本發(fā)明涉及真空獲得設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多級高真空干泵。

背景技術(shù)：

國外干泵市場需求量的不斷增長,其主要驅(qū)動來自于半導(dǎo)體行業(yè)、化學(xué)工業(yè)、薄膜產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。干泵或干泵機組維護簡單、清潔無油，越來越成為真空獲得設(shè)備的首選。

高真空干泵作為干泵機組的替代品，可以實現(xiàn)抽氣范圍從大氣壓到高真空，與干泵機組相比，高真空干泵減少了真空泵、連接管道、閥門、真空計等輔助元件以及它們的控制單元的使用，占地空間小，使用維護方便，抽氣效率高，十分有利于半導(dǎo)體工藝過程的進行，是目前干泵發(fā)展研究方向之一。以下幾種為目前比較典型的高真空獲得設(shè)備。

英國edwards公司生產(chǎn)的epx系列高真空干泵采用模塊化設(shè)計，入口抽氣部分為螺旋級，使抽氣速率最高可達500m³/h，利用牽引分子級壓縮比高的特點，使epx干泵對于n2的壓縮比高達10⁹，排氣部分設(shè)有再生旋渦級，通過葉片的高速旋轉(zhuǎn)對氣體的攪動作用使干泵可以直排大氣，epx干泵的極限壓力可達10^-4pa。但是由于epx系列干泵抽氣級結(jié)構(gòu)的限制，入口部分的單軸大螺旋結(jié)構(gòu)無法更有效的提高抽氣速率，螺旋級與相鄰?fù)彩綘恳壋樗俨钶^大，使氣體不能做到級間充分混合易造成返流從而使抽速下降，最后一級再生級采用同心圓弧溝槽的結(jié)構(gòu)，增加了加工制造難度，從而提高了生產(chǎn)成本。

英國edwards公司生產(chǎn)的next系列渦輪分子泵抽氣部分由渦輪級，盤型牽引級和兩級再生旋渦級組成，next系列干泵由于入口部分采用渦輪級結(jié)構(gòu)使抽速可達400l/s，盤型牽引級的設(shè)置提高了整體的壓縮比，使得對n2壓縮比高達10¹¹，兩級再生旋渦級的主要作用是提高排氣壓力，該產(chǎn)品抽氣性能優(yōu)越，但是串聯(lián)盤型牽引級結(jié)構(gòu)由于氣體在盤間作由內(nèi)向外、由外向內(nèi)的往復(fù)折回運動，氣流運動方向的多次改變必然在轉(zhuǎn)折處出現(xiàn)氣體分子的淤積，造成局部高壓，形成返流，而且由于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)空間的限制使再生級轉(zhuǎn)子級數(shù)較少，通過牽引級的氣體被進一步壓縮的程度較低，導(dǎo)致其排氣壓力最高為10³pa，無法做到直排大氣，應(yīng)用時需要與前級泵構(gòu)成高真空機組。

德國pfeiffer公司生產(chǎn)的ontool系列高真空干泵采用臥式結(jié)構(gòu)，抽氣部分由螺旋槽牽引級和側(cè)槽旋渦級組成，泵體重量小，所需電機功率低，極限真空度可達10^-3pa，抽氣速率最高可達130m³/h，也可作為高真空機組前級泵，該型號的高真空干泵側(cè)槽旋渦級的結(jié)構(gòu)設(shè)計降低了定子加工難度，但是ontool系列干泵入口部分螺旋槽牽引級抽氣速率與轉(zhuǎn)子外徑、螺旋槽幾何尺寸、進排氣口內(nèi)徑等密切相關(guān)，其結(jié)構(gòu)的限制導(dǎo)致干泵入口抽氣速率較低，而且干泵采用臥式結(jié)構(gòu)對于氣流路徑及雜物排出有所限制。

中國專利cn201335027y公開了一種直排式無油高真空泵，抽氣部分基本結(jié)構(gòu)與edwards的epx系列干泵相似，也是由螺旋級，牽引級和旋渦級組成，牽引級結(jié)構(gòu)選擇在定子內(nèi)外圓柱面開螺旋槽，轉(zhuǎn)子為光面圓套筒結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計降低了加工制造難度，延長了氣體通道長度，旋渦級由同心導(dǎo)槽定子和離心槳葉轉(zhuǎn)子組成，多級牽引提供了較大的壓縮比，使極限真空度可達10^-4pa，整體集成度較高，抽氣性能良好，但是由于其牽引級轉(zhuǎn)子和旋渦級轉(zhuǎn)子設(shè)計為整體式轉(zhuǎn)子，加工時需要刀具伸出長度較大，易造成刀具震顫，不能保證轉(zhuǎn)子的精密程度從而影響抽氣效果，同時旋渦級定子的導(dǎo)槽加工工藝復(fù)雜，需要先進的加工中心進行加工，成本消耗大，并且其泵體支撐部分薄弱，平穩(wěn)性低，生產(chǎn)成本較高。

