

Этот насос по своей технической сущности наиболее близок к предлагаемому и принят за прототип. This pump in its technical essence is the closest to the proposed and adopted as a prototype.

Благодаря наличию роторов цилиндрической формы, один из которых снабжен лопастями, а другой - впадинами для перемещения лопастей при вращении роторов, этот насос конструктивно более прост и менее трудоемок в изготовлении, чем, например, известные насосы Рутса (двухроторные). В то же время, поскольку относительное перемещение лопастей и впадин при вращении роторов не может быть беззазорным, значительная часть предварительно сжатого воздуха через эти зазоры вместе с лопастью проходит из зоны нагнетания в зону всасывания, причем эта часть тем больше, чем больше степень сжатия воздуха насосом. Это приводит к тому, что реальная быстрота действия роторного насоса с частичным внутренним сжатием значительно ниже теоретической, а сами эти насосы в последние годы почти не применяются промышленностью. Due to the presence of cylindrical rotors, one of which is equipped with vanes, and the other with cavities for moving the vanes during rotation of the rotors, this pump is structurally simpler and less labor-intensive to manufacture than, for example, the well-known Roots pumps (twin-rotor). At the same time, since the relative movement of the blades and troughs during the rotation of the rotors cannot be gapless, a significant part of the pre-compressed air through these gaps passes from the discharge zone to the suction zone, and this part is greater, the greater the degree of air compression by the pump . This leads to the fact that the real speed of the rotary pump with partial internal compression is much lower than the theoretical one, and these pumps themselves have not been used by industry in recent years.

Целью изобретения является улучшение производственных характеристик вакуумного роторного насоса за счет уменьшения потерь сжатого воздуха при вращении роторов, а также за счет уменьшения массы насоса. The aim of the invention is to improve the production characteristics of a vacuum rotary pump by reducing the loss of compressed air during rotation of the rotors, as well as by reducing the mass of the pump.

Поставленная цель достигается тем, что вакуумный роторный насос, содержащий установленный в герметичном корпусе ведущий ротор, выполненный в виде цилиндра с лопастями, ведомый ротор-уплотнитель, выполненный в виде цилиндра с впадинами, и закрепленные на валах роторов синхронизирующие шестерни, согласно изобретению снабжен по крайней мере одним дополнительным уплотнителем, причем каждый из уплотнителей имеет одну впадину, а диаметр его равен от 0,5 до 0,85 диаметра ведущего ротора; при этом уплотнитель может быть выполнен из двух труб, одна из которых представляет собой наружную поверхность уплотнителя, а другая - впадину, причем толщина стенок каждой из этих труб выбирается из условия равновесия уплотнителя относительно оси его вращения. This goal is achieved by the fact that the vacuum rotary pump containing a leading rotor installed in a sealed housing made in the form of a cylinder with blades, a driven rotor-seal made in the form of a cylinder with cavities, and synchronizing gears mounted on the rotor shafts, according to the invention, is equipped with at least at least one additional seal, each seal having one cavity, and its diameter is from 0.5 to 0.85 of the diameter of the driving rotor; wherein the sealant can be made of two pipes, one of which is the outer surface of the sealant, and the other is a cavity, and the wall thickness of each of these pipes is selected from the condition of the equilibrium of the sealant relative to its rotation axis.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема роторного вакуумного насоса, согласно изобретению в стадии конца сжатия, при отношении диаметра уплотнителя к диаметру ротора, равному 0,5; на фиг.2-6 - то же, в различных фазах поворота ротора и уплотнителей; на фиг.7 - поршневой разрез уплотнителя; на фиг.8 - график зависимости КПД насоса по фиг.1 в зависимости от степени сжатия воздуха и числа уплотнителей; на фиг.9 - принципиальная схема роторного вакуумного насоса согласно изобретению в стадии конца сжатия, при отношении диаметра уплотнителя к диаметру ротора, равном 0,8; на фиг.10-14 - то же, в различных фазах поворота ротора и уплотнителей; на фиг. 15 - график зависимости КПД насоса по фиг.9 в зависимости от степени сжатия воздуха и числа уплотнителей. In FIG. 1 is a schematic diagram of a rotary vacuum pump according to the invention in the compression end stage, with a ratio of the diameter of the sealant to the diameter of the rotor equal to 0.5; figure 2-6 is the same, in different phases of rotation of the rotor and seals; Fig.7 - piston section of the seal; in Fig.8 is a graph of the efficiency of the pump of Fig.1 depending on the degree of compression of the air and the number of seals; Fig.9 is a schematic diagram of a rotary vacuum pump according to the invention in the stage of compression end, with the ratio of the diameter of the seal to the diameter of the rotor equal to 0.8; figure 10-14 - the same, in different phases of rotation of the rotor and seals; in FIG. 15 is a graph of the efficiency of the pump of FIG. 9, depending on the degree of air compression and the number of seals.

