CN103244438B - 牵引级复合分子泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种牵引级复合分子泵，包括：泵壳固定设在底盘上；主轴座设在底盘上，主轴经主轴座设在底盘上，主轴的顶端设在泵壳内；电机驱动主轴；转子体固定设在泵壳内的主轴上，转子体外周上沿轴向固定设置至少一层涡轮动叶片；沿转子体轴向设置至少一层涡轮静叶片，涡轮静叶片通过隔离环固定在泵壳上，涡轮静叶片与转子体外周上设置的涡轮动叶片交替排列；转子体内设有筒式牵引级转子，筒式牵引级转子内设置筒式牵引级定子，筒式牵引级定子与筒式牵引级转子具有配合间隙；筒式牵引级定子与筒式牵引级转子之间设有螺旋状导流槽，螺旋状导流槽的出口与主轴座上设置的排气口连接。其抽速大、压缩比高和前级抗压能力较强，是种高性能复合分子泵。

Description

牵引级复合分子泵

技术领域

本发明涉及分子泵，特别是涉及一种具有大抽速、高压缩比和较强的前级抗压能力的牵引级复合分子泵。

背景技术

现有分子泵主要有两种类型：一种为涡轮分子泵，一种为复合分子泵。涡轮分子泵（专利号：85101627）具有较大的抽速，但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，涡轮分子泵并不适合。

现有复合分子泵主要由涡轮叶片级与牵引级组成。如盘式牵引级（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。而目前以涡轮叶片级与盘式牵引级组合成的复合分子泵虽然较涡轮分子泵在抽气性能上有了很大的改观，但是在兼顾大抽速和高压缩比上还是不尽人意。

目前的牵引级复合分子泵在涡轮与牵引级的布局上，一般采用涡轮级在上，牵引级在下的布局方式。其优点是气体流动顺畅，结构简单，缺点是涡轮级与牵引级分别占据相应的高度，使得转子总高度较高。在大型分子泵上，由于转子尺寸较大，牵引级尺寸也相应增大，使得转子过于笨重。所以在大型分子泵上，多采用纯涡轮结构。但随着科技的发展，特别是半导体行业的发展，要求大型分子泵具有大抽速、高压缩比和较强的前级抗压能力，而目前的涡轮分子泵以及具有盘式牵引级的牵引级复合分子泵均无法满足要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种牵引级复合分子泵，节省了涡轮级叶片层数，降低了转子的尺寸，具有大抽速、高压缩比和较强的前级抗压能力，具备较高的性能。

解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种牵引级复合分子泵，包括：

泵壳、底盘、主轴、主轴座、电机、转子体、涡轮动叶片、涡轮静叶片、隔离环、筒式牵引级定子和出气口；其中，

所述泵壳上设有进气口，泵壳固定设置在所述底盘上；

所述主轴座设置在所述底盘上，所述主轴通过所述主轴座设置在所述底盘上，主轴的顶端设置在所述泵壳内；

所述电机驱动所述主轴；

所述转子体固定设置在所述泵壳内的所述主轴上，转子体外周上沿轴向固定设置至少一层涡轮动叶片；

所述沿转子体轴向设置至少一层涡轮静叶片，涡轮静叶片通过隔离环固定在所述泵壳上，涡轮静叶片与所述转子体外周上设置的涡轮动叶片交替排列设置；

所述转子体内设有筒式牵引级转子，所述筒式牵引级转子内设置所述筒式牵引级定子，筒式牵引级定子与筒式牵引级转子具有配合间隙；

所述筒式牵引级定子与所述筒式牵引级转子之间设有螺旋状导流槽，所述螺旋状导流槽的出口与所述主轴座上设置的所述排气口连接。

本次发明的有益效果为：转子体上设有筒式牵引级转子，减少了涡轮叶片的层数，可减小转子体体积，降低了加工时间和成本，并且由于涡轮叶片级与筒式牵引级复合，使得该分子泵具有大抽速、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，能广泛用于半导体工业、航空航天模拟器、等离子刻蚀设备等。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的牵引级复合分子泵示意图；

图2为本发明实施例提供的牵引级复合分子泵的转子体上的涡轮-牵引级过渡结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种结构的牵引级复合分子泵示意图；

图中各标号为：1-泵壳；2-转子体；3-涡轮静叶片；4-隔离环；5-底盘；6-主轴；7-筒式牵引级定子；8-排气口；9-主轴座；10-电机；11-进气口；12-；13-筒式牵引级转子；14-法兰；15-第二筒式牵引级转子；16-第二筒式牵引级定子；17-空腔。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种牵引级复合分子泵，如图1所示，该分子泵包括：泵壳、底盘、主轴、主轴座、电机、转子体、涡轮动叶片、涡轮静叶片、隔离环、筒式牵引级定子和出气口；其中，

