Многоступенчатый двухпоточный вакуумный насос

 

Использование: в насосах, работающих в установках для получения вакуума. Сущность изобретения: многоступенчатый двухпоточный вакуумный насос содержит корпус с расположенным в плоскости среднего поперечного сечения всасывающим патрубком и симметрично размещенными торцевыми крышками, в которых размещены патрубки и смонтированы опоры вала ротора. В корпусе закреплен статор, кольца которого выполнены в виде двухсторонних коаксиальных цилиндрических выступов на центральной корпусной вставке и в виде коаксиальных цилиндрических выступов в торцевых крышках. Рабочие колеса ротора выполнена в виде двухсторонних коаксиально цилиндрических ребер на двух радиальных дисках, симметрично насажанных на вал, и установлены между кольцами - выступами статора с образованием снабженных отсекателями рабочих камер, которые расположены последовательно в радиальном направлении в два ряда. Рабочие камеры сообщены с осевым перепускным каналом, при этом перепускные каналы, сообщающие рабочие камеру в ряду, выполнены радиальными. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано для создания вакуума.

Известны многоступенчатые вихревые насосы, содержащие корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками, в котором закреплен статор, ротор, на валу которого насажаны рабочие колеса с лопатками, размещенные между дисками статора с образованием рабочих камер (см. авторские свидетельства СССР N 1060811, кл. F 04 D 5/00, 1983 г. N 1097826, кл. F 04 D 5/00, 1984 г. патент Великобритании N 1583708, кл. F 04 D 17/14, 1981. патент США N 3518021, кл. 415-172, 1970 г.). Рабочие камеры в известных устройствах снабжены отсекателями и последовательно сообщены посредством перепускных каналов, что обеспечивает получение достаточного разрежения (вакуума), но при большом числе ступеней сжатия, значительных осевых и радиальных габаритах насоса. Существенным недостатком этих устройств является низкая эффективность, обусловленная перетечками по зазорам между рабочими колесами и дисками статора, которых не удается избежать при всем многообразии известных конструктивных решений.

Наиболее близким к изобретению по совокупности признаков является многоступенчатый двухпоточный насос, содержащий корпус с размещенным в плоскости среднего поперечного сечения всасывающим патрубком и симметрично расположенными нагнетательными патрубками, статор в виде закрепленного в корпусе пакета профилированных колец, ротор с пакетом насажанных на вал рабочих колес, установленных между кольцами статора с образованием рабочих камер, снабженных отсекателями и сообщенных перепускными каналами, которые симметрично расположены для каждого потока, торцевые крышки, в которых смонтированы опоры вала ротора (см. авторское свидетельство СССР N 436175, кл. F 04D 17/06, 1974г.). Двухпоточная схема включения рабочих камер снижает осевое усилие на ротор и уменьшает потери, связанные с перетечками, однако для получения высокого вакуума необходима высокая точность изготовления статора и ротора со сложным профилем и трудоемкий высококачественный монтаж.

Изобретение направлено на создание простой в изготовлении, надежно работающей конструкции вакуумного насоса.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в многоступенчатом двухпоточном вакуумном насосе, содержащем корпус с размещенным в плоскости среднего поперечного сечения всасывающим патрубком и симметрично расположенными нагнетательными патрубками, статор в виде закрепленного в корпусе пакета профилированных колец, ротор с пакетом рабочих колес, установленных между кольцами статора с образованием рабочих камер, снабженных отсекателями и сообщенных перепускными каналами, которые симметрично расположены для каждого потока, торцевые крышки, в которых смонтированы опоры вала, согласно изобретению рабочие камеры каждого потока расположены последовательно в радиальном направлении как минимум в два ряда, сообщенных осевым перепускным каналом, а перепускные каналы, сообщающие рабочие камеры в ряду, выполнены радиальными, при этом рабочие камеры потока выполнены в виде двухсторонних коаксиальных цилиндрических ребер как минимум на двух радиальных дисках, симметрично насажанных на вал, а кольца статора выполнены соответственно в виде двухсторонних коаксиальных цилиндрических выступов как минимум в одной корпусной вставке и в виде коаксиальных цилиндрических выступов в торцевых крышках.

Кроме того, в центральной корпусной вставке статора могут быть выполнены радиальный и осевой каналы, сообщающие всасывающий патрубок с входными рабочими камерами каждого потока, а в торцевых крышках выполнены каналы, сообщающие выходные рабочие камеры с нагнетательными патрубками, при этом входные и выходные камеры находятся на наименьшем для соответствующего ряда радиусе.

Возможно выполнение ротора с четным числом радиальных дисков, а статора соответственно с промежуточными вставками с двухсторонними коаксиальными цилиндрическими выступами.