Вакуумный роторный насос (фиг.1-6) содержит корпус 1 и установленные в нем ротор 2 и уплотнители 3-5, расположенные в расточках корпуса 1. Ротор 2 снабжен лопастями 6 и 7, а уплотнители 3-5 - соответственно впадинами 8-10. Корпус 1 снабжен входным патрубком 11 и выпускным патрубком 12, в котором расположен обратный клапан 13. Лопасти 6 и 7 и уплотнители 3-5 образуют в расточках корпуса 1 полости 14-17, объем которых зависят от положения лопастей ротора 2 и впадин уплотнителей 3-5. Каждый уплотнитель состоит из труб 18 и 19, соединенных между собой и со ступицами в единый сварной узел. The vacuum rotary pump (Figs. 1-6) comprises a housing 1 and a rotor 2 and seals 3-5 installed in it, located in the bores of the housing 1. The rotor 2 is equipped with blades 6 and 7, and the seals 3-5 are respectively depressed 8-10 . The housing 1 is equipped with an inlet pipe 11 and an outlet pipe 12, in which the check valve 13 is located. The blades 6 and 7 and the seals 3-5 form cavities 14-17 in the bores of the body 1, the volume of which depends on the position of the rotor blades 2 and the depressions of the seals 3- 5. Each seal consists of pipes 18 and 19, connected to each other and with the hubs in a single welded unit.

Оси ротора 2 и уплотнителей 3-5 параллельны друг другу и соединены между собой синхронизирующими шестернями. Диаметр цилиндрической части ротора 2 (фиг.1) вдвое больше диаметра каждого из уплотнителей 3-5, поэтому и передаточное отношение на синхронизирующих шестернях устанавливается равным 1:2. Под уплотнителем 4 в корпусе 1 выполнена полость 20. The axis of the rotor 2 and seals 3-5 are parallel to each other and are interconnected by synchronizing gears. The diameter of the cylindrical part of the rotor 2 (figure 1) is twice the diameter of each of the seals 3-5, therefore, the gear ratio on the synchronizing gears is set equal to 1: 2. Under the seal 4 in the housing 1, a cavity 20 is made.

Второй вариант исполнения изобретения изображен на фиг.9-15. От варианта исполнения, представленного на фиг. 1-6, он отличается только двумя принципиальными особенностями; диаметр каждого из уплотнителей равен не 0,5, а 0,8 диаметра ротора 2; форма впадины в уплотнителях - не окружность, а более сложная кривая, состоящая в нашем случае из полуокружности и двух отрезков прямой линии; в общем случае форма этой кривой должна являться огибающей (с заданным зазором) траекторию движения конца каждой из лопастей 6 и 7 относительно уплотнителя. The second embodiment of the invention is shown in Fig.9-15. From the embodiment of FIG. 1-6, it differs only in two fundamental features; the diameter of each of the seals is not 0.5, but 0.8 of the diameter of the rotor 2; the shape of the cavity in the seals is not a circle, but a more complex curve, consisting in our case of a semicircle and two segments of a straight line; in the general case, the shape of this curve should be an envelope (with a given gap) the trajectory of the end of each of the blades 6 and 7 relative to the seal.

Как и в первом случае, ротор 2 соединен с уплотнителями 3-5 синхронизирующими шестернями, делительные окружности которых показаны на фиг.9 штрихпунктирными линиями 20 и 21. Передаточное отношение между ними по-прежнему равно 1:2, что обеспечивает при работе насоса совмещение лопастей ротора и впадин уплотнителей, но в данном случае приводит к появлению относительной скорости скольжения между поверхностями ротора и уплотнителей, гарантированный зазор между которыми обеспечивается соответствующими допусками на изготовление деталей насоса. Наличие гарантированных зазоров между расточками в корпусе насоса и вращающихся в них ротора и уплотнителей обеспечивает работу насоса без трения скольжения между его деталями. As in the first case, the rotor 2 is connected to the seals 3-5 synchronizing gears, the pitch circles of which are shown in Fig. 9 by dash-dotted lines 20 and 21. The gear ratio between them is still 1: 2, which ensures that the blades are aligned of the rotor and troughs of the seals, but in this case leads to the appearance of a relative sliding speed between the surfaces of the rotor and seals, the guaranteed clearance between which is ensured by the corresponding tolerances for the manufacture of pump parts. The presence of guaranteed gaps between the bores in the pump casing and the rotor and seals rotating in them ensures the operation of the pump without sliding friction between its parts.

