RU2560133C1 - Single-flow four-stage turbomolecular pump - Google Patents

Single-flow four-stage turbomolecular pump Download PDF

Info

Publication number
RU2560133C1
RU2560133C1 RU2014140906/06A RU2014140906A RU2560133C1 RU 2560133 C1 RU2560133 C1 RU 2560133C1 RU 2014140906/06 A RU2014140906/06 A RU 2014140906/06A RU 2014140906 A RU2014140906 A RU 2014140906A RU 2560133 C1 RU2560133 C1 RU 2560133C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stage
cylindrical
grooves
molecular
rotor
Prior art date
Application number
RU2014140906/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Геннадьевич Воронин
Владимир Павлович Сергеев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Владимирский центр механической обработки"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Владимирский центр механической обработки" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Владимирский центр механической обработки"
Priority to RU2014140906/06A priority Critical patent/RU2560133C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2560133C1 publication Critical patent/RU2560133C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: air-gas channel of the turbomolecular vacuum pump includes four series one after another stages: one turbomolecular, one transitional end face molecular and two, the first and the second, cylindrical molecular stages concentrically located opposite to each other. The upper housing is fixed at the end face of the external flange of the middle housing fitted with the cylindrical ledge, through holes, parallel to its longitudinal axis, and the radial hole connecting the injection side of the fourth stage with the system of backing vacuum pumping. The external surface of the cylindrical ledge of the middle housing contains multithread screw grooves with a tilt towards the rotor rotation. The flat face surface of the stator is implemented with the grooves formed by circle arches with the centres evenly located along the central circle, and with a tilt opposite to the rotor rotation and facing with the axial working gap towards the end face surface of the last rotor disk of the turbomolecular stage with the vanes placed along the periphery with inclination towards the shaft rotation. Intervane channels of vanes are optically closed and form a transitional end face molecular stage. Concentrically located opposite to each other equidistant cylindrical sections between the internal surface with multithread screw grooves of the stator and the external surface of the hollow cylinder of the rotor, and also between the internal surface of the hollow cylinder of the rotor and the external surface with multithread grooves of the cylindrical ledge of the middle housing form respectively the first and the second cylindrical molecular stages of air-gas channel of the pump.
EFFECT: improvement of pumping characteristics of the pump and increase of its life cycle.
18 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к вакуумной технике, в частности к устройству турбомолекулярных вакуумных насосов, и предназначено для использования в различных технологических установках для откачивания газов и поддержания вакуума.The invention relates to vacuum technology, in particular to a device for turbomolecular vacuum pumps, and is intended for use in various technological installations for pumping gases and maintaining vacuum.

Известен турбомолекулярный насос с однопоточной турбомолекулярной проточной частью, содержащий сборный корпус, состоящий из верхнего, среднего и нижнего корпусов; проточную часть, состоящую из последовательно следующих одна за другой ступеней: одной турбомолекулярной и двух концентрично расположенных напротив друг друга молекулярных ступеней, подшипниковый узел, состоящий из подшипникового корпуса (обоймы) с наружным торцевым фланцем, двух упругих элементов, размещенных в диаметральных канавках на наружной поверхности подшипникового корпуса, двух шариковых радиально-упорных подшипников с установленным в них валом; один из подшипников со стороны форвакуумной системы закреплен неподвижно с помощью прижимной гайки к торцевой поверхности упорного кольца, размещенного во внутренней канавке корпуса, а второй подшипник выполнен плавающим; между торцевыми поверхностями наружной обоймы плавающего подшипника и упорного кольца установлены шайба и распорная втулка с пружиной сжатия и торцевым зазором «с», величина которого не превышает величину внутреннего осевого зазора «S» подшипника; диаметральный зазор эквидистантного участка, заключенный между двумя диаметрально расположенными упругими элементами подшипникового корпуса, заполнен материалом с коэффициентом теплопроводности, не меньшим коэффициента теплопроводности материала подшипникового корпуса (RU 2490519, 20.08.2013).Known turbomolecular pump with a single-flow turbomolecular flow part, comprising a prefabricated housing consisting of upper, middle and lower bodies; flowing part, consisting of successively following one after another steps: one turbomolecular and two molecular steps concentrically opposite each other, a bearing assembly consisting of a bearing housing (cage) with an external end flange, two elastic elements placed in diametrical grooves on the external surface bearing housing, two ball angular contact bearings with a shaft installed in them; one of the bearings on the side of the fore-vacuum system is fixed motionless with a clamping nut to the end surface of the thrust ring located in the inner groove of the housing, and the second bearing is floating; between the end surfaces of the outer race of the floating bearing and the thrust ring, a washer and an expansion sleeve with a compression spring and end clearance “c” are installed, the value of which does not exceed the value of the internal axial clearance “S” of the bearing; the diametrical clearance of the equidistant section, enclosed between two diametrically located elastic elements of the bearing housing, is filled with a material with a thermal conductivity of not less than the thermal conductivity of the material of the bearing housing (RU 2490519, 08.20.2013).

Недостатком данного технического решения является низкая надежность подшипникового узла, высокая трудоемкость изготовления.The disadvantage of this technical solution is the low reliability of the bearing assembly, the high complexity of manufacturing.

Два демпфирующих элемента, размещенных в диаметральных канавках на наружной поверхности вставного корпуса (обоймы), не реализуют свои демпфирующие возможности по причине жесткой фиксации корпуса по торцевым поверхностям среднего корпуса, тем самым ограничивая упругое перемещение подшипникового корпуса в радиальном направлении, что приводит к преждевременному износу подшипников и выходу из строя насоса.Two damping elements located in diametrical grooves on the outer surface of the insert housing (cage) do not realize their damping capabilities due to the rigid fixation of the housing along the end surfaces of the middle housing, thereby limiting the elastic movement of the bearing housing in the radial direction, which leads to premature bearing wear and failure of the pump.

Выполнение торцевого зазора «с» между распорной втулкой и упорной шайбой величиной, не превышающей величину внутреннего осевого зазора радиально-упорного подшипника «S», величина которого в зависимости от размера подшипника определяется сотыми долями миллиметра (например, значение требуемого осевого зазора радиально-упорных подшипников, устанавливаемых на вал, диаметрами до 30 мм составляет 30-50 мкм (М.В. Фомин. Расчеты опор с подшипниками качения. Справочно-методическое пособие. М.: Издательство МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2001, табл. 1.10, стр. 26)), что определяет высокую прецизионность изготовления деталей, формирующих торцевой зазор «с», эти факторы повышают требования к квалификации персонала и увеличивают трудоемкость.Making an end clearance “c” between the spacer sleeve and thrust washer with a value not exceeding the value of the internal axial clearance of the angular contact bearing “S”, the value of which, depending on the size of the bearing, is determined in hundredths of a millimeter (for example, the value of the required axial clearance of the angular contact bearings mounted on a shaft with diameters up to 30 mm is 30-50 microns (M.V. Fomin. Calculations of bearings with rolling bearings. Reference and methodological manual. M: Publishing house of MSTU named after NE Bauman, 2001, table 1.10, p. 26)), which determines the high precision of manufacturing parts that form the end gap “s”, these factors increase the requirements for staff qualifications and increase the complexity.

Наличие неподвижного подшипника в конструкции подшипникового узла делает его ненадежным по причине невозможности его перемещения в корпусе вдоль оси посадочного места в случае появления осевой силы на вал и направленной в сторону подшипника.The presence of a stationary bearing in the design of the bearing assembly makes it unreliable due to the impossibility of its movement in the housing along the axis of the seat in case of axial force on the shaft and directed towards the bearing.

