HU201985B - Molecular vacuum pump - Google Patents

Abstract

A találmány nem volumetrikus gázkiszorítású forgó szivattyúkra és nagy vákuum előállítására alkalmas, tengelyes áramlású gázok szivattyúira, különösen pedig a molekuláris vákuumszivattyúkra vonatkozik. A találmány szerinti molekuláris vákuumszivattyúnak a körbefutó barázdák (7) számának megfelelő számú lapátlemezei (23) vannak, amelyek az állórészhez (1) vannak rögzítve és amelynek lapátjai (24) a körbefutó barázdákban (7) a forgórész tengelyére merőleges síkban álló szögben elhelyezve, a hornyok (14) helyzetével ellentétesen vannak irányítva, ahol a hornyok (14) mélysége minden szakaszban (8,9,10,11,12,13) a gáz szívási oldaltól (V) a nyomási oldal (N) felé folyamatosan csökken és mindegyik körbefutó barázda (7) mélysége nem kevesebb mint a hornyok (14) minimális mélysége a forgórész (3) vele szomszédos szakaszában (8,9, 10,11,12), amely a szívási oldalon (V) található és ahol továbbá minden egyes lapátlemez (23) furatának átmérője (D) és annak vastagsága úgy van méretezve, hogy az egyes lapátlemezek (23) felületei, amelyek a megfelelő körbefutó barázda (7) felületei felé fordulnak, és ezen felületek közötti rések (ll, 12,13) a forgórész (3) és az állórész (1) közötti réssel (4) összemérhetők. (1. ábra) HU 201 985 B -1-The present invention relates to non-volumetric gas displacement rotary pumps and to pumps for high-vacuum axial flow gas, and in particular to molecular vacuum pumps. The molecular vacuum pump according to the invention has a plurality of blade plates (23) corresponding to the number of circumferential grooves (7), which are fixed to the stator (1) and whose blades (24) are disposed in the circumferential grooves (7) at an angle perpendicular to the axis of the rotor. are guided opposite the position of the grooves (14), where the depth of the grooves (14) in each section (8,9,10,11,12,13) is continuously reduced from the gas inlet (V) to the pressure side (N) and each is circumferential the depth of the groove (7) is not less than the minimum depth of the grooves (14) in the adjacent portion (8,9, 10,11,12) of the rotor (3), which is located on the suction side (V) and furthermore each blade plate ( 23) the diameter of the bore (D) and its thickness are dimensioned so that the surfaces of the individual blade plates (23) that turn towards the surfaces of the respective circumferential groove (7) and this surface gaps (11, 12,13) between the rotor (3) and the stator (1) are comparable. (Figure 1) EN 201 985 B -1-

Description

A találmány nem volumetrikus gázkiszorítású forgó szivattyúkra és nagy vákuum előállítására alkalmas, tengelyes áramlású gázok szivattyúira, különösen pedig a molekuláris vákuumszivattyúkra vonatkozik.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to non-volumetric gas displacement rotary pumps and to axial flow gas pumps for high vacuum production, in particular molecular vacuum pumps.

Molekuláris vákuumszivattyúk a technika állása szerint különböző méretben és kiviteli alakban ismeretesek. Ezeket különböző szivattyúparaméterekkel, mint a sűrítési fokkal és a szívási sebességgel jellemzik.Molecular vacuum pumps are known in the art in various sizes and embodiments. They are characterized by different pump parameters such as compression ratio and suction speed.

A molekuláris vákuumszivattyú legfontosabb alkotórészei az üreges állórész és a forgórész, amely csekély rés kihagyásával helyezkedik el az állórészben, a gáz szívóoldal felé áramlásának megakadályozására. A forgórész és az állórész között csavarvonalszerűen futó csatornák helyezkednek el a gázkiszivattyúzás céljából. Az ilyen molekuláris vákuumszivattyúk úgy működnek, hogy a gázmolekulák a forgórész forgó felületével összeütközve mozgásba jönnek a bemeneti nyílástól a kimeneti nyílásaik vezető csatornákban, azaz a gáz szívóoldalon Pi, a gáz nyomó oldalon P₂ nyomást érzékelnek, miközben a forgórész forgásirányának megfelelő tangenciális sebességösszetevőhöz jutnak. A gáz sűrítési foka a molekuláris vákuumszivattyúknál függ a gázszívási csatornák hosszától, amelyekben a gázáramlás a szivattyúzáskor folyik, a csatorna bemeneti és kimeneti áteresztő keresztmetszetétől, a forgórész fordulatszámától és a forgórész külső felülete, valamint az állórész belső felülete közötti rés méretétől. A kiszívandó gázárammal ellentétes irányban gázelosztási ellenáramlás lép fel, amelynek oka az, hogy a gázkiszívó csatorna mindkét végén nyitott és minél nagyobb a különbség a Pi és P₂ nyomás között, annál intenzívebb a gázeloszlás.The most important components of a molecular vacuum pump are the hollow stator and the rotor, which are located in the stator with a small gap to prevent gas from flowing to the suction side. Spiral channels are provided between the rotor and the stator for gas evacuation. Such molecular vacuum pumps are operated so that the gas molecules colliding with the rotor surface of the rotor are actuated by the outlet openings leading channels from the inlet opening, i.e. the gas inlet side P, the gas pressure side P ₂ pressure is detected while the rotor have an adequate rotational direction of the tangential sebességösszetevőhöz. The degree of gas compression in molecular vacuum pumps depends on the length of the gas suction passages in which the gas flows during pumping, the inlet and outlet passages of the duct, the rotor speed, and the gap between the outer surface of the rotor and the internal surface of the stator. Kiszívandó opposite the gas flow direction counterflow gas distribution occurs, which is due to the gázkiszívó channel open at both ends and the greater the difference in pressure between Pi and _P2, the more intense the gas distribution.