中國專利cn201180652y公開了一種高真空直排大氣干泵，其結(jié)構(gòu)與edwards的epx系列干泵也較為類似，入口部分為單軸大螺旋結(jié)構(gòu)，主要作用是主要是完成大排量的吸氣傳輸過程，壓縮比很小。第二級為筒式牽引級結(jié)構(gòu)，它由一個內(nèi)外具有平行的螺旋槽的圓筒定子和一個簡單圓筒轉(zhuǎn)子配合組成，這種設(shè)計使氣體通道延長，對于獲得大的壓縮比有很大幫助，最后一級抽氣級旋渦級由轉(zhuǎn)子盤和多級同心圓弧溝槽定子配合抽氣，葉片在凹槽中高速旋轉(zhuǎn)時對氣體產(chǎn)生巨大的攪動作用，產(chǎn)生旋渦，使氣體通過環(huán)形定子沿著螺旋線爬升，從而帶動氣體沿轉(zhuǎn)子盤轉(zhuǎn)動方向流動，實現(xiàn)高真空直排大氣。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要問題在于多級同心圓弧溝槽的設(shè)計銑制加工過程耗時耗力，不僅加工難度大，其制造成本也較高，而且由于入口螺旋級結(jié)構(gòu)抽速與螺旋線形狀、幾何參數(shù)等密切相關(guān)，提高抽速的方法不夠完善，不利于干泵優(yōu)化抽氣效果。

中國專利cn101392751a公開了一種大抽速型高真空干式真空泵，該設(shè)計在干泵入口部分采用渦輪抽氣級，對于提高干泵抽速很有幫助，中間抽氣部分采用牽引級，利用渦輪級和牽引級的配合，在獲得較大壓縮比的同時也提高了入口抽速，最后一級旋渦級采用側(cè)槽結(jié)構(gòu)，降低了轉(zhuǎn)子加工制造困難，并且三種抽氣級定轉(zhuǎn)子的優(yōu)化組合使泵腔空間利用率高，但是渦輪級葉片較長，有很大的抽氣面積，抽速很大；而牽引級槽深較淺，抽氣面積較小，抽速小，當(dāng)兩者組合后由渦輪葉片壓縮下來的氣體分子一般不能很好地進人牽引槽內(nèi)被牽引泵抽走，因此在渦輪抽氣級和牽引級間造成抽速不匹配問題，引起抽速損失，降低了抽氣效率。

中國專利cn104895808a公開了一種復(fù)合分子泵，抽氣部分由渦輪級和復(fù)合螺旋槽牽引級組成，其中復(fù)合螺旋槽牽引級包括盤型牽引級和筒式牽引級，這種設(shè)計的優(yōu)點在于復(fù)合螺旋槽的設(shè)計使盤型牽引級作為過渡結(jié)構(gòu)，控制氣體壓縮過程中，抽速不會造成驟降，減少了級間返流和對轉(zhuǎn)子的沖擊，使得在保證泵壓縮比的情況下有效地提高了泵的抽氣性能，該泵最高抽速可達4500l/s，但是由于結(jié)構(gòu)空間限制電機功率大小，不能提供足夠的動力克服氣體的壓縮功以達到直排大氣的目的。

美國專利us20130224001a1公開了一種真空泵，包括至少一級分子級和至少一級側(cè)槽旋渦級，其中主要介紹了三種實施方式，第一種為入口部分為渦輪分子級，保證了入口獲得較大抽速，holweck牽引級設(shè)置于渦輪級下方，兼顧了大抽速和大壓縮比的要求，單級側(cè)槽旋渦級設(shè)置于holweck牽引級抽氣通道末端位置，對經(jīng)過前級壓縮的氣體完成攪動與排出，這種抽氣組合方式原理上雖然可行，但是旋渦級的級數(shù)在整體結(jié)構(gòu)的限制下不能增多，無法保證有足夠的動力將氣體直接排到大氣，第二、三種實施方式將旋渦級設(shè)置到渦輪級與holweck級中間位置，氣體流動還是遵循渦輪級-holweck級-側(cè)槽旋渦級的順序，這就造成了氣路與抽氣級位置設(shè)定不統(tǒng)一，通道走向不利于氣體順利通過，易造成級間返流，降低抽氣效果。

美國專利us005848873a公開了一種真空泵，包括筒式牽引級及由同心溝槽通道和同心圓周葉片組成的旋渦級，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計與德國ontool干泵有相似之處，雖然整體轉(zhuǎn)子盤的設(shè)計有助于提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，增大排氣壓力以達到大氣壓，但是其再生級選擇圓盤配合結(jié)構(gòu)，旋渦定子為同心溝槽結(jié)構(gòu)，各溝槽間相位要求嚴格，加工程序復(fù)雜，降低了生產(chǎn)制造可行性，并且入口抽氣級的選擇筒式牽引級，不利于增大入口抽速，從而影響干泵整體抽氣性能。

