Диссертация (1025802), страница 19

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 19)

Также на всасывание последней ступенипо каналам проточной части насоса поступает поток газа 31. Потоки газа 31 и32 объединяются перед входом в последнюю ступень насоса в поток 33 идвижутся по ее каналам к нагнетательному патрубку 3 насоса.Поток газа 24 с периферии ротора 11 движется по каналам проточнойчасти насоса в центр ротора, а затем через каналы 17 в статоре 4 в коллектор 18.Потоки газа 25 и 26 с периферии ротора движутся по каналам проточной частинасоса в центр ротора, а затем через каналы 15 в статоре 8 в коллектор 18, гдеобъединяются с потоком 24 в поток 34.Из коллектора 18 поток газа 34поступает через каналы 16 в статоре 9 в центральную часть ротора навсасывание последней ступени насоса.

Также на всасывание последней ступенипо каналам проточной части насоса поступает поток газа 27. Потоки газа 27 и34 объединяются перед входом в последнюю ступень насоса в поток 35 идвижутся по ее каналам к нагнетательному патрубку 3 насоса.Потоки35и33откачиваютсяизнагнетательныхпатрубков3дополнительным форвакуумным насосом, если это необходимо, или попадаютв окружающую атмосферу или специальный ресивер.6 для уменьшенияэнергозатрат после каждой из ступеней сжатия в процессе откачки объекта приповешенном давлении (близкого к атмосферному), что предотвращаетувеличение давления газа выше атмосферного.Быстродействие многопоточного молекулярно-вязкостного вакуумногонасосаопределяетсяколичествомпроточныхоткачивающих газ из всасывающей полости насоса.частей,одновременно137При рассмотрении этой системы можно представить, что работаютпараллельно несколько насосов с разными откачными параметрами [24]Smax1 ≠ Smax2,τmax1 ≠ τmax2.Откачные параметры Smax и τmax всей вакуумной системы из несколькихнасосов определяется характеристиками этих насосов.Суммарный поток Q разбивается на ряд потоков Qi в зависимости от числапроточных частей:nQ   Qi ,i 1причёмnQ  Spвс  pвс  Si ,i 1где S – быстрота откачки камеры всеми проточными частями насоса придавлении всасывания pвс, м3/с;Si – быстрота откачки камеры i–ой проточной частью насоса при давлениивсасывания pвс, м3/с.При проводимости соединительных трубопроводов U >> Si отношениядавлений, обеспечиваемые каждой из проточных частей насоса, равны междусобойi pн.piБыстроты действия любой проточной части можно определить следующимобразом:Si Smax i  max i   i . max i  1Уравнение откачной характеристики вакуумной системы, состоящей изпараллельно работающих вакуумных насосов представляет собой линейнуюзависимостьS(τ)сосновнымипараметрамиSmaxиτmax.Суммарнаяхарактеристика вакуумного насоса характеризоваться максимальной быстротой138действия при параллельной работе n проточных частей с отличающимисяоткачными характеристикамиnSmax   Smax ii 1и максимальным отношением давленийSmax i  max i n max i  1i 1  max i  1i 1 n,Smax i n  max i  1i 1  max i  1 i 1n maxгде τmax вычисляется из условия равенства потоков, но с учетом того, чтопроточная часть насоса с меньшим τmaxi рассматривается как сопротивление изза того, что пропускает газ в направлении обратном относительно направленияоткачки.Как правило, расчет откачных характеристик насоса проводится для рядавеличин потоков газа при постоянном потоке натекания газа (негерметичностьи газовыделения).Откачными параметрами многоступенчатого МВВН с подачей газа на 4проточные части первой ступени являются быстрота действия S2 и отношениедавлений τ2, представленные кривой 2 на Рисунке 4.15.

Кривая 1 на Рисунке4.15. показывает откачные параметры (быстрота действия S1 и отношениедавлений τ1) многоступенчатого МВВН с подачей газа только на всасываниеодной проточной части, а затем последовательно переходит на остальныепроточные части насоса.Таким образом, максимальное отношение давлений в насосеτ2,откачивающем систему параллельно соединенными ступенями, становитсяменьше по сравнению с максимальным отношением давлений τ1 в насосе, вкоторомвсепроточныечастиработаютпоследовательно.Величинамаксимального отношения давлений τ2, создаваемое проточными частями припараллельном соединении, меньше максимального отношения давлений однойпроточной части, но больше максимального отношения давлений последней с139минимальным τmax.

Однако суммарная быстрота действия S2 возрастаетсущественно по сравнению с быстротой действия насоса S1 с последовательнымсоединением проточных частей (приблизительно равна сумме быстротдействия насоса с параллельным соединением проточных частей). Конструкциянасоса позволяет увеличить быстроту действия, сократив его габариты посравнению с насосами с аналогичной быстротой действия (при подаче газа напервую проточную часть) при частичном снижении максимального отношениядавлений, причем устраняется осевая нагрузка на подшипниковые узлы насоса.Рисунок 4.15.