Так, в процессе эксплуатации насоса может возникнуть ситуация, когда температура вала в подшипниковым узле может превысить его рабочую температуру по причине отказа системы охлаждения или перегрузки электродвигателя и разницы температур между валом и деталями, формирующими осевой торцевой зазор «с», может нарушить условие, при котором c≤S, т.е. величина осевого торцевого зазора «с» превысит внутренний осевой зазор подшипника и при возникновении в этот момент несанкционированного воздействия осевой силы на вал извне (например, прорыв атмосферы в вакуумную систему) по величине, превышающей расчетную величину осевого пружинного натяга и направленной в сторону неподвижного подшипника, т.е. шарики выйдут из дорожки качения его наружной обоймы, и вызовет его сильную вибрацию, в результате которой подшипник выйдет из строя.So, during operation of the pump, a situation may arise when the temperature of the shaft in the bearing assembly may exceed its operating temperature due to a failure of the cooling system or overload of the electric motor and a temperature difference between the shaft and the parts forming the axial end clearance “c”, may violate the condition which c≤S, i.e. the value of the axial end clearance “c” will exceed the internal axial clearance of the bearing and if an unauthorized influence of the axial force on the shaft from the outside occurs (for example, a breakthrough of the atmosphere into the vacuum system) in excess of the calculated value of the axial spring interference and directed towards the stationary bearing, those. the balls will exit the raceway of its outer cage and cause it to vibrate violently, as a result of which the bearing will fail.

Таким образом, наличие упругих элементов на наружной поверхности подшипникового корпуса, прецизионных деталей, формирующих осевой торцевой зазор «с», и наличие в конструкции подшипникового узла неподвижного подшипника делают конструкцию подшипникового узла не в полной мере надежной.Thus, the presence of elastic elements on the outer surface of the bearing housing, precision parts forming an axial end clearance “c”, and the presence of a stationary bearing in the design of the bearing assembly make the design of the bearing assembly not fully reliable.

Известен другой двухступенчатый турбомолекулярный вакуумный насос, содержащий корпус с входным патрубком, размещенные на внутренней поверхности корпуса статорные лопаточные диски первой ступени, статор второй ступени с каналами на внутренней поверхности, имеющими уменьшающуюся по ходу газа глубину, и ротор с валом, установленным по оси корпуса на опорах, роторными лопаточными дисками, ответными статорными дисками первой ступени, цилиндрическим участком, ответным статору второй ступени, и торцевым участком с спиральными канавками, при этом внешний диаметр цилиндрического участка ротора равен внешнему диаметру лопаток роторных дисков (SU 1573234, 23.06.1990).Another two-stage turbomolecular vacuum pump is known, comprising a housing with an inlet pipe, stator vanes of the first stage located on the inner surface of the housing, a second stage stator with channels on the inner surface having a depth decreasing along the gas, and a rotor with a shaft mounted along the housing axis on bearings, rotor blade disks, reciprocal stator disks of the first stage, a cylindrical section, a response to the stator of the second stage, and an end section with spiral grooves, etc. the outer diameter of the cylindrical portion of the rotor blades is equal to the outer diameter of the rotor disks (SU 1573234, 23.06.1990).

Недостатком известного насоса является неэффективная работа торцевого участка ротора со спиральными пазами, обусловленная отсутствием относительной окружной скорости перемещения спиральных канавок из-за отсутствия статорного диска над спиральными канавками, при этом степень сжатия спиральных канавок в молекулярном режиме течения газа практически близка к нулю, что не приводит к значительному повышению степени сжатия и быстроте откачки насоса.A disadvantage of the known pump is the inefficient operation of the end portion of the rotor with spiral grooves, due to the lack of a relative peripheral speed of movement of the spiral grooves due to the absence of a stator disk above the spiral grooves, while the compression ratio of the spiral grooves in the molecular regime of gas flow is practically close to zero, which does not lead to to a significant increase in the degree of compression and speed of pumping.

Известен также двухступенчатый турбомолекулярный вакуумный насос, содержащий корпус с входным патрубком, размещенные на внутренней поверхности корпуса статорные диски турбомолекулярной ступени и статор молекулярной ступени, установленный по оси корпуса ротора с облопаченными роторными дисками и цилиндрическими участками молекулярной ступени, причем торцевые поверхности статора и ротора на входе в молекулярную ступень выполнены коническими с образованием входного кольцевого канала, сужающегося в сторону нагнетания, при этом торцевая коническая поверхность статора выполнена сужающейся в сторону всасывания (SU 1707257, 23.01.1992).Also known is a two-stage turbomolecular vacuum pump, comprising a housing with an inlet pipe, stator disks of a turbomolecular stage and a stator of a molecular stage located on the axis of the rotor body with bladed rotor disks and cylindrical sections of the molecular stage located on the inner surface of the housing, the end surfaces of the stator and rotor at the inlet into the molecular step are made conical with the formation of an inlet annular channel, tapering towards the discharge side, while The conical surface of the stator is made tapering towards suction (SU 1707257, 01/23/1992).

Данный насос является наиболее близким техническим решением по своей сущности и достигаемому результату к описываемому, однако также имеет невысокие откачные характеристики, обусловленные главным образом наличием между стороной нагнетания турбомолекулярной ступени и стороной всасывания молекулярной ступени входного кольцевого канала, превышающего процесс непрерывности прохождения молекулярного газового потока от турбомолекулярной к молекулярной ступени, что ведет к хаотичному движению молекул в замкнутом объеме, образованном двумя торцевыми поверхностями нижнего роторного диска турбомолекулярной ступени и соответственно конусной торцевой поверхностью самого ротора, а также поверхностью статора с конической поверхностью, сужающейся в сторону всасывания, и, как следствие, это приводит к снижению эффективной работы молекулярной ступени из-за отсутствия направленного потока газа непосредственно в зону откачки молекулярной ступени, что ведет к увеличению в зоне канала давления и, естественно, к увеличению обратного потока на сторону всасывания насоса, а это снижает степень сжатия, быстроту откачки, особенно это сказывается при повышенных нагрузках газового потока в процессе работы насоса.This pump is the closest technical solution in essence and the achieved result to the one described, but it also has low pumping characteristics, mainly due to the presence of an inlet annular channel between the injection side of the turbomolecular step and the suction side of the molecular step, exceeding the continuity of the passage of the molecular gas stream from the turbomolecular to the molecular step, which leads to the chaotic movement of molecules in a closed volume formed by knowing that the end surfaces of the lower rotor disk of the turbomolecular stage and, accordingly, the conical end surface of the rotor itself, as well as the stator surface with a conical surface tapering towards the suction side, and, as a result, this leads to a decrease in the effective work of the molecular stage due to the absence of direct gas flow into the evacuation zone of the molecular stage, which leads to an increase in the pressure channel zone and, naturally, to an increase in the return flow to the suction side of the pump, and this zhaet compression ratio, pumping speed, especially at high loads affecting gas flow during a pumping operation.

Изобретение направлено на разработку надежного, высокоэффективного турбомолекулярного насоса, обладающего улучшенными технико-эксплуатационными характеристиками.The invention is directed to the development of a reliable, highly efficient turbomolecular pump with improved technical and operational characteristics.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, заключается в улучшении откачных характеристик насоса, увеличении его жизненного цикла.The technical result achieved by the implementation of this invention is to improve the pumping characteristics of the pump, increasing its life cycle.

