CN115053070B - 多级真空泵 - Google Patents

Abstract

论述一种多级真空泵，其包括限定多个泵送室的定子。所述定子包括用于提供从所述多个泵送室中的一者的出口端口到后续泵送室的入口端口的流体通路的多个传送通道。所述传送通道中的一些包括在所述定子的相对侧上的两个侧部通道区段。所述传送通道中的一者包括在所述定子的一侧上的单个侧部通道区段。所述真空泵进一步包括布置在与所述定子的所述一侧相对的所述定子的另一侧上的气镇入口通道。

Description

多级真空泵

技术领域

本发明的技术领域涉及多级真空泵。

背景技术

在多级真空泵中，当流体从真空泵的入口泵送到出口时，需要传送通道以在级之间传送流体。这些传送通道需要定子块内的空间。在需要到所述室的额外通路的情况下，诸如在可以向一个或多个级添加气镇（gas ballast）的情况下，需要提供这些额外通道和/或阀，并且可能变得具有挑战性。对于较小紧凑泵，情况尤其如此。

实施例试图提供一种如下紧凑多级泵：所述紧凑多级泵具有用于向所述泵的级中的一者提供压载气体（ballast gas）的气镇入口通道。

发明内容

第一方面提供一种多级真空泵，其包括：

限定多个泵送室的定子；

所述定子包括多个传送通道，每一传送通道提供从所述泵送室中的一者的出口端口到后续泵送室的入口端口的流体通路；

所述传送通道中的至少一者包括在所述定子的相对侧上的两个侧部通道区段；并且

所述传送通道中的至少一者包括在所述定子的一侧上的单个侧部通道区段，所述真空泵进一步包括：

布置在与所述定子的所述一侧相对的所述定子的另一侧上的气镇入口通道。

本发明的发明人认识到，多级真空泵、特别是紧凑多级真空泵在定子内具有有限空间用于泵送室和用于在不同级的泵送室之间引导流体的传送通道。在这方面，传送通道应该被定尺寸成使得其横截面足够大以允许气体在所述室之间流动、而无显著压力损失。

由于真空泵从高真空泵送至较低的真空，因此在入口端处泵送的气体体积显著大于在出口端处泵送的体积，并且因此，泵送室和传送通道在尺寸上也可以从入口到出口减小。

在一些泵中，可能有利的是，提供气镇入口通道用于在泵送循环的某些阶段期间将压载气体引入到真空泵中以抑制诸如水蒸汽等的所泵送可冷凝气体的冷凝。所述压载气体可以是空气或惰性气体或工艺气体，并且所述流动帮助‘稀释’泵送机构内部的蒸汽，从而抑制例如水蒸汽在其被压缩到接近大气压时冷凝。这允许泵比在不使用气镇的情况下快得多地恢复至其极限压力。另外，气镇允许泵送比没有气镇的情况更多体积的蒸汽，因为其帮助抑制泵内部的冷凝。

这些气镇入口通道通常朝向真空泵的排气端提供，因为在此端部处具有较高压力，气体将冷凝。本发明的发明人认识到，朝向真空泵的排气端，所泵送气体的体积通常较小，并且因此，可能存在在真空泵的定子内提供压载气体入口通道的可能性。特别地，发明人认识到，尽管为了提供具有足够尺寸、而不抑制流动的传送通道，其通常已经形成在定子的侧壁中的泵送室的两侧上的两个侧部区段中、在入口与出口之间具有联接通道，对于所述传送通道中的一者，可能的是，可以使用仅在定子的一侧的上的单个侧部区段，并且在此情况下，在定子的将通常是另一侧部通道的另一侧上将存在可用空间。在这种情况下，可以将气镇通道放置在此侧中、在通过不具有所述传送通道中的一者的第二侧部区段而提供的备用空间中。因此，通过调适定子内的传送通道配置，可以在定子内提供用于向真空泵内的泵送室中的一者提供气镇的气镇通道，而无需增加定子或真空泵的尺寸。

在一些实施例中，在更靠近于所述真空泵入口的泵送室之间提供流体通路的所述传送通道的所述区段中的至少一些的横截面具有比更靠近于所述泵出口的泵送室之间的所述传送通道的所述区段的横截面大的横截面。