以上幾種高真空獲得設(shè)備優(yōu)化了定轉(zhuǎn)子設(shè)計與組合，各有優(yōu)勢，但是以上設(shè)計基本都是利用筒式牽引級與旋渦級的組合，雖然可以獲得大的壓縮比，但對抽速有極大的限制，即便入口部分采用大抽速的抽氣級，也沒有考慮各抽氣級間抽速是否得到有效過渡，忽略了對整體抽氣效果的考慮，無法做到使高真空干泵各抽氣級抽速過渡銜接匹配，并且以上各種設(shè)計方案均存在定轉(zhuǎn)子加工工藝復(fù)雜，無法降低生產(chǎn)成本的問題，因此亟需設(shè)計一種在保證高壓縮比的條件下同時具有大抽速，各級抽速匹配良好，加工制造工藝簡單的高真空干泵。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明提供一種多級高真空干泵，其采用渦輪級、盤型牽引級、筒式牽引級和旋渦級四種不同抽氣級類型的組合，對于在保證大壓縮比的條件下有效提高干泵抽氣速率，降低級間返流與泄露，降低零件加工難度，優(yōu)化產(chǎn)品性能。

(二)技術(shù)方案

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：

一種多級高真空干泵，包括轉(zhuǎn)子組裝體、各級定子、電機、底座和外殼，其中，所述轉(zhuǎn)子組裝體包括套裝固定在所述電機主軸上端的渦輪級轉(zhuǎn)子和復(fù)合轉(zhuǎn)子體；所述復(fù)合轉(zhuǎn)子體包括由內(nèi)向外依次固定連接的盤型牽引級轉(zhuǎn)子、筒式牽引級轉(zhuǎn)子、旋渦級轉(zhuǎn)子；所述各級定子由內(nèi)向外包括渦輪級定子、復(fù)合定子一、復(fù)合定子二和旋渦級定子，并分別與所述轉(zhuǎn)子組裝體的渦輪級轉(zhuǎn)子、盤型牽引級轉(zhuǎn)子、筒式牽引級轉(zhuǎn)子、旋渦級轉(zhuǎn)子對應(yīng)設(shè)置；所述底座固定于所述各級定子與轉(zhuǎn)子組裝體下方，所述電機固定于所述底座上，所述外殼固定連接于所述旋渦級定子與所述底座的外側(cè)，所述外殼一側(cè)設(shè)有排氣口，所述渦輪級轉(zhuǎn)子的上方設(shè)有入口。

作為如上所述多級高真空干泵的一種優(yōu)選方案，所述渦輪級轉(zhuǎn)子為閉式葉片層狀分體結(jié)構(gòu)，每一層設(shè)有沿著圓周方向排列的多個第一葉片組成，所述第一葉片間相互平行，并與水平面成20°～40°夾角。

作為如上所述多級高真空干泵的一種優(yōu)選方案，所述盤型牽引級轉(zhuǎn)子包括固定連接的梯形臺和圓盤，所述圓盤的上表面開設(shè)有形狀為圓弧線或阿基米德螺旋線的牽引風(fēng)流槽，所述盤型牽引級轉(zhuǎn)子通過中間設(shè)置的通孔套在所述主軸上；所述筒式牽引級轉(zhuǎn)子為光面圓套筒，其內(nèi)側(cè)下端固定連接所述圓盤，所述光面圓套筒的外側(cè)下端固定連接于所述旋渦級轉(zhuǎn)子的內(nèi)側(cè)下端；所述旋渦級轉(zhuǎn)子為圓筒形，其外側(cè)壁由上至下設(shè)有若干個沿軸向逐漸變小的凸環(huán)，凸環(huán)上伸出環(huán)狀漸薄肋壁，其上開有多個第二葉片，所述第二葉片間相互平行，所述第二葉片為矩形或弓形。

作為如上所述多級高真空干泵的一種優(yōu)選方案，所述復(fù)合轉(zhuǎn)子體為一體設(shè)置或分體設(shè)置，所述分體設(shè)置時，所述光面套筒的內(nèi)側(cè)壁底端設(shè)有與所述圓盤嵌合的槽，所述光面套筒的外側(cè)壁下端設(shè)有卡環(huán)，所述旋渦級轉(zhuǎn)子的圓筒形內(nèi)側(cè)底部設(shè)有卡槽，所述卡環(huán)與所述卡槽相互適配連接。

