CN101952602A - 涡轮分子泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种涡轮分子泵，其具有与驱动轴(10)相连接的转子(12)。所述转子(12)具有多个转子翼片(16)。所述转子(12)由定子环(26)围绕，其中每个转子翼片(16)设有一个定子环(26)。为了在工作时允许所述转子翼片的径向膨胀，所述定子环(26)具有环形槽(32)。

Description

涡轮分子泵

技术领域

本发明涉及一种涡轮分子泵。

背景技术

涡轮分子泵具有与驱动轴相连接的且带有多个转子翼片的转子。在各个转子翼片之间设置有静止的定子盘。通常，定子盘不直接与泵外壳相连接，而是由定子环支承。在这种情况下，每个转子翼片设有定子环，其中为了装配，将定子环罩在转子上。在转子翼片或者转子翼片尖端与静止的外壳或者定子环之间必须设有间隙。该间隙是必要的，以便在所有工作状态下阻止转子翼片接触静止的部件，即外壳或者定子环。在这种情况下，间隙的宽度必须大到使得在所有的工作状态下，在没有接触静止的部件的情况下，可能出现转子翼片的热膨胀。此外，在所提供的间隙的宽度方面必须考虑，由于转子动力能够出现转子的倾斜位置。此外，尤其是在磁性支承的驱动轴中，必须考虑由于相对于安全轴承的缝隙而导致的偏移。此外，由于离心力，尤其是在径向方向上出现转子的膨胀。此外，如有需要时必须考虑叠加的公差。在具有约200mm的转子半径的涡轮分子泵中，在转子翼片与外壳或者定子环之间的间隙为2mm。由于存在的间隙，泵入的气体的一部分回流。由于该回流，涡轮分子泵的效率明显降低。

发明内容

本发明的目的是，提供一种涡轮分子泵，通过该涡轮分子泵能够减少回流的气体体积并且因此改善效率。

根据本发明，所述目的通过权利要求1所述的特征得以实现。

根据本发明的涡轮分子泵具有带有多个转子翼片的转子。转子与驱动轴相连接并且由定子元件围绕。尤其是构成为圆柱形的定子元件为涡轮分子泵自身的外壳或者一个，尤其是多个定子环。根据本发明，定子元件具有至少一个环形槽。环绕的环形槽与转子翼片相关联，并且设置在该转子的相应的翼平面中。因此，在工作状态下，环形槽设置在相关联的转子翼片的高度上。因此可能的是，发生转子翼片的在工作期间沿径向方向进入环形槽中的膨胀。因为在工作中由于热负荷并且由于出现的离心力，尤其发生转子翼片的径向膨胀，转子翼片的朝向环形槽的方向的尖端进入环形槽中。因此产生一种无接触的迷宫式密封，以使得在工作状态下，在沿径向方向膨胀的转子翼片中实现一种自动密封。

在这种情况下，环形槽的尺寸选择为，使得在所有工作状态下，避免转子翼片接触环形槽的底部和侧壁。因为在涡轮分子泵工作时，转子翼片的尖端伸入环形槽中，所以在转子翼片的尖端上的间隙的横截面构成为U形。因此，显著地减少了回流的气体体积，并且因此改善了涡轮分子泵的效率。

因为转子翼片的期望的，尤其是由于热影响产生的膨胀在轴向方向上小于在径向方向上，所以在轴向方向上能够设有比在径向方向上小的间隙宽度。因此能够进一步改善密封性。

转子翼片最好具有径向的突出部。这个朝向环形槽的方向的突出部尤其是构成为环形。因此，环形的突出部围绕转子翼片的各个叶片，以使得在工作期间最好仅环形的突出部并且没有叶片插入环形槽中。

环形槽最好与每个转子翼片相关联，其中每个转子翼片最好具有环形的突出部。通过为多个，尤其是至少两个转子翼片设有多个环形槽，能够实现密封性的进一步改善。因为在特别优选的实施形式中，每个转子翼片设有一个环形槽，在工作时构成曲折状的间隙，所述间隙用作无接触的迷宫式密封，以使得能够实现涡轮分子泵的效率的显著的改善。

至少一个环形槽能够构成在外壳的内侧上，该外壳构成为定子元件。然而，在泵外壳内最好尤其是设有多个定子环。通常，每个转子翼片设有一个定子环，其中定子环沿轴向方向连续地设置。因此，定子环沿驱动轴的方向上或者气体的主要输送方向连续地设置。按照根据本发明的涡轮分子泵的构造，在一个或者多个定子环中设有根据本发明的环形槽。最好在所有的定子环中设有环形槽，尤其是在工作时与相应的转子翼片相连接的环形突出部进入该环形槽中。环形槽高度与翼片高度有关，所述翼片高度从入口侧到出口侧逐渐减小(由于密封)。因此，槽深度从在小转子的情况下的约0.5mm变化到在大转子的情况下的约4mm。槽宽度从在小转子的平的翼片的情况下的2mm变化到在大转子的陡的翼片的情况下的15mm。

