CN102536853A - 高性能复合分子泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能复合分子泵，包括泵壳、转子体、底盘、油池座等，转子体与电机主轴固定连接，该分子泵自进气口至排气口由涡轮叶片级与筒式牵引级串联而成；涡轮叶片级包括设于转子体上的涡轮动叶片和设于隔离环上的涡轮静叶片；筒式牵引级包括设于转子体与牵引级定子之间的螺旋导流槽；隔离环和牵引级定子固定于所述泵壳上。可以同时兼备大抽速和高压缩比，并具有较强的前级抗压能力，可获得高真空与超高真空。

Description

高性能复合分子泵
技术领域
本发明涉及一种真空获得设备，尤其涉及一种高性能复合分子泵。
背景披术
随着科技的发展，特别是半导体行业的发展，要求分子泵具有大抽速、高压缩比和较强的前级抗压能力。
现有技术中的分子泵主要有两种类型：一种为涡轮分子泵，一种为盘型涡轮复合分子泵。
涡轮分子泵(专利号：85101627)具有较大的抽速，但是只能在气体为分子流状态下工作，在气体压强高于1Pa时，抽速非常低，而一些半导体工业在该压强范围要求大的抽气量，涡轮分子泵难以适合。
盘型涡轮复合分子泵主要由涡轮叶片级与盘式牵引级组成(专利号：CN87103994)。该种泵集合了涡轮泵与盘式牵引泵的优点，较涡轮分子泵在抽速和压缩比上有所改观。但该种类泵存在以下缺点：(1)气体在涡轮级叶片之间流动为轴向流动，到盘式牵引级变为径向流动，增加了流阻，造成大量气体反流；(2)盘型牵引级抽气效率较低，与涡轮级叶片匹配性较差，易造成气体反流；(3)多级牵引级定片与动片交替组合，由于盘型制造误差及装配误差造成气体流导不均匀性，影响抽气性能。
总之，现有技术中的分子泵可以单独获得较大的抽速或获得较大压缩比，但是难以同时兼备大抽速和高压缩比。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有大抽速、高压缩比和较强的前级抗压能力的高性能复合分子泵。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的高性能复合分子泵，包括泵壳、转子体，所述转子体与电机主轴固定连接，该分子泵自进气口至排气口由涡轮叶片级与筒式牵引级串联而成；
所述涡轮叶片级包括设于所述转子体上的涡轮动叶片和设于隔离环上的涡轮静叶片；
所述筒式牵引级包括设于所述转子体与牵引级定子之间的螺旋导流槽；
所述隔离环和所述牵引级定子固定于所述泵壳上。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供的高性能复合分子泵，由于该分子泵自进气口至排气口由涡轮叶片级与筒式牵引级串联而成，可以同时兼备大抽速和高压缩比，并具有较强的前级抗压能力，可获得高真空与超高真空。
附图说明
图1为本发明实施例提供的高性能复合分子泵示意图；
图2为本发明的实施例一的转子体主视结构示意图；
图3a为本发明的实施例一的筒式牵引级部分的主视外形结构示意图；
图3b为本发明的实施例一的筒式牵引级部分的导流槽深度的截面结构示意图；
图3c为本发明的实施例一的筒式牵引级部分的展开示意图；
图4a为本发明的实施例二的筒式牵引级部分截面结构示意图；
图4b为本发明的实施例二的牵引级定子的结构示意图。
图中：1、过滤网，2、泵壳，3、转子体，4、涡轮静叶片，5、隔离环，6、电机主轴，7、轴承座压盖，8、上轴承，9、轴承座，10、牵引级定子，11、底盘，12、电机，13、下轴承，14、排气口法兰，15、油池座。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的高性能复合分子泵，其较佳的具体实施方式是：
包括泵壳、转子体，所述转子体与电机主轴固定连接，该分子泵自进气口至排气口由涡轮叶片级与筒式牵引级串联而成；
所述涡轮叶片级包括设于所述转子体上的涡轮动叶片和设于隔离环上的涡轮静叶片；
所述筒式牵引级包括设于所述转子体与牵引级定子之间的螺旋导流槽；
所述隔离环和所述牵引级定子固定于所述泵壳上。
所述涡轮动叶片为一级或多级，所述涡轮动叶片与涡轮静叶片沿轴向交替排列。
所述螺旋导流槽设于所述转子体上或设于所述牵引级定子上。
所述螺旋导流槽有一条或多条；
所述螺旋导流槽的深度为等深或自进气端至排气端逐渐变浅；
所述螺旋导流槽的宽度为等宽或自进气端至排气端逐渐变窄。
所述涡轮叶片级和筒式牵引级的转子体为分体结构或整体结构，分体结构的转子体通过螺钉和销钉连接固定连接。
所述电机主轴安装于底盘上，所述底盘固定在所述壳体上，所述底盘与所述壳体之间设有排气口法兰。
所述底盘的下部固定有油池座。
所述进气口设有过滤网。
本次发明的高性能复合分子泵，由涡轮叶片级与筒式牵引级复合而成，具有大抽速、高压缩比和较强的前级抗压能力，可在100Pa下长时间运转，并有较大的抽速，广泛用于半导体工业、航空航天模拟器、等离子刻蚀设备等领域。
具体实施例一：
