CN1013050B - 一种盘形涡轮复合分子泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有过渡结构部分的盘形涡轮复合分子泵。泵芯结构从高真空端到低真空端依涡轮部分、过渡部分、盘形部分的顺序串联而成。过渡部分中的每一级由一片带有涡轮叶齿的旋转动圆盘和一片在盘面上开有特定线形抽气沟槽的定圆盘组成。这种泵在高真空区和低真空区工作时都能得到理想的大流量和高压缩比。

Description

本发明属于高速机械真空泵-分子泵。

现有分子泵的结构有两种基本类型：一种是拖动型分子泵，如盘型分子泵。这类泵主要由高速旋转的平板圆盘动叶轮或盘面上开有若干个特定线形抽气沟槽的定圆盘组成。这类泵的压缩比较高，抽速偏低。另一种是涡轮分子泵，这类泵由轴向交错排列的涡轮动叶片和涡轮静叶片组成。这类泵在压强低于10^-3托的分子流真空状态下工作时具有较大的抽速和较高的压缩比，但在压缩高于10^-3托范围内工作时，抽速、压缩比都下降较大。同时由于涡轮分子泵的叶轮结构的限定，该类泵的前级工作压强限定在10^-2托。

日本发明专利：昭61-226596提出了一种盘形分子泵泵芯结构，该泵的入口端串联安装若干级涡轮分子泵叶轮。其特点在于该泵的盘形分子泵部分的旋转动圆盘外侧圆周为轴流形式的涡轮叶齿结构;内侧盘面为排列有序的两列径流形式的涡轮叶齿结构。该种结构的采用与现有盘形分子泵的动圆盘结构相比有效地避免了由于原有结构的外侧圆周缺少一个具有传输能力的结构而导至的盘形分子泵对气体分子有效抽速的偏低。特别是当盘形分子泵与涡轮分子泵串联相接时，在其联接处由于气体分子的走向由轴流突然改变为径向流动而又缺少协助气体分子进行气体流向转换的传输结构，致使气体分子的运动方向在其联接处遭到相当程度的破坏，造成气体分子运动方向的紊乱，从而使该类复合分子泵的真空性能反而低于相同口径、转速的涡轮分子泵。例如中国发明专利CN85105304A提出的在泵入口端串联安装若干级涡轮分子泵叶轮的盘形分子泵，正是由于其盘形分子泵部分采用了圆周外侧不具有传输结构的动圆盘，并且将两种气体流向根本不同的结构不加过渡地直接串联，从而限制了该泵真空性能的提高，限制了该泵的推 广和应用。

日本发明专利：昭61-226596采用的盘形分子泵动圆盘结构虽然有效地提高了该类复合分子泵的真空性能，但其结构复杂，该动圆盘内侧盘面的涡轮叶齿的采用并不有利于该泵性能的改善，特别是在气体分子由外侧向内侧沿径向运动时两列径流形式的涡轮叶齿间的空隙形成泄流区域，而使气体分子产生运动的主要拖动面    动圆盘内侧盘面    由于盘面径向叶齿及叶齿间的泄流区域的存在而造成动圆盘与静圆盘相对运动所产生的对气体分子的拖动力的降低。

避开上述分子泵的不足之处，本发明提出了一种具有过渡级衔接结构的由轴流涡轮分子泵级与径流盘形分子泵级组成的复合分子泵。该泵的涡轮分子泵级设置在泵壳内靠近入口端，盘形分子泵级设置在泵壳内靠近出口端，其特征在于该泵的涡轮分子泵级与盘形分子泵级的联接处具有由外圆为涡轮短叶齿内侧为平板圆盘的动叶轮与在圆盘面上开有若干个沿圆周均匀分布呈放射状的线形抽气沟槽定圆盘构成的过渡级衔接结构。

该复合分子泵的过渡级衔接结构为单级或多级。

该复合分子泵的盘形分子泵级的动叶轮为平板圆盘结构。

下面结合泵实施例附图详细说明本发明的结构及工作情况：

附图是依据本发明提出的一种14级组合结构的盘形涡轮复合分子泵的局部剖视图。本发明至少由泵壳[1]、电机主轴[2]、涡轮动叶轮[4]、涡轮静叶轮[5]、外圆为涡轮短叶齿内侧为平板圆盘的动叶轮[6]、圆盘面上开有线形抽气沟槽的定圆盘[8]、静隔离环[11]、泵底座[12]等部分组成。

整个抽气系统安装在泵壳[1]内，沿轴向依序排列：涡轮分子泵级[A]设置在泵壳内靠近泵入口端[14]处，由交错排列的涡轮动叶轮[4]和涡轮静叶轮[5]组成;盘形分子泵级[C]设置在泵壳内靠近泵出口端[16]处，由交错排列的平板圆盘动叶轮[10]和圆盘面 上开有线形抽气沟槽的定圆盘组成;过渡级[B]设置在泵壳内涡轮分子泵级与盘形分子泵级的联接处，由外圆为涡轮短叶齿内侧为平板圆盘的动叶轮[6]和圆盘面上开有线形抽气沟槽的定圆盘组成。各级的动叶轮[4][6][10]由螺栓[3]固定在叶轮转子[9]上，叶轮转子[9]由螺栓[13]固定在电机主轴[2]上;各级的静叶轮[5]、定圆盘[8]由静隔离环[11]间隔固定安装在泵底座[12]上。电机驱动电机主轴[2]携带动叶轮转子高速旋转，动、静叶轮相对运动产生良好的抽气效能、较高压缩比。在低真空区域具有大抽速，泵入口压强7.5×10^-3托区域仍具有额定抽速的80%。

Claims (2)

1、一种由轴流涡轮分子泵级与径流盘形分子泵级组成的复合分子泵，该泵的涡轮分子泵级设置在泵壳内靠近入口端，由交错排列的涡轮动叶轮和涡轮静叶轮组成，涡轮动叶轮固定在转轴上，涡轮静叶轮固定在泵壳内，盘形分子泵级设置在泵壳内靠近出口端，由交错排列的平板动叶轮和盘面开有线形抽气沟槽的静叶轮组成，平板动叶轮与涡轮动叶轮固定在同一转轴上，静叶轮固定在泵壳内，其特征在于该泵的涡轮分子泵级与盘形分子泵级的联接处具有由外圆为涡轮短叶齿内侧为平板圆盘的动叶轮与在圆盘面上开有若干个沿圆周均匀分布呈放射状的圆弧线形或对数线形或直线形抽气沟槽定圆盘构成的过渡级衔接结构。

2、按照权利要求1所述的复合分子泵，其特征在于该泵的过渡级衔接结构为单级或多级。