Один канал — два механизма откачки: британская заявка на комбинированный вакуумный насос

Обложка: концептуальная визуализация оборудования. Устройство патентного решения раскрыто в схеме и описании ниже.

В заявке Edwards один рабочий канал объединяет молекулярное увлечение газа и регенеративную откачку. Геометрия ротора и статора помогает расширить рабочую область, а последовательное и параллельное соединение каналов позволяет выбирать между сжатием и пропускной способностью.

Зачем объединять принципы

Вакуумный насос работает в среде, свойства которой меняются вместе с давлением. При низком давлении взаимодействие молекул с движущимися поверхностями становится особенно существенным. При более высоком давлении эффективны другие механизмы переноса газа. Поэтому хороший насосный канал для одной области может оказаться неудачным для другой.

Молекулярное увлечение в этой заявке связано с относительным движением близко расположенных поверхностей ротора и статора. Регенеративный эффект создают лопатки: они многократно передают газу импульс, а закруглённые боковые стенки возвращают его в область воздействия следующих лопаток. Конструкция объединяет оба действия в одном канале, а не просто ставит два самостоятельных насоса последовательно.

Геометрия, на которой основано решение

Ротор 30 установлен на валу 54 и обращён к неподвижному статору 40. Рабочий канал образуют сопряжённые поверхности; в описанных вариантах это кольцевые выемки 32 и 42. Лопатки 34 выступают из вращающейся стенки 33 внутрь канала. Противоположная стенка 43 принадлежит статору.

Независимая формула задаёт глубину канала от 3 до 12 мм и долю поверхности канала, образованную ротором, от 30 до 70%. Эти размеры нельзя трактовать как разрешённый зазор между вершиной лопатки и корпусом: глубина канала и технологический зазор — разные величины. Близкие площади неподвижных и вращающихся стенок важны для эффекта увлечения.

В отдельных вариантах ширина канала составляет 1,5–4 его глубины, высота лопатки — 40–60% глубины. Лопатка не должна заполнять всё сечение: газу требуется пространство для циркуляции. Скруглённые стенки направляют эту циркуляцию, а разделители участков препятствуют возвращению газа от выхода к входу.

Как масштабируется насос

Последовательные каналы увеличивают суммарное сжатие. Параллельные каналы увеличивают пропускную способность. В описанном исполнении внешний кольцевой канал передаёт газ внутреннему, а каналы на противоположных сторонах дисков работают параллельно. Дополнительные диски и разделение кольцевого канала на секторы дают разные компоновки.

Увеличение числа входов и выходов сокращает длину каждого сектора. Поэтому выигрыш в производительности может сопровождаться уменьшением сжатия одного участка. Патент прямо обсуждает этот компромисс: число дисков, секторов и ступеней следует выбирать совместно. Это не конструкция, где увеличение любого геометрического параметра автоматически улучшает все характеристики.

Диапазон и практические ограничения

Описание приводит для некоторых вариантов область от 20 до 10⁻³ мбар. Это ориентир отдельного исполнения, а не подтверждённая универсальная характеристика коммерческой линейки. В документе нет достаточных данных, чтобы по одному изображению назначить номинальную скорость откачки, мощность привода или предельное давление готовой установки.

Инженерная оценка потребует кривых скорости откачки и сжатия, данных о нагреве, допустимом давлении на выходе и поведении с конкретными газами. При работе с загрязняющими средами отдельно важны доступ к каналам и устойчивость лопаток к отложениям. Заявка опубликована в Великобритании 24 декабря 2025 года; её дата не переносится в 2026 год из-за времени подготовки этого обзора.

Технические решения

Вакуумные системы в LeakLab. Лаборатория контроля герметичности LeakLab помогает с подбором вакуумного оборудования, проверкой герметичности и согласованием испытательного стенда под рабочий объём, газовую среду и требуемый режим. Для обсуждения задачи укажите диапазон давления, время откачки и условия эксплуатации.

Патентный документ: GB2641916A «Vacuum pump», публикация 24.12.2025.