如先前所述，当气体被泵送通过真空泵时，其将被压缩，并且因此，气体占用的体积将较小。因此，朝向真空泵的出口的相对不受抑制的流体流动所需的传送通道的横截面小于其朝向入口的横截面。因此，在一些实施例中，泵送室之间的至少一些传送通道的尺寸可以从入口到出口减小，并且利用在入口处提供相同压力损失所需的尺寸显著大于朝向出口所需的尺寸的事实。减小传送通道的尺寸是高效地使用定子内的空间的有效方式。

在一些实施例中，包括所述单个侧部通道区段的所述传送通道具有比相邻上游传送通道的横截面大的横截面。

然而，在传送通道仅具有单个侧部通道区段以便在定子的另一侧上为气镇通道腾出位置的情况下，可以使此侧部通道具有比存在两个侧部通道的通道区段大的横截面，因为流过此侧部通道的气体量将是存在两个侧部通道的情况的量的两倍。在此情况下，对于此传送通道，与紧接在前的上游传送通道的侧部通道区段的横截面相比，横截面并不减小。

在一些实施例中，所述定子包括在所述多个泵室的相对侧上的侧壁和用于覆盖所述多个泵送室的相对面的盖部分，所述多个泵送室的所述入口和出口端口分别朝向所述入口和出口盖部分延伸，其中所述盖部分包括用于将相应入口和出口联接到所述侧部通道区段的所述传送通道的区段。

所述传送通道提供用于使流体从一个泵送室的出口流到后续泵送室的入口的通路，所述传送通道可以包括垂直于盖部分伸展穿过定子的一个或两个侧壁的一个或多个侧部通道部分以及用以将所述侧部通道部分的两侧联接到相应入口和出口的联接通道。所述联接通道提供在覆盖在相应入口和出口端处的泵送室的表面中。

在一些实施例中，所述定子包括包含两个蛤壳部件的蛤壳式定子，所述侧部通道区段和泵送室延伸到两个所述蛤壳部件中，所述蛤壳中的一者包括包含所述泵送室的入口部分的入口蛤，并且一者包括包含所述泵送室的出口部分的出口蛤。

在一些实施例中，定子形成为具有两个块的蛤壳式定子，从而使转子在定子内的安装更简单。

在一些实施例中，将所述泵送室入口联接到所述入口盖部分中的所述单个侧部通道的所述通道成角度，所述单个侧部通道区段相对于所述单个侧部通道区段经由所述联接通道连接到的所述泵送室入口偏移，所述侧部通道比所述泵送室入口更靠近于所述真空泵入口。

如先前所述，在定子内存在有限空间用于提供传送通道，并且具有单个侧部通道的传送通道可以具有较大横截面，并且为了为此提供空间，可以方便地使所述通道成角度并使所述侧部通道相对于泵送室偏移。

在一些实施例中，相邻于包括所述单个侧部通道并且更靠近于所述真空泵入口的所述通道的所述传送通道包括所述入口盖部分中成角度的联接部分，所述侧部通道区段相对于所述侧部通道区段经由所述联接通道连接到的所述泵送室入口偏移，所述侧部通道区段比所述泵送室入口更靠近于所述真空泵入口。

为了为气镇入口提供额外空间，可能有利的是，使下一个传送通道联接区段朝向入口成角度。这可以为较宽横截面侧和联接通道区段两者提供额外空间以用于具有单个侧部区段的传送通道和气镇入口通道。

虽然单个侧部通道可以连接在任何两个泵送室之间，但是在一些实施例中，包括所述单个侧部通道区段的所述传送通道是将倒数第三泵送室连接到倒数第二泵送室的通道，所述倒数第二泵送室相邻于排气泵送室。

如先前所述，气镇有利地朝向真空泵的排气端输入到真空泵，并且因此，可能有利的是，气镇通道也朝向真空泵的排气侧位于定子内。特别地，可能有利的是，将其定位在由将倒数第三泵送室联接到倒数第二泵送室的侧部通道腾出的空间中。

在一些实施例中，所述气镇入口通道的一部分位于至少部分与所述倒数第三泵送室的一侧相对的所述定子的所述另一侧处。

在包括单个侧部通道区段的传送通道是连接在倒数第三室与倒数第二室之间的传送通道的情况下，则气镇入口通道可以位于至少部分与倒数第三泵送室的一侧相对、在此时通过不存在到传送通道的侧部通道而腾出的空间中。