Ismert olyan molekuláris vákuumszivattyú (SU A, 580 850), amely üreges állórésszel rendelkezik, amelynek tengelyirányú furatában a szívó oldalról a nyomó oldalra való gázátáramlás megakadályozására szolgáló rés hagyása mellett forgórész van csapágyazva, amelynek külső felületén csavarvonalszérűén futó hornyok találhatók, amelyek többmenetű csavar formájúak és az állórész hengeres belső felületén gázkiszívó csatornák vannak, amelyek áteresztő keresztmetszete a szívó oldaltól a nyomó oldalig haladva csökken. A szomszédos hornyok közötti gerincek szélessége a szívás irányában növekszik, ahol a gerincek széles végein kiegészítő hornyok találhatók, amelyek a fő hornyokkal párhuzamosan futnak, ezeket a gázszívási oldalon a gerincek zárják le, míg a gáznyomási oldalon a hornyok szabadok. A molekuláris vákuumszivattyú ilyen konstrukciós kivitele lehetővé teszi a gázeloszlás visszaáramának csökkentését, mert az a kiegészítő hornyokban örvénylik és így késleltetést szenved.Known molecular vacuum pump (SU A, 580,850) having a hollow stator having an axial bore having a rotor bearing, with a helical groove and threaded grooves on its outer surface, leaving a gap to prevent gas flow from the suction side to the pressure side. the cylindrical inner surface of the stator has gas extraction ducts whose cross-sectional area decreases from the suction side to the discharge side. The width of the ridges between adjacent grooves increases in the direction of suction, where at the broad ends of the ridges are additional grooves that run parallel to the main grooves, closed by the ridges on the gas suction side and free on the gas pressure side. Such an embodiment of the molecular vacuum pump allows reducing the backflow of the gas distribution because it swirls in the auxiliary grooves and is thus delayed.

A kiegészítő hornyokat a szívási oldalon lezáró gerincek növelik a gázeloszlás visszaáramát, mert a közvetlenül kiszívandó gázáram beleütközik ezekbe a gerincekbe.The ridges sealing the auxiliary grooves on the suction side increase the backflow of gas distribution, since the gas stream to be directly aspirated collides with these ridges.

Olyan molekuláris vákuumszivattyú is ismert (SU A, 338 684), amely üreges állórészt tartalmaz, amelynek tengelyirányú furatában a nyomó oldalról a szívó oldalra való gázátáramlás megakadályozására szolgáló rés hagyása mellett forgórész van csa2 págyazva, amelynek hengeres külső felületén legalább egy körbefutó barázda van elhelyezve, míg a forgórésznek a körbefutó barázdák közötti szakaszaiban hornyok vannak, amelyek csavarvonalszerúen futnak és amelyek felülete a csavarvonalra merőleges keresztmetszetekben szakaszonként a gáz szívóoldaltól a nyomóoldal felé csökken. A hornyok mélysége minden szakaszban állandó és egyenlő a forgórész szakaszai között körbefutó barázdák mélységével, és csak a hornyok mélysége csökken szakaszról szakaszra. Itt a szakaszok hossza, a köztük levő barázdák szélessége, az egyes szakaszok konstrukciós jellemzői, vagyis a csavarvonalak elemkedési szöge és a hornyok profiljai különbözőek lehetnek, mert azokat a molekuláris vákuumszivattyú paraméterei szerint számítással állapítják meg.Also known is a molecular vacuum pump (SU A, 338,684) comprising a hollow stator having a rotor embedded in its axial bore with at least one circumferential groove on its cylindrical outer surface, leaving a gap to prevent gas flow from the discharge side to the suction side. while the rotor has grooves in the sections between the circumferential grooves which run helically and whose surface is reduced in sections perpendicular to the helical section from the gas inlet side to the pressure side. The depth of the grooves is constant at all stages and equal to the depth of the grooves that surround the rotor sections and only the depth of the grooves decreases from section to section. Here, the length of the sections, the width of the grooves therebetween, the construction characteristics of each section, i.e. the angle of elevation of the helical lines and the profile of the grooves, may be different because they are calculated by molecular vacuum pump parameters.