Работает насос следующим образом. The pump operates as follows.

При вращении ротора 2 и уплотнителей 3-5 (фиг.1-6) в направлениях, показанных стрелками, они обкатываются относительно друг друга. В расточках корпуса 1, в которых установлены ротор 2 и уплотнители 3-5, зазоры выполнены минимальными, поэтому через эти зазоры воздух из выпускного патрубка 12 во входной патрубок 11 практически не проходит. When the rotor 2 and the seals 3-5 rotate (Figs. 1-6) in the directions shown by the arrows, they are run relative to each other. In the bores of the housing 1, in which the rotor 2 and seals 3-5 are installed, the gaps are minimal, therefore, through these gaps the air from the exhaust pipe 12 to the inlet pipe 11 practically does not pass.

На фиг.1 показано положение элементов насоса в момент окончания одного из циклов сжатия воздуха. Лопасть 6, перемещая находящийся перед ней по ходу движения воздух, сжимает его перед уплотнителем 3, выталкивает через обратный клапан 13 в патрубок 12 и выходит в положение, показанное на фиг.6. Лопасть 7, выйдя за пределы входного патрубка 11, отсекает зону 14 от патрубка 11. Впадина 8 уплотнителя 3 через зазор между лопастью 6 и обратным клапаном 13 соединяется с полостью 14, благодаря чему непрошедший через клапан 13 остаток сжатого воздуха переходит в полость 14, и давление в ней и во впадине 8 выравнивается и становится значительно меньше давления нагнетания. Figure 1 shows the position of the pump elements at the end of one of the cycles of air compression. The blade 6, moving the air in front of it in the direction of travel, compresses it in front of the seal 3, pushes it through the check valve 13 into the pipe 12 and goes into the position shown in Fig.6. The blade 7, going beyond the inlet pipe 11, cuts off the zone 14 from the pipe 11. The cavity 8 of the seal 3 through the gap between the blade 6 and the check valve 13 is connected to the cavity 14, so that the remaining compressed air passes through the valve 13 into the cavity 14, and the pressure in it and in the cavity 8 is equalized and becomes significantly less than the discharge pressure.

При дальнейшем движении ротора 2 лопасть 6 переходит в положение, показанное на фиг.2, при котором в единый объем объединяются полости 14, 8, 16 и 9, также способствуя выравниванию давления в них. Этот процесс выравнивания давления заканчивается, когда ротор 2 переходит в положение, изображенное на фиг.3. В этот момент уплотнитель 3 отсекает полость 14 от замкнутой зоны, образованной впадинами 8 и 9 и полостью 16, и лопасть 7 начинает сжимать воздуха в полости 14, а полость 15 при движении лопасти 7 начинает заполняться разреженным воздухом через входной патрубок 11. With further movement of the rotor 2, the blade 6 goes into the position shown in figure 2, in which the cavity 14, 8, 16 and 9 are combined into a single volume, also contributing to the equalization of pressure in them. This pressure equalization process ends when the rotor 2 moves to the position shown in FIG. 3. At this moment, the seal 3 cuts off the cavity 14 from the closed zone formed by the cavities 8 and 9 and the cavity 16, and the blade 7 begins to compress air in the cavity 14, and the cavity 15 begins to fill with the rarefied air through the inlet pipe 11 when the blade 7 moves.

Далее ротор 2 переходит в положение, изображенное на фиг.4. В полости 14 воздух продолжает сжиматься лопастью 7, впадина 8 уплотнителя 3 частично выходит из контакта с полостью 16, а полости 16 и 17 через впадину 9 уплотнителя 4 соединяются одна с другой, что приводит к дополнительному падению давления в них, так как давление воздуха в полости 17 и во впадине 10 перед этим равно давлению всасывания. Next, the rotor 2 goes into the position shown in figure 4. In the cavity 14, the air continues to be compressed by the blade 7, the cavity 8 of the seal 3 partially comes out of contact with the cavity 16, and the cavities 16 and 17 are connected to each other through the cavity 9 of the seal 4, which leads to an additional pressure drop in them, since the air pressure in cavity 17 and in the cavity 10 before this is equal to the suction pressure.

