CN114607600A - 一种新型多级罗茨真空泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及真空技术领域，具体地说是一种新型多级罗茨真空泵，包括壳体、驱动组件、主动轴和从动轴，其中主动轴和从动轴设于壳体中并通过驱动组件驱动转动，主动轴上依次设有主动螺杆转子、主动扭叶罗茨转子和主动罗茨转子，从动轴上依次设有从动螺杆转子、从动扭叶罗茨转子和从动罗茨转子，且主动螺杆转子与从动螺杆转子啮合，主动扭叶罗茨转子与从动扭叶罗茨转子啮合，主动罗茨转子与从动罗茨转子啮合，壳体内部通过隔板分成第一泵腔和第二泵腔，且各个螺杆转子设于第一泵腔中，各个罗茨转子和各个扭叶罗茨转子设于第二泵腔中，第一泵腔设有排气口，第二泵腔设有进气口，隔板上设有流通孔。本发明在较宽的压力范围内有较大的抽速，且运行平稳。

Description

一种新型多级罗茨真空泵
技术领域
本发明涉及真空技术领域，具体地说是一种新型多级罗茨真空泵。
背景技术
近年来随着半导体等行业的发展，真空获得技术在生产中的应用也越来越广泛，其中干式真空泵是最普遍、应用最广范的真空获得设备。目前市场上大多干式真空泵为罗茨泵或螺杆泵，其不能在较宽的压力范围内获得较大的抽速并且能耗较大，如果使用罗茨与螺杆机组组合，又存在占地面积大、噪声振动严重的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型多级罗茨真空泵，在较宽的压力范围内有较大的抽速，具有较高的气体压缩转移效率，能够保证转子之间的平衡，防止真空泵出现振动和噪音，且保证工作过程中副产物顺利排出。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种新型多级罗茨真空泵，包括壳体、驱动组件、主动轴和从动轴，其中主动轴和从动轴均设于所述壳体中且通过所述驱动组件驱动同步反向转动，所述主动轴上依次设有主动螺杆转子、主动扭叶罗茨转子和主动罗茨转子，所述从动轴上依次设有从动螺杆转子、从动扭叶罗茨转子和从动罗茨转子，且所述主动螺杆转子与从动螺杆转子啮合，所述主动扭叶罗茨转子与从动扭叶罗茨转子啮合，所述主动罗茨转子与从动罗茨转子啮合，壳体内部通过隔板分成第一泵腔和第二泵腔，且所述主动螺杆转子和从动螺杆转子设于第一泵腔中，所述主动扭叶罗茨转子、主动罗茨转子、从动扭叶罗茨转子和从动罗茨转子设于第二泵腔中，所述第一泵腔设有排气口，所述第二泵腔设有进气口，所述隔板上设有流通孔。
所述主动罗茨转子和主动扭叶罗茨转子为一体结构，所述从动罗茨转子和从动扭叶罗茨转子也为一体结构。
所述主动罗茨转子、主动扭叶罗茨转子、从动罗茨转子和从动扭叶罗茨转子端面型线一致。
所述主动轴上设有多级主动罗茨转子，所述从动轴上设有多级从动罗茨转子，各级主动罗茨转子与对应的从动罗茨转子啮合。
所述第二泵腔内通过隔板分隔成多个腔体，且每级主动罗茨转子和从动罗茨转子置于对应的腔体中。
所述进气口中心轴线和排气口中心轴线垂直设置。
所述第二泵腔靠近第一泵腔一端设有与所述流通孔连通的凹槽。
所述第一泵腔侧壁和第二泵腔侧壁均设有水冷通道。
所述驱动组件包括电机、主动齿轮和从动齿轮，主动轴与电机输出轴连接，主动齿轮套装于主动轴轴端，从动齿轮套装于从动轴轴端，且所述主动齿轮与从动齿轮啮合。