A forgórész szakaszai között körbefutó barázdák növelik a gázeloszlás visszaáramát, mert a gázmolekulák egy része a körbefutó barázdán veszít kinetikus energiájából, amelyek azok a forgórész hornya menti mozgás közben, annak abban a szakaszában nyertek, amely a körbefutó barázda előtt van, azaz abban a szakaszban, amely ezzel a körbefutó horonnyal szomszédos és a gáz szívóoldalon található. A gázeloszlás visszaáramának fellépése miatt csökken a gáz sűrítési foka és a molekuláris vákkumszivattyú szívási sebessége.The circular grooves between the rotor sections increase the backflow of the gas distribution because some of the gas molecules in the circular groove lose kinetic energy gained during movement along the rotor groove, in the section before the circumferential groove, adjacent to this circumferential groove and located on the gas inlet side. Due to the occurrence of backflow of gas distribution, the gas compression ratio and the suction rate of the molecular vacuum pump are reduced.

A találmány feladata olyan molekuláris vákuumszivattyú létrehozása, amelyben a kiszívandó gáz eloszlása visszaáram csökkentésének köszönhetően növekszik a molekuláris vákuumszivattyú gázsűrítési foka és szívási sebessége, a szivattyú méreteinek növelése nélkül.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a molecular vacuum pump in which the gas distribution and suction rate of the molecular vacuum pump are increased due to the reduction of the backflow without increasing the pump size.

A feladat megoldása olyan molekuláris vákuumszivattyú, amely üreges állórészt tartalmaz, amelynek tengelyirányú furatában a gáznak a nyomási oldalról a szívási oldalra történő átáramlását megakadályozó rés meghagyása mellett forgórész van csapágyazva, amelynek hengeres külső felületén legalább egy körbefutó barázda és a körbefutó barázdák közötti szakaszokban hornyok vannak kialakítva, amelyek csavarvonalszerűen futnak és a csavarvonalra merőleges keresztmetszetben olyan felületűek, amely felület szakaszonként, a gáz szívási oldaltól a nyomási oldal felé csökken, a találmány szerinti, a körbefutó barázdák számának megfelelő számú lapátlemezt tartalmaz, amelyek az állórészhez vannak rögzítve és amelynek lapátjai a körbefutó barázdákban a forgórész tengelyére merőleges síkban álló szögben elhelyezve, a hornyok helyzetével ellentétes irányúak, ahol a hornyok mélysége minden szakaszban, a gázszívási oldaltól a nyomási oldal felé folyamatosan csökken és mindegyik körbefutó barázda minimális mélysége nem kevesebb, mint a hornyok minimális mélysége a velük szomszédos szakaszban, amely a szívási oldalon található és ahol továbbá minden egyes lapátlemez furatának átmérője és annak vastagsága úgy van méretezve, hogy a lapátlemez felületei közötti rés, amely felületek a megfelelő körbefutó barázda felületei felé irányulnak, a forgórész és az állórész közötti réssel megegyezőek.The object of the invention is a molecular vacuum pump comprising a hollow stator having an axial bore having a rotor bearing, with at least one circumferential groove between the cylindrical outer surface and a circumferential groove between the cylindrical outer surface, while leaving a gap to prevent the which are helically running and have a surface perpendicular to the helical cross-section, the surface decreasing in sections from the gas suction side to the pressure side, comprising a plurality of blade plates according to the invention fixed to the stator and having blades in the circumferential grooves placed at an angle perpendicular to the axis of the rotor, opposite to the position of the grooves, where the depth of the grooves at all stages, from the suction side to the pressure side, and the minimum depth of each circumferential groove is not less than the minimum depth of the grooves adjacent thereto on the suction side, and wherein the diameter of the bore and the thickness of each shovel are dimensioned such that The gap between the surfaces facing the surfaces of the respective circumferential groove is the same as the gap between the rotor and the stator.

A lapátkerekek állórészei elhelyezése miatt labirinttömítés alakul ki a lapátok élei és a forgórészDue to the placement of the stator blades of the impellers, a labyrinth seal is formed between the blade edges and the rotor

-2HU 201985 Β körbefutó barázdáinak felülete között. Ez a labirinttömítés csökkenti a gázeloszlás visszáramát. A visszaáramlás csökkenését okozza az is, hogy a lapátlemez lapátjai arra az oldalra dőlnek, amely az állórész hornyainak csavarvonal irányával ellentétes. A molekuláris vákuumszivattyú ilyen szerkezeti kivitele az állórészen rögzített lapátlemezzel lehetővé teszi a gáz sűrítési fokának legalább ötszörösére növelését és egyben a szivattyú szívási sebességének javítását.-2HY 201985 ete surface of circular grooves. This labyrinth seal reduces the backflow of gas distribution. The reduction in backflow is also caused by the fact that the blades of the blade plate are inclined to the side opposite to the helical direction of the stator grooves. Such a design of a molecular vacuum pump with a stator-mounted blade plate allows to increase the gas compression ratio by at least five times and at the same time improves the pump suction speed.