Указанный технический результат в турбомолекулярном вакуумном насосе, содержащем верхний корпус с входным патрубком, размещенные на внутренней поверхности корпуса статорные диски турбомолекулярной ступени, статор молекулярной ступени и установленный по оси корпуса подшипниковый корпус с валом на опорах качения, ротор с роторными дисками и цилиндрическим участком молекулярной ступени, консольно закрепленный на валу, причем торцевые поверхности ротора и статора выполнены коническими с образованием входного кольцевого канала, сужающегося в сторону всасывания, достигается тем, чтоThe specified technical result in a turbomolecular vacuum pump containing an upper housing with an inlet pipe, stator disks of a turbomolecular stage, a stator of a molecular stage and a bearing housing mounted on the axis of the housing with a shaft on rolling bearings, a rotor with rotor disks and a cylindrical section of the molecular stage, located on the inner surface of the housing cantilever mounted on the shaft, and the end surfaces of the rotor and stator are conical with the formation of the input annular channel, narrowing going towards absorption, is achieved by the fact that

проточная часть насоса включает четыре последовательно следующих одна за другой ступени: одну турбомолекулярную, одну переходную торцевую молекулярную и две, первую и вторую, концентрично расположенные напротив друг друга цилиндрические молекулярные ступени,the flow part of the pump includes four sequentially following one after another stage: one turbomolecular, one transitional end molecular and two, the first and second, cylindrical molecular steps concentrically located opposite each other,

верхний корпус закреплен на торце внешнего фланца среднего корпуса, снабженного цилиндрическим выступом, сквозными отверстиями, выполненными параллельно его продольной оси, и радиальным отверстием, соединяющим сторону нагнетания четвертой ступени с системой форвакуумной откачки,the upper case is fixed to the end of the outer flange of the middle case, equipped with a cylindrical protrusion, through holes made parallel to its longitudinal axis, and a radial hole connecting the discharge side of the fourth stage with the fore-vacuum pumping system,

наружная поверхность цилиндрического выступа среднего корпуса содержит многозаходные винтовые канавки с углом наклона в сторону вращения ротора,the outer surface of the cylindrical protrusion of the middle body contains multi-helical helical grooves with an angle of inclination in the direction of rotation of the rotor,

плоская торцевая поверхность статора выполнена с пазами, образованными дугами окружностей с центрами, равномерно расположенными на центральной окружности, и с углом наклона против вращения ротора и обращенной с осевым рабочим зазором в сторону торцевой поверхности последнего роторного диска турбомолекулярной ступени с размещенными на периферии лопатками под углом наклона в сторону вращения вала, при этом их межлопаточные каналы оптически закрыты и образуют переходную торцевую молекулярную ступень,the flat end surface of the stator is made with grooves formed by arcs of circles with centers evenly spaced on the central circumference, and with an angle of inclination against rotation of the rotor and facing with an axial working clearance toward the end surface of the last rotor disk of the turbomolecular stage with blades placed on the periphery at an angle of inclination in the direction of rotation of the shaft, while their interscapular channels are optically closed and form a transitional end molecular stage,

концентрично расположенные напротив друг друга эквидистантные цилиндрические участки между внутренней поверхностью с многозаходными винтовыми канавками статора и наружной поверхностью полого цилиндра ротора, а также между внутренней поверхностью полого цилиндра ротора и наружной поверхностью с многозаходными канавками цилиндрического выступа среднего корпуса образуют соответственно первую и вторую цилиндрические молекулярные ступени проточной части насоса.the equidistant cylindrical portions concentrically located opposite each other between the inner surface with the multiple stator helical grooves of the stator and the outer surface of the rotor hollow cylinder, and also between the inner surface of the rotor hollow cylinder and the outer surface with multi-grooves of the cylindrical protrusion of the middle casing form the first and second cylindrical molecular steps of the flow channel, respectively parts of the pump.

Предпочтительно, чтобы подшипниковый узел состоял из подшипникового корпуса с наружным торцевым фланцем, упорного кольца, двух шариковых радиально-упорных плавающих подшипников с консистентной смазкой, установленных на упругих кольцевых элементах, каждый из которых размещен во внутренней кольцевой канавке корпуса, и вставленного в них вала с дистанционной втулкой и двумя втулками с отгонной резьбой, расположенных по разные стороны подшипников, при этом между внутренними торцевыми поверхностями наружной обоймы верхнего подшипника со стороны ротора и упорного кольца со стороны электродвигателя, размещенного во внутренней канавке корпуса, установлены шайба с упругим элементом и распорная втулка с пружиной сжатия.Preferably, the bearing assembly consists of a bearing housing with an outer end flange, a thrust ring, two grease lubricated ball bearings mounted on elastic ring elements, each of which is located in the inner annular groove of the housing, and a shaft inserted therewith a spacer sleeve and two spigot bushings located on opposite sides of the bearings, while between the inner end surfaces of the outer race of the upper bearing with the rotor side and the thrust ring on the motor side, located in the inner groove of the housing, a washer with an elastic element and an expansion sleeve with a compression spring are installed.

Предпочтительно также, чтобы пазы на стороне всасывания переходной торцевой молекулярной ступени были не соединены.It is also preferred that the grooves on the suction side of the transitional end molecular stage are not connected.

Предпочтительно также, чтобы пазы переходной торцевой молекулярной ступени имели постоянную ширину и глубину.It is also preferred that the grooves of the transitional end molecular step have a constant width and depth.

Предпочтительно также, чтобы пазы переходной торцевой молекулярной ступени имели постоянную ширину и уменьшающуюся глубину со стороны всасывания на сторону нагнетания.It is also preferred that the grooves of the transitional end molecular step have a constant width and decreasing depth from the suction side to the discharge side.

Предпочтительно также, чтобы пазы переходной торцевой молекулярной ступени имели постоянную глубину и переменную ширину, уменьшающуюся со стороны всасывания на сторону нагнетания.It is also preferred that the grooves of the transitional end molecular step have a constant depth and a variable width, decreasing from the suction side to the discharge side.

Предпочтительно также, чтобы пазы переходной торцевой молекулярной ступени имели переменную глубину и ширину, уменьшающиеся со стороны всасывания на сторону нагнетания.It is also preferred that the grooves of the transitional end molecular step have a variable depth and width, decreasing from the suction side to the discharge side.

Предпочтительно также, чтобы вторая цилиндрическая молекулярная ступень была выполнена с многозаходными винтовыми канавками на наружной поверхности среднего корпуса с постоянной глубиной и шириной.It is also preferable that the second cylindrical molecular step be made with multi-helical helical grooves on the outer surface of the middle body with a constant depth and width.

Предпочтительно также, чтобы вторая цилиндрическая молекулярная ступень была выполнена с многозаходными винтовыми канавками на наружной поверхности среднего корпуса постоянной ширины и переменной глубины с уменьшением в сторону нагнетания.It is also preferable that the second cylindrical molecular step be made with multi-helical helical grooves on the outer surface of the middle casing of constant width and variable depth with a decrease in the direction of discharge.

Предпочтительно также, чтобы вторая цилиндрическая молекулярная ступень была выполнена с многозаходными винтовыми канавками на наружной поверхности среднего корпуса постоянной глубины и переменной ширины с уменьшением в сторону нагнетания.It is also preferable that the second cylindrical molecular step is made with multi-helical helical grooves on the outer surface of the middle casing of constant depth and variable width, decreasing towards the discharge side.

Предпочтительно также, чтобы вторая цилиндрическая молекулярная ступень была выполнена с многозаходными винтовыми канавками на наружной поверхности среднего корпуса переменной глубины и ширины, уменьшающимися в сторону ее нагнетания.It is also preferable that the second cylindrical molecular step is made with multi-helical helical grooves on the outer surface of the middle casing of variable depth and width, decreasing towards its discharge.

Предпочтительно также, чтобы вторая цилиндрическая молекулярная ступень была выполнена с многозаходными винтовыми канавками на внутренней поверхности ротора с постоянной глубиной и шириной, или постоянной ширины и переменной глубины с уменьшением в сторону нагнетания, или постоянной глубины и переменной ширины с уменьшением в сторону нагнетания, или переменной глубины и ширины, уменьшающимися в сторону ее нагнетания.It is also preferable that the second cylindrical molecular step be made with multi-helical helical grooves on the inner surface of the rotor with a constant depth and width, or a constant width and a variable depth with a decrease towards the discharge, or a constant depth and a variable width with a decrease towards the discharge, or a variable depth and width, decreasing towards its discharge.

Предпочтительно также, чтобы первая цилиндрическая молекулярная ступень была выполнена с многозаходными винтовыми канавками с геометрическими параметрами постоянной глубины и ширины, или постоянной ширины и переменной глубины с уменьшением в сторону нагнетания, или постоянной глубины и переменной ширины с уменьшением в сторону нагнетания, или переменной глубины и ширины, уменьшающимися в сторону ее нагнетания, при этом глубина канавок превышает глубину второй цилиндрической молекулярной ступени.It is also preferable that the first cylindrical molecular step is made with multi-helical helical grooves with geometric parameters of constant depth and width, or constant width and variable depth with decreasing towards the discharge, or constant depth and variable width with decreasing towards the discharge, or variable depth and widths decreasing towards its injection, while the depth of the grooves exceeds the depth of the second cylindrical molecular stage.

