Механический вакуумный насос

 

Использование: в области вакуумного машиностроения для откачки из герметичных объемов воздуха, паров и парогазовых смесей от атмосферного давления до предельного остаточного. Сущность изобретения: при вращении ротора подшипники, закрепленные на пластинах, контактируют с поверхностью корпуса. Остальная торцовая поверхность пластин вращается с гарантированным зазором относительно внутренней поверхности рабочей камеры. 2 ил.

Изобретение относится к вакуумному машиностроению, более конкретно к механическим вакуумным насосам, предназначенным для откачки из герметичных объемов воздуха, паров и парогазовых смесей от атмосферного давления до предельного остаточного.

Известны пластинчато-роторные насосы типа НВР (каталог "Вакуумное оборудование", М., ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1985, с.14), содержащие корпус, в котором вращается эксцентрично установленный ротор. В прорези ротора расположены пластины, поджимаемые пружиной к поверхности корпуса. Ротор насоса совершает до 3000 оборотов в минуту.

Однако при износе внутренней поверхности корпуса в зоне контакта с ротором увеличиваются зазоры в корпусе насоса, что приводит к ухудшению вакуума. В точке контакта пластины с корпусом возникают удельные давления по всей длине пластины, приводящие к повышению температуры масла в точке контакта и его постепенному разложению, ведущему к потере вязкости и смазывающих свойств. Трение пластины о внутреннюю поверхность корпуса приводит к дополнительным затратам мощности.

Известна ротационно-пластинчатая машина с пластинами, снабженная торцевыми выступами, на которых установлены подшипники, вращающиеся в корпусе (патент Германии N 309728, н.кл. 27с, 2).

Недостатком машины при использовании ее для создания вакуума являются кольцевые выточки, выполненные в корпусе и роторе с обеих сторон рабочей камеры насоса, по которым происходит перетечка откачиваемого газа со стороны выхода на вход насоса за счет перепада давления, и как следствие падение быстроты действия и вакуума, достигаемого насосом.

Известен насос, в котором кольцевые полости в корпусе и роторе отсутствуют, а вращающийся элемент (полый ротор на подшипниках), установленный в торце пластины, вращается по внутренней поверхности рабочей камеры устройства [1].

Недостатком прототипа является ограниченная скорость вращения ротора и, следовательно, быстрота действия насоса за счет использования полого ротора диаметром, равным толщине пластины, толщина которой в современных насосах не превышает 3-12 мм, вследствие чего малогабаритный подшипник полого ротора из-за высокой окружной скорости (при числе оборотов ротора до 3000 об/мин) перегревается и выходит из строя; потеря мощности за счет того, что полый ролик, выполненный по всей длине рабочей камеры, подвергается трению-качения также по всей длине рабочей камеры и внутренней выборке пластины, поджимаемой к ролику центробежными силами.

Целью изобретения является повышение быстроты действия насоса и снижение потребляемой мощности.

Это достигается за счет того, что в известном вакуумном насосе, содержащем корпус с крышками и рабочей камерой, в котором эксцентрично установлен ротор с подпружиненными пластинами, на радиальном торце пластин и в роторе со стороны внутренней поверхности рабочей камеры выполнены выемки, в которых установлены подшипники, выступающие относительно торца пластины, диаметром большим, чем толщина пластин.

На фиг.1 изображен вакуумный механический насос, поперечный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Насос содержит корпус 1 с торцовыми крышками 2, в котором эксцентрично установлен ротор 3 с пластинами 4, подпружиненными пружиной 5. На радиальном торце пластин и в роторе выполнены выемки, в каждой из которых на оси 6 установлены подшипник 7 качения, причем между внутренней поверхностью рабочей камеры и торцовой поверхностью пластины создается гарантированный зазор 0,03-0,1 мм.

Устройство работает следующим образом.

При вращении ротора пластины 4 с подшипниками 7 на радиальном торце соприкасаются с внутренней поверхностью рабочей камеры. Остальная радиальная поверхность торца пластины вращается с гарантированным зазором относительно внутренней поверхности рабочей камеры. Зазоры между пластиной и рабочей камерой насоса, а также между подшипником и поверхностью в выемке под подшипник уплотняются маслом, поступающим в корпус насоса.

Повышение быстроты действия насоса при меньших габаритных размерах рабочей камеры насоса обеспечивается за счет установки подшипников, диаметр которых больше толщины пластины, чем достигается подбор подшипников, обеспечивающих повышение оборотов ротора насоса.

Снижение потребляемой мощности достигается за счет уменьшения трения качения при применении двух подшипников качения на торце пластины, которые вращаются с гарантированным зазором относительно внутренней поверхности рабочей камеры.

Формула изобретения

МЕХАНИЧЕСКИЙ ВАКУУМНЫЙ НАСОС, содержащий корпус с рабочей камерой и торцевыми крышками и эксцентрично установленный в нем ротор с подпружиненными разделительными пластинами, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и снижения потребляемой мощности , он снабжен подшипниками, в роторе и пластинах со стороны рабочей камеры выполнены выемки, в которых с возможностью контакта с внутренней поверхностью корпуса размещены закрепленные на пластинах и выступающие относительно их торцов подшипники, при этом диаметр подшипника превышает толщину пластины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2