Az alábbiakban a találmány egy lehetséges kiviteli alakjának részletes ismertetése következik a mellékelt ábrák alapján, ahol azThe following is a detailed description of a possible embodiment of the invention according to the accompanying drawings, in which:

1. ábra a találmány szerinti molekuláris vákuumszivattyú teljes képét (hosszmetszetét), aFigure 1 is a full sectional view of the molecular vacuum pump of the present invention, a

2. ábra a találmány szerinti molekuláris vákuumszivattyú forgórészét a külső felületén kialakított hornyokkal és barázdákkal (részbeni hosszmetszetét), míg aFigure 2 is a partial sectional view of the rotor of the molecular vacuum pump of the present invention with grooves and grooves formed on its outer surface;

3. ábra a forgórész egy olyan részét mutatja, ahol horony van kialakítva (a 2. ábra hosszmetszete a III-ΙΠ vonal mentén).Figure 3 shows a portion of the rotor having a groove (Figure 2 is a longitudinal section along line III-ΙΠ).

A molekuláris vákuumszivattyú üreges 1 állórészt tartalmaz (1. ábra), amelynek tengelyirányú 2 furatában 3 forgórész van csapágyazva. Itt a 4 rés a 3 forgórész 5 hengeres külső felülete és az 1 állórész 6 hengeres belső felülete közötti kellően kis méretű; általában 0,15...0,03 mm-es és viszonylag nagy ellenállást jelent a gázáramlás útj ában, azaz megakadályozza a gáz átáramlását a gáz V szívási oldal felé (az ábrán nyíllal jelölve). A 3 forgórész 5 hengeres külső felületén (1. és 2. ábra) legalább egy körbefutó barázda van kialakítva. Az ismertetett kiviteli alak esetében ezen 7 körbefutó barázdák száma öt. Az összes 7 körbefutó barázda azonos szélessége, de különböző szélességűek is lehetnek.The molecular vacuum pump comprises a hollow stator 1 (Fig. 1) having a rotor 3 in its axial bore 2. Here, the gap 4 is sufficiently small between the cylindrical outer surface 5 of the rotor 3 and the cylindrical inner surface 6 of the stator 1; generally 0.15 to 0.03 mm and has a relatively high resistance to the gas flow path, i.e. it prevents the gas from flowing to the gas suction side V (indicated by an arrow in the figure). At least one circumferential groove is formed on the cylindrical outer surface 5 of the rotor 3 (Figures 1 and 2). In the embodiment described, the number of these circular grooves 7 is five. All 7 circular grooves have the same width but can have different widths.

A 7 körbefutó barázdák a 3 forgórészt hat részre, 8, 9, 10, 11, 12 és 13 szakaszra osztják, amelyek szívási irányú hossza tehát a gáz V szívási oldal felől az N nyomási oldal irányában (az ábrán nyíllal jelölve) csökken. A gáz N nyomási oldalon levő 13 szakasz hossza körülbelül háromszorosa a gáz V szívási oldalon található 8 szakasz hosszának.The circumferential grooves 7 divide the rotor 3 into six sections 8, 9, 10, 11, 12 and 13, the suction length of which is thus reduced from the gas suction side V to the pressure side N (indicated by an arrow in the figure). The length of the section 13 on the gas pressure side N is about three times the length of the section 8 on the gas suction side V.

A 3 forgórész 5 hengeres külső felületén a 8, 9,On the cylindrical outer surface 5 of the rotor 3, 8, 9,

10.11.12 és 13 szakaszokban a 7 körbefutó barázdák között 14 hornyok vannak kialakítva, amelyek csavarvonalszerűen futnak és többmenetű laposmenetet képeznek. Az ismertetett kiviteli alak huszonnégy 14 hornyot tartalmaz. Itt a csavarvonal emelkedési φ szöge (2. ábra), amelynek mentén a 14 hornyok ki vannak alakítva, valamennyi 8,9,10,In sections 10.11.12 and 13, grooves 14 are formed between the circumferential grooves 7, which run helically and form a multi-threaded flat thread. The described embodiment comprises twenty-four grooves 14. Here, the helix angle of elevation φ (FIG. 2) along which the grooves 14 are formed, each of 8,9,10,

