RU212977U1 - Молекулярный дисковый вакуумный насос - Google Patents
Молекулярный дисковый вакуумный насос Download PDFInfo
- Publication number
- RU212977U1 RU212977U1 RU2022110177U RU2022110177U RU212977U1 RU 212977 U1 RU212977 U1 RU 212977U1 RU 2022110177 U RU2022110177 U RU 2022110177U RU 2022110177 U RU2022110177 U RU 2022110177U RU 212977 U1 RU212977 U1 RU 212977U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vacuum
- molecular
- pump
- disks
- pumps
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 19
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 230000003287 optical Effects 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 230000037250 Clearance Effects 0.000 description 1
- 230000035512 clearance Effects 0.000 description 1
- 230000023298 conjugation with cellular fusion Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000021037 unidirectional conjugation Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к вакуумной технике, к средствам получения вакуума, а именно к молекулярным вакуумным насосам. Молекулярные вакуумные насосы представляют собой разновидность кинетических вакуумных насосов. Предлагаемый молекулярный вакуумный насос может быть использован в различных технологических установках для создания и поддержания вакуума, например в космической, нефтехимической, пищевой, оптической, целлюлозно-бумажной, в электронике при изготовлении микросхем, а также в различных исследовательских и лабораторных установках, которые работают с использованием вакуума, например в ускорителях элементарных частиц. Техническим результатом полезной модели является значительное упрощение конструкции проточной части и технологического процесса изготовления дисков при сохранении или незначительном изменении быстроты действия насоса (до 5%). Для решения задачи и достижения технического результата предлагается молекулярный дисковый насос, состоящий из вала, расположенного в корпусе, на котором закреплены рабочие диски. Вал приводится в движение приводным механизмом. Проточная часть молекулярного дискового вакуумного насоса состоит по меньшей мере из двух рабочих дисков, при этом число рабочих дисков определяется исходя из требуемой быстроты откачки. Особенностью является гладкий профиль рабочих дисков. Отсутствие необходимости нарезки высокоточных спиральных каналов упрощает технологический процесс изготовления проточной части. Возможно применение молекулярных дисковых вакуумных насосов как самостоятельных средств откачки, так и в качестве форвакуумной ступени в комбинированных турбомолекулярных насосах.
Description
Полезная модель относится к вакуумной технике, к средствам получения вакуума, а именно к молекулярным вакуумным насосам. Молекулярные вакуумные насосы представляют собой разновидность кинетических вакуумных насосов. Предлагаемый молекулярный вакуумный насос может быть использован в различных технологических установках для создания и поддержания вакуума, например в космической, нефтехимической, пищевой, оптической, целлюлозно-бумажной, в электронике при изготовлении микросхем, а также в различных исследовательских и лабораторных установках, которые работают с использованием вакуума, например в ускорителях элементарных частиц.
Из предшествующего уровня техники известен аналог молекулярного дискового насоса - молекулярная ступень типа Twistorr (в каталоге компании Agilent technologies на сайте www.agilent.com). Технология Twistorr представляет собой конструкцию молекулярной ступени, состоящую из чередующихся статорных и роторных дисков. Роторные диски выполнены гладкими заодно с валом, на ответных статорных частях с обеих сторон нарезаны спиралевидные каналы, что требует высокой точности изготовления каналов и сборки проточной части (нормальная работа возможна при зазорах величиной 10-5 м и меньше). С одной стороны статорного колеса откачиваемый газ движется по спиральному каналу от центра к периферии, с обратной - от периферии к центру.
Недостатками рассмотренной конструкции является необходимость высокой точности изготовления статорных колес и сборки проточной части насоса (обеспечение величины зазоров 10-5 - 10-6 м).
Из предшествующего уровня техники известен ближайший аналог дискового вакуумного насоса - молекулярный насос дискового типа со спиральным каналом от внешнего диаметра к центру диска - молекулярный насос Зигбана. (Friesen S. Review of Scientific Instruments. 1940. Vol. 11. P. 362).
Недостатками рассмотренной конструкции является необходимость высокой точности изготовления и сборки (обеспечение величины зазоров 10-5 - 10-6 м). Необходимость нарезки каналов сложной формы (архимедова спираль) требует наличия высокоточного дорогостоящего оборудования, а именно фрезерных станков с числовым программным управлением - ЧПУ). Также к недостаткам можно отнести высокие требования к чистоте откачиваемого газа, а именно к наличию в нем взвешенных твердых частиц.
Отличие проточной части молекулярного дискового вакуумного насоса от проточной части молекулярного насоса Зигбана, а также от молекулярной ступени, выполненной с применением технологии Twistorr, используемой в турбомолекулярных насосах, заключается в конструкции проточной части. В отличие от приведенных аналогов, в конструкциях которых чередуются роторные и статорные диски, на которых нарезаны спиралевидные каналы, проточная часть молекулярного дискового вакуумного насоса состоит исключительно из гладких роторных дисков, профиль которых представлен на фиг. 2.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является снижение финансовых затрат на изготовление проточной части насоса путем значительного упрощения конструкции проточной части и технологического процесса изготовления дисков, при сохранении или незначительном изменении быстроты действия насоса (до 5%). Значительное упрощение достигается путем создания конструкции насоса с увеличенными зазорами с 10-5 - 10-6 м до нескольких миллиметров.