在一些实施例中，所述气镇入口通道包括腔，所述腔包含用于抑制从所述泵到气镇入口端口的流的止回阀。

为了在泵送室中的压力上升时使由真空泵泵送的气体并不通过气镇入口通道流出，止回阀可以有利地布置在此通道中。方便的是，其靠近于泵送室以避免止回阀与泵送室之间的任何体积的缓冲作用，并且因此，这是如果气镇通道靠近于其提供气体的泵送室定位是有利的另一原因。止回阀位于所述通道内的腔中，并且因此，确实需要不小的体积。

在一些实施例中，所述气镇入口通道包括用于准许气镇通过所述气镇入口通道或用于使所述泵送室与所述气镇密封隔绝的控制阀。

为了控制气镇到真空泵的输入，可以提供控制阀，使得气镇可以在需要时以及如所要求的那样在被处理的泵的特定级处输入。

在所附独立权利要求和从属权利要求中阐述另外的特别且优选方面。从属权利要求的特征可以视情况并且按除权利要求中明确阐述的那些组合以外的组合与独立权利要求的特征组合。

在一装置特征被描述为可操作以提供一功能的情况下，将了解的是，这包括提供该功能或者被调适或配置成提供该功能的装置特征。

附图说明

现在将参考附图进一步描述本发明的实施例，在附图中：

图1示出了根据现有技术的真空泵的主要定子部件的等距视图；

图2示出了图1的入口定子部件的俯视平面图；

图3示出了根据一实施例的入口定子部件的顶部平面；

图4示出了根据一实施例的定子入口部件的端面；并且

图5示出了根据一实施例的定子入口部件的等距视图。

具体实施方式

在任何更详细地论述实施例之前，将首先提供概述。

实施例提供一种多级真空泵，其包括至少部分包围多个真空室的定子。所述定子包括用于在多个泵送室之间将流体从一个泵送室的出口传送到后续泵送室的入口的传送通道。这些传送通道位于定子内。

在一些实施例中，所述定子包括所述多个泵送室和转子位于其间的侧壁以及垂直于所述侧壁延伸以覆盖定子部件或包括所述多个室的部件的上部和下部面的覆盖部分。这些覆盖部分可以是单独板，或者可以是包括侧壁的定子块的一部分。

在一些实施例中，所述传送通道中的一些具有行进穿过定子的侧壁的两个侧部通道区段，这些侧部通道区段至少部分位于相应泵送室的两侧。所述多个泵送室的入口朝向入口覆盖部分延伸，并且出口朝向相对出口覆盖部分延伸。所述传送通道被配置成从一个泵送室的出口沿着出口覆盖部分中的联接通道朝向侧部通道部分引导流体，在侧部通道部分处，流体将流过侧部通道部分到达入口覆盖部分中的通道，在所述通道处，流体将被引导到后续泵送室的入口。

优选的是，流体传送通道的横截面积足够大、而不会过度阻碍流动。

当流体从真空泵的入口朝向出口流动时，其变得被压缩，并且因此，流体所需的横截面积减小，并且传送通道的横截面也可以减小。

实施例提供朝向排气口向真空泵中的泵送室中的一者提供气镇的气镇入口通道，并且为了为这种气镇入口通道提供空间，泵送室之间的传送通道中的一者被配置成仅在定子的一侧上具有单个侧部区段，而使定子的另一侧可用于气镇通道。与邻近上游传送通道中的至少一者相比，传送通道的此单个侧部区段将具有增加的横截面积，以便为这一个通道内的气体流动提供足够引导性。

图1示出根据现有技术的真空泵定子，其包括入口半壳定子部件2和出口半壳定子部件4，入口半壳定子部件2和出口半壳定子部件4共同形成定子块的主体。在此实例中，所述定子用于五级真空泵，并且包括五个泵送室，这五个泵送室由呈横向壁形式的分隔构件分开。这些横向壁优选地与定子部件2和4成一体。

孔口34和36提供在定子中，各自用于接纳真空泵的转子组件的相应轴。在此实施例中，所述真空泵包括罗茨真空泵，并且所述转子包括罗茨转子。顶板（未示出）安装在定子部件2、4的端部表面38和40上以密封定子部件2、4的端部。

每一泵送室包括联接到部件2的上表面中的通道的入口。泵送室的相应入口与出口之间的传送通道具有侧部区段，所述侧部区段垂直地伸展穿过泵送室的两个边缘处的块2和4，并且这些侧部区段延伸到上表面中所示的通道中，从而提供从侧部通道区段到泵送室的入口的气体通路。