11.12 és 13 szakaszban egyenlő. A tárgyalt kiviteli alaknál ennek értéke kb. 25°. A φ szög különböző nagyságú lehet, értéke 5° és 50° között van, mint általában az ismert molekuláris vákuumszivattyúknál. A14 hornyok b szélessége (3. ábra) a csavarvonalra merőleges keresztmetszetekben, amelyek a 14 hornyok ki vannak alakítva, szintén valamennyi 8, 9, 10, 11, 12 és 13 szakaszban (1. és 2. ábra) egyenlő. A14 hornyok b szélessége azonban különböző lehet, mint az más ismert molekuláris vákuumszivattyúk esetében tapasztalható. Az ismertetett kiviteli alaknál a 14 hornyok b szélessége körülbelül megegyezik a 7 körbefutó barázdák a szélességével. A14 hornyok száma, amely a csavarmenet menetszámával egyezik meg, különböző lehet, mint az más ismert molekuláris vákuumszivattyúk esetében is látható. Ez a csavarvonal emelkedési szögétől, amelynek mentén a 14 hornyok vannak kialakítva, a 14 hornyok b szélességétől, valamint a 3 forgórész átmérőjétől függ. A14 hornyok h mélysége (3. ábra) szakaszról szakaszra, a gáz V szívási oldaltól a gáz N nyomási oldal felé csökken, azaz minden két szomszédos 8 és 9,9 és 10,10 és 11,11 és 12,12 és 13 szakaszban (1. és 2. ábra) a 14 hornyok h mélysége a gáz V szívási oldalon kialakított 8,9,10, 11, 12 szakszókban nagyobb, mint a 14 hornyok h mélysége, amelyek a megfelelő, velük szomszédos11.12 and 13 are equal. In the present embodiment, this value is about. 25 °. The angle φ can be of various magnitudes and is in the range of 5 ° to 50 °, as is usually the case with known molecular vacuum pumps. The width b of the grooves 14 (Fig. 3) is also equal in all sections 8, 9, 10, 11, 12 and 13 (Figs. 1 and 2) in the transverse sections perpendicular to the helix 14 formed by the grooves 14. However, the width b of the grooves 14 may be different from that of other known molecular vacuum pumps. In the embodiment described, the width b of the grooves 14 is approximately equal to the width of the circumferential grooves 7. The number of grooves 14, which corresponds to the number of turns of the thread, may be different from that seen with other known molecular vacuum pumps. This depends on the angle of incline of the helix along which the grooves 14 are formed, the width b of the grooves 14 and the diameter of the rotor 3. The depth h of the grooves 14 (Fig. 3) decreases from section to section, from the gas suction side V to the gas pressure side N, i.e., each of the two adjacent sections 8 and 9,9 and 10,10 and 11,11 and 12,12 and 13 ( 1 and 2), the depth h of the grooves 14 is greater than the depth h of the grooves 14, respectively, formed on the gas inlet side V, 8,9,10, 11, 12

9,10,11,12 vagy 13 szakaszokban, a gáz N nyomási oldalain vannak kialakítva. A 3 forgórész 14 hornyainak h mélysége a 8,9,10,11,12 és 13 szakaszokban a legnagyobb értéktől a legkisebb érték felé a szívás irányában folyamatosan csökken.9,10,11,12 or 13, are formed on the N pressure sides of the gas. The depth h of the grooves 14 of the rotor 3 in the sections 8,9,10,11,12 and 13 decreases continuously from the highest value to the lowest value in the direction of suction.

Valamennyi 14 horony 15 alapja, amelyek a 3 forgórész 8, 9, 10, 11, 12 és 13 szakaszokban van kialakítva, gyakorlatilag ugyanazon a kúppaláston helyezkedik el. Itt egyik 7 körbefutó barázda e mélysége sem lehet kisebb, mint a 14 hornyok legkisebb hmin mélysége az ezen 7 körbefutó barázdával szomszédos 8, 9, 10, 11 vagy 12 szakaszban, amely a gáz V szívási oldalon található. Mindegyik 7 körbefutó barázda 16 talpa hengeres felületen helyezkedik el.The base 15 of each groove 14, which is formed in sections 8, 9, 10, 11, 12 and 13 of the rotor 3, is located on substantially the same conical groove. Here, the depth of any circumferential groove 7 may not be less than the minimum hmin depth of the grooves 14 in the sections 8, 9, 10, 11 or 12 adjacent to this circumferential groove 7 located on the gas inlet side V. Each of the circumferential grooves 7 has its base 16 on a cylindrical surface.

Az ismertetett kiviteli forma estében mindegyik 7 körbefutó barázda e mélysége olyan értékkel haladja meg a 14 hornyok h_mi_n mélységét a megfelelő, 8,9,10,11 vagy 12 szakaszokban, ami a 7 körbefutó barázda a szélességével egyenlő.The described embodiment Este each circumferential groove 7, the grooves 14 exceed the depth h _{n m} i of the corresponding 8,9,10,11 or 12 sections such as the depth value, which is equal to the width of the circumferential groove 7.

Mindegyik a 8, 9, 10, 11, 12 vagy 13 szakasz egyikében kialakított 14 horony 15 alapja (1. ábra) csonkakúpok felületén helyezkedik el, ahol a kisebbik alapfelületek átmérője a gáz V szívási oldal felé mutat, továbbá a kúp kisebb alapfclületeinek átmérője a 9,10,11,12,13 szakaszokban a csonkakúpok nagyobb alapfelüelteinek átmérőjét a 8,9,10,11,12 szakaszokban rendre meghaladja. Annak alapján, hogy a 7 körbefutó barázda 16 talpaként (2. ábra) a hengeres felület szolgál, amelynek átmérője nem kisebb, mint a csonkakúp nagyobb alapfelületének átmérője, amelyet a 14 horony 15 alapja képez (1. ábra) a 8,9,10,11 és 12 szakaszok mindegyikében, mindegyik 7 körbefutó barázda bemélyedést alkot a 3 forgórész 14 hornyának 15 alapja kúpfelületén, azaz ezen 14 horony 15 alapján. Minél nagyobb a 7 körbefutó barázda a szélessége és e mélysége, annál nagyobb ez a bemélyedés.Each base 15 of the groove 14 formed in one of the sections 8, 9, 10, 11, 12 or 13 (Fig. 1) is located on the surface of the truncated cones, with the smaller base surfaces facing the gas suction side V and the smaller base surfaces of the cone In sections 9,10,11,12,13, the diameter of the larger base surfaces of the truncated cones exceeds sections 8,9,10,11,12, respectively. Based on the circumferential groove 7 serving as the sole 16 (Fig. 2), the cylindrical surface has a diameter not less than the diameter of the larger base surface of the truncated cone formed by the base 15 of the groove 14 (Fig. 1). In each of the sections 11 and 12, each of the circumferential grooves 7 forms a recess in the conical surface 15 of the base 15 of the groove 14 of the rotor 3, that is, based on this groove 15. The greater the width and depth of the circumferential groove 7, the greater this recess.