Предпочтительно также, чтобы статор первой и/или второй цилиндрической молекулярной ступени со стороны всасывания имел концентрично расположенную относительно его оси конусную поверхность с расположением ее основания на торцевой поверхности статора.It is also preferable that the stator of the first and / or second cylindrical molecular stage on the suction side has a conical surface concentrically located relative to its axis with its base located on the end surface of the stator.

Предпочтительно также, чтобы между торцевой поверхностью наружной обоймы верхнего подшипника и торцевой поверхностью упорного кольца была установлена распорная втулка с упругим элементом на торцевой поверхности упорного кольца, при этом пружина сжатия размещена внутри распорной втулки между внутренней торцевой поверхностью втулки и верхней торцевой поверхностью другой распорной втулки с наружным торцевым фланцем, расположенным по другую сторону упорного кольца с упором в торцевую поверхность самого упорного кольца и торцевую поверхность наружной обоймы нижнего подшипника, при этом подшипники плавающие.It is also preferable that between the end surface of the outer race of the upper bearing and the end surface of the thrust ring a spacer sleeve with an elastic element is installed on the end surface of the thrust ring, while the compression spring is placed inside the spacer sleeve between the inner end surface of the sleeve and the upper end surface of the other spacer sleeve with an external end flange located on the other side of the thrust ring with emphasis on the end surface of the thrust ring itself and the end face the surface of the outer race of the lower bearing, while the bearings are floating.

Предпочтительно также, чтобы подшипниковый узел был выполнен с противоположным расположением упорного кольца со стороны верхнего подшипника.It is also preferable that the bearing assembly is made with an opposite arrangement of the thrust ring on the side of the upper bearing.

В предпочтительных вариантах выполнения заявляемое изобретение отличается от известного наиболее близкого технического решения следующим:In preferred embodiments, the claimed invention differs from the known closest technical solution in the following:

- выполнением подшипникового узла состоящим из подшипникового корпуса с наружным торцевым фланцем, двух шариковых радиально-упорных подшипников с консистентной смазкой, установленных на упругих кольцевых элементах, каждый из которых размещен во внутренней кольцевой канавке корпуса и вставленного в них вала;- the implementation of the bearing assembly consisting of a bearing housing with an outer end flange, two angular contact ball bearings with grease, mounted on elastic ring elements, each of which is placed in the inner annular groove of the housing and the shaft inserted into them;

- выполнением двух втулок с отгонной резьбой на валу;- the implementation of two bushings with distant threads on the shaft;

- наличием упругого элемента между торцевыми поверхностями шайбы и распорной втулки с отгонной резьбой каждая;- the presence of an elastic element between the end surfaces of the washer and the spacer sleeve with distant thread each;

- наличием совместного осевого натяга в подшипниках, осуществляемого пружиной сжатия и упругого элемента;- the presence of a joint axial interference in bearings by a compression spring and an elastic element;

- наличием двух плавающих подшипников;- the presence of two floating bearings;

- выполнением торцевой молекулярной ступени с пазами постоянной ширины и глубины;- the implementation of the end molecular stage with grooves of constant width and depth;

- выполнением торцевой молекулярной ступени с пазами постоянной ширины и уменьшающейся глубины;- the implementation of the end molecular stage with grooves of constant width and decreasing depth;

- выполнением торцевой молекулярной ступени с пазами постоянной глубины и переменной ширины;- the implementation of the molecular end face with grooves of constant depth and variable width;

- выполнением торцевой молекулярной ступени с пазами переменной глубины и ширины, уменьшающейся в сторону нагнетания;- the implementation of the end molecular stage with grooves of variable depth and width, decreasing in the direction of discharge;

- выполнением второй цилиндрической молекулярной ступени с многозаходными винтовыми канавками, выполняемыми постоянной ширины и глубины;- the implementation of the second cylindrical molecular stage with multi-helical helical grooves made of constant width and depth;

- выполнением второй цилиндрической молекулярной ступени с многозаходными винтовыми канавками с переменной шириной и глубиной с уменьшением на сторону ее нагнетания;- the implementation of the second cylindrical molecular stage with multi-helical helical grooves with a variable width and depth with a decrease on the side of its discharge;

- выполнением первой цилиндрической молекулярной ступени с многозаходными винтовыми канавками с глубиной, превышающей глубину канавок второй цилиндрической молекулярной ступени;- the implementation of the first cylindrical molecular stage with multi-helical grooves with a depth exceeding the depth of the grooves of the second cylindrical molecular stage;

- выполнением конструкции подшипникового узла по варианту, когда между торцевой поверхностью наружной обоймы верхнего подшипника и торцевой поверхностью упорного кольца установлена распорная втулка с отгонной резьбой и упругим элементом на торцевой поверхности упорного кольца, при этом пружина сжатия размещена внутри распорной втулки между внутренней торцевой поверхностью втулки и верхней торцевой поверхностью другой распорной втулки с отгонной резьбой и наружным торцевым фланцем, расположенным по другую сторону упорного кольца с упором в внутреннюю торцевую поверхность наружной обоймы нижнего подшипника, при этом оба подшипника плавающие;- the design of the bearing assembly according to the embodiment when between the end surface of the outer casing of the upper bearing and the end surface of the thrust ring there is a spacer sleeve with distant thread and an elastic element on the end surface of the thrust ring, while the compression spring is placed inside the spacer sleeve between the inner end surface of the sleeve and the upper end surface of the other spacer sleeve with distant thread and an external end flange located on the other side of the thrust ring with focusing on the inner end surface of the outer race of the lower bearing, while both bearings are floating;

- выполнением конструкции подшипникового узла с противоположным расположением упорного кольца (со стороны верхнего подшипника).- the design of the bearing unit with the opposite location of the thrust ring (from the upper bearing).

Выполнение проточной части насоса с (дополнительной) переходной торцевой молекулярной ступенью с ее расположением между турбомолекулярной и первой цилиндрической молекулярной ступенью, а также с дополнением второй цилиндрической молекулярной ступени с выходом ее стороны нагнетания в форвакуумную систему откачки обеспечит повышенную степень сжатия и быстроту откачки, а также, естественно, позволяет осуществлять эксплуатацию насоса с более повышенными нагрузками по откачке газов из вакуумных систем при сохранении массогабаритных параметров.The execution of the flow part of the pump with the (additional) transitional end molecular stage with its location between the turbomolecular and the first cylindrical molecular stage, as well as with the addition of the second cylindrical molecular stage with the outlet of its discharge side to the fore-vacuum pumping system will provide an increased compression ratio and pumping speed, as well as Naturally, it allows the operation of a pump with more increased loads for pumping gases from vacuum systems while maintaining weight and size pa dimensions.

Выполнение подшипникового узла с двумя шариковыми радиально-упорными подшипниками с консистентной смазкой, установленными непосредственно на упругих кольцевых элементах, позволяет существенно снизить вибрационные характеристики и, естественно, величину давлений на подшипники при прохождении высокоскоростного ротора через его критические скорости, что обеспечит большую надежность подшипникового узла и насоса в целом.The implementation of the bearing unit with two ball angular contact bearings with grease mounted directly on the elastic ring elements, can significantly reduce vibration characteristics and, of course, the pressure on the bearings when passing a high-speed rotor through its critical speeds, which will provide greater reliability of the bearing unit and pump as a whole.

Выполнение двух радиально-упорных подшипников плавающими обеспечивает их сохранность в случае несанкционированного воздействия извне осевой силы независимо от ее направления, что также является важной составляющей в повышении надежности подшипникового узла и насоса в целом.The implementation of two angular contact bearings floating ensures their safety in the event of unauthorized external influences of axial force regardless of its direction, which is also an important component in improving the reliability of the bearing assembly and the pump as a whole.