При переходе ротора 2 в положение, показанное на фиг.5, полость 16 отсекается уплотнителем 4 от полости 17, соединяющей при этом впадины 9 и 10 уплотнителей 4 и 5. Поэтому давление воздуха во впадине 10 перед этим также равно давлению всасывания, давление в полости 17 снова несколько снижается. Лопасть 7 при этом продолжает сжимать воздух в полости 14 и засасывает его в полость 15. Когда давление воздуха в полости 14 начинает превышать давление в патрубке 12, клапан 13 открывается и сжатый воздух начинает выходить из насоса до тех пор, пока лопасть 7 ротора 2 не проходит в положение лопасти 6, изображенной на фиг.1. When the rotor 2 moves to the position shown in FIG. 5, the cavity 16 is cut off by the seal 4 from the cavity 17, connecting at the same time the cavities 9 and 10 of the seals 4 and 5. Therefore, the air pressure in the cavity 10 before this is also equal to the suction pressure, the pressure in the cavity 17 is again slightly reduced. In this case, the blade 7 continues to compress the air in the cavity 14 and draws it into the cavity 15. When the air pressure in the cavity 14 begins to exceed the pressure in the pipe 12, the valve 13 opens and the compressed air begins to exit the pump until the blade 7 of the rotor 2 passes into the position of the blade 6 shown in figure 1.

При переходе ротора 2 в положение, показанное на фиг.6, впадина 9 уплотнителя 4 начинает выходить из контакта с полостью 17, а полость 17 через впадину 10 уплотнителя 5 соединяется с зоной всасывания, благодаря чему давление воздуха в полости 17 и впадинах 9 и 10 падает до величины давления всасывания, а часть воздуха из них переходит в полость 15, тем самым уменьшая степень ее заполнения воздухом, засасываемым из патрубка 11, что эквивалентно уменьшению КПД насоса. Upon transition of the rotor 2 to the position shown in Fig.6, the cavity 9 of the seal 4 begins to come out of contact with the cavity 17, and the cavity 17 through the cavity 10 of the seal 5 is connected to the suction zone, so that the air pressure in the cavity 17 and the cavities 9 and 10 drops to the suction pressure, and part of the air from them passes into the cavity 15, thereby reducing the degree of its filling with air sucked from the pipe 11, which is equivalent to a decrease in the efficiency of the pump.

Следует отметить, что уменьшение степени заполнения воздухом полости 15 при этом не может быть значительным, так как многократное последовательное расширение в образуемых уплотнителях замкнутых полостях предварительно сжатого воздуха, описанное выше, приводит к тому, что в стадии 6 давление в зоне 17 не может существенно превосходить давление всасывания. It should be noted that the decrease in the degree of filling of the cavity 15 with air cannot be significant, since the multiple sequential expansion in the formed seals of the closed cavities of the pre-compressed air described above leads to the fact that in stage 6 the pressure in zone 17 cannot significantly exceed suction pressure.

Дополнительное улучшение показателей работы насоса может быть обеспечено при заполнении полости 20 в корпусе 1 вакуумным маслом, уровень которого должен обеспечить контакт с ним уплотнителя 4. Вращаясь во время работы насоса, уплотнитель 4 наносит пленку масла на ротор 2, а с него и на уплотнители 3 и 5, что дополнительно способствует герметизации системы. An additional improvement in the pump performance can be achieved by filling the cavity 20 in the housing 1 with vacuum oil, the level of which should ensure that the seal 4 is in contact with it. Rotating during the operation of the pump, the seal 4 applies a film of oil to the rotor 2, and from it to the seals 3 and 5, which further contributes to the sealing of the system.

Вращаясь вдвое быстрее ротора 2, каждый из уплотнителей, например уплотнитель 3, имеет одну впадину 8, что делает его профиль несимметричным и требует специальных мер для ликвидации динамических нагрузок от неуравновешенных сил. В предлагаемой конструкции это достигается следующим образом. Rotating twice as fast as rotor 2, each of the seals, for example, seal 3, has one cavity 8, which makes its profile asymmetrical and requires special measures to eliminate dynamic loads from unbalanced forces. In the proposed design, this is achieved as follows.