A 3 forgórész (1. ábra) a 17 tengelyen helyezkedik el és annak egyik végéhez van rögzítve a 18 csavar segítségével. A 17 tengely másik vége egy nem ábrázolt villanymotorral áll kapcsolatban. Az 1 állórész 19 burkolatot tartalmaz, amely menetes kötéssel a 20 karimához van rögzítve. Az utóbbi 21 furattal rendelkezik, amellyel egy síkban a 20 karimán a G gáz nyomó oldalon 22 csőcsonk van rögzítve, az elővákuumos gázszivattyúzás csővezetékének csatlakoztatására (ábrán nem látható).The rotor 3 (Fig. 1) is located on the shaft 17 and is fixed to one end thereof by means of a screw 18. The other end of the shaft 17 is connected to an electric motor (not shown). The stator 1 comprises a housing 19 which is fixed to the flange 20 by a threaded connection. The latter has a hole 21, in which a flange 22 is fixed in a plane on the flange 20 on the gas pressure side G for connecting the pre-vacuum gas pumping pipeline (not shown).

A19 burkolat 6 hengeres belső felületén találhatók a 23 lapátlemezek, amelyek száma megegyezik a 3 forgórészen a 7 körbefutó barázdák számával. A tárgyalt kiviteli alaknál a 23 lapátlemezek úgyOn the cylindrical inner surface 6 of the housing 19 there are disposed blade plates 23, the number of which is equal to the number of circumferential grooves 7 on the rotor 3. In the present embodiment, the blade plates 23 thus

-3HU 201985 Β vannak kialakítva, hogy a 24 lapátok szabad végei a 23 lapátlemez külső része felé irányulnak, azaz a 23 lapátlemez 25 agya, amelyre a 24 lapátok vannak rögzítve, középen található.The free ends of the blades 24 are directed toward the outer portion of the blade plate 23, i.e., the hub 25 of the blade plate 23 on which the blades 24 are mounted is centered.

Itt a 23 lapátlemezek elhelyezésének más, ismert kiviteli alakja is lehetséges, ahol a 24 lapátok szabad végei a 23 lapátlemezek közepe felé irányulnak és a 25 agy a 23 lapátlemezen kívül helyezkedik el. Mindegyik 23 lapátlemez 24 lapátjai a megfelelő 7 körbefutó barázdában vannak elhelyezve, a 3 forgórész 17 tengelyére merőleges síkban, a 14 hornyok csavarvonala futásával ellentétesen irányítva.Here, another known embodiment of the positioning of the vanes 23 is possible, where the free ends of the vanes 24 are directed towards the center of the vanes 23 and the hub 25 is located outside the vanes 23. The blades 24 of each blade plate 23 are disposed in the respective circumferential groove 7, in a plane perpendicular to the axis 17 of the rotor 3 and directed opposite to the helical running of the grooves 14.

Az 1 állórész tengelyirányú 2 furatában mindegyik 8,9,10,11,12 szakaszhoz koaxiális elhelyezésű 26, 27, 28, 29, 30 gyűrűk tartoznak, amelyek szélessége külön-külön megegyezik a 8, 9,10,1 és 12 szakaszok hosszával. A 23 lapátlemez szabad vége, amely a 7 körbefutó barázdában a 3 forgórész 12 és 13 szakaszai között helyezikedik el, az 1 állórész 19 burkolatának 31 kengyele és a 30 gyűrű közé van feszítve. Az alsó 23 lapátlemezek szabad végei a szomszédos 30 és 39, 29 és 28, 28 és 27, 27 és 26 gyűrűk közé vannak feszítve. A 26 gyűrű és az 1 állórész 19 burkolatának 32 kengyele között 33 nyomórugók helyezkednek el.In the axial bore 2 of the stator 1, each section 8,9,10,11,12 has coaxially spaced rings 26,27,28,29,30, each of a width corresponding to the lengths of sections 8,9,10,1,12. The free end of the blade plate 23, which is located in the circumferential groove 7 between the sections 12 and 13 of the rotor 3, is tensioned between the clamp 31 of the housing 19 of the stator 1 and the ring 30. The free ends of the lower blade blades 23 are tensioned between adjacent rings 30 and 39, 29 and 28, 28 and 27, 27 and 26. Compression springs 33 are provided between the ring 26 and the bracket 32 of the stator housing 19.

