專利名稱:一種盤形渦輪復(fù)合分子泵的制作方法
本發(fā)明涉及一種具有過渡結(jié)構(gòu)部分的盤形渦輪復(fù)合分子泵。
現(xiàn)有分子泵的結(jié)構(gòu)有兩種基本類型一種是分子拖動型分子泵，如盤形分子泵。這類泵主要由一高速旋轉(zhuǎn)的平板圓盤和一在盤面上開有若干個特定線形抽氣溝槽的定圓盤組成。這類泵的壓縮比較高，但抽速偏低。另一種是渦輪分子泵，這類泵裝有軸向交錯排列的各級渦輪動片和渦輪靜片。這種泵在壓強(qiáng)低于10-3毫巴的分子流真空狀態(tài)下工作時具有較大的抽速和較高的壓縮比，但在10-2-1.0毫巴的壓強(qiáng)范圍內(nèi)工作時，抽速和壓縮比都下降較大。
隨著一些新興高技術(shù)的出現(xiàn)，對真空泵提出了新的要求，即要求真空泵不但在分子流狀態(tài)下有大的抽速如450/秒和高的壓縮比及低于10-6毫巴的極限壓強(qiáng)，而且在入口壓強(qiáng)為10-2-1.0毫巴時仍具有較大的抽速如150升/秒和較高的壓縮比。而現(xiàn)有的商品渦輪分子泵和其它各種商品真空泵均無法同時滿足上述要求。中國發(fā)明專利GK85105304提出用軸渦輪分子泵和徑向流盤形分子泵組合成復(fù)合分子泵。由于這種復(fù)合分子泵采用的復(fù)合方式是將渦輪部分與盤形部分簡單直接串聯(lián)，使氣體分子的運動方向在兩部分的聯(lián)接處遭到一定程度的破壞，從而使其抽速和壓縮比反而低于相同口徑，相同轉(zhuǎn)速的渦輪分子泵的抽速和壓縮比，因此限制了它的推廣和應(yīng)用。
本發(fā)明的任務(wù)是提出一種帶有盤形渦輪過渡結(jié)構(gòu)的盤形渦輪復(fù)合分子泵，即在泵芯結(jié)構(gòu)的渦輪部分和盤形部分之間加入過渡部分之后，能夠成功地將軸流渦輪部分和徑向流盤形部分組合成具有大流量，高壓縮比的盤形渦輪復(fù)合分子泵;在性能上不但能夠滿足在分子流狀態(tài)下工作時具有大抽速，高壓縮比和低于10-6毫巴的極限壓強(qiáng)，而且在入口壓強(qiáng)為10-2-1.0毫巴時仍有較大的抽速和較高的壓縮比，例如在10-6毫巴時抽速為450升/秒;當(dāng)入口壓強(qiáng)降至6.6×10-2毫巴時，對空氣仍具有150升/秒的抽速。它是一種結(jié)構(gòu)簡單，運動可靠，商品化的復(fù)合分子泵。
本發(fā)明提出的盤形渦輪復(fù)合分子泵的抽氣泵芯結(jié)構(gòu)主要由三部分結(jié)構(gòu)組成，即渦輪部分、盤形渦輪過渡部分和盤形部分。這三部分以直接串聯(lián)的方式，從高真空端到低真空端按照渦輪部分、盤形渦輪過渡部分和盤形部的序順依次串接。
渦輪部分是現(xiàn)有技術(shù)，由沿軸向按動，靜交錯排列的若干片旋轉(zhuǎn)渦轉(zhuǎn)葉片和若干片相應(yīng)靜止的渦輪葉片構(gòu)成。
盤形渦輪過渡部分的結(jié)構(gòu)采用本申請人在中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?713982說明書和權(quán)利要求
書所提出的盤形渦輪分子泵泵芯的單級或多級串聯(lián)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)中旋轉(zhuǎn)圓盤上沿圓周均勻分布有渦輪葉齒，相對于旋轉(zhuǎn)圓盤，裝有與旋轉(zhuǎn)圓盤相平行的定圓盤，定圓盤盤面上開有若干個沿圓周均勻分布呈放射狀圓弧線形抽氣溝槽或?qū)?shù)線形抽氣溝槽或直線形抽氣溝槽。
該結(jié)構(gòu)中旋轉(zhuǎn)圓盤上的渦輪葉齒可以是普通渦輪葉齒，也可以把葉齒開在旋轉(zhuǎn)圓盤的邊緣處，其葉齒長度可以相同，也可以是具有相同長度的長、短葉齒沿圓周相間排列。
該結(jié)構(gòu)的單級，由一片上述發(fā)明結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)圓盤和一片相對于旋轉(zhuǎn)圓盤的一側(cè)盤面上開有上述發(fā)明結(jié)構(gòu)抽氣溝槽的定圓盤所組成。
