一種採用葉盤轉子的小型分子泵的製作方法

2023-09-21 22:02:45

專利名稱：一種採用葉盤轉子的小型分子泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及真空獲得及氣體流動領域，利用葉盤轉子提高轉子結構的空間利 用率，同時兼顧分子泵的可靠性、抽速和壓縮比。
背景技術：
分子泵是一種超高真空獲得設備，主要用來獲得10-3&以內的清潔真空，以 前主要應用於科研領域。隨著真空應用領域的飛速發展，分子泵越來越多的應 用與工業領域，而工業領域一般需要分子泵有較大的抽速或者較高的壓縮比， 以便於在分子泵前級出口壓力較高的情況下工作。現有的小型分子泵多採用的 結構有兩種 一、上半部分為幾級(一般6-8級)葉片結構，下半部分為光筒結 構，而霍爾維克槽為與光筒配合的靜止的內螺旋槽，為了保證壓縮比，這種結 構一般選取的轉速較高；二、單純的光筒結構配以靜止的霍爾維克內螺旋槽， 這種結構一般選取的轉速較低。這兩種結構，前一種結構可以保證抽速和壓縮 比，但是由於轉速較高，產品的可靠性大大降低；後一種結構的壓縮比和可靠 性可以保證，但是由於缺少葉片結構，僅靠光筒的拖動，抽速較小。因此，現 有的兩種結構無法同時滿足可靠性、抽速和壓縮比這三項分子泵重要的指標。

發明內容
本發明的目的在於提供一種在保證可靠性和壓縮比的前提下，提高分子泵抽 速的新型轉子，葉盤轉子結構綜合了上述兩種分子泵的優點而又摒棄了其缺點， 使得分子泵的出口壓強在較高的範圍內仍有較大的抽速，從而更好的適應現在 工業的要求。為了實現上述目的，本發明專利對現有的轉子結構進行了改進。首先，在轉 子的頂面向下加工出垂直頂面的1~3級動葉片，動葉片跟直徑方向成一定角度(0° ~90° )，兩級動葉片間距自由，這樣的結構既有傳統的葉片的抽氣效果， 又有類似霍爾維克筒式的短槽的拖動效果，抽速將是兩者的綜合。其次，對於 單純動葉片壓縮能力有限的缺點，在每級動葉片的間隔中設計了跟動葉片形狀 類似的靜葉片，靜葉片總級數比動葉片少一級。所有葉片的後一級葉片數均不 小於前一級的葉片數，這樣的結構可以提高分子泵對氣體的壓縮能力。再次， 在轉子的頂面外圓部分處的最後一級動葉片，其前半部分(離圓心近的部分) 與第一級葉片類似都是在圓盤頂端向上，後半部分在圓筒的外側跟圓筒成懸臂 結構，其底圓直徑與霍爾維克筒的直徑相同，保證抽氣路徑變化均勻，沒有突 變。後半部分與前半部分頂面在一個一個平面內，高度比例介於1/1-3/1之間。 最後，將霍爾維克槽開在圓筒外壁上，提高了抽氣效率，降低了加工難度。採用上述葉盤後，抽速有了較大的提升，前級耐壓能力大大增強，跟傳統的 結構相比，即保證了壓縮比，又提高了抽速，而且結構簡單，安裝方面，節省 原材料、負載降低等優點，現舉例說明如下(本例中動葉片為三級，齒數分別 為8、 10、 16;靜葉片為一級，齒數為16、 16，與直徑方向的角度分別如圖所示)