Minden egyes, a megfelelő 7 körbefutó barázdában található 23 lapátlemez 25 agyának D furatátmérője és a 23 lapátlemezek H vastagsága úgy van megválasztva, hogy az li, 1₂,1₃ rések minden egyes lapátlemez felületei között, amelyek a 7 körbefutó barázda felületei felé forfulnak, ahol a 23 lapátlemez el van helyezve, a 3 forgórész és az 1 állórész közötti 4 rés szélességével megegyezőek legyenek. Ezek általában 0,15 és 0,03 mm között vannak.The diameter D of the hub 25 of each blade plate 23 in the respective circular groove 7 and the thickness H of the blade plates 23 are selected such that the slots 1 ₂ , 1 ₃ are rotated between the surfaces of each blade plate rotating towards the surfaces of the circular groove 7 where the blade plate 23 is disposed, the width of the gap 4 between the rotor 3 and the stator 1 must be the same. These are usually between 0.15 and 0.03 mm.

Az li, 1₂,13 rések a 24 lapátok élei és a 7 körbefutó barázda felé néző 25 agy felüeltei között helyezkednek el.The slots 1, ₂ , 13 are located between the edges of the blades 24 and the hub faces 25 of the circumferential groove 7.

Olyan 7 lapátlemezek alkalmazása esetén, ahol a 24 lapátok szabad végei a középpont felé irányulnak az li, 1₂, 1₃ rések olyan réseket jelentenek, amelyek a 7 körbefutó barázdák felületei között a lapátok élei számára rendelkezésre állnak.In the case of blade plates 7 in which the free ends of the blades 24 are directed towards the center, the slots 1, ₂ , 1 _{3 are} those slits which are accessible between the surfaces of the circular grooves 7 for the blade edges.

Az li, 1₂,13 rések a bemélyedésekben labirinttömítést alkotnak. A 23 lapátlemezek H vastagsága különböző lehet, értékét számításokkal, a molekuláris vákuumszivattyú kívánt szivattyújellemzői alapján kell megállapítani. Itt a 7 körbefutó barázda a szélessége a 23 lapátlemezek vastagságától függ. A 23 lapátlemezek száma és ebből következően a 7 körbefutó barázdák száma szintén a molekuláris vákuumszivattyú szivattyújellemzőitől függ.The slots li, 1 ₂ , 13 form a labyrinth seal in the recesses. The blade plates 23 may have different thicknesses H, calculated by calculation based on the desired pump characteristics of the molecular vacuum pump. Here, the width of the circumferential groove 7 depends on the thickness of the blade plates 23. The number of blade plates 23 and, consequently, the number of circumferential grooves 7 also depend on the pump characteristics of the molecular vacuum pump.

A molekuláris vákuumszivattyú az alábbiak szerint működik.The molecular vacuum pump operates as follows.

A 3 forgórész (1. ábra) forgásakor a kiszivattyúzandó gáz molekuláit, amelyek bejutottak a molekuláris vákuumszivattyú 1 állórészének tengelyirányú 2 furatába, a gáz V szívási oldalon a 14 hornyoknak a gáz V szívási oldal felé eső csavarfelületei magukkal ragadják és bevonják őket a 14 hornyok menti mozgásba, miközben azok a 3 forgórész forgási irányának megfelelő tangenciális sebességkomponensre tesznek szert. A 8 szakasz 14 hornyaiban való mozgás során a gázmolekulák elhaladnak a 23 lapátlemez 24 lapátjai mellett, amelyek azokat a 9 szakaszba vezetik, majd tovább, a 9 szakaszból a 10,11,12 szakaszokon át a 13 szakaszig jutnak és végül belépnek a 22 csőcsonkba. A gáz V szívási oldalon és az N nyomó oldalon uralkodó gáznyomások különbsége miatt ismeretes módon a kiszivattyúzandó gáz molekulái arra törekszenek, hogy a 3 forgórész és az 1 állórész között 4 réseken visszaáramoljanak a V szívási oldalra, miközben növelik a gázeloszlás visszaáramát.As the rotor 3 (Fig. 1) is rotated, the molecules of the gas to be pumped into the axial bore 2 of the stator 1 of the molecular vacuum pump are captured by the screw surfaces of the gas suction side 14 towards the gas suction side V movement while obtaining a tangential velocity component corresponding to the direction of rotation of the rotor 3. Moving through the grooves 14 of the section 8, the gas molecules pass along the blades 24 of the blade plate 23, which guide them to the section 9 and then pass from section 9 through sections 10,11,12 to section 13 and finally enter the nozzle 22. Due to the difference in gas pressures on the gas suction side V and the N pressure side, it is known that the molecules of the gas to be pumped tend to flow back into the suction side 4 between the rotor 3 and the stator 1 while increasing the backflow of gas distribution.