該結(jié)構(gòu)的多級，其各級旋轉(zhuǎn)圓盤的渦輪葉齒長度及齒數(shù)可以不全相同。
該結(jié)構(gòu)的多級，其各級定圓盤兩側(cè)盤面上都開有上述發(fā)明結(jié)構(gòu)的抽氣溝槽，并且兩側(cè)盤面上的抽氣溝槽的線形走向相反。
該結(jié)構(gòu)的多級，其各級定圓盤盤面上所開的圓弧線形抽氣溝槽槽數(shù)，槽深及線形長度可以不全同，同一盤面上所開的抽氣溝槽可以是具相同長度的長，短圓弧線形槽沿圓周相間分布。
盤形結(jié)構(gòu)部分的每一級由一片旋轉(zhuǎn)的平板圓盤和一在盤面上開有特定線形，如圓弧線形、對數(shù)線形或直線形抽氣溝槽的靜止圓盤構(gòu)成。多級串接時旋轉(zhuǎn)平板圓盤和在一側(cè)或兩側(cè)面開有特定線形，如圓弧線形、對數(shù)線形或直線形抽氣溝槽的靜止圓盤沿軸向按動靜交錯排列。
本泵采用的所有靜止定圓盤面上都開有若干個本發(fā)明文件中所指出的抽氣溝槽，各盤面上槽的數(shù)目和槽的深度根據(jù)設(shè)計參數(shù)的要求可以不同。
本泵在過渡部分和盤形部分兩結(jié)構(gòu)中所采用的靜止定圓盤盤面上開的抽氣溝槽結(jié)構(gòu)特征可以采用本申請人在中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?713982說明書、權(quán)利要求
書所提到的靜止定圓盤的抽氣溝槽，即圓弧線形或直線形抽氣溝槽，也可采用對數(shù)線形或其他線形的抽氣溝槽。
本泵所有的旋轉(zhuǎn)渦輪動片和帶有葉齒的旋轉(zhuǎn)動圓盤以及旋轉(zhuǎn)平板動圓盤都安裝在同一由高速旋轉(zhuǎn)軸帶動的轉(zhuǎn)子上。
在本泵中靜止定圓盤兩側(cè)盤面上所開的圓弧線形抽氣溝槽的走向相反，而且各個盤面上抽氣溝槽的長度或抽氣溝槽的弧長可以不同。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)及詳細(xì)工作情況由以下實施例及附圖給出。
附圖是依據(jù)本發(fā)明提出的一種14級結(jié)構(gòu)的盤形渦輪復(fù)合分子泵的局部剖視圖。
1.泵殼體2.電機(jī)主軸3.螺釘4.渦輪動片5.渦輪靜片6.帶葉齒的動圓盤7.圓弧線抽氣溝槽8.靜止定圓盤9.轉(zhuǎn)子10.旋轉(zhuǎn)動圓盤11.隔離環(huán)12.泵底座13.螺釘14.抽氣口法蘭15.排氣口法蘭16.指示箭頭下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明提出的一種14級結(jié)構(gòu)的具體盤形渦輪復(fù)合分子泵的細(xì)節(jié)。
參照附圖，整個抽氣泵芯安裝在泵殼體[1]內(nèi)，螺釘[3]將渦輪部分[A]的動渦輪葉片[4]和盤形渦輪過渡部分[B]的帶葉齒的動圓盤[6]固定在轉(zhuǎn)子[9]上，轉(zhuǎn)子[9]通過螺釘[13]安裝在電機(jī)主軸[2]上，盤形部分[C]的旋轉(zhuǎn)動圓盤[10]與轉(zhuǎn)子[9]下部加工成一體或二體，所有旋轉(zhuǎn)渦輪動片[4]、帶葉齒的動圓盤[6]和旋轉(zhuǎn)動圓盤[10]與渦輪靜片[5]和在盤面上開有圓弧線形抽氣溝槽[7]的靜止定圓盤[8]沿軸向動，靜交錯排列。渦輪靜片[5]和靜止定圓盤[8]通過隔離環(huán)[11]固定在泵的底座[12]上。工作時轉(zhuǎn)子上的所有動渦輪葉片[4]帶葉齒的動圓盤[6]和旋轉(zhuǎn)動圓盤[10]，在電機(jī)主軸[2]的驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)。渦輪部分[A]包括5級動渦輪葉片[4]和5級靜渦輪葉片[5];盤形渦輪過渡部分[B]包括2片帶葉齒的動圓盤[6]和3級(圓盤的一個側(cè)面稱為一級)開有圓弧形抽氣溝槽[7]的靜止定圓盤[8];盤形部分[C]共有3片旋轉(zhuǎn)動圓盤[10]和5級開有圓弧線形抽氣溝槽[7]的靜止定圓盤[8]。