如图1所示，为本发明一种实施例的整体结构示意图。转子体3由涡轮动叶片与筒式牵引级复合而成，涡轮动叶片位于筒式牵引级上方，涡轮动叶片与涡轮静叶片4交替沿轴向排列。涡轮静叶片4结构为一种或多种，具体由设计确定，涡轮静叶片4通过隔离环5固定。转子体3与电机主轴6通过锥面配合并固定。电机主轴6通过上轴承8与下轴承13支撑与定位。上轴承8装于轴承座9中，并通过轴承座压盖7与底盘11固定。下轴承13通过底盘11直接固定。牵引级定子10与转子体3的筒式牵引级形成配合间隙，并与隔离环5通过泵壳2固定。泵壳2与底盘11通过螺栓固定。油池座15与底盘11固定，油池座15中含有水冷系统。
抽气过程：在电机12驱动下，电机主轴6与转子体3高速旋转，并将能量传递给气体分子。气体分子在转子体3的涡轮动叶片与涡轮静叶片4相互作用下，由进气口排向转子体3的筒式牵引级处，在转子体3的筒式牵引级作用下，沿着由筒式牵引级的螺旋导流槽与牵引级定子10形成的抽气通道逐级压缩至排气口法兰14，经前级抽气系统抽走。整个气体流向如图中箭头与虚线所示，在涡轮叶片级与筒式牵引级处都是沿着轴向流导，减小了流阻，整个泵可获得更大的抽速。
如图2所示，为本发明的实施例一的转子体主视结构示意图，包括涡轮级动叶片3a和筒式牵引级3b。转子体为一体结构，涡轮级动叶片共含有9级，其中：I、II级为抽气级，可获得较大抽气能力；III至V级为过渡级，起气体传导的承上启下作用；VI至IX级为压缩级，具有较大压缩比，将气体压缩至筒式牵引级3b处。
如图3a、3b、3c所示，为本发明的实施例一的转子体的筒式牵引级的示意图。其中图3a为筒式牵引级主视外形结构示意图，图3b为导流槽深度的截面结构示意图，图3c为筒式牵引级展开示意图。本实施例的筒式牵引级含有5条螺旋导流槽，螺旋导流槽特征为变槽深和变槽宽。变槽深如图3b所示，导流槽深度h1＞h2，具体深度变化由设计计算而定。变槽宽如图3c所示，k1＞k2＞k3＞k4。槽型由不同角度的直线段组成。螺旋导流槽分为A，B，C三段：A段为抽气段，该段导流槽通道较大，排气能力强，很好与涡轮叶片压缩级衔接，保证气体的通导性；B段为过渡段，该段起气体流导的承上启下作用；C段为压缩段，该段导流槽通道较窄，保证气体高压缩比，减少气体反流。该螺旋槽导流槽的结构特点，很好解决了涡轮叶片级与牵引级匹配性问题，并兼备了大抽速与高压缩比的特点。
具体实施例二：
筒式牵引级的转子体为光筒，螺旋导流槽开在定子上面。如图4a、4b所示，其中图4a为转子体的筒式牵引级截面结构示意图，图4b为牵引级定子结构示意图。牵引级定子上的导流槽可以由1条、2条或2条以上组成，导流槽深度可以相同，也可以不同。
本发明的高性能复合分子泵采用涡轮叶片级与筒式牵引级串联技术，特别是筒式牵引级的螺旋导流槽的变槽深和变槽宽的结构特点，很好解决了涡轮叶片级与牵引级的匹配性问题，从而该泵具有大抽速、高压缩比和较强的前级抗压能力等特点，是一种高性能复合分子泵。
该泵一种实例的技术参数为：抽气口径为160mm复合分子泵，抽气速率可达到850升/秒(其它种类同口径泵抽气速率一般为400升/秒----700升/秒)，极限真空度可达到2×10-7Pa(前级泵为机械泵，金属密封测试条件下测得)，在前级压力为100Pa时可稳定正常工作。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种高性能复合分子泵，包括泵壳、转子体，所述转子体与电机主轴固定连接，其特征在于，该分子泵自进气口至排气口由涡轮叶片级与筒式牵引级串联而成；
所述涡轮叶片级包括设于所述转子体上的涡轮动叶片和设于隔离环上的涡轮静叶片；
所述筒式牵引级包括设于所述转子体与牵引级定子之间的螺旋导流槽；
所述隔离环和所述牵引级定子固定于所述泵壳上。
2.根据权利要求1所述的高性能复合分子泵，其特征在于，所述涡轮动叶片为一级或多级，所述涡轮动叶片与涡轮静叶片沿轴向交替排列。
3.根据权利要求1所述的高性能复合分子泵，其特征在于，所述螺旋导流槽设于所述转子体上或设于所述牵引级定子上。
4.根据权利要求3所述的高性能复合分子泵，其特征在于，所述螺旋导流槽有一条或多条；
所述螺旋导流槽的深度为等深或自进气端至排气端逐渐变浅；
所述螺旋导流槽的宽度为等宽或自进气端至排气端逐渐变窄。
5.根据权利要求1至4任一项所述的高性能复合分子泵，其特征在于，所述涡轮叶片级和筒式牵引级的转子体为分体结构或整体结构，分体结构的转子体通过螺钉和销钉连接固定连接。
6.根据权利要求5所述的高性能复合分子泵，其特征在于，所述电机主轴安装于底盘上，所述底盘固定在所述壳体上，所述底盘与所述壳体之间设有排气口法兰。
7.根据权利要求6所述的高性能复合分子泵，其特征在于，所述底盘的下部固定有油池座。
8.根据权利要求7所述的高性能复合分子泵，其特征在于，所述进气口设有过滤网。
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