range. The influence of different factors on basic parameters of turbomolecular pumps
is analyzed, which will allow the pump efficiency to be increased. Recommendations
on using the blade and disc wheels under various conditions of the pump operation
are given. The application of the recommendations in practice will make it possible
to improve main characteristics of turbomolecular vacuum pumps.
Keywords
:
working wheel, flow path, blade and disc wheels, exhaust parameters,
operation rate.
Существенным преимуществом вакуумных турбомолекулярных
насосов (ТМН) по сравнению с другими высоковакуумными сред-
ствами откачки является относительное постоянство создаваемой бы-
строты действия в широком диапазоне изменения давления газа на
стороне всасывания. Причем протяженность откачной характеристики
зависитотцелого ряда факторов, в числе которых применение разных
конструкций рабочих колес [1–7].
В настоящее время в насосах с осевым направлением потока газа
широко распространены колеса лопаточного и дискового типа, раз-
личающиеся формой и параметрами рабочего канала [2] (проблемы
технологического характера не затрагиваются).
Колеса лопаточного типа характеризуются переменной шириной
канала по радиусу, что позволяет существенным образом увеличить
торцевую площадь каналов и соответственно быстроту откачки, со-
здаваемую колесом. При этом с ростом проводимости каналов в на-
правлении откачки (для прямого потока газа) увеличивается обратный
поток газа, что может привести к определенному снижению создавае-
мой каналами степени повышения давлений
τ
[1].
Колеса дискового типа характеризуются постоянной шириной ка-
нала по радиусу, что позволяет достичь в них более высокой степени
повышения давлений
τ
. Здесь решающее значение имеетвозможность
изменения в широком диапазоне основных параметров каналов колес:
угла наклона лопатки
α
и относительной ширины канала колеса
а
/b
[1, 2, 8].
Таким образом, эффективность использования колес таких кон-
струкций должна зависеть от требуемых параметров откачки проекти-
руемого ТМН.
На рис. 1 приведены результаты расчетов минимальных значений
наружного диаметра колес
D
2 min
, обеспечивающих различные зна-
чения быстроты откачки
S
при давлениях на стороне всасывания
p
= 2
,
67
·
10
−
6
Па (кривая
1
) и
p
= 6
,
67
·
10
−
6
Па (кривая
2
). Мате-
риал колес — дюралюминий марки Д-16; окружная скорость колеса на
наружном диаметре
U
2
= 200
м/с.
Штриховыми линиями показаны зависимости
S
=
f
(
2min
)
при ис-
пользовании лопаточных колес в проточной части, сплошными лини-
ями — зависимости для дисковых колес. Как видно на графиках, взя-
тых в качестве примеров параметров насосов, применение лопаточных
рабочих колес в проточной части является предпочтительным перед
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2013. № 4 55