附图说明

接下来根据优选的实施形式参照附图详细叙述本发明。

附图示出：

图1示出根据现有技术的涡轮分子泵的一部分的放大的示意的剖视图；

图2示出根据本发明的涡轮分子泵的示意的剖视图；以及

图3示出图2中的区域Ⅲ的放大的示意的剖视图。

具体实施方式

按照在图1中示出的根据现有技术的涡轮分子泵的实施例，示出设置在驱动轴10(图2)上的转子12。转子12具有相对于轴10的纵向轴线14或者旋转轴线径向延伸的转子翼片16。每个转子翼片具有转子叶片18，该转子叶片适合于，使得在待输送的气体中平行于纵向轴线，也就是说，在图1中向下沿箭头20的方向产生主流动方向。转子12设置在外壳22中，其中用于容纳转子的外壳具有圆柱形的，需要时阶梯式的凹槽24。

转子翼片16的一部分由定子环26围绕。定子环26沿纵向方向14连续地设置，并且因此遮盖外壳22的圆柱形凹槽24的内侧。在相邻的定子环26之间设有在转子的方向上向内朝向的定子盘28。因此，每个定子盘28设置在两个相邻的转子翼片16之间。

为了在涡轮分子泵工作时阻止转子翼片16的径向外的端部——也就是说转子翼片16的尖端——接触定子环26，在转子翼片16的径向端部与内侧——也就是说朝向转子翼片16的方向的侧面30——之间构成间隙a。在工作期间待输送的气体反向于输送方向20经过所述间隙a流回吸入室中，气体应当从该吸入室中吸出。

在本发明的接下来根据图2和3所述的优选的实施例中，相同的或者类似的部件用相同的附图标记标出。

根据现有技术，根据本发明的涡轮分子泵还具有载有转子12的驱动轴10。转子12同样具有载有转子叶片18的转子翼片16。在所示的实施例中同样将定子环26设置在外壳22内。此外，在所示的实施例中将定子盘28设置在相邻的转子翼片16之间。

根据本发明，在所示的实施例中，所有的定子环在其朝向转子12的方向的内侧上具有环形槽32。环形槽32自身封闭，并且沿着各个定子环26的每一个的整个内侧延伸。

在所示的实施例中，转子翼片16在外部的朝向定子环26的方向的端部上分别具有环形的突出部34。当工作期间，环形的突出部23由于热膨胀、离心力等而移动到相应的环形槽32中。

因此在每个转子翼片中，环形槽32和环形的突出部34位于在图3中分别水平延伸的共同的翼平面36上，为了清楚的原因，在图3中仅示出所述翼平面中的一个。

在图3中上部的转子翼片16没有由定子环围绕。为了在这些转子翼片16方面也获得改善的密封，在外壳22中设有环形槽38。在工作时上部的转子翼片16的突出部34再次伸入环形槽38中。

在以下状态中，即在该状态中涡轮分子泵不处于工作状态，并且因此转子翼片16也没有膨胀或者移动，在转子翼片16的径向端部与定子环26的内侧之间设有装配间隙b。所述装配间隙b为必要的，以便为了装配，将定子环26罩在转子12上。

Claims (8)

1.一种涡轮分子泵，具有：

设置在驱动轴(10)上的且具有多个转子翼片(16)的转子(12)；以及

围绕所述转子(12)的定子元件，

其特征在于，

所述定子元件具有至少一个与所述转子翼片(16)相关联的环绕的环形槽(32、38)，所述环形槽(32、38)设置在所述相关联的转子翼片(16)的所述翼平面(36)中，以便在工作时允许所述转子翼片(16)的径向膨胀。

2.根据权利要求1所述的涡轮分子泵，其特征在于，所述至少一个转子翼片(16)具有在径向上朝向所述环形槽(32、38)的方向的且尤其是环形的突出部(34)。

3.根据权利要求1或者2所述的涡轮分子泵，其特征在于，至少一个环形槽(32、38)与多个、尤其是至少两个转子翼片(16)相关联。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的涡轮分子泵，其特征在于，所述定子元件通过外壳(22)构成，以使得在外壳的朝向所述转子(12)的方向的内侧上设有所述至少一个环形槽(38)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮分子泵，其特征在于，所述定子元件具有多个沿轴向方向(14)连续地设置的定子环(26)，其中在所述定子环(26)中的一个中设有所述至少一个环形槽(32)。

6.根据权利要求5所述的涡轮分子泵，其特征在于，每个定子环(26)与设置在两个相邻的转子翼片(16)之间的定子盘(28)相连接。

7.根据权利要求5或者6所述的涡轮分子泵，其特征在于，每个转子翼片(16)设有一个定子环(26)，其中每个定子环(26)最好具有环形槽(32)。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的涡轮分子泵，其特征在于，在装配状态下，所述定子环(26)的内径比所述转子翼片(16)的外径大了装配间隙的宽度。

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