CN114962269A - 真空泵及真空泵系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种真空泵及真空泵系统。真空泵包括：泵本体；出气管，与泵本体相连接；输气装置，设置在出气管内；输气装置包括管状主体以及至少一根输气管；管状主体包括细管段和分别位于细管段两侧的第一粗管段和第二粗管段，细管段的内径小于第一粗管段且小于第二粗管段的内径；输气管的第一端位于第一粗管段内，第二端依次穿过第一粗管段的管壁、出气管的管壁伸出到出气管外部，且第一端的开口方向朝向细管段。本申请的真空泵通过输气管向出气管内输入高速氮气，能够使整个出气管内的排气速度更高，排气更加顺畅，能够排出泵本体内的粉尘，避免因真空泵内的粉尘积聚造成的真空泵性能下降。

Description

真空泵及真空泵系统

技术领域

本申请涉及半导体制造设备技术领域，具体涉及一种真空泵及真空泵系统。

背景技术

半导体制造设备使用的真空泵在被驱动时，各转子会按照区间回转排气的等级依序压缩、移送。转子等级区间划分为1～5区间或1～6区间等。

泵转子区间别的主要压缩区间是真空状态，最后一级区间因邻近排气区间，会上升到大气压，因此最后转子区间的消耗电力占比最大。上升到大气压的同时，排气不顺导致粉尘累积在泵内部，使得泵性能下降。主要压缩区间依照区间等级真空状态的不同划分，最后一个区间(例如第5区间或第6区间)因为邻近排气口所以会逐渐上升到大气压，因此最后一个转子等级区间消耗电力占比最大。最后一个区间上升到大气压的同时容易产生排气不顺的情况，粉尘累积在真空泵内部降低了真空泵性能。

发明内容

本申请的目的是提供一种真空泵及真空泵系统。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本申请实施例的一个方面，提供一种真空泵，包括：

泵本体；

出气管，与所述泵本体相连接；

输气装置，设置在所述出气管内；

其中，所述输气装置包括管状主体以及至少一根输气管；所述管状主体包括细管段和分别位于所述细管段两侧的第一粗管段和第二粗管段，所述细管段、所述第一粗管段和所述第二粗管段一体成型，所述细管段的内径小于所述第一粗管段且小于所述第二粗管段的内径；所述出气管内的气体流动方向为依次通过所述第一粗管段、所述细管段、所述第二粗管段和所述出气管的出气口；所述输气管的第一端位于所述第一粗管段内，所述第二端依次穿过所述第一粗管段的管壁、所述出气管的管壁伸出到所述出气管外部，且所述第一端的开口方向朝向所述细管段。

根据本申请实施例的另一个方面，提供一种真空泵系统，包括：

上述的真空泵；

气体洗涤器，通过管道系统与所述泵本体内部相连通。

本申请实施例的其中一个方面提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请实施例提供的真空泵，在出气管内设置有输气装置，输气装置包括中间细两端粗的管状主体以及一端插入管状主体的输气管，通过输气管向出气管内输入高速氮气，能够使整个出气管内的排气速度更高，排气更加顺畅，确保泵本体的转子等级最后一个区间的压力最大程度上维持在真空状态水平，并且能够排出泵本体内的粉尘，从而降低电力使用量，避免因真空泵内的粉尘积聚造成的真空泵性能下降。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者，部分特征和优点可以从说明书中推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1示出了本申请的一个实施例的真空泵的结构示意图；

图2示出了输气装置的结构示意图；

图3示出了本申请的一个实施例的真空泵系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本申请做进一步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

伯努利原理：动能+重力势能+压力势能＝常数。根据伯努利原理得到的推论为：流体等高流动时，流速越大，压力越小。对伯努利原理的另一种描述为：对定常流的不可压缩的无粘流体，在同一条流线上，速度快的地方压力低。

伯努利原理表述为：

这个式子被称为伯努利方程。式中，p为流体中某点的压强，v为流体该点的流速，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为该点所在高度，C是一个常量。