Установка на месте торцевого осевого зазора «с» между торцевыми поверхностями шайбы и распорной втулки упругого элемента отменяет необходимость изготовления подшипникового узла с высокопрецизионными деталями, что существенно позволит снизить трудоемкость его изготовления и, естественно, цену насоса в целом.Installing in place of the axial end clearance “c” between the end surfaces of the washer and the spacer sleeve of the elastic element eliminates the need to manufacture a bearing assembly with high-precision parts, which will significantly reduce the complexity of its manufacture and, naturally, the price of the pump as a whole.

Выполнение в подшипниковом узле двух втулок с отгонной резьбой не позволит смазке вытекать из подшипников, что увеличивает долговечность работы подшипников и, естественно, надежность насоса в целом.The execution in the bearing unit of two bushings with a straight thread will not allow the grease to flow out of the bearings, which increases the durability of the bearings and, of course, the reliability of the pump as a whole.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется схемными чертежами общего вида турбомолекулярного вакуумного насоса, где на фиг. 1 представлен продольный разрез насоса по одному из вариантов воплощения; на фиг. 2 - вид А по фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б по фиг. 2 (в плоскости кольцевого пространства переходной торцевой молекулярной ступени); на фиг. 4 - подшипниковый узел по двум вариантам воплощения; на фиг. 5 - продольный разрез насоса по другому варианту воплощения.The present invention is illustrated by schematic drawings of a General view of a turbomolecular vacuum pump, where in FIG. 1 shows a longitudinal section through a pump according to one embodiment; in FIG. 2 is a view A of FIG. one; in FIG. 3 is a section BB of FIG. 2 (in the plane of the annular space of the transitional end molecular stage); in FIG. 4 - bearing assembly according to two variants of embodiment; in FIG. 5 is a longitudinal section through a pump according to another embodiment.

В предлагаемом варианте исполнения (фиг. 1) турбомолекулярный вакуумный насос содержит однопоточную проточную часть, которая включает четыре последовательно следующих одна за другой ступени: первую ступень - турбомолекулярную ступень I, вторую ступень - переходную торцевую молекулярную ступень II, третью ступень - первую цилиндрическую молекулярную ступень III, и четвертую ступень - вторую цилиндрическую молекулярную ступень IV, то есть две цилиндрические молекулярные ступени, которые концентрично расположены напротив друг друга. Турбомолекулярный вакуумный насос имеет составной корпус, состоящий из верхнего (внешний) корпуса 1, среднего корпуса 2 и нижнего корпуса 3. На внутренней поверхности корпуса 1 размещены статорные диски 4 турбомолекулярной ступени I и статор 5, выполненные в форме толстостенного полого цилиндра. Комбинированный ротор с роторными дисками 7 турбомолекулярной ступени и полым тонкостенным цилиндром 8 консольно закреплен на валу 9, установленном в подшипниковом узле 10 среднего корпуса 2. В нижнем корпусе 3 установлен статор 11 электродвигателя, а его ротор 12 закреплен на валу 9 напротив статора 11.In the proposed embodiment (Fig. 1), the turbomolecular vacuum pump contains a single-threaded flow part, which includes four successive stages, one after the other: the first stage is the turbomolecular stage I, the second stage is the transitional end molecular stage II, the third stage is the first cylindrical molecular stage III, and the fourth step - the second cylindrical molecular stage IV, that is, two cylindrical molecular steps that are concentrically located opposite each other. The turbomolecular vacuum pump has a composite casing consisting of an upper (outer) casing 1, a middle casing 2 and a lower casing 3. On the inner surface of the casing 1 there are placed stator disks 4 of a turbomolecular stage I and a stator 5 made in the form of a thick-walled hollow cylinder. A combined rotor with rotor disks 7 of a turbomolecular stage and a hollow thin-walled cylinder 8 is cantilevered on the shaft 9 installed in the bearing assembly 10 of the middle housing 2. The stator 11 of the electric motor is installed in the lower housing 3, and its rotor 12 is mounted on the shaft 9 opposite the stator 11.

Статор 5 содержит торцевую поверхность, выполненную в форме плоского кольца с многозаходными дугообразными пазами 13, образованными дугами окружностей с центрами, равномерно расположенными на центральной окружности, и с углом наклона β против вращения ротора 6 и внутренние коническую поверхность 14 и цилиндрическую поверхность с многозаходными винтовыми канавками 15 с углом наклона против вращения ротора 6.The stator 5 comprises an end surface made in the form of a flat ring with multi-entry arcuate grooves 13 formed by circular arcs with centers uniformly located on the central circle and with an angle of inclination β against rotation of the rotor 6 and an inner conical surface 14 and a cylindrical surface with multi-screw helical grooves 15 with an angle of inclination against rotation of the rotor 6.

Кольцевое пространство, заключенное между нижней торцевой поверхностью последнего (по ходу газа) роторного диска 16 турбомолекулярной ступени I и торцевой поверхностью с дугообразными пазами 13 статора 5 и концентрично расположенными поверхностями наружной поверхностью полого цилиндра 8 ротора 6 и внутренней боковой поверхностью 17 статора 5, образует дополнительную переходную торцевую молекулярную ступень II (фиг. 2 и 3).The annular space enclosed between the lower end surface of the last (along the gas) rotor disk 16 of the turbomolecular stage I and the end surface with arched grooves 13 of the stator 5 and concentrically spaced surfaces with the outer surface of the hollow cylinder 8 of the rotor 6 and the inner side surface 17 of the stator 5 forms an additional transitional end molecular stage II (Fig. 2 and 3).

Средний корпус 2 снабжен цилиндрическим выступом 18 с параллельно выполненными по оси сквозными отверстиями 19, внешним торцевым фланцем 20 с радиально выполненным отверстием 21, соединяющим отверстия 19 с форвакуумным патрубком 22, закрепленным на наружной поверхности фланца 20, при этом на наружной поверхности цилиндрического выступа 18 выполнены многозаходные винтовые канавки 23 с углом наклона в сторону вращения вала 9.The middle body 2 is equipped with a cylindrical protrusion 18 with parallel through-holes 19, an external end flange 20 with a radially made hole 21 connecting the holes 19 with the fore-vacuum pipe 22, mounted on the outer surface of the flange 20, while on the outer surface of the cylindrical protrusion 18 Multiple helical grooves 23 with an angle of inclination in the direction of rotation of the shaft 9.

Полый цилиндр 8 ротора 6 размещен между наружной поверхностью с многозаходными винтовыми канавками 23 цилиндрического выступа 18 среднего корпуса 2 и внутренней поверхностью с многозаходными канавками 15 статора 5, образовав при этом напротив друг друга концентрично расположенные эквидистантные цилиндрические участки, образующие соответственно ступени: первую цилиндрическую молекулярную ступень III проточной части насоса и четвертую ступень - вторую цилиндрическую молекулярную ступень IV проточной части насоса, соединенные кольцевым каналом, образованным торцевыми поверхностями полого цилиндра 8 ротора 6 и среднего корпуса 2 и его боковыми поверхностями. Глубина канавок 15 первой цилиндрической молекулярной ступени III превышает глубину канавок 23 второй цилиндрической молекулярной ступени IV.The hollow cylinder 8 of the rotor 6 is placed between the outer surface with multi-helical helical grooves 23 of the cylindrical protrusion 18 of the middle casing 2 and the inner surface with multi-grooves 15 of the stator 5, forming concentrically arranged equidistant cylindrical sections opposite each other, forming respectively steps: the first cylindrical molecular stage III flow part of the pump and the fourth stage - the second cylindrical molecular stage of the IV flow part of the pump, connected by an annular channel scrap formed by the end surfaces of the hollow cylinder 8 of the rotor 6 and the middle hull 2 and its side surfaces. The depth of the grooves 15 of the first cylindrical molecular stage III exceeds the depth of the grooves 23 of the second cylindrical molecular stage IV.

