Keywords
:
conductivity, slotted channels, viscous regime, spiral, geometric
parameters.
Развитие различных высокотехнологичных приложений вакуумной
техники, таких как индустрия наносистеми наноматериалов, микро-
электроника, медицина, фармацевтика, термоядерная энергетика, пи-
щевое и упаковочное производства и другие, формирует новые требо-
вания к вакуумному оборудованию. Это, в первую очередь, касается
обеспечения “чистоты” получаемого вакуума, т.е. отсутствия паров
рабочих жидкостей в технологическомобъеме.
Разнообразие механических насосов, способных обеспечить полу-
чение безмасляного вакуума, впечатляет. Наиболее известны: порш-
невые, мембранные, винтовые, спиральные, осевые, центробежные,
пластинчатые, двухроторные типа Рутс, кулачково-зубчатые, молеку-
лярные, турбомолекулярные. В этом перечне присутствуют насосы
низкого, среднего и высокого вакуума.
Одной из наиболее актуальных задач, решаемых в связи с повсе-
местнымпереходомна безмасляные средства откачки, является замена
вакуумных насосов с маслянымуплотнением(пластинчато-роторных
и плунжерных) на “сухие” машины. Очевидно, что безмасляные аль-
тернативы насосов с маслянымуплотнениемдолжны обеспечивать
схожие с последними характеристики как по остаточному давлению,
так и по быстроте действия. Из представленного ряда сухих насосов
наиболее подходящими для этой цели являются три вида бесконтакт-
ных машин: винтовые, спиральные и кулачково-зубчатые. Именно с
этим связан рост объемов их выпуска ведущими зарубежными про-
изводителями [1, 2]. К сожалению, в России ни одна из данных кон-
струкций серийно в виде вакуумного насоса не производится.
Бесконтактные машины являются весьма наукоемкимвидомпро-
дукции. Для изготовления профильных элементов таких насосов (спи-
ралей или роторов) требуется прецизионное дорогостоящее оборудо-
вание. Совершенствование бесконтактных машин возможно только на
базе физически обоснованных и надежно апробированных математи-
ческих моделей, позволяющих получать информацию о влиянии любо-
го конструктивного параметра на откачные характеристики. Недаром,
говоря, например, о спиральных машинах, отмечают, что наличие или
отсутствие такого рода производства можно до определенной степени
рассматривать как показатель уровня развития научно-технического
потенциала страны [3].
В основе математической модели любого бесконтактного насоса
лежат уравнения для расчета перетеканий газа через щелевые каналы
роторного механизма. Геометрия щелевых каналов определяется про-
филем роторов и их взаиморасположением. Профиль роторов очер-
чивается самыми различными кривыми. Часто применяются сложные
72 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2013. № 4