Зависимость быстроты действия насосаот максимального отношения давлений1 – МВВН с подачей газа на одну проточную часть насоса;2 – МВВН с подачей газа на несколько проточных частей одновременноТакое исполнение проточной части МВВН при одинаковых скоростяхдвижения роторного барабана, материале и размерах позволяет увеличитьбыстроту действия насоса приблизительно в четыре раза Sн = 0,470 м3/с.Конструктивнаясхемамногопоточногопредставлена на Рисунках 4.16., 4.17.многоступенчатогоМВВН140Рисунок 4.16. Схема многопоточного молекулярно-вязкостноговакуумного насоса1 – корпус; 2 – статор; 3 – вал; 4 – ротор; 6 – всасывающий патрубок;9 – промежуточные окна; 12 – каналы в статоре; 13, 18 – коллектор; 15 –нагнетательный патрубок; 20 – клапаныНа Рисунках 4.18., 4.19.

показаны схемы движения потоков газа в насосе.Основное отличие от предыдущих конструктивных схем заключается в том,каждый поток газа представляет собой два потока при подводе газа в центрпервой проточной части левого и правого потоков, которые также являютсяпервой ступенью насоса.141Рисунок 4.17. Разрез А–А схемы многопоточного молекулярно-вязкостноговакуумного насоса9 – промежуточные окнаНасос содержит корпус 1, в котором между внешним статором 2 ивнутренним ротором 4, соединенным с валом 3, расположены коаксиальнопромежуточные ступени, Вокруг внешнего статора в корпусе образованакольцевая полость, сообщенная со всасывающим патрубком.Принцип действия многопоточного МВВН заключается в том, чтовсасывание газа осуществляется по многопоточной схеме, т.е.

поток газа 5,попадая во всасывающий патрубок 6 насоса, делится на два равных потока 7 и8. Затем каждый поток газа 7 и 8, попадая на первую ступень насоса через142промежуточные окна 9, еще раз делится на два потока газа. Каналы на смежныхповерхностях ротора и статора образуют проточные части многопоточногоМВВН.Рисунок 4.18. Схема движения газа в многопоточном молекулярно-вязкостномвакуумном насосе (позициями показаны потоки газа). В качестве проточной части многопоточного МВВН используетсямолекулярно-вязкостнаяпроточнаячастьнасоса,котораяобразованавинтовыми каналами, расположенными на смежных поверхностях ротора истатора. Формы профиля каналов на роторе и статоре выполняютсяодинаковыми, с равными габаритными размерами.143Рисунок 4.19.

Схема движения газа в многопоточном молекулярно–вязкостномвакуумном насосеНаправление каналов на роторе и статоре выполнено под одним углом кторцевой поверхности, но с противоположным направлением. Откачныехарактеристики проточных частей насоса зависят от их геометрическихразмеров и скоростных параметров. Проточные части с отличающимисяоткачными характеристиками образуют ступени насоса, нумерация которыхначинается со стороны всасывания. Номера остальных считаются по порядку,начиная с первой и заканчивая ступенью расположенной максимально близко кзоне нагнетания.

Статоры промежуточных ступеней выполнены из двух частей,144каждая из которых закреплена одним концом в корпусе, а через зазор междуними пропущены перемычки, соединяющие смежные роторы между собой.Поток газа 5 из всасывающего патрубка 6, разделяясь на два и болееравных потока 7 и 8, поступает в промежуточные окна 9, симметричноотносительно оси всасывающего патрубка распределенныеравномерно попоперечному сечению внешнего статора. Такое расположение окон необходимодля обеспечения равномерного попадания газа в проточную часть насоса, засчет увеличения проводимости зоны всасывания газа, без увеличения габаритовнасоса.Из промежуточных окон 9 газ 7 поступает на вход в первую ступеньМВВН, где делится на два потока 10 и 11.

Поток газа 11 сразу после выхода изпервой ступени и поток газа 10, проходящий по каналам 12 через коллектор 13,попадают на всасывание второй ступени насоса, объединяясь в поток 14. Затемпоток 14, последовательно двигаясь по ступеням насоса, после сжатия впоследней ступени поступает в нагнетательные патрубки 15.Из промежуточных окон 9 газ 8 поступает на вход в первую ступеньМВВН, где делится на два потока 16 и 17. Поток газа 16 сразу после выхода изпервой ступени и поток газа 17, проходящий по каналам 12 через коллектор 18,попадают на всасывание второй ступени насоса, объединяясь в поток 19. Затемпоток 19, последовательно двигаясь по ступеням насоса, после сжатия впоследней ступени поступает в нагнетательные патрубки 15.Потоки 19 и 14 откачиваются из нагнетательных патрубков 15дополнительным форвакуумным насосом, если это необходимо, или попадаютв окружающую атмосферу или специальный ресивер.В данной конструкции предусмотрены клапаны 20 для уменьшенияэнергозатрат после каждой из ступеней сжатия в процессе откачки объекта приповешенном давлении (близкого к атмосферному), что предотвращаетувеличение давления газа выше атмосферного.Такая схема проточной части позволяет увеличить быстроту действиянасоса приблизительно в два раза по сравнению со схемой многоступенчатого145МВВН (Рисунок 4.12.), не меняя габаритные размеры насоса.

Характеристики

Список файлов диссертации