在所述壳体一端设有齿轮室，所述主动齿轮和从动齿轮设于所述齿轮室中。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明包括螺杆转子、扭叶罗茨转子和罗茨转子，其中扭叶罗茨转子和罗茨转子形成的复合结构在增大真空泵抽速的同时降低了其流量脉动系数与压力脉动系数，运行更加稳定，而螺杆转子齿间间隙很小，但又不接触，因而可产生较高真空，又不容易磨损，与涡旋泵、爪型泵等其它干泵相比，螺杆泵具有明显优势，既具有较高的压缩比，又相对平稳。
2、本发明包括第一泵腔和第二泵腔，此结构利于转子的安装与间隙的调节，另外在第二泵腔靠近第一泵腔一端设有与隔板上的流通孔连通的凹槽，所述凹槽能保证过程室内的副产物被顺利吸出压缩排出到螺杆转子侧。
附图说明
图1为本发明的整体剖视图，
图2为图1中本发明的另一角度剖视图，
图3为图1中罗茨转子及扭叶罗茨转子示意图，
图4为图3中罗茨转子及扭叶罗茨转子立体示意图，
图5为图1中主动螺杆转子、主动扭叶罗茨转子及主动罗茨转子的整体示意图。
其中，1为电机；2为主动齿轮；3为齿轮室；4为主动轴；5为螺栓；6为主动螺杆转子；7为壳体，701为第一泵腔，702为第二泵腔；8为销；9为主动扭叶罗茨转子；10为主动罗茨转子；11为第一轴承；12为第二轴承；13为流通孔；14为从动罗茨转子；15为水冷通道；16为从动扭叶罗茨转子；17为隔板；18为从动轴；19为排气口；20为从动螺杆转子；21为从动齿轮；22为进气口；23为凹槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
如图1～5所示，本发明包括壳体7、驱动组件、主动轴4和从动轴18，其中主动轴4和从动轴18均设于所述壳体7中，驱动组件设于所述壳体7外侧，且所述主动轴4和从动轴18通过所述驱动组件驱动同步反向转动，所述主动轴4上依次设有主动螺杆转子6、主动扭叶罗茨转子9和主动罗茨转子10，所述从动轴18上依次设有从动螺杆转子20、从动扭叶罗茨转子16和从动罗茨转子14，且所述主动螺杆转子6与从动螺杆转子20啮合，所述主动扭叶罗茨转子9与从动扭叶罗茨转子16啮合，所述主动罗茨转子10与从动罗茨转子14啮合，壳体7内部通过隔板17分成第一泵腔701和第二泵腔702，且所述主动螺杆转子6和从动螺杆转子20设于第一泵腔701中，所述主动扭叶罗茨转子9、主动罗茨转子10、从动扭叶罗茨转子16和从动罗茨转子14设于第二泵腔702中，如图2所示，所述第一泵腔701设有排气口19，所述第二泵腔702设有进气口22，所述隔板17上设有流通孔13。
如图3～4所示，所述主动罗茨转子10和主动扭叶罗茨转子9为一体结构的复合转子，同样所述从动罗茨转子14和从动扭叶罗茨转子16也为一体结构的复合转子，所述主动罗茨转子10、主动扭叶罗茨转子9、从动罗茨转子14和从动扭叶罗茨转子16端面型线一致，且转子叶数可以为二叶、三叶、四叶、五叶或六叶，所述主动扭叶罗茨转子9和从动扭叶罗茨转子16的扭叶扭转角范围为0°～360°。
所述主动轴4上可设置多级主动罗茨转子10，所述从动轴18上可设置多级从动罗茨转子14，各级主动罗茨转子10与对应的从动罗茨转子14啮合，并且所述第二泵腔702内通过隔板17分隔成若干腔体，每级主动罗茨转子10和从动罗茨转子14置于对应的腔体中，不同级别罗茨转子即通过所述隔板17隔开。本实施例中可设置1～6级罗茨转子。
