CN108678975A - 一种抗振动分子泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗振动的分子泵，分子泵包括泵壳、左球轴承组件、右球轴承组件、左支承座、电机定子、电机转子、外槽筒、动叶轮组件、左静叶片、右静叶片、右支承座、左端盖和右端盖，电机转子与动叶轮组件装配成一体，电机定子与左支承座装配成一体，所述的动叶轮组件左右两端分别由左球轴承组件、右球轴承组件支承，固定其上的电机转子在电机定子磁力牵引下带着动叶轮组件高速旋转。本发明采用优化的轴承润滑、预紧、减振结构降低了动叶轮组件轴心轨迹的振动范围，设计的双涡轮结构可使抽气性能提高一倍，从而解决便携式仪器、车载式仪器等真空系统性能不足、易损坏等问题。

Description

一种抗振动分子泵
技术领域
本发明属于真空技术领域，具体涉及一种抗环境振动分子泵的总体结构。
背景技术
分子泵是主流的真空获得设备，是分析仪器的关键部件。便携式仪器和车载仪器的应用环境十分恶劣，不仅抽气性能要求高，而且振动与冲击强、温差大，分子泵必须能够承受很高的环境振动。现有的分子泵不能兼顾抽气性能和抗振动，导致性能不足或者易发生故障。
专利 （200580021122.8涡轮分子泵的轴承支承结构 ）采用导热凝胶支承轴承并将轴承热量传导出去，灌注导热凝胶工艺复杂，成本很高。专利（ 200810175827.0一种采用叶盘转子的小型分子泵）采用多层动叶片，受工艺限制，通气面积较小导致抽速不高。专利（ 200880104968.1涡轮分子泵）采用弹性振动环降低轴承振动，弹性振动环结构较复杂，而且要迭代设计才能满足减振要求。
发明内容
为了提高分子泵的环境适应性，本发明提供一种耐受环境振动分子泵的结构。分子泵的动叶轮组件两端由球轴承组件支承，通过支承参数优化，降低了径向跳动和轴向窜动，提高了抗环境振动的能力。同时采用双涡轮结构，提高了抽气性能。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：
一种抗振动的分子泵，分子泵包括泵壳、左球轴承组件、右球轴承组件、左支承座、电机定子、电机转子、外槽筒、动叶轮组件、左静叶片、右静叶片、右支承座、左端盖和右端盖，电机转子与动叶轮组件装配成一体，电机定子与左支承座装配成一体，左静叶片、外槽筒、左轴承座、左球轴承组件依次从左侧装入泵壳并用左端盖固定，动叶轮组件、右静叶片、右支承座、右球轴承组件从右侧装入泵壳并用右端盖固定；所述的动叶轮组件左右两端分别由左球轴承组件、右球轴承组件支承，固定其上的电机转子在电机定子磁力牵引下带着动叶轮组件高速旋转。
优选地，左球轴承组件、右球轴承组件分别由输油锥、储油毡、轴承座、轴承盖、多孔质回油柱、陶瓷球轴承、回油毡、减振垫装配而成，将多孔质回油柱、回油毡、减振垫、陶瓷球轴承放入轴承座，用轴承盖固定；将动叶轮组件压入陶瓷球轴承，用输油锥固定，放入储油毡，两者轻微接触；动叶轮组件高速旋转时，输油锥将储油毡中的润滑油带入陶瓷球轴承，经过回油毡、多孔质回油柱返回储油毡，实现润滑油的循环。
优选地，所述轴承盖可旋转以调节陶瓷球轴承的预紧力达到合理值，延长轴承寿命。
优选地，所述动叶轮组件两端由陶瓷球轴承和减振垫支承，降低了环境振动对动叶轮组件的影响；减振垫采用高阻尼减振材料，其邵氏硬度取60～70，刚度取150N/mm～300N/mm。
优选地，所述动叶轮组件由动叶轮、牵引筒和电机转子组成；牵引筒采用碳纤维增强塑料，与动叶轮过盈装配；动叶轮设有角度对称的双涡轮，叶片倾角取35°～45°，可以将抽气性能提高一倍。
本发明采用高阻尼减振垫支承，有效抑制了环境振动对动叶轮组件轴心轨迹的影响。