泵壳1上设有进气口11，泵壳1固定设置在底盘5上，泵壳1与底盘之间形成容置主轴、主轴座、转子体、涡轮动叶片、涡轮静叶片、隔离环、筒式牵引级定子的容置空间；

所述主轴座设置在所述底盘上，所述主轴通过所述主轴座设置在所述底盘上，主轴的顶端设置在所述泵壳内；

所述电机设置在所述主轴座内，电机的转轴与所述主轴连接，驱动所述主轴；

所述转子体固定设置在所述泵壳内的所述主轴上，转子体外周上沿轴向固定设置至少一层涡轮动叶片；

所述沿转子体轴向设置至少一层涡轮静叶片，涡轮静叶片通过隔离环固定在所述泵壳内壁上，涡轮静叶片与所述转子体外周上设置的涡轮动叶片相互交替排列，即形成一层涡轮动叶片与一层涡轮静叶片交替设置的状态；

所述转子体内设有筒式牵引级转子，所述筒式牵引级转子内设置所述筒式牵引级定子，筒式牵引级定子底部固定设置在底盘上，筒式牵引级定子与筒式牵引级转子具有配合间隙；

所述筒式牵引级定子与筒式牵引级转子之间设有螺旋状导流槽，所述螺旋状导流槽的出口与所述主轴座上设置的所述排气口连接。

上述分子泵中，筒式牵引级转子为：设置在所述转子体中间部位的空筒结构，成为一种内翻式筒式牵引级，所述主轴设置在所述空筒结构内；

所述筒式牵引级定子设置在所述主轴与所述空筒结构壁之间的空间内。

筒式牵引级转子的内壁为光滑圆柱面，可集成于转子体内部的空腔内壁，两者为一体结构，也可以是分体结构。

上述分子泵中，螺旋状导流槽可设置在所述筒式牵引级定子与筒式牵引级转子的配合面上，为至少一条，所述筒式牵引级转子的内壁为光滑面；

或，

所述螺旋状导流槽设置在所述牵引级转子与筒式牵引级定子的配合面上，为至少一条，所述筒式牵引级定子的表面为光滑面。

进一步的，螺旋状导流槽也可以是多条，是要螺旋状导流槽便于压缩气体能从排气口排出即可。螺旋状导流槽的槽体的为变截面槽体，也可以为同截面槽体。

上述分子泵中，如图3所示，转子体上的涡轮-牵引级过渡结构为放射状弧线，即转子体底部的涡轮叶片呈放射状弧线。这样转子高速旋转，气体分子撞击这些放射状弧面(底部平面，不包括圆柱面)，会被牵引到靠近转子体主间部位的柱状面的位置。

进一步的，上述分子泵中筒式牵引级定子可与底盘为一体结构，也可以分体结构固定在底盘上。

进一步的，上述分子泵中还包括：盘式筒式牵引级定子，设置在底盘上，与转子体上的末级涡轮动叶片之间保持配合间隙。

下面结合附图和具体工作过程对本发明作进一步说明。

实施例1

本发明的分子泵包括：转子体、主轴、电机、主轴座、筒式牵引级定子、盘式筒式牵引级定子、底盘、泵壳、涡轮静叶片、隔离环等部件；

其中，转子体与主轴相连，通过轴承安装在主轴座上；主轴座内安装电机，可以驱动主轴在泵壳内高速旋转；底盘上安装主轴座、隔离环、涡轮静叶片、盘式筒式牵引级定子和筒式牵引级定子及泵壳；

其中涡轮静叶片与转子体上涡轮动叶片配合、盘式筒式牵引级定子与最末级涡轮动叶片配合，筒式牵引级定子与转子体内设置的内翻筒式牵引级转子配合进行抽气；

最终气流通过主轴座上的排气口被前级抽气系统抽出。

本发明实施例的分子泵中，转子体由涡轮动叶片和内翻式筒式牵引级构成，结构为整体结构。

所述涡轮动叶片至少为一级，可以多级存在，涡轮动叶片与涡轮静叶片沿轴向交替排列。

所述内翻式筒式牵引级为光滑内孔表面，与之配合的筒式牵引级定子上面可加工有螺旋状导流槽，螺旋状导流槽至少为一条，可以多条存在。筒式牵引级转子与筒式牵引级定子相配合，形成抽气通道。

图1为本发明分子泵的一种实施例的整体结构示意图，其中，转子体2由涡轮动叶片与内翻式筒式牵引级复合而成，涡轮动叶片位于筒式牵引级转子外侧，涡轮动叶片与涡轮静叶片3交替沿转子体轴向排列；涡轮静叶片3结构为一种或多种，可根据需要设置，涡轮静叶片3通过隔离环4固定在泵壳1上；转子体2与主轴6通过锥面配合并固定，底盘5与转子体2的末级叶片形成配合间隙，筒式牵引级定子7与转子体2内的筒式牵引级转子形成配合间隙，并与隔离环4通过泵壳1固定；泵壳1与底盘5通过螺栓固定；