作為如上所述多級高真空干泵的一種優(yōu)選方案，渦輪級定子包括多個間隔環(huán)和對應(yīng)的多個單級渦輪定子，每個所述間隔環(huán)固定于所述單級渦輪定子的外側(cè)，所述單級渦輪定子設(shè)有沿著圓周方向排列多個第三葉片，所述第三葉片間相互平行，并與水平面成20°～40°夾角，所述單級渦輪定子的數(shù)量比所述渦輪級轉(zhuǎn)子的級數(shù)少一。

作為如上所述多級高真空干泵的一種優(yōu)選方案，復(fù)合定子一包括固定連接的盤型牽引級定子和第一級筒式牽引級定子，其中，所述盤型牽引級定子為光面的圓盤，該圓盤中心設(shè)有便于所述主軸和所述復(fù)合轉(zhuǎn)子體安裝的通孔；所述第一級筒式牽引級定子為圓套筒，所述圓套筒的表面設(shè)有螺旋槽，所述螺旋槽為阿基米德螺旋線或圓弧線，所述復(fù)合定子一與所述渦輪級定子連接。

作為如上所述多級高真空干泵的一種優(yōu)選方案，所述的復(fù)合定子二為圓套筒結(jié)構(gòu)，所述圓套筒的表面開設(shè)有螺旋槽，所述螺旋槽為阿基米德螺旋線或圓弧線，所述復(fù)合定子二與所述復(fù)合定子一固定連接。

作為如上所述多級高真空干泵的一種優(yōu)選方案，所述的旋渦級定子為多層圓環(huán)，每個圓環(huán)上表面或下表面或上下表面沿周向的至少一部分開設(shè)有環(huán)狀槽，沿周向的剩余部分設(shè)置有凸臺氣流阻擋塊，所述凸臺氣流阻擋塊的第一側(cè)開設(shè)有沿圓環(huán)厚度方向貫通的氣體通道，每一個圓環(huán)的氣體通道均位于相應(yīng)凸臺氣流阻擋塊的第一側(cè)，相鄰圓環(huán)中，下一級圓環(huán)的凸臺氣流阻擋塊位于上一級圓環(huán)的氣體通道的第一側(cè)，所述相鄰圓環(huán)的環(huán)狀槽對向配合形成的槽口與所述凸環(huán)相互適配，所述凸環(huán)插入所述環(huán)狀槽配合形成的槽口內(nèi)，所述槽口與所述凸環(huán)之間有縫隙，所述第三葉片置于所述環(huán)狀槽的槽內(nèi)空腔。

作為如上所述多級高真空干泵的一種優(yōu)選方案，所述高真空干泵還包括水冷座，所述水冷座設(shè)于所述轉(zhuǎn)子組裝體與底座之間，所述水冷座底面設(shè)有渦狀溝槽。

作為如上所述多級高真空干泵的一種優(yōu)選方案，所述多級高真空干泵的入口處設(shè)有過濾網(wǎng)；所述底座的下端外側(cè)設(shè)有散熱片。

(三)有益效果

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在入口渦輪級與壓縮比承擔(dān)級筒式牽引級之間設(shè)置盤型牽引級，一方面保證了高真空干泵的入口大抽速，另一方面利用盤型牽引級在過渡流態(tài)抽速大的優(yōu)點彌補了筒式牽引級抽速較低的不足，在保證壓縮比的情況下對級間抽速做了有效銜接。本發(fā)明在筒式牽引級外側(cè)設(shè)置了側(cè)槽式旋渦級，降低了旋渦級抽氣通道加工難度，同時利用旋渦級葉片高速旋轉(zhuǎn)對氣體的攪動作用，保證了高真空干泵可以直排大氣。

本發(fā)明提供的多級高真空干泵采用了四種不同抽氣級的組合，匯集了分子牽引、流體動力學(xué)和內(nèi)流動機理，組成了具有大抽速，高壓縮比，級間匹配良好，直排大氣，節(jié)能環(huán)保的高真空干泵。該泵結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，耗能小，效率高，成本低，與現(xiàn)有干泵相比，性能有了較大提升；其解決了現(xiàn)有高真空干泵設(shè)備抽速較低，零部件加工制造過程復(fù)雜，級間抽速不匹配的問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中一優(yōu)選的復(fù)合轉(zhuǎn)子體的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2為圖1中a處結(jié)構(gòu)放大圖；

圖3為本發(fā)明中一優(yōu)選多級高真空干泵的總體結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖4為本發(fā)明中一優(yōu)選渦輪級轉(zhuǎn)子三維效果圖；

圖5為本發(fā)明中一優(yōu)選渦輪級定子三維效果圖；

圖6為本發(fā)明中一優(yōu)選第一級旋渦級定子二維平面圖；

圖7為本發(fā)明中一優(yōu)選第二級旋渦級定子的二維平面圖；

圖8為在圖6中在a-a處朝下的縱截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為在圖6中在b-b處朝下的縱截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為在圖6中在c-c處朝下的縱截面結(jié)構(gòu)示意圖。

