RU2070991C1

RU2070991C1 - Vacuum pump

Info

Publication number: RU2070991C1
Application number: RU94029698A
Authority: RU
Inventors: М.И. Дмитрук; Н.Н. Семашко
Original assignee: Российский научный центр "Курчатовский институт"
Priority date: 1994-08-04
Filing date: 1994-08-04
Publication date: 1996-12-27
Also published as: RU94029698A

Abstract

FIELD: vacuum engineering. SUBSTANCE: continuous grooves are provided on inner cylindrical surfaces of housing and on profiled surfaces of rotors in direction of their generatrices. Discontinuous grooves are provided on adjacent planes of covers and end faces of rotors in staggered order relative to adjacent grooves. EFFECT: increased degree of compression in double-rotor pump. 3 dwg

Description

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к конструкциям механических безмасляных форвакуумных насосов и может найти широкое применение в промышленности для производства изделий, например, в электронной и микроэлектронной промышленности, в научном приборостроении (физические установки) и др. The invention relates to vacuum equipment, namely, to designs of mechanical oil-free fore-vacuum pumps and can be widely used in industry for the manufacture of products, for example, in the electronic and microelectronic industries, in scientific instrumentation (physical installations), etc.

Известны роторные безмасляные форвакуумные насосы, содержащие корпус, установленный в нем ротор с роликами и охватывающую его гибкую оболочку, образующую с корпусом рабочую камеру переменного объема (SU, N 398137, кл. F 04 B 43/08, 1971). Known rotary oil-free fore-vacuum pumps containing a housing, a rotor with rollers installed in it and a flexible shell covering it, forming a working chamber of variable volume with the housing (SU, N 398137, class F 04 B 43/08, 1971).

Недостатками известного технического решения являются небольшой срок службы вследствие больших напряжений, возникающих в гибкой оболочке при работе насоса и ее ограниченная деформационная способность, которые приводят к быстрому разрушению оболочки, а также обуславливают небольшой объем рабочей камеры, что ведет к невысокой производительности насоса. The disadvantages of the known technical solutions are the short service life due to high stresses arising in the flexible shell during operation of the pump and its limited deformation ability, which lead to rapid destruction of the shell, and also cause a small volume of the working chamber, which leads to low pump performance.

Ближайшим техническим решением является конструкция двухроторного вакуумного насоса, выбранная в качестве прототипа, содержащая корпус, два ротора, установленных на валах, смонтированных в крышках, примыкающих к корпусу, и электродвигатель. The closest technical solution is the design of a two-rotor vacuum pump, selected as a prototype, comprising a housing, two rotors mounted on shafts mounted in covers adjacent to the housing, and an electric motor.

Недостатком известного технического решения является ненадежное разделение в насосе полостей всасывания и выхлопа при больших перепадах давления, приближающихся к одной атмосфере, как следствие сравнительно больших зазоров между роторами, а также между каждым из ротором и внутренними поверхностями корпуса и крышек, поэтому для получения нормального предельного вакуума ( 5•10^-3 мм рт.ст.) эти насосы используются в совокупности с насосами предварительного разрежения, содержащими масло, как средство для уплотнения зазоров между подвижными и неподвижными элементами, что сводит на нет преимущество двухроторного насоса, как насоса безмасляного.A disadvantage of the known technical solution is the unreliable separation of the suction and exhaust cavities in the pump at large pressure drops approaching one atmosphere, as a result of the relatively large gaps between the rotors, as well as between each of the rotor and the inner surfaces of the housing and covers, therefore, to obtain a normal ultimate vacuum (5 • 10 ^-3 mm Hg) these pumps are used in conjunction with pre-vacuum pumps containing oil as a means to seal the gaps between the movable and fixed elements, which negates the advantage of a two-rotor pump, as an oil-free pump.

Технической задачей является повышение степени сжатия в двухроторном насосе и, тем самым, повышение предельного вакуума, обеспечиваемого насосом, исключение необходимости для работы насоса применения насоса предварительного разрежения. The technical task is to increase the degree of compression in a two-rotor pump and, thereby, increase the ultimate vacuum provided by the pump, eliminating the need for the pump to use a pre-vacuum pump.

Технический результат достигается тем, что в вакуумном насосе, содержащем корпус, два профилированных ротора, установленных на параллельных валах, установленных в крышках, примыкающих к корпусу, электродвигатель, на внутренних цилиндрических поверхностях корпуса и на профильных поверхностях роторов в направлении образующих этих поверхностей выполнены сплошные бородки, а на внутренних плоскостях крышек и торцах роторов выполнены прерывистые бороздки с разрывами в шахматном порядке относительно соседних бороздок. The technical result is achieved by the fact that in a vacuum pump containing a housing, two profiled rotors mounted on parallel shafts installed in covers adjacent to the housing, an electric motor, solid barbs are made on the inner cylindrical surfaces of the housing and on the profile surfaces of the rotors in the direction forming these surfaces and on the inner planes of the covers and ends of the rotors discontinuous grooves are made with stitches in a checkerboard pattern relative to adjacent grooves.