圖1為葉盤轉子的立體圖；圖2為葉盤轉子頂面加工出的動葉片的平面圖；圖3為靜葉片的平面圖；圖4為動、靜葉片的裝配關係示意具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。參見圖1-4所示，本發明提供的轉子是在傳統的轉子的頂面增加葉片，通過葉片的級數、傾角、厚度等參數的改進而滿足可靠性、抽速和壓縮比這三項指 標，具體如下圖l為葉盤轉子的立體圖。圖中ll為第一級動葉片，12為第二級動葉片， 13為第三級動葉片。圖2為葉盤轉子頂面動葉片的平面圖。首先，將圓柱形鋁錠在車床上加工出一個圓柱體，外徑為R26。在該圓柱的頂面上向下銑出垂直頂面向上的動葉片， 其中第一、二、三級動葉片與直徑方向的角度分別為ei、 9 2、 9 3，其中ei 為76.37°， 92為64.80°， 9 3為55.80° ， R25、 R24為第一級動葉片的內外徑， R25=20mm， R24=30ram; R23、 R22為第二級動葉片的內外徑，R23=42mm， R22=52mm; R21、 R26為第三級動葉片的內外徑，R21=68mm， R26=80mm，第三級動葉片的後 半部分向外伸出，形成懸臂結構；B21、 B22、 B23為第一、二、三級葉片的厚度， 本例中均為2mm。具體加工如下用車刀在葉盤轉子頂面的葉片所在位置車出三個突出的圓 臺，尺寸如圖2中所示，即先把半徑小於R25的部分車去，車去部分深為5mm， 然後再將半徑大於R24小於R23的部分車去，深度仍為5mm，最後將半徑大於 R22小於R21的部分車去。在加工中心上用棍銑刀加工出第一、二級動葉片， 動片高度為5mm。在加工中心上用棍銑刀將第三級葉片按照第一級葉片的形狀 整體加工出來，深度為5mm;然後開始銑出懸臂結構，並將懸臂結構根部倒圓 角；最後在多頭車床上車出霍爾維克螺旋槽。圖3為靜葉片的平面圖，其中R31、 R32為第一級靜葉片的內外徑，R31-32， R32=40， R33、 R34為第二級靜葉片的內外徑，R33=54， R34=66; 6 31、 6 32 為第一、二級靜葉片與直徑方向的夾角，9 31=62° 、 6 32=75° ; B31、 B32為 第一、二級葉片的厚度，本例中均為2mm。靜葉片的加工方式同動葉片。圖4為動、靜葉片裝配關係的示意圖。其中，41為頂蓋靜葉盤、42為葉盤 轉子、43為支撐頂蓋靜葉盤的泵殼。裝配時，首先把葉盤轉子安裝完畢，然後 在其外側裝上泵殼，最後把頂蓋靜葉片扣到泵殼上，使靜葉片和動葉片在直徑 方向上交叉分布，可以改變泵殼的高度來調整動葉片和靜葉片的交叉長度。
權利要求
1.一種小型分子泵，其中在轉子頂面向下加工出垂直頂面的動葉片，動葉片跟直徑方向成一定角度，這種轉子稱為葉盤轉子，葉盤轉子上方與之搭配的零件是頂蓋靜葉盤，頂蓋靜葉盤通過泵殼支撐在轉子上面，頂蓋靜葉盤的下半部分為靜葉片，靜葉片與直徑方向成一定角度，靜葉片與動葉片存在裝配關係靜葉片從自上而下插在動葉片的徑向間隔中間，動靜葉片之間沒有相互接觸，在直徑方向上交叉存在，通過調節泵殼的高度來調整靜葉片插入動葉片的深度。
2. 根據權利要求l中的小型分子泵，其中動葉片的級數為1~3級，靜葉片比動葉片少一級。
3. 根據權利要求l中的小型分子泵，其中動、靜葉片與直徑方向的夾角均為O。 ~90° 。
4. 根據權利要求l中的小型分子泵，其中葉片從內向外後一級葉片數不少於前一級葉片 的葉片數。
5. 根據權利要求4中的小型分子泵，其中最後一級動葉片的前半部分在頂面上，後半部 分為懸臂結構。
6. 根據權利要求5中的小型分子泵，最後一級動葉片懸臂結構後半部分葉片高度與前半 部分葉片高度的比值介於1/1-3/1之間。
全文摘要
對小型分子泵的轉子結構進行了改進，使轉子頂面多了幾層由內而外的動葉片(一般為1-3層)，呈垂直頂面向上輻射狀，例如下圖結構帶螺旋槽的部分為高速旋轉的霍爾維克轉子，其頂上半徑最小的為第一級動葉片，半徑最大的為第三級動葉片，中間的為第二級動葉片。第三級動葉片部分在頂面內部垂直頂面，部分外伸出頂面，為懸臂結構。外伸部分的動葉片向下延伸，延伸高度大於在頂端內部的動葉片；頂蓋靜葉盤上的葉片為兩級級靜葉片，翻過來插在動葉片之間，總共構成五級抽氣結構，以提高分子泵的抽速。
文檔編號F04D19/00GK101403388SQ20081017582
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月5日 優先權日2008年11月5日
發明者張勤德, 斌 範, 蒙 鄒 申請人:北京中科科儀技術發展有限責任公司