抽气过程：电机10带动主轴6驱动转子体2高速旋转，并将能量传递给气体分子；气体分子在转子体2的涡轮动叶片与涡轮静叶片3相互作用下，由进气口11排向转子体2的末级叶片处运动；在底盘5的盘式牵引级定子的牵引下，将气体分子排至内翻式筒式牵引级转子处，在转子体2的内翻式筒式牵引级转子作用下，沿着由筒式牵引级定子7的螺旋状导流槽12形成的抽气通道逐级压缩至排气口8（排气口上可以设置连接前级抽气系统的法兰14），经前级抽气系统抽走。

通过这样的布局，可以尽可能的利用分子泵的内部空间，布置下牵引级的结构，减少了涡轮叶片的层数，降低了分子泵的体积和加工时间和成本。

实施例2

如图2所示，在上述实施例给出的分子泵结构的基础上，提供一种牵引级复合分子泵，其不同之处在于，筒式牵引级转子15为设置在转子体中间部位的环形空筒结构，转子体中间部位设有容置所述主轴的空腔17，所述环形空筒结构环绕在容置主轴6的空腔外。这种结构的牵引级复合分子泵在环形空筒结构内可形成两级牵引级。

而螺旋状导流槽设置在所述筒式牵引级定子16与筒式牵引级转子的配合面上，为至少一条，所述筒式牵引级转子的内壁为光滑面；

或，

所述螺旋状导流槽设置在所述牵引级转子与筒式牵引级定子的配合面上，为至少一条，所述筒式牵引级定子的表面为光滑面。

所述的螺旋状导流槽的槽体的为变截面槽体，也可以为同截面槽体。

本发明实施例的复合分子泵由于在转子体上形成大口径内翻式牵引级转子，采用了整体转子、并利用了底盘和转子内腔的空间布置了牵引级结构，节省了涡轮级叶片层数，同时具有大抽速、高压缩比和较强的前级抗压能力，是一种高性能复合分子泵。

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 (5)

1.一种牵引级复合分子泵，其特征在于，包括：

泵壳、底盘、主轴、主轴座、电机、转子体、涡轮动叶片、涡轮静叶片、隔离环、筒式牵引级定子和出气口；其中，

所述泵壳上设有进气口，泵壳固定设置在所述底盘上；

所述主轴座设置在所述底盘上，所述主轴通过所述主轴座设置在所述底盘上，主轴的顶端设置在所述泵壳内；

所述电机驱动所述主轴；

所述转子体固定设置在所述泵壳内的所述主轴上，转子体外周上沿轴向固定设置至少一层涡轮动叶片；

沿转子体轴向设置至少一层所述涡轮静叶片，涡轮静叶片通过隔离环固定在所述泵壳上，涡轮静叶片与所述转子体外周上设置的涡轮动叶片交替排列设置；

所述转子体内设有筒式牵引级转子，所述筒式牵引级转子内设置所述筒式牵引级定子，筒式牵引级定子与筒式牵引级转子具有配合间隙；所述筒式牵引级转子为：设置在所述转子体中间部位的环形空筒结构，所述转子体中间部位设有容置所述主轴的空腔，所述环形空筒结构环绕在容置所述主轴的空腔外；

所述筒式牵引级定子与所述筒式牵引级转子之间设有螺旋状导流槽，所述螺旋状导流槽的出口与所述主轴座上设置的排气口连接；

还包括：盘式筒式牵引级定子，设置在所述底盘上，与所述转子体上的末级涡轮动叶片之间保持配合间隙。

2.根据权利要求1所述的牵引级复合分子泵，其特征在于，所述螺旋状导流槽设置在所述筒式牵引级定子与筒式牵引级转子的配合面上，为至少一条，所述筒式牵引级转子的内壁为光滑面；

或，

所述螺旋状导流槽设置在所述筒式牵引级转子与筒式牵引级定子的配合面上，为至少一条，所述筒式牵引级定子的表面为光滑面。

3.根据权利要求2所述的牵引级复合分子泵，其特征在于，所述螺旋状导流槽的槽体为变截面槽体。

4.根据权利要求1或2所述的牵引级复合分子泵，其特征在于，所述筒式牵引级定子底部固定设置在所述底盘上，与所述底盘为分体结构或一体结构。

5.根据权利要求1所述的牵引级复合分子泵，其特征在于，所述转子体上的涡轮-牵引级过渡结构为放射状弧线，即转子体底部的涡轮动叶片呈放射状弧线。