【附圖標記說明】

1：盤型牽引級轉(zhuǎn)子；

2：筒式牽引級轉(zhuǎn)子；

3：旋渦級轉(zhuǎn)子；

4：凸環(huán)；

5：肋壁；

6：第二葉片；

7：渦輪級轉(zhuǎn)子；

8：渦輪級定子；

9：復(fù)合轉(zhuǎn)子體；

10：主軸；

11：復(fù)合定子一；

12：復(fù)合定子二；

13：旋渦級定子；

14：排氣口；

15：底座；

16：電機；

17：水冷座；

18：渦狀線槽；

19：外殼；

20：油池；

21：上軸承；

22：下軸承；

23：入口盲板；

24：過濾網(wǎng)；

25：入口法蘭；

26：入口連接環(huán)；

27：第一葉片；

28：間隔環(huán)；

29：單級渦輪定子；

30：第三葉片；

31：旋渦級進氣口；

32：第一凸臺氣流阻擋塊；

33：第二凸臺氣流阻擋塊；

34：旋渦級級間排氣口。

具體實施方式

為了更好的解釋本發(fā)明，以便于理解，下面結(jié)合附圖，通過具體實施方式，對本發(fā)明作詳細描述。

實施例1

一種多級高真空干泵，包括：電機、主軸、各級定子、水冷座、底座、外殼；其中，電機為內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，其主軸豎直安裝于電機內(nèi)部，主軸的中心軸線與電機中心軸線重合；轉(zhuǎn)子組裝體套裝在主軸上端錐軸部分，轉(zhuǎn)子組裝體包括渦輪級轉(zhuǎn)子和復(fù)合轉(zhuǎn)子體；復(fù)合轉(zhuǎn)子體包括由內(nèi)向外依次固定連接的盤型牽引級轉(zhuǎn)子、筒式牽引級轉(zhuǎn)子、旋渦級轉(zhuǎn)子；轉(zhuǎn)子組裝體可通過過盈連接固定在主軸上，可用軸端螺母鎖緊固定；對應(yīng)轉(zhuǎn)子組裝體的各級定子包括渦輪級定子，復(fù)合定子一，復(fù)合定子二和旋渦級定子，分別與所述轉(zhuǎn)子組裝體的渦輪級轉(zhuǎn)子、盤型牽引級轉(zhuǎn)子、筒式牽引級轉(zhuǎn)子、旋渦級轉(zhuǎn)子對應(yīng)安裝；轉(zhuǎn)子組裝體與相應(yīng)各級定子組成由中心軸向外輻射排布的抽氣結(jié)構(gòu)，各級抽氣結(jié)構(gòu)的作用依次為獲得入口大抽速、保證級間氣流過渡、滿足高跨度壓縮比以及充分攪動氣體以直排大氣；底座固定于所述各級定子與轉(zhuǎn)子組裝體下方；電機固定于底座上，外殼對底座及旋渦級定子部分進行定位與緊固，外殼一側(cè)開有排氣口，所述渦輪級轉(zhuǎn)子的上方設(shè)有入口。上述采用渦輪級、盤型牽引級、筒式牽引級和旋渦級四種不同抽氣級類型的進行了組合，對于在保證大壓縮比的條件下有效提高干泵抽氣速率，降低級間返流與泄露，降低零件加工難度，優(yōu)化產(chǎn)品性能。

具體地，渦輪級轉(zhuǎn)子可設(shè)為閉式葉片層狀分體結(jié)構(gòu)，每一級葉列為沿著圓周方向排列的多個平行的第一葉片組成，葉列至少有一級，具體級數(shù)由壓縮比確定，第一葉片的其他幾何參數(shù)由具體實施方式與所需抽氣性能參數(shù)所決定，轉(zhuǎn)子材料可為鋁合金或碳纖維增強復(fù)合材料，各級葉列間通過圓柱銷進行定位，加長螺栓緊固，這種結(jié)構(gòu)加工制造簡單。

復(fù)合轉(zhuǎn)子體的各級轉(zhuǎn)子位置順序按照由內(nèi)向外套設(shè)的盤型牽引級轉(zhuǎn)子-筒式牽引級轉(zhuǎn)子-旋渦級轉(zhuǎn)子進行轉(zhuǎn)子位置分配，這三種轉(zhuǎn)子位置的安排充分考慮到最大程度優(yōu)化干泵壓縮比和抽速，保證兩者都達到最大，利用盤型牽引級氣體通過面積大的特點，協(xié)調(diào)了渦輪級和筒式牽引級間大的抽速差，減少了級間的返流，提高抽氣性能。