Подшипниковый узел 10 (фиг. 4) состоит из подшипникового корпуса 25 с наружным торцевым фланцем 26, двух упругих кольцевых элементов 27, 28 и упорного кольца 29, размещенных в диаметральных канавках 30, 31, 32 на внутренней поверхности подшипникового корпуса 25, двух шариковых радиально-упорных подшипников 33, 34 с установленным в них валом 9, дистанционной втулки 35, двух втулок 36, 37 и втулки 38 с отгонной резьбой на валу 9. Подшипники 33, 34 размещены на упругих элементах 27, 28, и оба подшипника плавающие. На внутренней поверхности подшипникового корпуса 25 между торцевыми поверхностями наружной обоймы верхнего подшипника 33 и упорного кольца 29 установлены втулка 36 с упругим элементом 39 и распорная втулка 37 с пружиной сжатия 40, осуществляющие совместный необходимый (расчетный) осевой натяг в подшипниках, при этом оба подшипника плавающие 33, 34.The bearing assembly 10 (Fig. 4) consists of a bearing housing 25 with an outer end flange 26, two elastic ring elements 27, 28 and a thrust ring 29 located in the diametrical grooves 30, 31, 32 on the inner surface of the bearing housing 25, two ball radially - thrust bearings 33, 34 with a shaft 9 installed in them, a spacer sleeve 35, two bushings 36, 37 and a sleeve 38 with a straight thread on the shaft 9. Bearings 33, 34 are located on the elastic elements 27, 28, and both bearings are floating. A sleeve 36 with an elastic element 39 and a spacer sleeve 37 with a compression spring 40 are installed on the inner surface of the bearing housing 25 between the end surfaces of the outer race of the upper bearing 33 and the thrust ring 29, and they carry out the necessary (calculated) axial interference in the bearings, while both bearings are floating 33, 34.

На иллюстрируемом схемном чертеже (фиг. 5) представлен данный турбомолекулярный насос с другим вариантом исполнения подшипникового узла с равнозначными технико-экономическими характеристиками и незначительным конструктивным отличием, заключающимся в том, что в первом варианте втулка 36 с упругим элементом 39, распорной втулкой 37 и пружиной сжатия 40 размещены по одну сторону упорного кольца 29 между торцевыми поверхностями наружной обоймы верхнего подшипника 33 и торцевой поверхностью упорного кольца 29, а в втором варианте подшипниковый узел конструктивно выполнен в виде двух распорных втулок, находящихся по разные стороны упорного кольца 29: распорная втулка 37 находится между торцевой поверхностью наружной обоймы верхнего подшипника 33 и торцевой поверхностью упорного кольца с упругим элементом 39, который упруго деформирован между торцевыми поверхностями распорной втулки 37 и упорного кольца 29, при этом вторая распорная втулка 24 конструктивно выполнена с торцевым наружным фланцем, зажатым с обратной стороны упорного кольца 29 между торцевыми поверхностями самого кольца 29 и наружной обоймой нижнего подшипника 34, а пружина сжатия 40 заключена внутри распорной втулки 37 между ее внутренней торцевой поверхностью и наружной торцевой поверхностью распорной втулки 24, осуществляющей равнозначный совместный осевой натяг в подшипниках, при этом оба подшипника плавающие, как и в первом варианте.The illustrated schematic drawing (Fig. 5) shows this turbomolecular pump with another embodiment of the bearing assembly with the same technical and economic characteristics and a slight design difference, namely, in the first embodiment, the sleeve 36 with the elastic element 39, the spacer sleeve 37 and the spring compression 40 are placed on one side of the thrust ring 29 between the end surfaces of the outer race of the upper bearing 33 and the end surface of the thrust ring 29, and in the second embodiment, the bearing It was structurally made in the form of two spacer bushings located on opposite sides of the thrust ring 29: the spacer sleeve 37 is located between the end surface of the outer race of the upper bearing 33 and the end surface of the thrust ring with an elastic element 39, which is elastically deformed between the end surfaces of the spacer sleeve 37 and the thrust ring 29, while the second spacer sleeve 24 is structurally made with an end outer flange clamped on the back of the thrust ring 29 between the end surfaces of the ring 2 itself 9 and the outer race of the lower bearing 34, and the compression spring 40 is enclosed inside the spacer sleeve 37 between its inner end surface and the outer end surface of the spacer sleeve 24, which carries out an equal joint axial interference in the bearings, while both bearings are floating, as in the first embodiment.

Заявляемый турбомолекулярный вакуумный насос работает следующим образом.The inventive turbomolecular vacuum pump operates as follows.

Турбомолекулярный вакуумный насос предварительно подсоединяется к откачиваемому объекту и форвакуумной системе откачки. Осуществляется форвакуумная откачка, далее подается напряжение на обмотку статора 11 электродвигателя, и возникающий электромагнитный вращающий момент приводит во вращение ротор 12 с валом 9 на подшипниках 33, 34 с комбинированным ротором 6 проточной части насоса.The turbomolecular vacuum pump is pre-connected to the pumped object and the fore-vacuum pumping system. Forvacuum pumping is carried out, then voltage is applied to the stator winding 11 of the electric motor, and the resulting electromagnetic torque drives the rotor 12 with shaft 9 on bearings 33, 34 with a combined rotor 6 of the pump flow part.

Комбинированный ротор 6, концентрично вращаясь относительно внутренних поверхностей корпуса 1 и статора 5, а также наружной поверхности среднего корпуса 2, производит молекулярную откачку газа со стороны всасывания на сторону нагнетания четырьмя ступенями, последовательно следующими одна за другой.The combined rotor 6, concentrically rotating relative to the inner surfaces of the housing 1 and the stator 5, as well as the outer surface of the middle housing 2, performs molecular pumping of gas from the suction side to the discharge side in four steps sequentially following one after another.

Турбомолекулярный вакуумный насос в предлагаемом варианте с модернизированной проточной частью, заключающейся в установке (дополнительной) переходной торцевой молекулярной ступени II, осуществляющей плавный и непрерывный переход откачиваемого газа со стороны нагнетания турбомолекулярной ступени I на сторону всасывания первой цилиндрической молекулярной ступени III, а также в установке (дополнительной) второй цилиндрической молекулярной ступени IV, обеспечивающей откачку газового потока со стороны нагнетания первой цилиндрической молекулярной ступени III непосредственно в форвакуумную систему откачки, существенно повышает в целом степень сжатия проточной части насоса и обеспечивает возможность работы проточной части насоса на стороне ее нагнетания в вязкостном режиме течения газа. Такая возможность особенно важна в сфере вакуумных производств, где технологические процессы, осуществляемые в вакуумной среде, протекают с повышенными газовыми потоками.The turbomolecular vacuum pump in the proposed embodiment with a modernized flow part, consisting in the installation of an (additional) transitional end molecular stage II, which provides a smooth and continuous transition of the pumped gas from the discharge side of the turbomolecular stage I to the suction side of the first cylindrical molecular stage III, as well as in the installation ( additional) of the second cylindrical molecular stage IV, which ensures the evacuation of the gas stream from the discharge side of the first cylindrical ekulyarnoy stage III directly in the pumping system foreline, significantly increases the overall compression ratio of the pump flow and allows operation of the pump flow on the side of its discharge mode in viscous gas flow. Such an opportunity is especially important in the field of vacuum production, where technological processes carried out in a vacuum medium proceed with increased gas flows.

Предлагаемая конструкция насоса обеспечивает надежную долговечную работу насоса с улучшенными откачными характеристиками.The proposed design of the pump provides reliable long-term operation of the pump with improved pumping characteristics.