如图1所示，最前端主动罗茨转子10的转子轴端通过第一轴承10支撑转动，最前端从动罗茨转子14的转子轴端通过第二轴承12支撑转动，第一泵腔701、第二泵腔702及两者之间的隔板17通过销8固定。
所述主动螺杆转子6和从动螺杆转子20通过驱动组件驱动转动，且所述主动螺杆转子6和从动螺杆转子20齿间间隙很小，但又不接触，因而可产生较高真空，又不容易磨损，与涡旋泵、爪型泵等其它干泵相比，螺杆泵具有明显优势，既具有较高的压缩比，又相对平稳。
如图2所示，所述进气口22中心轴线和排气口19中心轴线垂直设置，气体通过各个转子作用由第二泵腔702上侧的进气口22进入，并经过隔板17上的流通孔13进入第一泵腔701中，最后由第一泵腔701端部下侧的排气口19排出，若第一泵腔702内设有多级罗茨转子时，气体由进气口22进入后先经过分隔各级转子的隔板17上的流通孔13。
如图2所示，所述第二泵腔702靠近第一泵腔701一端设有与所述流通孔13连通的凹槽23，所述凹槽23可用于沉积罗茨转子吸入的一部分过程副产物(固体颗粒等)，同时更易于螺杆转子吸取副产物通过排气口19将其排出。另外所述第一泵腔701和第二泵腔702上均设有密封圈保证泵腔气密性。
如图2所示，所述第一泵腔701侧壁和第二泵腔702侧壁均设有水冷通道15，可加速泵体的散热，使泵体温度维持在可正常运转的范围内。
如图1所示，所述驱动组件包括电机1、主动齿轮2和从动齿轮21，主动轴4与电机1输出轴连接，主动齿轮2套装于主动轴4轴端，从动齿轮21套装于从动轴18轴端，且所述主动齿轮2与从动齿轮21啮合，主动轴4通过电机1驱动转动并通过所述主动齿轮2和从动齿轮21传递转矩带动所述从动轴18转动。
如图1所示，在所述壳体7一端设有齿轮室3，所述主动齿轮2和从动齿轮21设于所述齿轮室3中，所述齿轮室3通过螺栓5安装于壳体7端部。
本发明的工作原理为：
本发明工作时，驱动组件中的电机1提供动力源，电机1直接与主动轴4连接并带动主动轴4旋转，主动轴4通过主动齿轮2和从动齿轮21传递转矩带动从动轴18旋转，如此便实现了主动螺杆转子6、从动螺杆转子20、主动扭叶罗茨转子9、从动扭叶罗茨转子16、主动罗茨转子11、从动罗茨转子14的同步旋转，转子之间无接触啮合，连同泵体内壁形成封闭的空间，从而实现周期性的吸气和排气。
所述主动扭叶罗茨转子9和主动罗茨转子11为一体结构形成复合转子，同样所述从动扭叶罗茨转子16和从动罗茨转子14也为一体结构形成复合转子，且所述复合转子与螺杆转子通过隔板17隔开，所述主动螺杆转子6和从动螺杆转子20设于第一泵腔701中，所述主动扭叶罗茨转子9、主动罗茨转子10、从动扭叶罗茨转子16和从动罗茨转子14设于第二泵腔702中，且所述第二泵腔702中可根据需要设置多级罗茨转子，并且不同级的罗茨转子分设于由隔板17隔开的不同腔体内，气体通过各个转子作用由第二泵腔702端部的进气口22输入，并经过隔板17上的流通孔13流入下一腔体中，最后由第一泵腔701端部的排气口19输出。所述第二泵腔702靠近第一泵腔701一端设有与所述流通孔13连通的凹槽23，所述凹槽23可用于沉积罗茨转子吸入的一部分过程副产物(固体颗粒等)，同时更易于螺杆转子吸取副产物通过排气口19将其排出。