復(fù)合轉(zhuǎn)子體的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括由內(nèi)向外依次固定盤型牽引級轉(zhuǎn)子1、筒式牽引級轉(zhuǎn)子2、旋渦級轉(zhuǎn)子3，其中，復(fù)合轉(zhuǎn)子體包括盤型牽引級轉(zhuǎn)子、筒式牽引級轉(zhuǎn)子、旋渦級轉(zhuǎn)子，其中，盤型牽引級轉(zhuǎn)子包括中間設(shè)有通孔的梯形臺和圓盤，圓盤固定于梯形臺下方，圓盤的半徑大于梯形臺的半徑，該圓盤表面露出梯形臺的面上開有牽引風(fēng)流槽，牽引風(fēng)流槽的型線形狀為圓弧線或者阿基米德螺旋線，盤型牽引級轉(zhuǎn)子通過設(shè)置的通孔直接套在主軸錐軸部分，用軸端螺母鎖緊固定；筒式牽引級轉(zhuǎn)子為光面套筒結(jié)構(gòu)，圓盤的外邊沿固定連接于所述光面套筒內(nèi)側(cè)下端，光面套筒的外側(cè)下端固定連接于旋渦級轉(zhuǎn)子內(nèi)部下端，這樣筒式牽引級轉(zhuǎn)子固定于旋渦級轉(zhuǎn)子內(nèi)；旋渦級轉(zhuǎn)子設(shè)于復(fù)合轉(zhuǎn)子體結(jié)構(gòu)外壁，旋渦級轉(zhuǎn)子為圓筒形。

優(yōu)選地，圓筒形的外側(cè)設(shè)有第二葉片，以在排氣側(cè)形成再生級加速氣體向大氣排出。具體，如圖2所示，圖2為圖1中a處的放大圖，其外側(cè)壁由上至下設(shè)有多個沿軸向逐漸變小的凸環(huán)4，凸環(huán)4上伸出環(huán)狀漸薄肋壁5，其上開有多個第二葉片6，所述第二葉片間相互平行，其形狀為矩形或弓形。

復(fù)合轉(zhuǎn)子體的各級轉(zhuǎn)子位置順序按照由內(nèi)向外套設(shè)的盤型牽引級轉(zhuǎn)子-筒式牽引級轉(zhuǎn)子-旋渦級轉(zhuǎn)子進行轉(zhuǎn)子位置分配，這三種轉(zhuǎn)子位置的安排充分考慮到最大程度優(yōu)化干泵壓縮比和抽速，保證兩者都達到最大，利用盤型牽引級氣體通過面積大的特點，協(xié)調(diào)了渦輪級和筒式牽引級間大的抽速差，減少了級間的返流，提高抽氣性能。

各級定子與各級轉(zhuǎn)子相對應(yīng)，包括渦輪級定子、復(fù)合定子一、復(fù)合定子二和旋渦級定子。其中，渦輪級定子的級數(shù)比渦輪級轉(zhuǎn)子的級數(shù)少一級，渦輪級定子包括多個間隔環(huán)和對應(yīng)的多個單級渦輪定子，所述間隔環(huán)固定于所述單級渦輪定子的外側(cè)形成閉式層狀結(jié)構(gòu)，所述單級渦輪定子設(shè)有沿著圓周方向排列的多個平行的第三葉片，所述單級渦輪定子的數(shù)量比所述渦輪級轉(zhuǎn)子的級數(shù)少一。安裝時單級渦輪定子的葉列與各級渦輪轉(zhuǎn)子的葉列對向設(shè)置。

復(fù)合定子一包括相互固定的盤型牽引級定子和第一級筒式牽引級定子，其中盤型牽引級定子為光面圓盤結(jié)構(gòu)，圓盤中心留孔以方便主軸和轉(zhuǎn)子組裝體安裝，第一級筒式牽引級定子為圓套筒結(jié)構(gòu)，外套筒表面加工有螺旋槽與轉(zhuǎn)子配合進行氣體壓縮，螺旋槽型線為阿基米德螺旋線或圓弧線，內(nèi)套筒表面為安裝渦輪定子的空間。復(fù)合定子一與渦輪級定子通過間隔環(huán)固定連接。

復(fù)合定子二包括第二筒式牽引級定子和第三級筒式牽引級定子，為圓套筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)外套筒表面均加工螺旋槽，與轉(zhuǎn)子配合進行氣體壓縮，螺旋槽型線為阿基米德螺旋線或圓弧線，復(fù)合定子二與復(fù)合定子一通過螺釘固定連接。