如图1所示，本申请的一个实施例提供了一种真空泵，包括泵本体1、与泵本体1相连接的出气管2以及设置在出气管2内的输气装置3。

如图2所示，输气装置3包括管状主体以及至少一根输气管7，管状主体包括中间的细管段4和分别位于细管段4两侧的第一粗管段5和第二粗管段6，细管段4、第一粗管段5和第二粗管段6一体成型，细管段4的内径小于第一粗管段5并小于第二粗管段6的内径。第二粗管段6比第一粗管段5更接近出气管2的出气口。输气管7的第一端位于第一粗管段5内，第二端依次穿过第一粗管段5的管壁、出气管2的管壁伸出到出气管2外部，且第一端的开口方向朝向细管段4。输气管7用于由供气装置向细管段4内输入高速的氮气，供气装置将氮气高速输入输气管7的第二端开口，氮气由输气管7的第一端开口输出后依次经过细管段4、第二粗管段6，然后进入出气管2，由出气管2的出气口排出。出气管2内的气体流动方向为依次通过第一粗管段5、细管段4、第二粗管段6和出气管2的出气口。如图2中箭头所示方向为氮气的流动方向。

输气管7可以为“L”形，包括互相垂直的第一段和第二段，第一段和第二段一体成型，其中第一段位于第一粗管段5内、与第一粗管段5的中轴线平行且其开口端朝向细管段4，第二段依次穿过第一粗管段5的管壁、出气管2的管壁后伸出到出气管2外部。输气管7可以为两个，上下相对地设置。泵本体1包括马达8、转子9和吸气口10等，吸气口10用于吸收密闭空间内的空气，从而在密闭空间内营造真空环境。

根据伯努利原理，通过供应高速氮气，使高速氮气流过出气管2排出，使整个出气管2内的排气速度更高，排气更加顺畅，确保转子等级最后一个区间的压力最大程度上维持在真空状态水平，并且能够排出真空泵内的粉尘，从而降低电力使用量，避免因真空泵内的粉尘积聚造成的真空泵性能下降。

如图3所示，本申请的另一个实施例提供了一种真空泵系统，包括上述任一实施方式的真空泵和气体洗涤器11。气体洗涤器11通过管道系统与泵本体1内部相连通，气体洗涤器用于通过管道向泵本体1内部输入氮气，吹扫泵本体1内部的粉尘，吹扫粉尘的氮气最后通过出气管2排出。

输气管7与气体洗涤器通过一根管道相连接，气体洗涤器通过管道向输气管7内输入氮气。

将气体洗涤器11与泵本体1内部相连通的管道系统包括连接气体洗涤器11的主管道18以及与主管道18相连通的若干分支管道。主管道18连接有第一分支管道19和第二分支管道20。

主管道18上设置有流量计12、压力调节器13、电磁阀14和止回阀17。流量计12用于检测主管道18内的氮气流量。压力调节器13用于调节主管道18内的氮气压力。电磁阀14用于打开或关闭主管道18。第一分支管道19上设置有热力枪模块15，热力枪模块15用于加热第一分支管道19内的氮气。输气装置3的输气管7与第二分支管道20相连通，从而能实现将第二分支管道20内的氮气输入输气管7内。第一分支管道19和第二分支管道20继续分出更下一级的分支管道，如图所示，总共有五个最下级的分支管道与泵本体1内部相连通。其中一个最下级的分支管道上可以设置有用于测量压力的压力表16。

打开气体洗涤器11后，气体洗涤器11通过管道系统向泵本体1内部输入氮气，氮气通过出气管2输出，还有一部分氮气第二分支管道20输入输气管7内，加速了出气管7内的氮气流动速度。

