CN115552121A

CN115552121A - 一种涡旋泵

Info

Publication number: CN115552121A
Application number: CN202180036624.7A
Authority: CN
Inventors: N·P·肖菲尔德; A·E·K·霍尔布鲁克
Original assignee: Edwards Ltd
Current assignee: Edwards Ltd
Priority date: 2020-05-21
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2022-12-30
Also published as: JP2023526957A; WO2021234395A1; EP4168677A1; GB202007563D0; GB2595283A; GB2595283B; US20230184251A1

Abstract

公开了一种涡旋泵和涡旋式真空泵。涡旋式真空泵包括：绕动涡旋部；和固定涡旋部；以及包围涡旋式真空泵的泵腔室的泵壳体。所述泵还包括具有偏心轴部分的轴向延伸的驱动轴，所述绕动涡旋部安装在所述偏心轴部分上，使得所述驱动轴的旋转向所述绕动涡旋部赋予相对于所述固定涡旋部的绕动运动；轴向调节机构，用于调节所述绕动涡旋部的轴向位置，并且从而调节所述固定涡旋部与所述绕动涡旋部之间的距离，所述轴向调节机构包括多个调节构件，所述多个调节构件围绕所述驱动轴成角度地间隔开并且朝向所述绕动涡旋部延伸穿过所述泵壳体，所述多个调节构件均被构造成提供所述绕动涡旋部的可独立调节的轴向位置；以及多个密封装置，用于将所述多个调节构件与所述泵腔室隔离，所述多个密封装置围绕所述多个调节构件中的每一者延伸并且包括至少一个柔性部分，使得所述密封装置的一端可相对于所述密封装置的固定的另一端绕动。

Description

一种涡旋泵

技术领域

本发明的领域涉及涡旋泵，具体的示例涉及真空涡旋泵。

背景技术

一种涡旋泵由两个交错的涡旋部（涡盘，scroll）形成，所述涡旋部安装成使得驱动轴的旋转向涡旋部中的一者赋予相对于另一者的绕动运动（公转运动，orbitalmotion），从而在涡旋部之间截留和泵送或压缩流体窝穴（pocket of fluid）。在一些情况下，涡旋部中的一者是固定的，而另一者安装在具有偏心凸轮的驱动轴上，使得其偏心地绕动运动而不自转（rotating）。

传统的涡旋泵已经设置有末端密封件，该末端密封件安装在螺旋形涡旋壁的端部上并且构造成接触相对的涡旋部板以在涡旋部之间提供密封，从而允许流体窝穴被有效地从入口推到出口。尽管末端密封件提供了有效的密封，但是它们随着时间而退化，需要更换并且产生可能污染清洁环境的灰尘。

WO 2017/220961描述了一种真空涡旋泵，其中使用轴向推力轴承解决了末端密封件的问题，该轴向推力轴承具有允许轴向间隙被调节并减小到低水平的轴向调节机构。这样，提供了足够小的轴向间隙，以提供有效的泵送而不需要末端密封件。

尽管这种轴向推力轴承解决了末端密封件所产生的许多问题，但是它们提出了它们自身的挑战，因为轴承需要润滑剂，并且这可能泄漏到泵送区域中，并且其自身引起污染。

将期望提供一种具有有效密封和泵送能力以及低污染的涡旋泵。

发明内容

第一方面提供了一种涡旋式真空泵，包括：绕动涡旋部；以及固定涡旋部；泵壳体，所述泵壳体包围所述涡旋式真空泵的泵腔室；轴向延伸的驱动轴，所述驱动轴具有偏心轴部分，所述绕动涡旋部安装在所述偏心轴部分上，使得所述驱动轴的旋转向所述绕动涡旋部赋予相对于所述固定涡旋部的绕动运动；轴向调节机构，用于调节所述绕动涡旋部的轴向位置，并且从而调节所述固定涡旋部与所述绕动涡旋部之间的距离，所述轴向调节机构包括多个调节构件，所述多个调节构件围绕所述驱动轴成角度地间隔开并且朝向所述绕动涡旋部延伸穿过所述泵壳体，所述多个调节构件各自被构造成提供所述绕动涡旋部的可独立调节的轴向位置；以及多个密封装置，用于将所述多个调节构件与所述泵腔室隔离，所述多个密封装置围绕所述多个调节构件中的每一者延伸，并且包括至少一个柔性部分，使得所述密封装置的一端可相对于所述密封装置的固定的另一端绕动。