Выполнение элементов ротора и статора с упомянутыми двухсторонними ребрами и выступами позволяет применить наиболее прогрессивные, отличающиеся низкой трудоемкостью методы обработки, например литье под давлением, литье по выплавляемым моделям, избежать необходимости выставлять многочисленные зазоры в процессе монтажа. Наконец, предложенное решение позволяет существенно уменьшить габариты и вес вакуумного насоса за счет удачной пространственной компановки ступеней сжатия при одновременном повышении его эффективности.

На чертеже представлен общий вид многоступенчатого двухпоточного вакуумного насоса.

Насос содержит корпус 1, снабженный расположенным в плоскости среднего поперечного сечения всасывающим патрубком 2, торцевыми крышками 3, в которых выполнены нагнетательные патрубки 4. Статор образован закрепленной в корпусе центральной вставкой 5 с кольцами, выполненными в виде двухсторонних коаксиальных цилиндрических выступов 6, и коаксиальными цилиндрическими выступами 7 в торцевых крышках 3, а ротор выполнен с рабочими колесами в виде двухсторонних коаксиальных цилиндрических ребер 8 на двух радиальных дисках 9, симметрично насажанных на вал 10, опоры 11 которого смонтированы в торцевых крышках 3.

Рабочие колеса ребра 8 ротора имеют лопатки 12 и установлены между кольцами статора выступами 6 и 7 с образованием рабочих камер 14, которые снабжены отсекателями 13 и для каждого потока расположены последовательно в радиальном направлении в два ряда. Рабочие камеры 14 в каждом ряду, помимо крайних, сообщены перепускными радиальными каналами 15, при этом крайние рабочие камеры 16 и 17, находящиеся на наименьшем радиусе (т.е. расположенные ближе к оси вала 10,), являются входными и выходными и сообщены соответственно радиальным и осевым каналом 18, выполненным в корпусной центральной вставке 5, с всасывающим патрубком 2, и каналами 19, выполненными в торцевых крышках 3, с нагнетательными патрубками 4, а периферийные рабочие камеры 20 сообщены осевыми перепускными каналами 21.

Многоступенчатый двухпоточный вакуумный насос работает следующим образом.

При вращении ротора рабочая среда засасывается через всасывающий патрубок 2 и по радиальному каналу, а затем по осевому каналу 18 в центральной корпусной вставке 5 поступает, разделяясь на два потока, во входные рабочие камеры 16, из которых по радиальным перепускным каналам направляется к периферийным рабочим камерам 20 первого ряда и по осевому перепускному каналу 21 поступает в периферийные рабочие камеры 20 второго ряда. Из периферийных рабочих камер 20 второго ряда рабочая среда перемещается к выходным рабочим камерам 17 и, пройдя каналы 19, через нагнетательные патрубки 4 выбрасывается наружу. При этом рабочая среда под воздействием лопаток 12 рабочих колес ротора и стенок рабочей камеры совершает сложное спиралевидное движение в объеме рабочей камеры, обуславливающее последовательное повышение давления (создание вакуума) от всасывающего патрубка к перепускному каналу следующей ступени симметрично в каждом потоке.

Формула изобретения

1. Многоступенчатый двухпоточный вакуумный насос, содержащий корпус с размещенным в плоскости среднего поперечного сечения всасывающим патрубком и симметрично расположенными нагнетательными патрубками, статор в виде закрепленного в корпусе пакета профилированных колец, ротор с пакетом рабочих колес, установленных между кольцами статора с образованием рабочих камер, снабженных отсекателями и сообщенных перепускными каналами, которые симметрично расположены для каждого потока, торцевые крышки, в которых смонтированы опоры вала ротора, отличающийся тем, что рабочие камеры каждого потока расположены последовательно в радиальном направлении как минимум в два ряда, сообщенных осевым перепускным каналом, а перепускные каналы, сообщающие рабочие камеры в ряду, выполнены радиальными, при этом рабочие колеса ротора выполнены в виде двусторонних коаксиальных цилиндрических ребер как минимум на двух радиальных дисках, симметрично насаженных на вал, кольца статора выполнены соответственно в виде двусторонних коаксиальных цилиндрических выступов как минимум в одной корпусной вставке и в виде коаксиальных цилиндрических выступов в торцевых крышках.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что в центральной корпусной вставке выполнен осевой канал, сообщающий всасывающий патрубок с входными рабочими камерами каждого потока, а в торцевых крышках выполнены каналы, сообщающие выходные рабочие камеры с нагнетательными патрубками, при этом входные и выходные рабочие камеры расположены на наименьшем для соответствующего ряда радиусе.

3. Насос по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что ротор выполнен с четным числом радиальных дисков, а статор соответственно содержит промежуточные вставки с двусторонними коаксиальными цилиндрическими выступами.

РИСУНКИ

Рисунок 1