陶瓷球轴承采用微油润滑方式和预紧力可调结构，延长了使用寿命。
支承动叶轮组件采用优化的双涡轮结构，进一步提高了抽气性能。
本发明的抗振动分子泵有益效果是：采用优化的轴承润滑、预紧、减振结构降低了动叶轮组件轴心轨迹的振动范围，设计的双涡轮结构可使抽气性能提高一倍，从而解决便携式仪器、车载式仪器等真空系统性能不足、易损坏等问题。
附图说明
图1为本发明的抗振动分子泵结构示意图；
图2为图1中的球轴承组件示意图；
图3为图1中的动叶轮组件示意图；
图中：1.泵壳 3.左支承座 4.电机定子 5.电机转子 6.外槽筒 7.动叶轮组件9.右支承座 10.端盖 11.输油锥 12.储油毡 13.轴承座 14.轴承盖 15.多孔质回油柱 16.陶瓷球轴承 17.回油毡 18.减振垫 19.动叶轮 20.牵引筒 21.左球轴承组件 22.右球轴承组件 23. 涡轮 81.左静叶片 82. 右静叶片 10.左端盖 11.右端盖。
具体实施方式
图1为本发明的抗振动分子泵结构示意图，图2为图1中的球轴承组件示意图，图3为图1中的动叶轮组件示意图。
在图1、2、3中，本发明的抗振动分子泵，包括泵壳1、左球轴承组件21、右球轴承组件22、左支承座3、电机定子4、电机转子5、外槽筒6、动叶轮组件7、左静叶片81、右静叶片82、右支承座9、左端盖10、右端盖11。其连接关系是，电机转子5与动叶轮组件7装配成一体，电机定子4与左支承座3装配成一体，左静叶片81、外槽筒6、左轴承座3、左球轴承组件21依次从左侧装入泵壳1并用左端盖10固定，动叶轮组件7、右静叶片82、右支承座9、右球轴承组件22从右侧装入泵壳1并用右端盖11固定。所述的动叶轮组件7左右两端分别由左球轴承组件21、右球轴承组件22支承，固定其上的电机转子5在电机定子4磁力牵引下带着动叶轮组件7高速旋转。
真空室内的气体分子从进气口进入泵壳1和动叶轮组件7之间的腔体，在动叶轮组件7上的双排涡轮与左静叶片81、右静叶片82、外槽筒6的作用下沿气道到达排气口，被前级泵抽排入大气，从而降低真空室的压力。图中的箭头表示气体分子迁移的方向。
左球轴承组件21、右球轴承组件22分别由输油锥11、储油毡12和轴承座13、轴承盖14、多孔质回油柱15、陶瓷球轴承16、回油毡17、减振垫18装配而成。将多孔质回油柱15、回油毡17、减振垫18、陶瓷球轴承16放入轴承座13，用轴承盖14固定。将动叶轮组件7压入陶瓷球轴承16，用输油锥11固定，放入储油毡12，两者轻微接触。动叶轮组件7高速旋转时，输油锥11将储油毡12中的润滑油带入陶瓷球轴承16，经过回油毡17、多孔质回油柱15返回储油毡12，实现润滑油的循环。减振垫18采用高阻尼材料，可有效降低陶瓷球轴承16的振动。旋转轴承盖14可调节陶瓷球轴承16的预紧力达到合理值，延长轴承寿命。动叶轮组件7的左右两端分别由左球轴承组件21、右球轴承组件22支承，降低了径向跳动和轴向窜动，因此提高了抗环境振动的能力。动叶轮组件7由动叶轮19、牵引筒20和电机转子5组成。牵引筒20采用碳纤维增强塑料，与动叶轮19过盈装配。电机转子5粘接在动叶轮19上，与电机定子4共同作用驱动动叶轮组件7高速旋转。动叶轮19设计了双涡轮，叶片倾角和数量经过计算优化，可以将抽气性能提高一倍。
所述的动叶轮组件7两端由陶瓷球轴承16和减振垫18支承，降低了环境振动对动叶轮组件7轴心轨迹的影响。减振垫18采用高阻尼减振材料，其邵氏硬度取60～70，刚度取150N/mm～300 N/mm。
所述的陶瓷球轴承16所需的润滑油从储油毡12、输油锥11带入陶瓷球轴承16，再经过回油毡17、多孔质回油柱15返回储油毡12，实现润滑油的循环。
所述的轴承盖14可旋转以调节陶瓷球轴承16的预紧力达到合理值，延长轴承寿命。