本发明的发明人认识到，延伸穿过泵壳体并且在多个不同点处控制绕动涡旋部的轴向位置的多个调节构件不仅允许调节涡旋部之间的间隙，而且至少在一定程度上解决与绕动涡旋部相关联的倾斜和摆动（swash）问题。然而，这种构件在允许构件的轴向运动的界面处延伸到泵壳体中。此外，通过这些部件使绕动涡旋部轴向定位需要在一个或多个绕动表面和非绕动表面之间有一些接触。这两个问题会导致泄漏到泵壳体内的泵腔室中和/或污染泵壳体内的泵腔室。本发明的发明人认识到，通过用多个密封装置将每个调节构件与泵腔室隔离，可以解决这两个问题，所述多个密封装置围绕所述多个调节构件中的每个延伸。这些密封装置由至少一个柔性部分形成，该柔性部分允许密封装置的一端相对于在另一端的固定部分作绕动运动。这样，可以在绕动表面和固定表面之间提供有效的密封。此外，通过在每个单独的调节构件周围提供多个密封装置，而不是在它们周围都提供一个密封装置，允许减小这种密封装置的宽度，从而减少所需的材料量并提供更紧凑的密封装置。这种宽度的减小可以允许密封装置的长度相应地减小，这又允许泵的长度减小。这不仅导致更紧凑的泵，而且导致不太容易受到不同部件的不同热膨胀的影响的泵。较低的热膨胀差异有助于保持对绕动涡旋部的位置的精确控制，从而允许在提供有效密封装置的同时省去末端密封件。

在一些实施例中，所述多个密封装置各自包括波纹管。

尽管密封装置可以以不同的方式形成，只要密封装置的至少一部分是柔性的，波纹管是有效的密封装置，其也用于抑制绕动涡旋部的旋转。对于波纹管，允许绕动运动的柔性随着波纹管的长度而增加，并且与宽度相反地增加。因此，提供对应于每个调节构件的单独的较窄波纹管允许它们较短，同时仍提供与较宽、较长波纹管类似的柔性和类似的疲劳寿命。因此，以其减小的直径包围各个调节构件的波纹管可以具有相应减小的长度。

波纹管可以由包括金属和聚合物的多种材料形成。聚合物可以包括耐热聚合物，例如PTFE (聚四氟乙烯)。

在一些实施例中，所述多个密封装置各自在一端处附接至所述泵壳体并且在另一端处附接至与所述绕动涡旋部一起绕动的至少一个表面。

密封装置可以被构造成在泵壳体和与绕动涡旋部一起绕动的表面之间密封。这样，密封构件固定到表面上，使得在密封装置和表面之间没有相对运动，相对运动都在密封装置的柔性部分内。这减少了连接表面处的磨损，增加了密封寿命，并且提供了在没有滑动表面产生污染的情况下的气密密封。

在一些实施例中，所述轴向调节机构包括轴向推力轴承装置，所述轴向推力轴承装置包括：

多个滚珠轴承，所述多个滚珠轴承安装在所述绕动涡旋部与至少一个推力表面之间；以及

所述多个调节构件，所述多个调节构件各自被构造成独立地调节所述至少一个推力表面的轴向位置。

尽管轴向调节机构可具有多种形式，例如，其可包括用于安装绕动涡旋部的三个微型曲柄，但在一些情况下，其包括轴向推力轴承，该轴向推力轴承的布置在提供由调节构件控制的绕动涡旋部的不同位置的精确轴向定位方面特别有效。轴向推力轴承具有安装在推力表面和绕动涡旋部之间的滚珠轴承，该滚珠轴承是用于表面之间的相对运动的界面并且被润滑以减少摩擦和磨损。密封装置提供了将润滑剂与由泵壳体限定的泵腔室隔离的有效方式。

在一些实施例中，所述至少一个推力表面安装在所述多个调节构件的端部上。

轴向调节机构可包括轴向推力轴承，该轴向推力轴承具有位于轴向调节构件的端部上并抵靠滚珠轴承的推力表面，该滚珠轴承又抵靠绕动涡旋部。在这点上，滚珠轴承可以抵靠绕动涡旋部上的推力表面。轴向构件的轴向位置的调节调节了推力表面的位置，并因此经由滚珠轴承调节了绕动涡旋部的轴向位置。

