вихревой вакуумный насос

Формула изобретения

1. Вихревой вакуумный насос, содержащий корпус с кольцевым рабочим каналом со всасывающим и нагнетательным окнами и сообщенной с атмосферой щелью для продувки, размещенный в канале между окнами отсекатель и установленное в корпусе рабочее колесо в виде диска с торцевым лопаточным венцом, при этом щель для продувки выполнена дугообразной, эквидистантной лопаточному венцу, отличающийся тем, что входные и выходные кромки лопаток рабочего колеса размещены на коаксиальных цилиндрических поверхностях соответственно меньшего и большего диаметров, нагнетательное окно выполнено дугообразным, эквидистантным лопаточному венцу и размещено со стороны выходных кромок лопаток венца, а щель для продувки выполнена в зоне расположения нагнетательного окна со стороны входных кромок лопаток венца, причем в окружном направлении рабочего канала щель для продувки одним своим краем расположена смежно с отсекателем.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен установленным в рабочем канале на другом краю щели для продувки козырьком для направления нагнетаемого газа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в технике создания вакуума.

Наиболее близким техническим решением является вихревой вакуумный насос, содержащий корпус с кольцевым рабочим каналом со всасывающим и нагнетательным окнами и сообщенной с атмосферой щелью для продувки, размещенный в канале между окнами отсекателя и установленное в корпусе рабочее колесо в виде диска с торцевым лопаточным венцом, при этом щель для продувки выполнена дугообразной, эквидистантной лопаточному венцу (1). В этой конструкции горячий (после сжатия в проточной части машины) газ отводится из межлопаточного пространства в атмосферу через щель для продувки в корпусе. Тем самым исключается попадание горячего газа на всасывание машины. Благодаря такому отводу происходит как бы продувка межлопаточного пространства венца перед входом лопаток на всасывание. Горячий балластный газ заменяется холодным, что повышает эффективность машины: снижается температура газа на всасывании, увеличивается степень сжатия, увеличивается весовая производительность.

Недостатком конструкции является то, что эффект продувки существенным образом зависит от длины дуги щели: чем она меньше, тем меньше эффект (продувка не полная). С другой стороны, поскольку щель выполнена в зоне расположения отсекателя, ее длина ограничена окружными размерами последнего. Увеличение же окружного размера отсекателя возможно лишь за счет соответствующего уменьшения окружной длины кольцевого рабочего канала, т.е. за счет участка, на котором происходит собственно сжатие, что влечет за собой снижение эффективности машины. Поэтому данная конструкция имеет ограниченные возможности повышения эффективности за счет продувки.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности вихревого вакуумного насоса.

Технический результат достигается тем, что в вихревом вакуумном насосе, содержащем корпус с кольцевым рабочим каналом со всасывающим и нагнетательным окнами и сообщенной с атмосферой щелью для продувки, размещенный в канале между окнами отсекатель и установленное в корпусе рабочее колесо в виде диска с торцевым лопаточным венцом, при этом щель для продувки выполнена дугообразной, эквидистантной лопаточному венцу, входные и выходные кромки лопаток рабочего колеса размещены на коаксиальных цилиндрических поверхностях соответственно меньшего и большего диаметров, нагнетательное окно выполнено дугообразным, эквидистантным лопаточному венцу и размещено со стороны выходных кромок лопаток венца, а щель для продувки выполнена в зоне расположения нагнетательного окна со стороны входных кромок лопаток венца, причем в окружном направлении рабочего канала щель для продувки одним своим краем расположена смежно с отсекателем.

Вихревой вакуумный насос может быть снабжен установленным в рабочем канале на другом краю щели для продувки козырьком для направления нагнетаемого газа.

На фиг. 1 изображен вихревой вакуумный насос; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2.

Вихревой вакуумный насос содержит корпус 1 с кольцевым рабочим каналом со всасывающим и нагнетательным окнами 2 и 3 и сообщенной с атмосферой щелью 4 для продувки, размещенный в канале между окнами 2 и 3 отсекатель 5 и установленное в корпусе рабочее колесо в виде диска 6 с торцевым лопаточным венцом 7, при этом щель 4 для продувки выполнена дугообразной, эквидистантной лопаточному венцу 7, входные и выходные кромки лопаток рабочего колеса размещены на коаксиальных цилиндрических поверхностях соответственно меньшего d и большего диаметра D, нагнетательное окно 3 выполнено дугообразным, эквидистантным лопаточному венцу 7 и размещено со стороны выходных кромок лопаток венца 7, а щель 4 для продувки выполнена в зоне расположения нагнетательного окна 3 со стороны входных кромок лопаток венца 7, причем в окружном направлении рабочего канала щель 4 для продувки одним своим краем расположена смежно с отсекателем 5.

Вихревой вакуумный насос может быть снабжен установленным в рабочем канале на другом краю щели 4 для продувки козырьком 8 для направления нагнетаемого газа. Козырек 8 может быть закреплен на стенке канала винтами 9.

Вихревой вакуумный насос работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса в рабочий канал корпуса 1 через всасывающее окно 2 поступает газ. Лопатками венца 7 газу передается энергия в процессе особого, спиралеобразного (вихревого) движения потока по рабочему каналу от всасывающего окна 2 к нагнетательному окну 3. Сжатый и нагретый при этом газ выводится из рабочего канала через нагнетательное окно 3. Одновременно лопатки венца 7 захватывают свежую порцию газа из щели 4 и выбрасывают ее в то же окно 3, осуществляя продувку межлопаточного пространства венца 7. Поскольку нагнетательное окно 3 выполнено дугообразным, эквидистантным лопаточному венцу 7 и размещено со стороны выходных кромок лопаток, то поток выводимого газа в зоне окна 3 приобретает явно выраженное радиальное направление от центра к периферии колеса (на фиг. 2 и 3 направление потока показано стрелками). Радиально перемещающийся в межлопаточном пространстве венца 7 газ создается эжектирующий эффект в расположенной со стороны входных кромок лопаток щели 4. Благодаря этому эффекту захват свежего газа из щели 4 входными кромками лопаток происходит более интенсивно, усиливая продувку. В результате продувки в межлопаточном пространстве венца 7 оказывается холодный газ. Так как этот газ является балластным (переносится через отсекатель 5 с нагнетания на всасывание), то снижение его температуры существенным образом повышает эффективность машины. В отличие от прототипа рассмотренная конструкция позволяет совместить два газодинамических процесса: нагнетания и продувки в границах одного и того же участка кольцевого рабочего канала. При этом вышеупомянутый эжектирующий эффект позволяет интенсифицировать продувку без увеличения окружной длины щели 4. Козырек 8 способствует смене направления потока в рабочем канале со спиралевидного (вихревого) на радиальное к периферии колеса.