Claims (18)

1. Турбомолекулярный вакуумный насос, содержащий верхний корпус с входным патрубком, размещенные на внутренней поверхности корпуса статорные диски турбомолекулярной ступени, статор молекулярной ступени и установленный по оси корпуса подшипниковый корпус с валом на опорах качения, ротор с роторными дисками и цилиндрическим участком молекулярной ступени, консольно закрепленный на валу, причем торцевые поверхности ротора и статора выполнены коническими с образованием входного кольцевого канала, сужающегося в сторону всасывания, отличающийся тем, что
проточная часть насоса включает четыре последовательно следующих одна за другой ступени: одну турбомолекулярную, одну переходную торцевую молекулярную и две первую и вторую, концентрично расположенные напротив друг друга цилиндрические молекулярные ступени,
верхний корпус закреплен на торце внешнего фланца среднего корпуса, снабженного цилиндрическим выступом, сквозными отверстиями, выполненными параллельно его продольной оси, и радиальным отверстием, соединяющим сторону нагнетания четвертой ступени с системой форвакуумной откачки,
наружная поверхность цилиндрического выступа среднего корпуса содержит многозаходные винтовые канавки с углом наклона в сторону вращения ротора,
плоская торцевая поверхность статора выполнена с пазами, образованными дугами окружностей с центрами, равномерно расположенными на центральной окружности, и с углом наклона против вращения ротора и обращенной с осевым рабочим зазором в сторону торцевой поверхности последнего роторного диска турбомолекулярной ступени с размещенными на периферии лопатками под углом наклона в сторону вращения вала, при этом их межлопаточные каналы оптически закрыты и образуют переходную торцевую молекулярную ступень,
концентрично расположенные напротив друг друга эквидистантные цилиндрические участки между внутренней поверхностью с многозаходными винтовыми канавками статора и наружной поверхностью полого цилиндра ротора, а также между внутренней поверхностью полого цилиндра ротора и наружной поверхностью с многозаходными канавками цилиндрического выступа среднего корпуса образуют соответственно первую и вторую цилиндрические молекулярные ступени проточной части насоса.
1. A turbomolecular vacuum pump containing an upper housing with an inlet pipe, stator disks of a turbomolecular stage located on the inner surface of the housing, a molecular stage stator and a bearing housing mounted along the axis of the housing with a shaft on rolling bearings, a rotor with rotor disks and a cylindrical section of the molecular stage, cantilever fixed on the shaft, and the end surfaces of the rotor and stator are made conical with the formation of the input annular channel, tapering towards the suction side, being that
the flow part of the pump includes four sequentially following one after another stage: one turbomolecular, one transitional end molecular and two first and second, cylindrical molecular steps concentrically located opposite each other,
the upper case is fixed at the end of the outer flange of the middle case, equipped with a cylindrical protrusion, through holes made parallel to its longitudinal axis, and a radial hole connecting the discharge side of the fourth stage with the fore-vacuum pumping system,
the outer surface of the cylindrical protrusion of the middle body contains multi-helical helical grooves with an angle of inclination in the direction of rotation of the rotor,
the flat end surface of the stator is made with grooves formed by arcs of circles with centers evenly spaced on the central circumference, and with an angle of inclination against rotation of the rotor and facing with an axial working clearance toward the end surface of the last rotor disk of the turbomolecular stage with blades placed on the periphery at an angle of inclination in the direction of rotation of the shaft, while their interscapular channels are optically closed and form a transitional end molecular stage,
the equidistant cylindrical portions concentrically located opposite each other between the inner surface with the multiple stator helical grooves of the stator and the outer surface of the rotor hollow cylinder, and also between the inner surface of the rotor hollow cylinder and the outer surface with multi-grooves of the cylindrical protrusion of the middle casing form the first and second cylindrical molecular steps of the flow channel, respectively parts of the pump.
2. Турбомолекулярный насос по п. 1, отличающийся тем, что подшипниковый узел состоит из подшипникового корпуса с наружным торцевым фланцем, упорного кольца, двух шариковых радиально-упорных плавающих подшипников с консистентной смазкой, установленных на упругих кольцевых элементах, каждый из которых размещен во внутренней кольцевой канавке корпуса, и вставленного в них вала с дистанционной втулкой и двумя втулками с отгонной резьбой, расположенными по разные стороны подшипников, при этом между внутренними торцевыми поверхностями наружной обоймы верхнего подшипника со стороны ротора и упорного кольца со стороны электродвигателя, размещенного во внутренней канавке корпуса, установлены шайба с упругим элементом и распорная втулка с пружиной сжатия, при этом шайба и распорная втулка выполнены с отгонной резьбой.2. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the bearing assembly consists of a bearing housing with an external end flange, a thrust ring, two angular contact ball bearings with grease, mounted on elastic ring elements, each of which is located in the inner ring the annular groove of the housing, and the shaft inserted into them with a spacer sleeve and two spigot bushings located on opposite sides of the bearings, while between the inner end surfaces of the outer On the cage of the upper bearing on the rotor side and the thrust ring on the motor side, located in the inner groove of the housing, a washer with an elastic element and an expansion sleeve with a compression spring are installed, while the washer and the expansion sleeve are made with distant thread. 3. Турбомолекулярный насос по п. 2, отличающийся тем, что подшипниковый узел состоит из подшипникового корпуса с наружным торцевым фланцем и внутренним упорным кольцом, выполненным заодно с корпусом.3. The turbomolecular pump according to claim 2, characterized in that the bearing assembly consists of a bearing housing with an external end flange and an internal thrust ring made integral with the housing. 4. Турбомолекулярный насос по п. 1, отличающийся тем, что пазы на стороне всасывания переходной торцевой молекулярной ступени не соединены.4. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the grooves on the suction side of the transitional end molecular stage are not connected. 5. Турбомолекулярный насос по п. 1, отличающийся тем, что пазы на стороне всасывания переходной торцевой молекулярной ступени соединены по меньшей мере попарно.5. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the grooves on the suction side of the transitional end molecular stage are connected at least in pairs. 6. Турбомолекулярный насос по п. 1, отличающийся тем, что пазы переходной торцевой молекулярной ступени имеют постоянную ширину и глубину.6. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the grooves of the transitional end molecular stage have a constant width and depth. 7. Турбомолекулярный насос по п. 1, отличающийся тем, что пазы переходной торцевой молекулярной ступени имеют постоянную ширину и уменьшающуюся глубину со стороны всасывания на сторону нагнетания.7. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the grooves of the transitional end molecular stage have a constant width and decreasing depth from the suction side to the discharge side. 8. Турбомолекулярный насос по п. 1, отличающийся тем, что пазы переходной торцевой молекулярной ступени имеют постоянную глубину и переменную ширину, уменьшающуюся со стороны всасывания на сторону нагнетания.8. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the grooves of the transitional end molecular stage have a constant depth and a variable width, decreasing from the suction side to the discharge side. 9. Турбомолекулярный насос по п. 1, отличающийся тем, что пазы переходной торцевой молекулярной ступени имеют переменную глубину и ширину, уменьшающиеся со стороны всасывания на сторону нагнетания.9. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the grooves of the transitional end molecular stage have a variable depth and width, decreasing from the suction side to the discharge side. 10. Турбомолекулярный насос по п. 1, отличающийся тем, что вторая цилиндрическая молекулярная ступень выполнена с многозаходными винтовыми канавками на наружной поверхности среднего корпуса с постоянной глубиной и шириной.10. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the second cylindrical molecular stage is made with multi-helical helical grooves on the outer surface of the middle casing with a constant depth and width. 11. Турбомолекулярный насос по п. 1, отличающийся тем, что вторая цилиндрическая молекулярная ступень выполнена с многозаходными винтовыми канавками на наружной поверхности среднего корпуса постоянной ширины и переменной глубины с уменьшением в сторону нагнетания.11. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the second cylindrical molecular stage is made with multi-helical helical grooves on the outer surface of the middle casing of constant width and variable depth with a decrease in the direction of discharge. 12. Турбомолекулярный насос по п. 1, отличающийся тем, что вторая цилиндрическая молекулярная ступень выполнена с многозаходными винтовыми канавками на наружной поверхности среднего корпуса постоянной глубины и переменной ширины с уменьшением в сторону нагнетания.12. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the second cylindrical molecular stage is made with multi-helical helical grooves on the outer surface of the middle housing of constant depth and variable width with a decrease in the direction of discharge. 13. Турбомолекулярный насос по п. 1, отличающийся тем, что вторая цилиндрическая молекулярная ступень выполнена с многозаходными винтовыми канавками на наружной поверхности среднего корпуса переменной глубины и ширины, уменьшающимися в сторону ее нагнетания.13. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the second cylindrical molecular stage is made with multi-helical helical grooves on the outer surface of the middle casing of variable depth and width, decreasing towards its discharge. 14. Турбомолекулярный насос по п. 1, отличающийся тем, что вторая цилиндрическая молекулярная ступень выполнена с многозаходными винтовыми канавками на внутренней поверхности ротора с постоянной глубиной и шириной, или постоянной ширины и переменной глубины с уменьшением в сторону нагнетания, или постоянной глубины и переменной ширины с уменьшением в сторону нагнетания, или переменной глубины и ширины, уменьшающимися в сторону ее нагнетания.14. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the second cylindrical molecular step is made with multi-helical helical grooves on the inner surface of the rotor with a constant depth and width, or a constant width and a variable depth, decreasing towards the discharge, or a constant depth and a variable width with a decrease in the direction of discharge, or a variable depth and width, decreasing in the direction of its discharge. 15. Турбомолекулярный насос по п. 1, отличающийся тем, что первая цилиндрическая молекулярная ступень выполнена с многозаходными винтовыми канавками с геометрическими параметрами постоянной глубины и ширины, или постоянной ширины и переменной глубины с уменьшением в сторону нагнетания, или постоянной глубины и переменной ширины с уменьшением в сторону нагнетания, или переменной глубины и ширины, уменьшающимися в сторону ее нагнетания, при этом глубина канавок превышает глубину второй цилиндрической молекулярной ступени.15. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the first cylindrical molecular stage is made with multi-start helical grooves with geometric parameters of constant depth and width, or constant width and variable depth with decreasing towards discharge, or constant depth and variable width with decreasing in the direction of injection, or variable depth and width, decreasing in the direction of its injection, while the depth of the grooves exceeds the depth of the second cylindrical molecular stage. 16. Турбомолекулярный насос по п. 1, отличающийся тем, что статор первой цилиндрической молекулярной ступени со стороны всасывания имеет концентрично расположенную относительно его оси конусную поверхность с расположением ее основания на торцевой поверхности статора.16. The turbomolecular pump according to claim 1, characterized in that the stator of the first cylindrical molecular stage on the suction side has a conical surface concentrically located relative to its axis with the location of its base on the end surface of the stator. 17. Турбомолекулярный насос по п. 2, отличающийся тем, что между торцевой поверхностью наружной обоймы верхнего подшипника и торцевой поверхностью упорного кольца установлена распорная втулка с упругим элементом на торцевой поверхности упорного кольца, при этом пружина сжатия размещена внутри распорной втулки между внутренней торцевой поверхностью втулки и верхней торцевой поверхностью другой распорной втулки с наружным торцевым фланцем, расположенным по другую сторону упорного кольца с упором в торцевую поверхность самого упорного кольца и торцевую поверхность наружной обоймы нижнего подшипника, при этом подшипники плавающие.17. The turbomolecular pump according to claim 2, characterized in that between the end surface of the outer race of the upper bearing and the end surface of the thrust ring there is a spacer sleeve with an elastic element on the end surface of the thrust ring, while the compression spring is placed inside the spacer sleeve between the inner end surface of the sleeve and the upper end surface of another spacer sleeve with an external end flange located on the other side of the thrust ring with emphasis on the end surface of the thrust most rings and the end surface of the outer race of the lower bearing, while the bearings are floating. 18. Турбомолекулярный насос по п. 2 или 17, отличающийся тем, что подшипниковый узел выполнен с противоположным расположением упорного кольца со стороны верхнего подшипника. 18. The turbomolecular pump according to claim 2 or 17, characterized in that the bearing assembly is made with the opposite location of the thrust ring on the side of the upper bearing.
RU2014140906/06A 2014-10-10 2014-10-10 Single-flow four-stage turbomolecular pump RU2560133C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014140906/06A RU2560133C1 (en) 2014-10-10 2014-10-10 Single-flow four-stage turbomolecular pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014140906/06A RU2560133C1 (en) 2014-10-10 2014-10-10 Single-flow four-stage turbomolecular pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2560133C1 true RU2560133C1 (en) 2015-08-20