На фиг. 1 показан общий вид насоса со стороны одного из присоединительных фланцев; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 выносной элемент на фиг. 2. In FIG. 1 shows a general view of the pump from one of the connecting flanges; in FIG. 2, section AA in FIG. 1; in FIG. 3, the extension element in FIG. 2.

Вакуумный насос содержит корпус 1, два профилированных ротора 2, установленных на параллельных валах 3, которые закреплены в торцевых крышках 4 и 5, примыкающих к корпусу 1. К одной из крышек присоединен электродвигатель 6. На цилиндрические поверхности 7 корпуса 1, профильные поверхности 8 роторов 2 в направлении их образующих нанесены сплошные бороздки 9, а на внутренние полости крышек 4 и 5 и торцы роторов 2 нанесены прерывистые бороздки 10 с разрывами в шахматном порядке относительно соседних бороздок. Сплошные бороздки 9 и прерывистые бороздки 10 имеют в сечении одинаковый, например, треугольный профиль и идентичные параметры этого профиля. The vacuum pump contains a housing 1, two profiled rotors 2 mounted on parallel shafts 3, which are mounted in the end caps 4 and 5 adjacent to the housing 1. An electric motor is connected to one of the covers 6. On the cylindrical surfaces 7 of the housing 1, the profile surfaces of 8 rotors 2, continuous grooves 9 are applied in the direction of their generators, and discontinuous grooves 10 are applied to the inner cavities of the covers 4 and 5 and the ends of the rotors 2 with stitches in a checkerboard pattern relative to neighboring grooves. The continuous grooves 9 and the intermittent grooves 10 have in cross section the same, for example, a triangular profile and identical parameters of this profile.

Вакуумный насос работает следующим образом. The vacuum pump operates as follows.

Приводимые во вращение от электродвигателя 6 роторы 2, сидящие на валах 3, синхронно вращаются в корпусе 1. При вращении роторов 2 объем газа, заключенный между ними, корпусом 1 и крышками 4 и 5 периодически за цикл откачки отделяется от откачиваемого объема и соединяется с выхлопом насоса. Уплотнение зазоров δ (обычно

0,2 мм) между каждым из роторов 2, внутренними поверхностями корпуса 1 и крышек 4 и 5, и профильными поверхностями 8 роторов, для надежного разделения полостей всасывания и выхлопа при больших перепадах давления (1 атм) осуществляется за счет как сплошных, так и прерывистых бороздок 10, в совокупности образующих, так называемую, линию акустической задержки для газовой среды. Разрывы в прерывистых бороздках 10 предусмотрены для того, чтобы при самом неблагоприятном направлении бороздок в процессе цикла откачки, например, для торцевых плоскостей роторов, когда эти бороздки в течение < 0,01 с направлены перпендикулярно к линии, соединяющей центры валов 3, недопустить перетекания газа по этим бороздкам из полости нагнетания в полость всасывания.The rotors 2 mounted on the shafts 3, driven by the electric motor 6, rotate synchronously in the housing 1. When the rotors 2 rotate, the gas volume enclosed between them, the housing 1 and the covers 4 and 5 is periodically separated from the pumped volume for a pumping cycle and connected to the exhaust pump. Gap seal δ (usually

0.2 mm) between each of the rotors 2, the inner surfaces of the housing 1 and the covers 4 and 5, and the profile surfaces 8 of the rotors, for reliable separation of the suction and exhaust cavities at large pressure drops (1 atm) due to both solid and intermittent grooves 10, together forming a so-called acoustic delay line for a gaseous medium. Gaps in the intermittent grooves 10 are provided so that, in the most unfavorable direction of the grooves during the pumping cycle, for example, for the end planes of the rotors, when these grooves are directed perpendicular to the line connecting the centers of the shafts 3 for <0.01 s, to prevent gas flow along these grooves from the injection cavity to the absorption cavity.

Claims

A vacuum pump comprising a housing, end caps, two profiled rotors mounted on parallel shafts, and an electric motor, characterized in that solid grooves are made on the inner cylindrical surfaces of the housing and the rotor profile surfaces in the direction of these surfaces, and on the inner surfaces of the covers and ends intermittent grooves are made with rotors with gaps in a checkerboard pattern relative to neighboring grooves.