所述的动叶轮组件7由动叶轮19、牵引筒20和电机转子5组成。牵引筒20采用碳纤维增强塑料，与动叶轮19过盈装配。动叶轮19设计了角度对称的双涡轮，叶片倾角取35°～45°，可以将抽气性能提高一倍。
本发明的抗振动分子泵工作状态是这样的：动叶轮组件由球轴承组件支承、电机定子驱动高速旋转，应用气体分子的吸附反射和粘滞牵引机理，利用动叶轮的涡轮和牵引筒不断将真空室内的气体分子从进气口驱赶至排气口，再由前级泵排入大气，以降低真空室内的压力。动叶轮组件采用高阻尼减振垫支承，有效抑制了环境振动对动叶轮组件轴心轨迹的影响。陶瓷球轴承采用微油润滑方式和预紧力可调结构，延长了使用寿命。支承动叶轮组件采用优化的双涡轮结构，进一步提高了抽气性能。
稳定性和环境适应性是分子泵的关键性能之一，提高抗振动能力，能够满足便携式仪器和车载仪器等对分子泵的苛刻要求。
采用本发明可有效提高分子泵耐受环境振动的能力，显著提高分子泵的抽气性能，满足便携式仪器、车载仪器对真空系统的要求。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种抗振动的分子泵，其特征在于，包括泵壳（1）、左球轴承组件（21）、右球轴承组件（22）、左支承座（3）、电机定子（4）、电机转子（5）、外槽筒（6）、动叶轮组件（7）、左静叶片（81）、右静叶片（82）、右支承座（9）、左端盖（10）和右端盖（11），电机转子（5）与动叶轮组件（7）装配成一体，电机定子（4）与左支承座（3）装配成一体，左静叶片（81）、外槽筒（6）、左轴承座（3）、左球轴承组件（21）依次从左侧装入泵壳（1）并用左端盖（10）固定，动叶轮组件（7）、右静叶片（82）、右支承座（9）、右球轴承组件（22）从右侧装入泵壳（1）并用右端盖（11）固定；所述的动叶轮组件（7）左右两端分别由左球轴承组件（21）、右球轴承组件（22）支承，固定其上的电机转子（5）在电机定子（4）磁力牵引下带着动叶轮组件（7）高速旋转。
2.根据权利要求1所述的一种抗振动分子泵，其特征在于：左球轴承组件（21）、右球轴承组件（22）分别由输油锥（11）、储油毡（12）、轴承座（13）、轴承盖（14）、多孔质回油柱（15）、陶瓷球轴承（16）、回油毡（17）、减振垫（18）装配而成，将多孔质回油柱（15）、回油毡（17）、减振垫（18）、陶瓷球轴承（16）放入轴承座(13)，用轴承盖(14)固定；将动叶轮组件(7)压入陶瓷球轴承(16)，用输油锥(11)固定，放入储油毡(12)，两者轻微接触；动叶轮组件(7)高速旋转时，输油锥(11)将储油毡(12)中的润滑油带入陶瓷球轴承(16)，经过回油毡(17)、多孔质回油柱(15)返回储油毡(12)，实现润滑油的循环。
3.根据权利要求2所述的一种抗振动分子泵，其特征在于：所述的轴承盖（14）可旋转以调节陶瓷球轴承（16）的预紧力达到合理值，延长轴承寿命。
4.根据权利要求2所述的一种抗振动分子泵，其特征在于：所述动叶轮组件（7）两端由陶瓷球轴承（16）和减振垫（18）支承，降低了环境振动对动叶轮组件（7）轴心轨迹的影响；减振垫（18）采用高阻尼减振材料，其邵氏硬度取60～70，刚度取150N/mm～300 N/mm。
5.根据权利要求1所述的一种抗振动分子泵，其特征在于：所述动叶轮组件（7）由动叶轮（19）、牵引筒（20）和电机转子（5）组成；牵引筒（20）采用碳纤维增强塑料，与动叶轮（19）过盈装配；动叶轮（19）设有角度对称的双涡轮（23），叶片倾角取35°～45°，可以将抽气性能提高一倍。
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