Уплотнитель 3, как и остальные уплотнители, выполнен (см. фиг.7) состоящим из двух цилиндрических труб 18 и 19, соединенных друг с другом сварными швами. Диаметр D₁ трубы 18 равен наружному диаметру уплотнителя, диаметр d₂ трубы равен внутреннему радиусу впадины 8, причем диаметр d₂ и расстояние a между осями труб 00₁ выбираются из условия, чтобы между впадиной 8 и концом лопасти ротора 2 был зазор α, необходимый для выравнивания давления в полостях при вращении ротора.The sealant 3, like the rest of the sealants, is made (see Fig. 7) consisting of two cylindrical pipes 18 and 19, connected to each other by welds. The diameter D _{1 of the} pipe 18 is equal to the outer diameter of the sealant, the diameter d _{2 of the} pipe is equal to the inner radius of the cavity 8, and the diameter d ₂ and the distance a between the axes of the pipes 00 ₁ are selected so that there is a clearance α between the cavity 8 and the end of the rotor blade 2, necessary to equalize the pressure in the cavities during rotation of the rotor.

Можно доказать, что положение центра тяжести такой системы из двух труб совпадает с осью вращения трубы 18, т.е. с осью вращения уплотнителя, если размеры труб уплотнителя и их взаимное расположение удовлетворяют условию:
h₁ x (R₁ ² + h₁ ²/12) x sin φ₁ = h₂ x (R₂ ² + h₂ ²/12) x sin φ₂, где h_i=

; R_i=

;
φ_i - половина дуги окружности, занимаемой телом каждой из труб;
D_i и d_i - соответственно наружный и внутренний диаметры труб;
индексы 1 и 2 относятся к соответствующим размерам труб 18 и 19.It can be proved that the position of the center of gravity of such a system of two pipes coincides with the axis of rotation of the pipe 18, i.e. with the axis of rotation of the seal, if the dimensions of the pipes of the seal and their relative position satisfy the condition:
h ₁ x (R ₁ ² + h ₁ ^2/12) x sin φ ₁ = h ₂ x (R ₂ ² + h ₂ ^2/12) x sin φ ₂ where h _i =

; R _i =

;
φ _i - half of the arc of a circle occupied by the body of each of the pipes;
D _i and d _i - respectively, the outer and inner diameters of the pipes;

indices

1 and 2 refer to the

corresponding pipe sizes

18 and 19.

Выполненный по фиг.9 насос, в отличие от насоса по фиг.1, работает несколько рациональнее. Это выражается в том, что при переходе лопастей ротора через зону расположения уплотнителей относительное расположение полостей, в которых последовательно расширяется проходящая вместе с лопастью часть предварительно сжатого воздуха, изменяется. Это проиллюстрировано схемами, изображенными на фиг.10-14, аналогичных соответственно схемам фиг.2-6. The pump made in Fig. 9, in contrast to the pump in Fig. 1, works somewhat more rationally. This is expressed in the fact that when the rotor blades pass through the seal location zone, the relative location of the cavities, in which the part of the pre-compressed air passing along with the blade expands, changes. This is illustrated by the circuits shown in FIGS. 10-14, similar to those of FIGS. 2-6, respectively.

Сравнивая эти схемы друг с другом, легко заметить, что в соответствующих фазах процесса в расширении проходящего с лопастью воздуха участвуют следующие полости (номера которых в схемах обоих способов предполагаются одинаковыми):
Составление соответствующих схем в одинаковых фазах показывает, что если диаметр уплотнителя больше половины диаметра ротора, то при одинаковых зазорах между впадиной и лопастью впадина становится относительно более узкой и уплотнитель раньше перекрывает зону повышенного давления. Это уменьшает количество воздуха, переходящего вместе с лопастью в зону низкого давления, и тем самым содействует повышению КПД насоса. В то же время увеличение диаметра уплотнителя приводит к необходимости делать более узкой ножку лопасти, как показано на фиг.9, где диаметр каждого уплотнителя равен 0,8 диаметра ротора. Дальнейшее относительное увеличение диаметра уплотнителя (более 0,85 диаметра ротора) требует настолько уменьшить ширину ножки лопасти, что изготовить ее становится невозможным.Comparing these schemes with each other, it is easy to notice that in the corresponding phases of the process, the following cavities participate in the expansion of the air passing with the blade (the numbers of which are assumed to be the same in the schemes of both methods):
The compilation of the corresponding schemes in the same phases shows that if the diameter of the seal is more than half the diameter of the rotor, then with the same gaps between the cavity and the blade, the cavity becomes relatively narrower and the seal previously covers the pressure zone. This reduces the amount of air passing together with the blade into the low pressure zone, and thereby helps to increase the efficiency of the pump. At the same time, an increase in the diameter of the sealant necessitates making the blade leg narrower, as shown in Fig. 9, where the diameter of each seal is 0.8 times the diameter of the rotor. A further relative increase in the diameter of the seal (more than 0.85 of the diameter of the rotor) requires such a reduction in the width of the blade legs that it becomes impossible to make it.