泵送室的出口通向出口定子部件4的下表面中的通道（未示出），并且在此表面中存在联接通道，从而提供从泵室出口到相应侧部通道的通路。

图2示出根据现有技术的入口定子部件2的上表面52的视图。其示出相应泵送室的入口17、19、21、23和25。在此入口定子部件2的表面中还存在联接通道，所述联接通道将入口联接到定子的两侧上的传送通道的相应侧部通道区段。侧部通道区段的开口在左手侧上示出为12、14、16、18、20，并且这些开口通过沿着入口定子部分的表面52伸展的联接通道联接到泵送室的相应入口。类似地，侧部通道区段开口22、24、26、28和30示出在右手侧上，并且这些开口也经由联接通道联接到入口。在现有技术的此真空泵中，针对所述泵送室中的每一者，在泵送室的两侧上存在用于传送通道的侧部通道区段，并且所述侧部通道区段的横截面从真空泵60的入口侧到出口侧62减小。所述侧部通道位于泵送室的一侧，使得入口定子部分中的联接通道垂直于侧壁伸展。

图3示出了根据一实施例的入口定子部件2的上部面52的端视图。在此部件中，示出五个泵送室入口，尽管此多级泵具有七个泵送室，并且入口级在入口顶板（未示出）内，并且出口级位于环绕定子部件的用于容纳密封件的凹槽下方并且因此在图3中不可见。

图3示出了第二泵送室的入口17以及后续入口19、21、23和25，其中图4中示出了排气泵送级的另一个入口27。在多级真空泵的级之间存在用于传送流体的传送通道，并且这些传送通道各自具有至少部分相邻于泵送室伸展穿过定子的侧部的侧部区段。对于具有入口17的第二泵送室，在两侧上存在两个侧部通道区段以为低压气体提供足够流量。这两个侧部通道区段在左手侧上示出为12，并且在右手侧上示出为22。后续泵送室在左侧上具有侧部通道区段14，并且在右侧上具有侧部通道区段24。这些侧部通道被配置成从在另一个定子部件4的相对面上的前一泵送室的出口接收流体，并且所述流体向上通过所述通道流到入口面，并且然后沿着联接通道14a和24a流到入口19。

所述流体然后被泵送通过泵送室并且在定子部件4的出口面中的出口处输出到后续侧部通道16和26中，随后所述流体向上行进到入口部件2的入口面52，并且从那里通过联接通道进入到后续泵送室的入口21中。

在此实施例中，提供气镇入口通道70用于将压载气体输入到真空泵的排气级中。在此实施例中，气镇入口通道70位于入口为25的倒数第二泵送室的一侧。此倒数第二泵送室从仅具有一个侧部区段30的传送通道接收流体，所述传送通道将流体从倒数第三泵送室传送到倒数第二泵送室。由于仅存在一个侧部通道区段，因此此传送通道具有比在先前两个泵送室之间传送流体的传送通道大的横截面积。这在定子的另一侧上为气镇入口通道70提供空间。

当我们朝向真空泵的排气端时，传送通道所需的横截面积较小，并且因此，增加传送通道侧部区段的横截面积不在所述空间上过度费力。然而，空间是有限的，并且因此，在此实施例中，侧部通道30相对于泵送室偏移，并且泵送室入口25以及因此联接通道30a成角度。这允许所述通道更大并且仍为到下一个排气级的后续侧部通道提供空间，所述侧部通道并不通向表面52，而是在行进跨越所述表面下方并示出在图4中。

图4示出带到排气泵送室的泵送室入口27的入口定子部件2的端视图。气镇入口通路70通向连接联接通道31a，联接通道31a将气镇入口通路和左手传送通道31的侧部区段从倒数第二至排气级联接到排气泵送级的入口27。因此，来自倒数第二泵送室的气镇和流体都通过联接通道31a流到入口27。存在将右手传送通道32的侧部区段联接到排气泵送室的入口的额外联接通道32a。

图5以等距视图示出入口定子部件2。气镇入口通道70示出为在此部件的上表面上具有开口，并且还示出将传送通道的侧部区段联接到入口的联接通道。所述侧部通道从这些联接通道向下延伸并且不可见。端面可见，并且示出排气级的入口27如何通过其自己的联接通道被联接。

通过竖直侧部通道的气流如图所示沿向上方向通过传送通道从定子出口块4的下表面中的相应泵送室的出口流到入口定子块的上表面。所述气镇通道从入口蛤的上表面52中的开口接收压载气体，并且所述压载气体向下流到排气级的入口。