Техническим результатом полезной модели является значительное упрощение конструкции проточной части и технологического процесса изготовления дисков при сохранении или незначительном изменении быстроты действия насоса. Допустимый зазор увеличен в 100-1000 раз, т.е. на 2-3 порядка.
Для решения задачи и достижения технического результата предлагается молекулярный дисковый насос, состоящий из вала 2, расположенного в корпусе 1, на котором закреплены диски 3. Вал приводится в движение приводным механизмом.
Принцип действия дискового молекулярного насоса заключается в том, что молекулы газа попадают во всасывающий патрубок 4, а затем через отверстия, предусмотренные профилем дисков, попадают в междисковое пространство. При столкновении с подвижной поверхностью вращающихся дисков молекулам газа сообщается дополнительный импульс количества движения в направлении откачки и последние вовлекаются в движение по щелевым каналам проточной части насоса от входных отверстий 6, со стороны всасывания, к периферии дисков, в сторону нагнетания, а затем через нагнетательный патрубок 5 удаляются из полости нагнетания форвакуумным насосом.
Проточная часть насоса состоит по меньшей мере из двух рабочих дисков, при этом число рабочих дисков определяется исходя из требуемой быстроты откачки, профиль которых выполнен гладким. Отсутствие необходимости нарезки высокоточных спиральных каналов упрощает технологический процесс изготовления проточной части.
Технологический процесс изготовления гладких дисков проще, чем технологический процесс изготовления дисков со спиральными каналами. Требования по нормам точности, предъявляемые к дискам со спиральными каналами выше, чем к гладким дискам. Опыт изготовления деталей на станках показывает, что технология становится сложнее и дороже с уменьшением допусков, т.е. с повышением требований по нормам точности изготовления деталей.
С применением дисков гладкого профиля снижены требования точности изготовления дисков и сборки проточной части, устранена необходимость применения высокоточных дорогостоящих фрезерных станков с ЧПУ, что делает технологию изготовления и сборки проще и снижает финансовые затраты на изготовление и сборку проточной части насоса.
Быстрота откачки щелевым каналом, образованным двумя роторными дисками выше, чем быстрота откачки щелевым каналом, образованным парой из роторного и статорного дисков. В связи с этим в составе проточной части целесообразно применение роторных дисков. Тем не менее, щелевые каналы, образованные парой роторного и статорного дисков, выполняют откачивающую функцию и при постановке статорных дисков таким образом, что щелевой канал образуется парой роторного и статорного дисков, работоспособность полезной модели сохраняется. Первым рабочим щелевым каналом проточной части молекулярного дискового насоса (фиг. 1) является канал, образованный неподвижной поверхностью корпуса и первым рабочим диском, являющимся роторным. Максимальная быстрота откачки такого канала ниже, чем второго и последующих (образованных двумя роторными дисками), однако такая схема проточной части является целесообразной с точки зрения конструктивных соображений. Таким образом, в проточной части молекулярного дискового насоса возможно чередование статорных и роторных дисков в случаях, где с позиции конструктивных соображений или иных причин целесообразна постановка статорного диска (например, в случае применения полезной модели в качестве форвакуумной ступени в составе комбинированного турбомолекулярного насоса, требуется постановка первого рабочего диска в статорном исполнении с целью предотвращения обратного потока газа в турбомолекулярную ступень).
Отверстия в рабочих дисках необходимы для обеспечения возможности поступления откачиваемого газа в щелевые каналы. Необходимости в сквозном отверстии в последнем рабочем диске нет, более того, требуется отделение форвакуумной полости, поэтому отверстие в последнем рабочем диске выполнено глухим.
Максимальная быстрота действия молекулярного дискового насоса зависит от площади области входа газа в рабочую область проточной части. Чем больше площадь входа, тем больше быстрота действия насоса. Входная область, организованная отверстиями в форме сектора кругового кольца (отверстия 6 фиг. 2), обеспечивает максимальную конструктивно возможную площадь входа, при этом диски обладают достаточными прочностными характеристиками.
Быстрота действия насоса зависит от геометрических параметров щелевых каналов (осевого размера щелевого канала, рабочей длины щелевого канала), скорости вращения дисков, площади поверхности входа (отверстия 6 фиг. 2).
С увеличением скорости вращения дисков, вероятность прохождения молекул газа через щелевой канал в направлении откачки увеличивается, что приводит к увеличению быстроты действия насоса, однако скорость вращения дисков ограничена прочностными свойствами материала, применяемого для изготовления профиля диска, учитывая его геометрическую форму.