Число уплотнителей существенно сказывается на КПД насоса. The number of seals significantly affects the efficiency of the pump.

Результаты приближенных расчетов, выполненных нами для одного из разработанных типоразмеров насоса, конструкция которого соответствует фиг.1 (и не учитывающих утечку воздуха через неплотности между корпусом и лопастями ротора, а также между корпусом и поверхностью уплотнителей), изображены на графиках фиг. 8. Номер кривой на них равен числу уплотнителей. Из графика видно, как существенно повышается КПД η и достижимая степень сжатия газа P/Pо, при том же КПД с увеличением числа уплотнителей, что особенно важно для эффективного вакуумирования технологических емкостей. The results of approximate calculations that we performed for one of the designed pump sizes, the design of which corresponds to figure 1 (and do not take into account air leakage through leaks between the housing and rotor blades, as well as between the housing and the surface of the seals), are shown in the graphs of FIG. 8. The curve number on them is equal to the number of seals. The graph shows how the efficiency η and the achievable degree of gas compression P / Po increase significantly, with the same efficiency with an increase in the number of seals, which is especially important for the efficient evacuation of technological tanks.

Аналогичные расчеты, выполненные для такого же насоса, но по схеме, соответствующей фиг. 9, приводят к результатам, изображенным на графиках фиг. 15. Здесь также номер кривой равен числу уплотнителей. Сравнение графиков по фиг. 8 и 15 подтверждает возможность существенно увеличить степень сжатия и (или) КПД насоса увеличением в указанных выше пределах относительного диаметра уплотнителей и их числа. Similar calculations performed for the same pump, but according to the circuit corresponding to FIG. 9 lead to the results depicted in the graphs of FIG. 15. Here, too, the curve number is equal to the number of seals. The graph comparison of FIG. 8 and 15 confirms the ability to significantly increase the degree of compression and (or) the efficiency of the pump by increasing, in the above ranges, the relative diameter of the seals and their number.

Из-за неизбежных утечек сжимаемого газа через неплотности между элементами насоса действительная степень сжатия газа и КПД насоса будут меньше представленных на графиках расчетных значений, но тем не менее эти графики убедительно подтверждают качественную оценку влияния числа уплотнителей и относительного их диаметра на эффективность работы насоса. Due to the inevitable leakage of compressible gas through leaks between the pump elements, the actual degree of gas compression and pump efficiency will be less than the calculated values presented on the graphs, but nevertheless, these graphs convincingly confirm a qualitative assessment of the effect of the number of seals and their relative diameter on the efficiency of the pump.

Предлагаемая конструкция, не содержащая кинематических пар с трением скольжения, может быть успешно применена не только в качестве вакуумного насоса, но и в качестве компрессора для сжатия газов. В последнем случае насос должен быть снабжен устройствами для охлаждения. The proposed design, which does not contain kinematic pairs with sliding friction, can be successfully applied not only as a vacuum pump, but also as a compressor for compressing gases. In the latter case, the pump must be equipped with cooling devices.

Claims

1. VACUUM ROTARY PUMP containing a leading rotor installed in a sealed housing made in the form of a cylinder with blades, a driven rotor-seal made in the form of a cylinder with cavities, and synchronizing gears fixed to the rotor shafts, characterized in that, in order to increase the efficiency by reducing the loss of compressed air or gas during the rotation of the rotors and the mass of the pump, it is equipped with at least one additional seal.

2. The pump according to claim 1, characterized in that each of the seals has one cavity, and the diameter is 0.5 to 0.85 of the diameter of the driving rotor.

3. The pump according to claim 1, characterized in that the seal is made of two pipes, one of which forms the outer surface of the seal and the other a cavity, and the wall thickness of each of these pipes is selected from the condition of equilibrium of the seal relative to its rotation axis.