所述气镇通道具有位于靠近于排气泵送室的通道中以抑制气体从泵送室到压载气体入口端口的流动的止回阀（未示出）以及用于控制压载气体的输入的控制阀（也未示出）。

虽然本文中已经参考附图详细公开本发明的说明性实施例，但是应理解，本发明并不限于所述精确实施例，并且本领域技术人员可以在不背离如由所附权利要求书及其等效内容限定的本发明的范围的情况下在本文中实现各种改变和修改。

附图标记

2 入口半壳定子部件

4 出口半壳定子部件

17、19、21、23、25、27 泵送室入口

12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、31、32 传送通道侧部区段

14a、24a、30a、31a、32a 传送通道联接区段

34、36 转子接纳孔口

38、40 定子块的端面

52 入口半壳定子部件的顶部表面

60 真空入口端

62 真空泵出口端

70 气镇入口通道。

Claims (11)

1.一种多级真空泵，其包括：

限定多个泵送室的定子；

所述定子包括多个传送通道，每一传送通道提供从所述泵送室中的一者的出口端口到后续泵送室的入口端口的流体通路；

所述传送通道中的至少一者包括在所述定子的相对侧上的两个侧部通道区段；并且

所述传送通道中的至少一者包括在所述定子的一侧上的单个侧部通道区段，所述多级真空泵进一步包括：

布置在相对于所述定子的所述一侧的所述定子的另一侧上的气镇入口通道。

2.根据权利要求1所述的多级真空泵，

其中在更靠近于真空泵入口的泵送室之间提供流体通路的所述传送通道的通道区段中的至少一些的横截面具有比更靠近于泵出口的泵送室之间的所述传送通道的通道区段的横截面大的横截面。

3.根据权利要求1或2所述的多级真空泵，

其中包括所述单个侧部通道区段的所述传送通道具有比相邻上游传送通道的横截面大的横截面。

4.根据权利要求1或2所述的多级真空泵，其中所述定子包括在所述多个泵送室的相对侧上的侧壁和用于覆盖所述多个泵送室的相对面的盖部分，所述多个泵送室的所述入口端口和出口端口分别朝向入口盖部分和出口盖部分延伸，其中所述盖部分包括用于将相应入口和出口联接到侧部通道区段的所述传送通道的区段。

5.根据权利要求1或2所述的多级真空泵，其中所述定子包括蛤壳式定子，所述蛤壳式定子包括两个蛤壳部件，侧部通道区段和泵送室延伸到两个所述蛤壳部件中，所述蛤壳部件中的一者包括包含所述泵送室的入口部分的入口蛤，并且一者包括包含所述泵送室的出口部分的出口蛤。

6.根据权利要求4所述的多级真空泵，

其中将泵送室入口联接到所述入口盖部分中的所述单个侧部通道区段的联接通道成角度，所述单个侧部通道区段相对于所述泵送室入口偏移，所述单个侧部通道区段经由所述联接通道连接到所述泵送室入口，所述单个侧部通道区段比所述泵送室入口更靠近于真空泵入口。

7.根据权利要求4所述的多级真空泵，

其中相邻于包括所述单个侧部通道区段并且更靠近于真空泵入口的通道的所述传送通道包括所述入口盖部分中的成角度的联接部分，所述单个侧部通道区段相对于所述泵送室入口偏移，所述单个侧部通道区段经由联接通道连接到所述泵送室入口，所述单个侧部通道区段比所述泵送室入口更靠近于所述真空泵入口。

8.根据权利要求1或2所述的多级真空泵，其中包括所述单个侧部通道区段的所述传送通道是将倒数第三泵送室连接到倒数第二泵送室的通道，所述倒数第二泵送室相邻于排气泵送室。

9.根据权利要求8所述的多级真空泵，

其中所述气镇入口通道的一部分位于至少部分与所述倒数第三泵送室的一侧相对的所述定子的所述另一侧处。

10.根据权利要求1或2所述的多级真空泵，其中所述气镇入口通道包括腔，所述腔包含用于抑制从所述多级真空泵到气镇入口端口的流的止回阀。

11.根据权利要求1或2所述的多级真空泵，其中所述气镇入口通道包括用于准许气镇通过所述气镇入口通道或用于使所述泵送室与所述气镇密封隔绝的控制阀。