旋渦級定子為多層圓環(huán)結(jié)構(gòu)，每個圓環(huán)上表面或下表面或上下表面沿周向的至少一部分開設(shè)有環(huán)狀槽，槽截面為圓弧形狀，沿周向的剩余部分設(shè)置有凸臺氣流阻擋塊，凸臺氣流阻擋塊的第一側(cè)開設(shè)有沿圓環(huán)厚度方向貫通的氣體通道，以保證氣體經(jīng)過環(huán)狀槽后順利進入下一級。每一個圓環(huán)的氣體通道均位于相應(yīng)凸臺氣流阻擋塊的第一側(cè)，相鄰圓環(huán)中，下一級圓環(huán)的凸臺氣流阻擋塊位于上一級圓環(huán)的氣體通道的第一側(cè)，相鄰圓環(huán)的環(huán)狀槽對向配合形成的槽口與凸環(huán)相互適配，凸環(huán)插入環(huán)狀槽配合形成的槽口內(nèi)，槽口與凸環(huán)之間有縫隙，第三葉片置于環(huán)狀槽的槽內(nèi)空腔。

該多級高真空干泵工作時的氣流通道為：入口→渦輪抽氣級→盤型牽引抽氣級→筒式牽引抽氣級→旋渦抽氣級→排氣口，并且保證相鄰抽氣段進排氣口相通，并在各抽氣級相鄰部分設(shè)有混氣空間。其中，入口處必要時需要安裝過濾網(wǎng)，以避免灰塵等雜物進入泵腔造成轉(zhuǎn)子葉片損壞。渦輪抽氣級設(shè)為第一級，其抽氣作用是通過定子與高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子葉列相互配合實現(xiàn)的，利用渦輪級在分子流態(tài)下抽速較大的特點，將其設(shè)置與入口部分，有利于提高干泵入口抽速。

本發(fā)明的多級高真空干泵解決了現(xiàn)有高真空干泵設(shè)備抽速較低，零部件加工制造過程復(fù)雜，級間抽速不匹配的問題。

實施例2

本實施例是在實施例1的基礎(chǔ)上，以渦輪級轉(zhuǎn)子為六級，渦輪級定子為例來說明，如圖3所示，為多級高真空干泵總體組成剖視圖，泵腔入口部分為渦輪級轉(zhuǎn)子7、渦輪級定子8，渦輪級轉(zhuǎn)子7為閉式葉片層狀分體結(jié)構(gòu)，由六級葉列組成，通過加長螺栓連接固定，各相鄰兩級葉片通過圓柱銷定位保證同軸度，渦輪級定子8為閉式層狀結(jié)構(gòu)，共五級葉列，分別由五個間隔環(huán)固定，渦輪級轉(zhuǎn)子通過連接筒與復(fù)合轉(zhuǎn)子體9連接，復(fù)合轉(zhuǎn)子體9直接與主軸10相連。

渦輪抽氣級外側(cè)為定子部分，復(fù)合定子一11與渦輪級定子8連接，包括盤型牽引級定子與第一級筒式牽引級定子，復(fù)合定子二12通過螺釘與復(fù)合定子一11相連，包括兩級筒式牽引級定子，最外側(cè)為旋渦級定子13，本實施方案中旋渦級定子設(shè)計為分體結(jié)構(gòu)，最后一級的旋渦級定子13與排氣口14相連。干泵的上述抽氣部分是置于底座15的上方。

為了使電機16快速充分降溫，還設(shè)有水冷座17，水冷座17安裝于轉(zhuǎn)子組裝體與底座15之間，水冷座的底面開有渦狀線槽18用于進入冷水，或以安裝冷水管，電機16置于水冷座內(nèi)。

為了充分保護干泵的結(jié)構(gòu)，最外側(cè)設(shè)有外殼19，在水冷座17外壁攻螺紋，外殼19內(nèi)壁攻螺紋，旋于水冷座17和底座15外部，對水冷座17、底座15及旋渦級定子13部分進行定位與緊固，在外殼19的一側(cè)開有排氣口14。底座15的底部設(shè)置有空腔，該空腔可作為為油池20空間。為了能實現(xiàn)快速降溫，避免干泵溫度過高，在底座15的外側(cè)設(shè)有散熱片，以保證泵體充分換熱。

主軸10為中下段中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部通過熱脹過盈配合連接倒錐式升油軸，組合軸直接插入底座15底部設(shè)置的油池20內(nèi)，轉(zhuǎn)子組裝體下方軸段與油池上方軸段安裝串聯(lián)雙列陶瓷軸承，組合軸高速旋轉(zhuǎn)時通過升油軸將潤滑油輸送到上軸承21處，在流經(jīng)電機16、下軸承22留回油池。

泵腔入口部分依次設(shè)有入口盲板23、過濾網(wǎng)24以及入口法蘭25，入口盲板23、入口法蘭25可采用標準高真空法蘭。干泵抽氣時，通過螺栓將真空室與入口法蘭25連接，連接入口部分與泵體采用入口連接環(huán)26，入口連接環(huán)26通過螺栓與復(fù)合定子一11連接。為了防止雜物進入泵腔，避免破壞轉(zhuǎn)子葉片，在入口處設(shè)有過濾網(wǎng)。