Family

ID=53880537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014140906/06A RU2560133C1 (en) 2014-10-10 2014-10-10 Single-flow four-stage turbomolecular pump

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2560133C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106015034A (en) * 2016-07-11 2016-10-12 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 High-pressure ratio compound molecular pump
RU212977U1 (en) * 2022-04-15 2022-08-17 Юлия Алексеевна Шостак Molecular Disc Vacuum Pump

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1573234A1 (en) * 1988-06-07 1990-06-23 Предприятие П/Я А-1614 Double-stage tubromolecular vacuum pump
SU1707257A1 (en) * 1989-12-20 1992-01-23 Научно-производственное объединение "Вакууммашприбор" Double-stage turbomolecular vacuum pump
JPH05106587A (en) * 1991-07-02 1993-04-27 Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk Turbo molecular pump
US5219269A (en) * 1988-07-13 1993-06-15 Osaka Vacuum, Ltd. Vacuum pump

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1573234A1 (en) * 1988-06-07 1990-06-23 Предприятие П/Я А-1614 Double-stage tubromolecular vacuum pump
US5219269A (en) * 1988-07-13 1993-06-15 Osaka Vacuum, Ltd. Vacuum pump
SU1707257A1 (en) * 1989-12-20 1992-01-23 Научно-производственное объединение "Вакууммашприбор" Double-stage turbomolecular vacuum pump
JPH05106587A (en) * 1991-07-02 1993-04-27 Osaka Shinku Kiki Seisakusho:Kk Turbo molecular pump

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106015034A (en) * 2016-07-11 2016-10-12 中国工程物理研究院机械制造工艺研究所 High-pressure ratio compound molecular pump
RU212977U1 (en) * 2022-04-15 2022-08-17 Юлия Алексеевна Шостак Molecular Disc Vacuum Pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8662841B2 (en) Vacuum pump
JP4510638B2 (en) Ball bearings and vacuum pumps equipped with this type of bearing
JP6913147B2 (en) Vacuum pump
JPWO2017006865A1 (en) Bearing structure and turbocharger
JP2016040461A (en) Centrifugal rotary machine
RU2560133C1 (en) Single-flow four-stage turbomolecular pump
WO2008035113A1 (en) Vacuum pump
RU2342564C1 (en) Mixed-flow screw-type pump with automatic unit for rotor relief from axial force
Svichkar et al. Molecular-viscous vacuum pump (MVVP)
US10641264B2 (en) Modular thrust-compensating rotor assembly
RU2543917C1 (en) Two-flow turbomolecular vacuum pump with hybrid air-gas channels
US11846285B2 (en) Pump with a bearing lubrication system
US10669850B2 (en) Impeller-type liquid ring compressor
RU2017128437A (en) AERODYNAMIC GAS TURBINE ENGINE
RU2490519C1 (en) Turbomolecular pump with single-flow turbomolecular flow part
US11703079B2 (en) Bearing element with a smooth continuous profile
WO2021105656A1 (en) Pumping stage of a vacuum pump
JP2016217347A (en) Rotor of vacuum pump
RU2561514C2 (en) Hybrid high-vacuum pump
RU123866U1 (en) TURBOMOLECULAR PUMP WITH SINGLE-FLOW TURBOMOLECULAR FLOW
RU39658U1 (en) TURBOMOLECULAR PUMP
JP2017025857A (en) Fluid machine and shaft seal device
RU2667562C1 (en) Stage of a multistage submersible centrifugal pump
RU34226U1 (en) Rolling support
JP2017015148A (en) Double-row ball bearing

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161011