201386. lajstromszámú szabadalom • Turbomolekuláris vákuumszivattyú
] HU 201386 B A találmány tárgya rotációs szivattyú nemvolumetrikus gázkiszorításhoz, különösen axiális gázáram alkalmazásával keltett nagyvákuumot létesítő szivattyú, főként turbomolekuláris vákuumszivattyú. A tudomány és technika területén jelenleg folyó fejlődés sokféle nagyságú turbomolekuláris vákuumszivattyút igényel, különféle evakuálási tulajdonságokkal. mint például a szívási sebesség és a gázkompresszió mértéke, ami ezen szivattyúk főbb szerkezeti elemeinek méreteit is meghatározza. Egy turbomolekuláris vákuumszivattyú tartalmaz egy üreges sztátort. melynek axiális furatában egy üreges rotor található, amely egy tengellyel van összekötve és ekörül forgóan van meghajtva. A rotor és a sztátor egymás felé fordult felületei között egy turbomolekuláris és egy molekuláris gázevakuáló fokozat csatornái helyezkednek el. A molekuláris gázevakuáló fokozat lehetővé teszi az evakuálandó gáz nyomásának nyomásoldalon 100 Pa-ra való növelését és az evakuálandó gáznak az atmoszférikus nyomásra való további nyomás növeléséhez szükség van egy elővákuum-gázevakuáló fokozatra. amely a szokásos turbomolekuláris vákuumszivattyúknál egy külön választott, a turbomolekuláris vákuumszivattyúra csatlakoztatott elővákuumszivattyúból áll. Eközben azonban az elővákuumszivattyú belső üregeiből a gázevakuáló csatornákon át szénhidrogénmolekulák vándorolnak a technológiai kamra vákuumterébe, ami a vákuum tisztasági fokát és végül is a kibocsátandó produkció jóságát is befolyásolja. Annak érdekében, hogy megakadályozzák a szénhidrogén vándorlását, alkalmaznak például nitrogénfogót, ami azonban a turbomolekuláris vákuumszivattyú szerkezeti felépítését jelentősen nehezíti és drágítja. Ugyancsak ismeretesek olyan turbomolekuláris vákuumszivattyúk, amelyeknél az elővákuum-gázevakuáló fokozat szerepét egy dinamikus tömítés látja el. amelynek csatornái a turbomolekuláris vákuumszivattyú szerkezeti elemeinek két hengeres felülete között találhatók, melyek közül az egyik forgásban van. Az említett felületek közötti rés mérete normál esetben 0.015 és 0.03 mm között van. A dinamikus tömítés csatornáit hornyok alkotják, amelyek legtöbbnyire a forgó szerkezeti elem felületén vannak kialakítva. éspedig derékszög-keresztmetszetű, több-bekezdésű csavarmenet alakjában. A horonymélység folyamatosan csökken a gázszívó-oldaltól a gáznyomó-oldal felé. éspedig 0.1 mm-ről 0.03 mm-re. Emellett a hornyok szélessége azonos a két szomszédos horony között lévő borda szélességével és önmagában ismert módon, számítások útján van meghatározva, a turbomolekuláris vákuumszivattyú megkívánt evakuálási tulajdonságainak megfelelően. Ismeretes az 222409 I.sz. FR szabadalmi leírásból egy olyan turbomolekuláris vákuumszivattyú üreges sztátorral. amelynek belsejében egy üreges rotor található, s ahol ezek között egy turbomolekuláris gázevakuáló fokozat csatornái, valamint egy molekuláris gázevakuáló fokozat ezekkel összekötött csatornái helyezkednek el. melyek össze vannak kötve egy dinamikus tömítés csatornáival, amelyek viszont az atmoszférával közlekednek és amelyeket az üreges rotor belsejében lévő csapágy belső felülete - ebben a csapágyban van a rotortengely egyik vége ágyazva -. valamint azok a hornyok alkotják, amelyek a tengely külső-I ? felületének egy szakaszában vannak kialakítva derékszögű, több-bekezdésű csavarmenet alakjában, ahol a menetmélység folyamatosan csökken a gázszívó-oldaltól a gáznyomó-oldalig. Emellett a tengely külső felületének azon szakasza, amelyben a dinamikus tömítés hornyai ki vannak alakítva, az előre meghatározott evakuálási tulajdonságok - mint a gázkompresszió mértéke - biztosítása érdekében nem lehet kisebb hosszúságú, mint a tengely átmérője. Ez azonban megnöveli a tengely hosszúságát, s ezáltal a csapágy konzolosan ható terhelése, valamint a forgó tengely és a rotor ekvatoriális tehetetlenségi nyomatéka megnövekszik, ami azután behatárolja, illetve korlátozza a tengely forgási sebességét, s következésképpen a turbomolekuláris vákuumszivattyú evakuáló tulajdonságait, mint a gázkompresszió mértéke és a szívási sebesség, amelyek jelentős mértékben függenek a tengely forgássebességétől. A találmány feladata olyan, dinamikus tömítéssel rendelkező turbomolekuláris vákuumszivattyú létrehozása, amely kedvezőbb evakuáló tulajdonságokat biztosít a turbomolekuláris vákuumszivattyúnak anélkül, hogy növelni kelljen annak méreteit. A feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy az üreges sztátorral rendelkező turbomolekuláris vákuumszivattyúnál, ahol a sztátor belsejében egy üreges rotor helyezkedik el, s közöttük egy turbomolekuláris gázevakuáló fokozat csatornái, valamint egy molekuláris gázevakuáló fokozat velük összekötött csatornái találhatók, melyek egy dinamikus tömítés csatornáival vannak összekötve, mely utóbbbiak a szabad atmoszférával közlekednek és az üreges rotor belsejében lévő csapágy belső felülete - ezen csapágyban van a rotortengely egyik vége ágyazva -. valamint azon hornyok által vannak kialakítva, melyek a tengely külső felületének egy szakaszában, derékszögű, több-bekezdéses csavarmenet formájában vannak kiképezve és menetmélységük folyamatosan csökken a gázszívó-oldaltól a gáznyomó-oldalig, a találmány szerint a dinamikus tömítésnek járulékos csatornái vannak, amelyek a dinamikus tömítés fő csatornáival és a molekuláris gázevakuáló fokozat csatornáival vannak összekötve, és a rotor belső felületének egy szakaszában derékszögű, több-bekezdésű csavarmenetek formájában előállított hornyok, valamint a csapágynak ezen szakasz felé fordult külső felülete által vannak kialakítva. A turbomolekuláris vákuumszivattyú szívási sebességének és a gázkompresszió mértékének növelése érdekében célszerű, ha a dinamikus tömítés fő- és járulékos csatornáit alkotó hornyok előállításánál a csavarmenetek ellentétes emelkedésűek és a járulékos csatornák horonymélysége folytonosan csökken a gáznyomó-oldaltól a gázszívó-oldalig. A turbomolekuláris vákuumszivattyú működési biztonságának növelése érdekében előnyös, ha a dinamikus tömítés fő- és járulékos csatornáinál a hornyok elkészítésekor a csavarmenet azonos irányú és a járulékos csatornák horonymélysége folytonosan csökken a gázszívó-oldaltól a gáznyomó-oldalig. A dinamikus tömítésnél a járulékos csatornák jelenléte, amelyeket a rotor hengeres belső felületében kialakított hornyok alkotnak, ahol az említett belső felület átmérője legalább kétszer akkora, mint azon 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