本发明将罗茨转子与扭叶罗茨转子相复合，在保留罗茨泵抽速大优点的同时有效的降低了其脉动冲击与噪声。一般的直叶罗茨真空泵中，气体压力并非由于容积缩小而提高，而是借助排气口气体较高的压力回流来提高容积中的气体压力。而扭叶转子可以吸排气口呈对角线设置以及结合扭叶转子逐步啮合的特点，使得容积内部气体不直接与排气口相通，这样会使得容积中的气体能在机壳内转子旋转时产生一定的内压缩。

Claims (10)

1.一种新型多级罗茨真空泵，其特征在于：包括壳体(7)、驱动组件、主动轴(4)和从动轴(18)，其中主动轴(4)和从动轴(18)均设于所述壳体(7)中且通过所述驱动组件驱动同步反向转动，所述主动轴(4)上依次设有主动螺杆转子(6)、主动扭叶罗茨转子(9)和主动罗茨转子(10)，所述从动轴(18)上依次设有从动螺杆转子(20)、从动扭叶罗茨转子(16)和从动罗茨转子(14)，且所述主动螺杆转子(6)与从动螺杆转子(20)啮合，所述主动扭叶罗茨转子(9)与从动扭叶罗茨转子(16)啮合，所述主动罗茨转子(10)与从动罗茨转子(14)啮合，壳体(7)内部通过隔板(17)分成第一泵腔(701)和第二泵腔(702)，且所述主动螺杆转子(6)和从动螺杆转子(20)设于第一泵腔(701)中，所述主动扭叶罗茨转子(9)、主动罗茨转子(10)、从动扭叶罗茨转子(16)和从动罗茨转子(14)设于第二泵腔(702)中，所述第一泵腔(701)设有排气口(19)，所述第二泵腔(702)设有进气口(22)，所述隔板(17)上设有流通孔(13)。
2.根据权利要求1所述的新型多级罗茨真空泵，其特征在于：所述主动罗茨转子(10)和主动扭叶罗茨转子(9)为一体结构，所述从动罗茨转子(14)和从动扭叶罗茨转子(16)也为一体结构。
3.根据权利要求2所述的新型多级罗茨真空泵，其特征在于：所述主动罗茨转子(10)、主动扭叶罗茨转子(9)、从动罗茨转子(14)和从动扭叶罗茨转子(16)端面型线一致。
4.根据权利要求1所述的新型多级罗茨真空泵，其特征在于：所述主动轴(4)上设有多级主动罗茨转子(10)，所述从动轴(18)上设有多级从动罗茨转子(14)，各级主动罗茨转子(10)与对应的从动罗茨转子(14)啮合。
5.根据权利要求4所述的新型多级罗茨真空泵，其特征在于：所述第二泵腔(702)内通过隔板(17)分隔成多个腔体，且每级主动罗茨转子(10)和从动罗茨转子(14)置于对应的腔体中。
6.根据权利要求1所述的新型多级罗茨真空泵，其特征在于：所述进气口(22)中心轴线和排气口(19)中心轴线垂直设置。
7.根据权利要求1所述的新型多级罗茨真空泵，其特征在于：所述第二泵腔(702)靠近第一泵腔(701)一端设有与所述流通孔(13)连通的凹槽(23)。
8.根据权利要求1所述的新型多级罗茨真空泵，其特征在于：所述第一泵腔(701)侧壁和第二泵腔(702)侧壁均设有水冷通道(15)。
9.根据权利要求1所述的新型多级罗茨真空泵，其特征在于：所述驱动组件包括电机(1)、主动齿轮(2)和从动齿轮(21)，主动轴(4)与电机(1)输出轴连接，主动齿轮(2)套装于主动轴(4)轴端，从动齿轮(21)套装于从动轴(18)轴端，且所述主动齿轮(2)与从动齿轮(21)啮合。
10.根据权利要求9所述的新型多级罗茨真空泵，其特征在于：在所述壳体(7)一端设有齿轮室(3)，所述主动齿轮(2)和从动齿轮(21)设于所述齿轮室(3)中。
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