從附圖可以看出本發(fā)明提出的盤式渦輪復(fù)合分子泵其抽氣過程是所有動片[4]、[6]、[10]以24000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，被抽氣體在動片[4]、[6]、[10]和靜片[5]、[8]的作用下按箭頭[16]所示的方向由入口法蘭[14]進(jìn)入泵體內(nèi)，并從出口法蘭[15]排出泵體。
本發(fā)明提出的盤形渦輪復(fù)合分子泵的極限壓強(qiáng)可達(dá)到1.3×10-3毫巴。本發(fā)明提出的復(fù)合分子泵在分子流狀態(tài)下工作時對空氣的抽速為450升/秒，對空氣的壓縮比為106，當(dāng)泵的入口處壓強(qiáng)降至6.6×10-2毫巴，該泵對空氣仍具有150升/秒的抽速，并且對氫氣的壓縮比為5×103。
權(quán)利要求
1.一種泵芯結(jié)構(gòu)具有高真空端是渦輪部分，低真空端是盤形部分按串聯(lián)方式構(gòu)成的盤形渦輪復(fù)合分子泵，其特征在于泵芯的渦輪部分和盤形部分之間串接有盤形渦輪結(jié)構(gòu)作為過渡部分結(jié)構(gòu)。
2.權(quán)利要求
1所述的復(fù)合分子泵，其特征在于過渡部分是盤形渦輪分子泵泵芯結(jié)構(gòu)，即每一級由裝在轉(zhuǎn)子上的一片帶有渦輪葉齒的動圓盤和一片在盤面上開有若干個沿圓周均勻分布呈放射狀的圓弧線形或?qū)?shù)線形或直線形抽氣溝槽的定圓盤組成。
3.權(quán)利要求
1所述的復(fù)合分子泵，其特征在于盤形部分的每一級是由一片裝在電機(jī)轉(zhuǎn)子上的旋轉(zhuǎn)平板圓盤面上開有若干個沿圓周均勻分布呈放射狀的圓弧線形或?qū)?shù)線形或直線形抽氣溝槽的定圓盤組成。
4.權(quán)利要求
2所述的復(fù)合分子泵，其特征在于盤形渦輪過渡部分可以是單級或多級構(gòu)成。
5.權(quán)利要求
3所述的復(fù)合分子泵，其特征在于盤形部分可以是單級或多級構(gòu)成。
6.權(quán)利要求
1或2所述的復(fù)合分子泵，其特征在于定圓盤盤面上所開的抽氣溝槽的線形可以是沿圓周均勻分布呈放射狀的圓弧線形或?qū)?shù)線形或直線形抽氣溝槽。
7.權(quán)利要求
1、2或3所述的復(fù)合分子泵，其特征在于定圓盤盤面上所開的抽氣溝槽的線形可以是沿圓周均勻分布呈放射狀的圓弧線形或?qū)?shù)線形或直線形抽氣溝槽。
8.權(quán)利要求
2或3所述的復(fù)合分子泵，其特征在于多級串聯(lián)時定圓盤的兩側(cè)盤面上都開有若干個沿圓周均勻分布呈放射狀的圓弧線形或?qū)?shù)線形或直線形抽氣溝槽。
9.權(quán)利要求
8所述的復(fù)合分子泵，其特征在于定圓盤兩側(cè)盤面上所開的抽氣溝槽的線形走相反。
10.權(quán)利要求
8所述的復(fù)合分子泵，其特征在于同一定圓盤的兩個側(cè)面上或不同定圓盤的兩個盤面上所開的抽氣溝槽的數(shù)目可以不同。
11.權(quán)利要求
8、9或10所述的復(fù)合分子泵，其特征在于定圓盤兩側(cè)盤面上開的抽氣溝槽的長度可以不同。
12.權(quán)利要求
8或10所述的復(fù)合分子泵，其特征在于同一定圓盤的兩個側(cè)面上或不同定圓盤的盤面上所開的抽氣溝槽的槽深可以不同。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種具有過渡結(jié)構(gòu)部分的盤形渦輪復(fù)合分子泵。泵芯結(jié)構(gòu)從高真空端到低真空端依渦輪部分、過渡部分、盤形部分的順序串聯(lián)而成。過渡部分中的每一級由一片帶有渦輪葉齒的旋轉(zhuǎn)動圓盤和一片在盤面上開有特定線形抽氣溝槽的定圓盤組成。這種泵在高真空區(qū)和低真空區(qū)工作時都能得到理想的大流量和高壓縮比。
文檔編號F04D19/00GK87103994SQ87103994
公開日1988年12月21日 申請日期1987年6月3日
發(fā)明者朱岳, 王孝珍, 竺長新 申請人:中國科學(xué)院北京真空物理實驗室導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan