CN101796303A - 涡轮分子泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有转子(18)的涡轮分子泵(10)，所述转子(18)通过至少一个滚动轴承(16)安装在外壳(12)上。所述滚动轴承(16)具有不旋转的轴承套(20)和旋转的轴承套(22)。所述不旋转的轴承套(20)借助于弹性振动环(14)安装在外壳(12)上。所述振动环(14)以各向异性的方式构成，使得刚性在圆周上为不均匀的。

Description

涡轮分子泵
技术领域
本发明涉及一种带有转子的涡轮分子泵，所述转子通过至少一个滚动轴承安装在外壳上，其中所述滚动轴承借助于弹性振动环安装在外壳上。
背景技术
涡轮分子泵以超过10,000U/min的高转速运转。在涡轮分子泵的传动机构中并且尤其是在轴承中的振动能够产生热量，使得不仅在以恒定转速连续运转时而且在转速下降期间或者在转速升高期间能够突然地且很快地在轴承中出现温度升高。这在所涉及的构件中引起机械应力并且因此大大地减小了滚动轴承的寿命。
在涡轮分子泵中常见的是将滚动轴承支撑在振动环中，该振动环将滚动轴承相对于外壳在狭窄的范围内以弹性的方式挂起。由此可以在转子的第二刚体-共振频率之上驱动涡轮分子泵，并且不仅在通过临界转速时而且在额定转速时尽可能小地保持支撑力。
作为振动环可以使用圆形密封环，矩形环和其它几何形状的横截面的环。基本上，已知的振动环关于其弹性特性和阻尼特性在圆周上具有均匀的特征。由此可以构成能振动的系统，其中滚动轴承的不旋转的轴承套用作振动的质量并且轴承刚性和振动环的刚性用作弹簧。不旋转的轴承套因此可以执行与旋转的轴承套和外壳不相关的运动，由此会产生巨大的热能量。
发明内容
与此相对，本发明的目的是提供一种具有改进的振动特性的涡轮分子泵。
该目的根据本发明通过权利要求1的特征实现。
根据本发明的涡轮分子泵具有在周向以各向异性的方式构成的振动环，使得振动环的刚性在其圆周上为非均匀分布。振动环在其圆周上恰好也没有表现出均匀的弹性和阻尼，而是在圆周上非均匀分布的弹性和阻尼。
通过振动环的圆周-不均匀性避免了振动的形成或者不旋转的轴承套的不规则运动。因此大大地减小了热量的产生，使得由热量引起的轴承件的应力，尤其是不旋转的轴承套和旋转的轴承套的应力大大降低。
各向异性的振动环或者说是其各向异性在技术上能够以各种各样的方式实现。
振动环最好一体化构成并且其外部的形状在圆周上为各向异性，也就是说，不是不变的恒定的或者规则的，而是不规则的。振动环例如可以具有多个在圆周上不规则分布的径向支点。在此，支点到其一侧的相邻支点的距离不同于到另一侧的相邻支点的距离。支点在这里理解为振动环的点，不旋转的轴承套直接相连于该点并且相对于外壳被支撑于该点。支点的长度在周向显然也可以改变，正如两个支点之间的非支撑区域的距离可以改变。
振动环最好由弹性的主体形成，该弹性的主体最好由弹性体组成，其中该主体在外壳一侧以连续的方式封闭并且在轴承一侧通过轴向槽断开，该轴向槽将支点相互分开。设有至少3个支点，然而优选至少5个支点。
可选的或者补充的是，振动环由不同的在圆周上分布的材料组成，所述材料分别具有不同的振动特性和阻尼特性。这种振动环在整个圆周上具有不变的横截面，然而由于不同材料在圆周上具有不同的振动特性和阻尼特性，该振动环具有关于所述特性不均匀的或者说是各向异性的构造。
根据另一种替代的实施方式，振动环例如也能够由一致的弹簧丝的螺旋线圈组成，该螺旋线圈通过变化的螺距表现出逐点不同的振动特性和阻尼特性。
附图说明
接下来参照附图详述本发明的实施例。
附图示出带有转子的涡轮分子泵的横截面示意图，该转子被滚动轴承支撑在外壳上。
具体实施方式
图中示出以远远大于10,000U/min的额定转速运转的涡轮分子泵10。
涡轮分子泵10具有外壳12，滚动轴承16借助于振动环14安装在外壳12上，滚动轴承16载有转子18。滚动轴承16具有外部的不旋转的轴承套20、内部的旋转的轴承套22、滚动体24和滚动体保持架26。
振动环14由弹性体一体化构成并且在其圆周上具有各向异性的形状。振动环14由塑料体15组成，该塑料体15在外壳一侧在周向以连续的封闭的方式构成。振动环14具有八个在其圆周上不规则分布的支点30，该支点以径向内侧的支撑岛的形式构成。支点30或者说是支撑岛30通过横截面上为圆形的轴向槽32彼此相互分开。所有轴向槽32以同样宽、同样深且同样的形状的方式构成，并且然而也能够彼此相互不同且尤其是通过不同的槽宽、不同的槽深和不同的槽横截面构成。
轴向槽32的槽宽n可以相同，但是不是必须所有的轴向槽32都是相同的。与此相比，支点宽度s在圆周上变化。无论如何，到一侧的相邻支点30的距离a1不同于到另一侧的相邻支点30的距离a2。所述的距离分别与支点或者说是支撑岛30的周向上的中心有关。

Claims (7)

1.涡轮分子泵(10)，具有通过滚动轴承(16)安装在外壳(12)上的转子(18)，其中
所述滚动轴承(16)具有不旋转的轴承套(20)和旋转的轴承套(22)，并且
所述不旋转的轴承套(20)借助于弹性振动环(14)安装在外壳(12)上，
其特征在于，
所述振动环(14)以各向异性的方式构成，使得刚性在圆周上为不均匀的。
2.根据权利要求1所述的涡轮分子泵(10)，其特征在于，所述振动环(14)一体化构成并且其形状在圆周上为各向异性的。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮分子泵(10)，其特征在于，所述振动环(14)具有多个在圆周上不规则分布的支点(30)。
4.根据权利要求3所述的涡轮分子泵(10)，其特征在于，支点(30)到一侧的相邻支点的距离(a1)不同于到另一侧的相邻支点(30)的距离(a2)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮分子泵(10)，其特征在于，所述振动环(14)由一体化的弹性的主体形成，所述弹性的主体在外壳一侧以连续的方式封闭并且在轴承一侧通过轴向槽(32)被断开，所述轴向槽(32)将所述支点(30)彼此相互分开。
6.根据权利要求1所述的涡轮分子泵(10)，其特征在于，所述振动环由不同的、在圆周上分布的材料组成。
7.根据权利要求1所述的涡轮分子泵(10)，其特征在于，所述振动环由一致的弹簧丝的螺旋线圈组成。
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