Турбомолекулярный форвакуумный насос

 

Сущность изобретения: ротор установлен на неподвижной оси корпуса посредством радиальных и осевых электромагнитных активных подшипников, содержащих силовые электромагниты, датчики перемещения и систему управления Втулки с конической поверхностью установлены с возможностью осевого перемещения относительно оси и подпружинены относительно нее. Электромагниты и по крайней мере один из датчиков жестко связаны с втулкой Страховочные подшипники установлены на роторе с возможностью взаимодействия с конической поверхностью втулки 1 ил

СОЮЗ CODE ÒÑÊÈÕ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 04 D 19/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) Г - "-" йд ЫД йЬЛИа 1 Е1. r, . ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4899408/29 (22) 03.01.91 (46) 23,07.93. Бюл. М 27 (71) Институт ядерной энергетики АН БССР (72) А,В.Яхницкий (5б) Патент Великобритании N 1459884, кл. F 04 0 19/04, 1976, (54) ТУРБОМОЛЕКУЛЯРНЫЙ ФОРВАКУУМНЫЙ НАСОС (57) Сущность изобретения: ротор установлен на неподвижной оси корпуса

Изобретение относится к насосам для перемещения газов, в частности к турбомолекулярным насосам.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в турбомолекулярном форвакуумном насосе, содержащем корпус с неподвижной осью и установленный на оси ротор на магнитных активных подшипниках с датчиками перемещения и системой управления и страховочные подшипники качения, электромагниты осевых подшипников и один из датчиков осевого перемещения установлены на подпружиненных подвижных в осевом направлении относительно оси статора втулках с конической поверхностью, взаимодействующей со страховочными подшипниками качения, Существенным отличием предлагаемоr0 устройства является установка силовых магнитов осевого подшипника на подвижных втулках. Это позволяет использовать их для управления работой cTpBxoBo÷íûõ под Ю 1828у50 А1 посредством радиальных и осевых электромагнитных активных подшипников, содержащих силовые электромагниты, датчики перемещения и сйстему управления, Втулки с конической поверхностью установлены с возможностью осевого перемещения относительно оси и подпружинены относительно нее; Электромагниты и по крайней мере один из датчиков жестко связаны с втулкой, Страховочные подшипники установлены на роторе с возможностью взаимодействия с конической поверхностью втулки. 1 ил, шипников без дополнительных соленоидных катушек.

Установка там же одного из датчиков осевого перемещения позволяет отслеживать неравномерность термических расширений статора и ротора без изменений осевого зазора между силовым магнитом подшипника и пятой. Взаимодействие страховочных подшипников качения с коническими поверхностями подвижных подпружиненных втулок в аварийном режиме позволяет сохранить точность вращения ротора относительно корпуса и одновременно воспринимать осевую силу, действующую на ротор в любом направлении.

На чертеже схематически показан разрез турбомолекулярного форвакуумного насоса.

В корпусе 1 установлена ось 2 и втулка

3 с винтовыми канавками переменной глубины, Такие же канавки, но обратного направления выполнены на роторе 4 и образуют рабочую часть насоса. Ротор 4 установлен на радиальных магнитных подВ

1828950 шипниках 5 и 6. Электромагниты осевых подшипников 7 и 8 установлены на подвижные в осевом направлении втулки 9 и 10, Пружины 11 и 12 действуют на втулки 9 и 10 и приводят в соприкосновение их конические поверхности со страховочными подшипниками качения 13 и 14. Датчик 15 измеряет зазор между силовым электромагнитом 8 и пятой 16, датчик 17 измеряет положение пяты 18 и соответственно ротора 4 относительно корпуса 1 и электромагнита 7.

Насос работает следующим образам.

По сигналу датчика 15 на силовой электромагнит 8 подается напряжение, Магнит взаимодействует с пятой 16 и поднимает ротор 4 таким образом, что между силовым магнитом 8 и пятой 16, между страховочным подшипникам 13 и конической поверхностью втулки 9 образуются примерно одинаковые осевые зазоры. Пружина 11 при этом сжата силой веса ротора 4 и втулка 9 находится на упоре в выступ оси 2. По сигналу датчика 17 подается напряжение на обмотку электромагнита 7. Электромагнит 7 взаимодействует с пятой 18, вместе с втулкой 10 перемещается вверх, сжимая пружину 12 и дополнительно нагружая верхний электромагнит 8. Между конической поверхностью втулки 10 и страховочным подшипником 14, а также между электромагнитом 7 и пятой

18 устанавливаются примерно равные зазоры. Электромагнитные подшипники 5 и -6 обеспечивают установку ротора 4 в радиальном направлении. С помощью электродвигателя 19 ротор приводится во вращение. Газ сжимается в проточной части, выбрасывает-: ся в атмосферу через отверстия 20, При достижении некоторого вакуума в аткачиваемам объеме сила действия газовых сил на ротор значительно превышает силу его веса. Гни этом дополнительно нагружается нижний осевой подшипник в составе электромагнита 7 и пяты 18, из-за ега конечной жесткости ротор 4 перемещается несколько вверх. Перемещение ротора измеряется датчиком 15, напряжение,падаваемое в обмотку электромагнита 8,изменяется таким образом, что втулка 9 совместно с электромагнитом в .перемещается под действием пружины.11 до восстановления прежних зазоров. Таким же образом компенсируется разность термических расширений статара и ротора. При аварийном отключении питания втулки 9 и 10 вместе с электромагнитами перемещаются под дей"0 ствием пружин 11 и 12 да соприкосновения конических поверхностей втулок со страховочными подшипниками качения 13 и 14.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет повышенную надежность за счет обеспечения беззазорнога вращения ротора 6 страховочных подшипниках при аварийном останаве, При этом уменьшаются вибрации и вероятность каса-. ния ротора о втулку статора при малых ра20 диальных зазорах в проточной части. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет компенсировать неравномерность термических расширений ротора и статорэ, что повышает надежность работы форвакуумнога насоса, Формула изобретения

Турбомалекулярный фарвакуумный насос, содержащий корпус с неподвижной

30 осью, ротор, установленный на аси посредством радиальных и осевых электромагнитных активных подшипников, включающих силовые электромагниты, датчики перемещения и систему управления, страховочные

35 подшипники качения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции, он снабжен втулками с конической поверхностью, установленными с возможностью асевага перемещения относительно аси и подпру.жиненными относительно последней, при этом электромагниты осевых подшипников и по меньшей мере один из датчиков осевого перемещения жестко связаны с втулкой, .

45 а страховочные подшипники установлены на роторе с возможностью взаимодействия с конйческой поверхностью втулки, 1828950

Составитель АЯхницкий

Техред МЗЛоргентал Корректор H,Кеаеля

Редактор Т.Козлова

Производственно-издательский комбиьа "Патент", г. Ух<город, ул.Гагарина, ".01

Заказ 2471 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рау вская наб., 4/5