Brevet FR2526090A1 — publié le 19831104

- DISPOSITIF DE CHAUFFAGE POUR UNE TURBOPOMPE MOLECULAIRE L'invention concerne un dispositif de chauffage pour des turbopompes moléculaires caractérisé en ce que le rotor de la turbopompe moléculaire est chauffé par un champ magnétique dont les lignes de champ sont perpendiculaires à l'axe du rotor Le champ magnétique peut être produit par des aimants permanents ou par des électroaimants Lors de l'utilisation d'électroaimants, le carter et les parties non tournantes d'une turbopompe moléculaire peuvent être chauffés par la chaleur ohmi- que des bobines de champ des électroaimants. Des turbopompes moléculaires sont des pompes à vide pour produire un vide poussé ou un ultravide Pour raccourcir les durées de mise sous vide, il est néces- saire d'accélérer la désorption des surfaces du côté du vide poussé Ces surfaces sont essentiellement for- mées par le carter de la pompe, le rotor, les disques rotoriques et les disques statoriques La désorption des surfaces est accélérée en chauffant ces surfaces Ceci est obtenu jusqu'ici à l'aide de résistances ohmiques se présentant sous la forme d'un chauffage de l'enveloppe. Les surfaces du carter de la turbopompe molécu- laire qui sont situées du côté du vide poussé sont réchauffées relativement rapidement de cette manière. Par contre, les surfaces du rotor et du stator qui sont situées du côté du vide ne sont réchauffées que très lentement, par manque de contact suffisant avec le carter et par absence de conduction de la chaleur dans le vide Le réchauffement a essentiellement lieu uniquement par le rayonnement qui est émis par la surface réchauf- fée qui est située du côté du vide On ne peut pas agir sur la durée de réchauffement des surfaces du rotor et du stator, étant donné qu'on ne dispose que d'une puissance de chauffage limitée et que le carter ne doit pas être chauffé au-delà d'une température détermi- née Actuellement, la durée de réchauffement d'un rotor est d'environ 6 heures. -2- Un autre inconvénient de la méthode actuelle pour chauffer une turbopompe moléculaire réside dans le fait qu'en cas de chute de la vitesse de rotation du ro- tor, des mesures de sécurité doivent être prises pour déconnecter le chauffage. L'invention se propose de fournir un dispositif à l'aide duquel les surfaces du rotor et du stator d'une turbopompe moléculaire peuvent être réchauffées plus rapidement et de façon plus sure qu'avec les disposi- tifs connus jusqu'ici. Ce problème est résolu suivant l'invention grâce au fait que le rotor est tout d'abord réchauffé par des courants tourbillonnaires provenant de la coopé- ration de sa propre rotation et d'un champ magnétique dont les lignes de champ sont perpendiculaires à l'axe du rotor. Les conditions sont idéales pour la transmis- sion de la chaleur par rayonnement des disques rotoriques aux disques statoriques, étant donné que les disques rotoriques et statoriques se trouvent alternativement les uns en face des autres. La production du champ magnétique peut avoir lieu à l'aide d'aimants permanents ou à l'aide d'élec- troaimants Une combinaison des deux types d'aimants est également possible Lors de l'utilisation d'électro- aimants, la chaleur ohmique des bobines de champ des électroaimants peut être utilisée simultanément pour chauffer le carter de la pompe. Le dispositif suivant l'invention pour réchauf- fer la surface d'une turbopompe moléculaire qui se trouve du côté du vide présente les avantages suivants vis- à-vis des dispositifs courants: Le rotor est réchauffé directement et rapide- ment par des courants tourbillonnaires La chaleur peut alors être transmise directement par rayonnement aux disques statoriques, étant donné que ceux-ci font face 3 - aux disques rotoriques En cas de perturbations, qui se traduisent par une réduction de la vitesse de rotation du rotor, le réchauffement du rotor diminue Lors de l'arrêt du moteur, le chauffage est hors de service étant donné qu'il n'apparait plus de courants tourbillonnaires. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de deux modes de réalisation pré- férés mais non limitatifs représentés aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente une turbopompe molécu- laire à un seul flux comportant le dispositif de chauf- fage suivant l'invention; la figure 2 représente le même dispositif en vue en plan; la figure 3 représente une turbopompe molécu- laire à double flux comportant le dispositif de chauf- fage suivant l'invention; et la figure 4 représente le même dispositif suivant la ligne AA sur la figure 3. Les figures 1 et 2 représentent une turbopompe moléculaire à un seul flux, comportant le carter 1, le rotor 2 et les disques rotoriques 3 Les disques statori- ques 4 se trouvent alternativement entre les disques roto- riques La référence 5 désigne la bride de raccorde- ment du côté du vide poussé, la référence 8 les paliers et la référence 9 le moteur d'entraînement Sur la périphérie extérieure du carter 1 sont disposés des aimants permanents 6 ou des électroaimants 7 qui servent à produire un champ magnétique dont les lignes de champ sont perpendiculaires à l'axe du rotor Le champ magné- tique peut également être produit par une combinaison d'aimants permanents et d'électroaimants. Les figures 3 et 4 représentent une turbopompe moléculaire à double flux comportant le dispositif de chauffage suivant l'invention La partie située du côté du vide poussé est formée par le carter sphéri- 4 - que 1 Ici, on utilise des aimants permanents, ou des électroaimants, ou une combinaison des deux 1 qui produisent le champ magnétique nécessaire pour le réchauffement du rotor. R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif de chauffage pour une turbopompe, moléculaire, caractérisé par le fait que le réchauf- fement des composants de la turbopompe moléculaire situés du côté du vide poussé a lieu grâce à un champ magnétique dont les lignes de champ sont perpendiculai- res à l'axe du rotor ( 2). 2 Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé par le fait que le rotor ( 2) de la turbopompe moléculaire est chauffé par un champ magnétique, perpen- 1 O diculaire à son axe, qui est produit par des aimants permanents ( 6). 3 Dispositif suivant la revendication 1, carac- térisé par le fait que le rotor ( 2) de la turbopompe moléculaire est chauffé par un champ magnétique, perpen- diculaire à son axe, qui est produit par des électro- aimants ( 7). 4 Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que le carter ( 1) et les parties non tournantes de la turbopompe moléculaire sont chauf- fés par la chaleur ohmique des bobines de champ des électroaimants ( 7). Dispositif suivant les revendications 1 à 4,. caractérisé par le fait que les aimants permanents ( 6) et/ou les électroaimants ( 7) sont disposés à l'extérieur sur le carter ( 1) de la pompe, au-dessous de la bride ( 5) du côté du vide poussé, dansle cas d'une turbo- pompe moléculaire à un seul flux. 6 Dispositif suivant les revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les aimants permanents ( 6) et/ou les électroaimants ( 7) sont disposés surle carter ( 1) sphérique de la pompe du côté du vide poussé, dans le cas de turbopompes moléculaires à double flux.