Когтевые насосы входят в группу сухих поршневых (ротационных) компрессионных насосов как и насосы Рутса. Эти насосы могут иметь несколько ступеней. Их роторы имеют форму «когтей».
Принцип работы когтевых насосов
Принцип конструкции когтевых насосов объясняется с начала на примере 4-ступенчатой конструкции. Поперечное сечение внутри корпуса насоса имеет форму двух частично перекрывающихся цилиндров (рис. 2.23). Внутри этих цилиндров расположены два свободно вращающихся ротора на каждой ступени насоса: (1) с их когтями и углублениями, вращающимися в противоположные стороны относительно их вертикальных осей. Роторы синхронизированы с помощью передачи так же как и насосы Рутса. Чтобы обеспечить оптимальное уплотнение зазоры между ротором в центре корпуса и между стенками очень маленький: чуть более 0,01 мм. Роторы периодически открывают и закрывают входные (5) и выходные (4) щели. В начале рабочего цикла в положении а правый ротор только что открыл входную щель (5). Газ втекает в постоянно увеличивающееся входное пространство (3) в положении b, пока правый ротор не закроет входную щель (5) в положении с. После оба когтя проходят через центральную позицию, вошедший газ сжимается в камере компрессии (2) (положение а), пока левый ротор не откроет выход ную щель (4) (положение b), чтобы выпустить газ. Сразу после начала сжатия (положение а) входная щель (5) открывается, и газ снова втекает в формирующееся входное пространство (3) (положение b). Втекание и выпуск газа выполняется во время двух полупериодов. Каждый ротор проворачивается дважды во время полного рабочего цикла. Между ступенями откачки расположены промежуточные диски с каналами потоков, которые работают со стороны выхода верхней ступени на вход следующей ступени, так что все стороны входа и выхода выровнены по вертикали относительно друг друга (см. рис. 2.24). Тогда как в насосах Рутса входящий газ откачивается через насос при постоянном объеме, а сжатие происходит только в форвакуумном трубопроводе (см. раздел 2.1.3.1), когтевой насос сжимает газы уже в рабочей камере, пока ротор не открыл выхлопную щель. На рис. 2.25 показаны средние значения давления на каждой ступени откачки насоса DRYVAC при входном давлении 1 мбар. Чтобы соответствовать различным требованиям компания LEYBOLD производит две серии когтевых насосов, которые различаются по типу используемого процесса сжатия:
- Многоступенчатые насосы с внутренним сжатием для полупроводниковой промышленности (серия DRYVAC),
- Двухступенчатые насосы без внутреннего сжатия для химической промышленности (серия ALLex).