Быстрота действия насоса зависит от числа дисков, а точнее от числа щелевых каналов. Проектирование проточных частей молекулярных дисковых насосов на различные быстроты действия достигается за счет подбора необходимого числа дисков для обеспечения той или иной быстроты действия насоса. Ограничивается максимальное целесообразное количество дисков и как следствие быстрота действия всего насоса проводимостью области входа.
Влияние величины осевого размера щелевого канала оказывает существенное влияние на откачные параметры щелевого канала. Чем меньше величина осевого размера щелевого канала, тем больше степень повышения давления. Однако величина осевого размера щелевого канала определяется точностью сборки и требуемой быстротой действия насоса.
Первым предпочтительным применением полезной модели является комбинация последней с проточной частью турбомолекулярного вакуумного насоса, т.е. применение в качестве форвакуумной ступени в составе комбинированных турбомолекулярных насосов. В таком случае полезная модель считается одной из ступеней насоса.
Возможно применение молекулярного дискового вакуумного насоса как самостоятельного средства откачки, а также в качестве динамического уплотнения для ввода движений в вакуум.
Claims (1)
- Молекулярный дисковый вакуумный насос, содержащий корпус, с всасывающим и нагнетательным патрубками, внутри которого расположен вал, приводимый в движение электродвигателем, с зафиксированными на нем дисками, отличающийся тем, что проточная часть насоса состоит по меньшей мере из двух роторных дисков, которые образуют щелевые каналы, по которым в радиальном направлении движется откачиваемый газ, профиль рабочих дисков выполнен гладким.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU212977U1 true RU212977U1 (ru) | 2022-08-17 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1550222A1 (ru) * | 1988-06-23 | 1990-03-15 | МВТУ им.Н.Э.Баумана | Турбомолекул рный вакуумный насос |
US20070081889A1 (en) * | 2003-11-13 | 2007-04-12 | Englaender Heinrich | Multi-stage friction vacuum pump |
RU2560133C1 (ru) * | 2014-10-10 | 2015-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Владимирский центр механической обработки" | Однопоточный четырехступенчатый турбомолекулярный насос |
US20170241421A1 (en) * | 2014-09-12 | 2017-08-24 | Dalmatian Hunter Holdings Ltd. | Submersible disk-type pump for viscous and solids-laden fluids having helical inducer |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1550222A1 (ru) * | 1988-06-23 | 1990-03-15 | МВТУ им.Н.Э.Баумана | Турбомолекул рный вакуумный насос |
US20070081889A1 (en) * | 2003-11-13 | 2007-04-12 | Englaender Heinrich | Multi-stage friction vacuum pump |
US20170241421A1 (en) * | 2014-09-12 | 2017-08-24 | Dalmatian Hunter Holdings Ltd. | Submersible disk-type pump for viscous and solids-laden fluids having helical inducer |
RU2560133C1 (ru) * | 2014-10-10 | 2015-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Владимирский центр механической обработки" | Однопоточный четырехступенчатый турбомолекулярный насос |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI445885B (zh) | 分子拖拉泵送機構 | |
US5118251A (en) | Compound turbomolecular vacuum pump having two rotary shafts and delivering to atmospheric pressure | |
US5020969A (en) | Turbo vacuum pump | |
EP0775829A1 (en) | Turbomolecular vacuum pumps | |
JPS62255597A (ja) | 真空ポンプ | |
JP6154787B2 (ja) | 真空ポンプ | |
JP5718907B2 (ja) | 軸方向力均衡手段を有する再生式真空ポンプ | |
US5143511A (en) | Regenerative centrifugal compressor | |
JP2014141964A (ja) | 回転真空ポンプ | |
JP5670095B2 (ja) | 真空ポンプ | |
CN100429405C (zh) | 真空泵 | |
RU212977U1 (ru) | Молекулярный дисковый вакуумный насос | |
JP4898076B2 (ja) | 側路型ポンプとしてのポンプ | |
KR20010053279A (ko) | 터보 분자 펌프 | |
EP2069639A2 (en) | Vacuum pumps with improved pumping channel cross sections | |
JPH0219694A (ja) | オイルフリー型真空ポンプ | |
Svichkar et al. | Molecular-viscous vacuum pump (MVVP) | |
EP2059681B1 (en) | Vacuum pumps with improved pumping channel configurations | |
WO2021105656A1 (en) | Pumping stage of a vacuum pump | |
WO2021161010A1 (en) | Axial flow vacuum pump with curved rotor and stator blades | |
US11781553B2 (en) | Vacuum pump with elastic spacer | |
JP3978001B2 (ja) | ターボ分子ポンプ | |
CN1039287A (zh) | 复合式分子泵 | |
RU2237824C1 (ru) | Вакуумный газоротационный насос | |
WO2020005185A2 (en) | Centrifugal pump impeller |