在某些实施方式中，该真空泵系统还包括控制装置，控制装置分别与气体洗涤器以及管道系统中的流量计12、压力调节器13、电磁阀14、压力表16、热力枪模块15和止回阀17相连接，控制装置用于控制气体洗涤器以及流量计12、压力调节器13、电磁阀14、压力表16、热力枪模块15和止回阀17，可以控制气体洗涤器的开关，以及自动控制调整管道系统内氮气的压力和流量等参数，确保真空泵系统中的氮气的各项参数符合实际应用的需要。

控制装置可以包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，能够实现对气体洗涤器以及流量计12、压力调节器13、电磁阀14、压力表16、热力枪模块15和止回阀17的控制。

流量计12、压力表16分别将测得的氮气流量数据和氮气压力数据发送给控制装置。控制装置例如可以为计算机。

该真空泵系统的气体洗涤器提供氮气，提供的氮气一部分用于吹扫泵本体内的粉尘，另一部分输入输气管内加速出气管内的氮气流动速度，使整个出气管内的排气速度更高，排气更加顺畅，确保泵本体的转子等级最后一个区间的压力最大程度上维持在真空状态水平，并且能够排出泵本体内的粉尘，从而降低电力使用量，避免因真空泵内的粉尘积聚造成的真空泵性能下降。

需要说明的是：

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

以上所述实施例仅表达了本申请的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种真空泵，其特征在于，包括：

泵本体；

出气管，与所述泵本体相连接；

输气装置，设置在所述出气管内；

其中，所述输气装置包括管状主体以及至少一根输气管；所述管状主体包括细管段和分别位于所述细管段两侧的第一粗管段和第二粗管段，所述细管段、所述第一粗管段和所述第二粗管段一体成型，所述细管段的内径小于所述第一粗管段且小于所述第二粗管段的内径；所述出气管内的气体流动方向为依次通过所述第一粗管段、所述细管段、所述第二粗管段和所述出气管的出气口；所述输气管的第一端位于所述第一粗管段内，所述第二端依次穿过所述第一粗管段的管壁、所述出气管的管壁伸出到所述出气管外部，且所述第一端的开口方向朝向所述细管段。

2.根据权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述输气管为“L”形，包括互相垂直的第一段和第二段，其中所述第一段位于所述第一粗管段内、与所述第一粗管段的中轴线平行且其开口端朝向所述细管段，所述第二段依次穿过所述第一粗管段的管壁、所述出气管的管壁伸出到所述出气管外部。

3.一种真空泵系统，其特征在于，包括：

权利要求1或2所述的真空泵；

气体洗涤器，通过管道系统与所述泵本体内部相连通。

4.根据权利要求3所述的真空泵系统，其特征在于，所述输气管与所述气体洗涤器通过所述管道系统相连通。

5.根据权利要求3所述的真空泵系统，其特征在于，所述管道系统包括连接所述气体洗涤器的主管道以及与所述主管道相连通的若干分支管道。

6.根据权利要求5所述的真空泵系统，其特征在于，与所述主管道相连接的分支管道包括第一分支管道和第二分支管道，所述第一分支管道和所述第二分支管道均与所述泵本体的内部相连通，所述第二分支管道还与所述输气管相连通。

7.根据权利要求6所述的真空泵系统，其特征在于，所述第一分支管道上设置有热力枪模块。

8.根据权利要求3所述的真空泵系统，其特征在于，所述管道系统上设置有流量计、压力调节器、电磁阀、压力表和止回阀。

9.根据权利要求8所述的真空泵系统，其特征在于，所述真空泵系统还包括控制装置，控制装置分别与所述气体洗涤器以及所述管道系统中的流量计、压力调节器、电磁阀、压力表和止回阀相连接，所述控制装置用于控制所述气体洗涤器以及所述流量计、所述压力调节器、所述电磁阀、所述压力表和所述止回阀。

10.根据权利要求9所述的真空泵系统，其特征在于，所述控制装置包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，能够实现对所述气体洗涤器、所述流量计、所述压力调节器、所述电磁阀、所述压力表和所述止回阀的控制。

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