干泵工作過程為氣體由入口部分吸入，經(jīng)過渦輪級轉(zhuǎn)子和渦輪級定子之后進入到復(fù)合轉(zhuǎn)子體與復(fù)合定子一、復(fù)合定子二以及旋渦級定子組成的抽氣空間，通過螺旋槽空間的壓縮作用及葉片在凹槽中的攪動作用，最后通過排氣口排到大氣中。

具體的，如圖4所示，為渦輪級轉(zhuǎn)子三維效果圖，渦輪級轉(zhuǎn)子為閉式葉片層狀分體結(jié)構(gòu)，由六級葉列組成，通過加長螺栓連接固定，各相鄰兩級葉片通過圓柱銷定位保證同軸度，葉列由沿著圓周方向排列的扭制或銑制的第一葉片27組成，第一葉片27間相互平行，與水平面夾角為20°～40°，以保證入口大抽速的實現(xiàn)。相應(yīng)的，如圖5所示，為渦輪級定子三維效果圖，渦輪級定子包括間隔環(huán)28和單級渦輪定子29，間隔環(huán)28用來固定單級渦輪定子29位置，其中，單級渦輪定子29為閉式層狀結(jié)構(gòu)，第三葉片30由沿著圓周方向排列的扭制或銑制葉片組成，第三葉片30間相互平行，與水平面夾角為20°～40°。

復(fù)合轉(zhuǎn)子體可設(shè)為一體合成或分體設(shè)置，本實施例是采用分體設(shè)置，可采用如下結(jié)構(gòu)：圓盤可嵌合于光面套筒的內(nèi)側(cè)壁底端設(shè)有的槽內(nèi)，光面套筒的外側(cè)下端設(shè)有突出的卡環(huán)，旋渦級轉(zhuǎn)子的圓筒形內(nèi)側(cè)底部設(shè)有卡槽，卡環(huán)與卡槽相互適配固定，其各級間連接采用熱過盈連接。

旋渦級定子為層狀圓環(huán)結(jié)構(gòu)，每個圓環(huán)下表面沿周向的至少一部分開設(shè)有環(huán)狀槽，槽截面為圓弧形狀，相鄰圓環(huán)環(huán)狀槽對向配合形成的槽口與所述凸環(huán)相互適配，凸環(huán)插入環(huán)狀槽配合形成的槽口內(nèi)，槽口與凸環(huán)之間有縫隙，第二葉片置于環(huán)狀槽的槽內(nèi)空腔。沿周向的剩余部分設(shè)置有凸臺氣流阻擋塊，凸臺氣流阻擋塊的第一側(cè)開設(shè)有沿圓環(huán)厚度方向貫通的氣體通道，每一個圓環(huán)的氣體通道均位于相應(yīng)凸臺氣流阻擋塊的第一側(cè)，相鄰圓環(huán)中，下一級圓環(huán)的凸臺氣流阻擋塊位于上一級圓環(huán)的氣體通道的第一側(cè)。氣體通道與凸臺氣流阻擋塊的總體寬度小于圓環(huán)總周長/(n-1)，從上至下各級氣體通道與凸臺氣流阻擋塊保持順時針或逆時針同向布置，這樣有利于氣流形成旋渦。

具體，層狀圓環(huán)由上而下分別為第一級旋渦級定子至第n級旋渦級定子，凸環(huán)的個數(shù)比旋渦級定子個數(shù)少一；第一級旋渦級定子凸臺氣流阻擋塊旁的氣體通道為旋渦級進氣口，第二至第n-1級旋渦級定子凸臺氣流阻擋塊旁的氣體通道為旋渦級級間排氣口，第n級旋渦級定子凸臺氣流阻擋塊旁的氣體通道為旋渦級排氣口，旋渦級排氣口連通排氣口。如圖6至圖10所示，圖6和圖7分別為第一級旋渦級定子和第二級旋渦級定子朝上的二維平面圖，其中包括旋渦級進氣口31、第一凸臺氣流阻擋塊32、第二凸臺氣流阻擋塊33和旋渦級級間排氣口34，兩級定子同軸安裝與轉(zhuǎn)子葉片形成氣體通道，通過牽引級導(dǎo)流槽的氣體通過旋渦級進氣口31進入到氣體通道中，然后通過葉片高速旋轉(zhuǎn)對氣體產(chǎn)生巨大攪動作用，最后將氣體排出。其中各級旋渦定子安裝時需要注意相鄰兩級凸臺氣流阻擋塊位置對應(yīng)，以保證氣體順利通過各級進排氣口，其中，圖8為在圖6中在a-a處朝下的縱截面結(jié)構(gòu)示意圖，圖9為在圖6中在b-b處朝下的縱截面結(jié)構(gòu)示意圖，圖10為在圖6中在c-c處朝下的縱截面結(jié)構(gòu)示意圖。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明做其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。