Особенности оптимизации проточной части высоко-вакуумных механических насосов в широком диапазоне давлений - page 6

Рис. 2. Откачные характеристики ва-
риантов разрабатываемого ТВН:
1 — откачная характеристика в соответ-
ствии с ТЗ; 2 и 3 — откачные характери-
стики варианта ТВН, обеспечивающе-
го необходимые параметры при давле-
нии p 2 и в заданном диапазоне давлений
р 1 −р 2 соответственно
определенные значения оптималь-
ных параметров, существенно ме-
няющихся для различных значе-
ний р .
Как следует из графи-
ков, при увеличении давления
р > 10−1 . . .1 Па существенно воз-
растают оптимальные значения
D 2опт и Nопт, что, в свою очередь,
приводит к увеличению A min. Это
связано с нарушением молекуляр-
ного режима течения газа в проточ-
ной части насоса и, соответствен-
но, ухудшением откачных параме-
тров колес ТВН и, в свою очередь,
приводит к необходимости увеличения размеров колес и их числа в
пакете с тем, чтобыобеспечить требуемую быстроту откачки.
При значительном уменьшении давления газа на стороне всасы-
вания ( р < 10−4 . . . 10−5 Па) имеет место также рост оптимальных
параметров D 2опт и Nопт , что обусловливается более существенным
влиянием внутренних газовыделений и перетеканий через радиаль-
ные зазоры.
В результате оптимальные значения Amin имеют место при давле-
ниях в диапазоне р = 10− 1 . . . 5 · 10−2 Па.
Одним из весомых преимуществ ТВН является постоянство со-
здаваемой быстроты откачки в широком диапазоне давлений. Как по-
казали приведенные результаты расчетов, обеспечить оптимизацию
параметров проточной части ТВН в полном объеме в обычно требуе-
мом диапазоне изменения давлений р не представляется возможным.
Поэтому с учетом данной особенности предлагается следующая мето-
дология определения оптимальных параметров проточной части ТВН.
На рис. 2 представлены типовые откачные характеристики ТВН.
Пусть графическая зависимость 1 — это требуемая по техническо-
му заданию откачная характеристика, когда обеспечивается требуемая
быстрота откачки S в диапазоне давлений р1 −р2 . Определив опти-
мальные параметры проточной части насоса, поддерживающей требу-
емое значение быстроты откачки при давлении р2 , можно, например,
получить откачную характеристику(зависимость 2) с быстротой откач-
ки Sн1 ≥ S н при давлении р2 . Однако, при давлении р1 создаваемая
быстрота откачки не достигает необходимого значения.
Поэтому, введя определенную коррекцию в параметрыколес в па-
кете ТВН, добиваются обеспечения быстроты откачки Sн2 ≥ Sн во
всем диапазоне давлений р1 −р2 . При этом обязательно решают задачу
минимизации параметра Δ Sн = Sн2 − Sн1 .
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 3 85