A molekulák mozgásuk során a gázeloszlás visszaáramából A 23 lapátlemezek 24 lapátjaira kerülnek, amelyek azokat a 3 forgórész 14 hornyaiba vezetik, ahol azok a szívás irányába mutató tangenciális sebességkomponenshez jutnak. A molekuláknak egy, a 23 lapátlemezekre nem jutó része az li, 1₂,1₃ résekben marad, amelyek labirinttömítést alkotnak, ezért csökken a gázeloszlás visszaárama. Eközben a molekuláris vákuumszivattyú gázsűrítési foka egyetlen 23 lapátlemez alkalmazása esetén is ötszörösére növekszik. A gáz sűrítési fokának növelése érdekében előnyös a 23 lapátlemezck számának növelése, mert így a gáz sűrítési foka százszorosára és annál jobban is növelhető.As they move, the molecules are transported from the back flow of the gas distribution to the blades 24 of the blade blades 23, which guide them into the grooves 14 of the rotor 3, where they reach a tangential velocity component in the direction of suction. A portion of paddles 23 not reaching the plates of the molecules remains the Ii, 1 _2, 1 ₃ slots, which form a labyrinth seal, and therefore decrease the gas distribution visszaárama. Meanwhile, the molecular vacuum pump increases the gas compression ratio to five times even with a single blade plate 23. In order to increase the degree of compression of the gas, it is advantageous to increase the number of blade plates 23 so that the degree of compression of the gas can be increased by a factor of 100 or more.

A találmány szerinti molekuláris vákuumszivattyú különböző technológiai berendezésekben alkalmas 10'¹ és 10'⁷ Pa közötti maradék gáznyomású vákuum előállítására és fenntartására, például az elektronikában integrált áramkörök előállítására, mesterséges kristályok növesztésére, valamint vákuum alkalmazásával működtetett, kutatási célokat szolgáló berendezésekben és készülékekben, így például elemi részecskék gyorsítóiban, tömegspektrométerckben, elektronmikroszkópokban.Operated molecular vacuum pump according to the invention is suitable for various technological equipment 10 ^'1 and 10' residual gas pressure vacuum from ⁷ psi to produce and maintain, such as an integrated electronics circuits for producing artificial crystal growth by the use of vacuum, in equipment and devices, such as for research purposes in elementary particle accelerators, mass spectrometers, electron microscopes.

Claims (1)

Molekuláris vákuumszivattyú üreges állórésszel (1), amelynek tengelyirányú furatában (2) a gáznak a nyomási oldalról (N) a szívási oldalra (V) történő átáramlását megakadályozó rés (4) hagyása mellett forgórész (3) van csapágyazva, amelynek hengeres külső felületén (5) legalább egy körbefutó barázda (7) található, míg a körbefutó barázdák (7) közötti szakaszokban (9,10,11,12,13) hornyok (14) vannak kialakítva, amelyek csavarvonalszerűen futnak és a csavarvonalra merőleges keresztmetszetben olyan felületűek, amely az egyik szakasztól (8) a másik szakaszig (13) a gáz szívási oldaltól (V) a nyomási oldalig (N) csökken, azzal jellemezve, hogy a körbefutó barázdák (7) számának megfelelő számú lapátlemezei (23) vannak, amelyek az állórészhez (1) vannak rögzítve és amelynek lapátjai (24) a körbefutó barázdákban (7) a forgórész (3) tengelyére merőleges síkban álló szögben elhelyezve, a hornyok (14) helyzetével ellentétesen vannak irányítva, ahol a hornyok (14) mélysége (h) minden szakaszban (8,9,10,11,12,13) a gáz szívási oldaltól (V) a nyomási oldal (N) felé folyamatosan csökken és mindegyik körbefutó barázda (7) mélysége (e) nem kevesebb mint a hornyok (14) minimális mélysége (hmin) a forgórész (3) vele szomszédos szakaszában (8,9,10,11,12), amely a szívási oldalon (V) található és ahol továbbá minden egyes lapátlemez (23) furatának átmérője (D) és annak vastagságaMolecular vacuum pump with hollow stator (1) having an axial bore (2) having a rotor (3) bearing a rotor (3) on its cylindrical outer surface (5), leaving a gap (4) to prevent gas from flowing from the pressure side (N) to the suction side (V). ) at least one circumferential groove (7), while the sections (9,10,11,12,13) between the circumferential grooves (7) are provided with grooves (14) which run helically and have a surface perpendicular to the helix. from one section (8) to the other section (13) from the gas suction side (V) to the pressure side (N), characterized in that there are a number of blade plates (23) corresponding to the number of circumferential grooves (7) ) are fixed and whose blades (24) are disposed in the circumferential grooves (7) at an angle perpendicular to the axis of the rotor (3), the grooves (14) are reversed, where the depth (h) of the grooves (14) decreases continuously at all stages (8,9,10,11,12,13) from the gas suction side (V) to the pressure side (N) and each circumferential groove (7) depth (e) not less than the minimum depth (hmin) of the grooves (14) in the section (8,9,10,11,12) of the rotor (3) adjacent to the suction side (V) and and the diameter (D) of the hole (D) and the thickness of each blade plate (23) -4HU 201985 Β közötti rések (li, 1₂,13) a forgórész (3) és az állórész (1) közötti réssel (4) megegyezőek.The slots (li, 1 ₂ , 13) between the rotor (3) and the stator (1) are equal to the gap (4) between the rotor (3) and the stator (1). (H) úgy van méretezve, hogy az egyes lapátlemezek (23) felületei, amelyek a megfelelő körbefutó barázda (7) felületei felé fordulnak, és ezen felületek(H) is dimensioned such that the surfaces of each shovel plate (23) facing the surfaces of the respective circumferential groove (7) and