在一些情况下，轴向推力轴承可以是具有安装在多个调节构件中的每一个上的单个推力表面的单个轴向推力轴承。

在一些实施例中，所述至少一个推力表面包括环形表面，所述环形表面面向所述绕动涡旋部并且围绕所述绕动涡旋部的中心轴线延伸。

在推力表面是安装在多个可调节构件上的单个推力表面的情况下，则在一些实施例中，其可以是面向绕动涡旋部并且围绕绕动涡旋部的中心轴线延伸的环形表面。滚珠轴承本身以环形布置方式布置，并通过环形推力表面而推靠绕动涡旋部。环形表面的宽度足以允许滚珠轴承在绕动涡旋部绕动时做圆周运动，同时仍保持在环形推力表面内。

在一些实施例中，所述至少一个推力表面安装成使得所述至少一个推力表面的径向中心点在所述绕动涡旋部的半径的30%与80%之间。

尽管推力表面可以安装在多个不同的位置，但在一些情况下，它可以安装在绕动涡旋部的半径的30%和80%之间。在这方面，可能有利的是，它朝向外边缘，可能在半径的60%和80%之间，其中独立调节对绕动涡旋部的倾斜和摆动具有增加的效果，并且由此提供了额外的轴向支撑，使得绕动涡旋部的翘曲减小。

在一些实施例中，所述涡旋式真空泵还包括安装在所述绕动涡旋部上的至少一个接纳件，所述至少一个接纳件包围所述滚珠轴承并且包括所述至少一个表面，所述多个调节构件各自延伸穿过所述至少一个表面中的对应孔，所述多个密封构件的所述另一端围绕所述多个孔密封至所述至少一个表面。

如前所述，密封装置可以附接在随涡旋部一起绕动的表面和泵壳体的表面之间，并且这种附接使得没有允许密封为气密的滑动表面和允许运动在密封装置的柔性部分内的柔性。这样做的一种方式可以是提供一种接纳件，该接纳件围绕滚珠轴承和推力表面并且具有调节构件延伸穿过的孔。

在一些实施例中，所述接纳件具有环形形式，并且被构造和安装为包围所述环形推力表面，所述至少一个表面包括单个环形表面，并且在与所述多个调节构件对应的位置处包括多个孔。

在存在环形形式的单个推力轴承的情况下，则接纳件也可具有环形形式，并构造成包围环形推力表面。在这种情况下，在环形接纳件的背离绕动涡旋部的表面中存在多个孔。

在一些实施例中，所述轴向推力轴承装置包括保持器，该保持器包括内圈和外圈，该内圈和外圈围绕所述绕动涡旋部的中心轴线垂直地延伸并且构造成将所述滚珠轴承保持在所述圈之间。

在轴向推力轴承是单个环形轴承的情况下，则可以存在用于将滚珠轴承保持在该环形结构内的保持装置。保持装置可以安装在绕动涡旋部上并且与绕动涡旋部一起绕动。

在其它实施例中，所述轴向推力轴承装置包括对应于所述多个调节构件的多个推力表面。

在一些情况下，不是具有单个轴向推力轴承装置，而是可以存在对应于多个调节构件的多个推力表面。这可以具有较小推力表面的优点，这降低了泵的成本和重量。推力表面可能是昂贵的，具有严格的要求。此外，在轴承的安装为与绕动涡旋部一起绕动的部分具有减小的尺寸和重量的情况下，这对绕动质量和其产生的振动具有有益的影响。

在一些实施例中，所述多个推力表面是基本圆形的表面。

在一些实施例中，所述多个推力表面枢转地安装在接触每个基本圆形表面的中心部分的构件上。

在存在与每个调节构件相对应的单独的推力表面的情况下，则它们的形式可以是圆形形式，从而允许滚珠轴承在绕动涡旋部旋转时以圆形运动进行。在一些实施例中，推力表面可以安装在中心构件上，所述中心构件是诸如允许枢转的中心调节销，使得表面自调平（self-levelling）并且提供良好的滚珠接触以及潜在地更长的轴承寿命。

在一些实施例中，所述轴向推力轴承装置包括对应于所述多个调节构件的多个模块，所述多个模块中的每个包括安装在限制件内的多个滚珠轴承，所述限制件构造成将所述滚珠轴承保持在所述模块内，同时允许所述滚珠轴承中的每个沿着对应于所述绕动涡旋部的所述绕动运动的圆形路径运动。

在轴向推力轴承装置包括安装在轴向调节构件上的多个单独的轴向推力表面的情况下，则滚珠轴承可以安装在与每个调节构件相对应的多个单独的模块内，从而减小轴承装置的尺寸、重量以及可能的成本。

在一些实施例中，所述限制件包括至少一个保持架，所述保持架包括用于保持所述多个滚珠轴承的多个圆形凹部，所述圆形凹部具有比所述滚珠轴承大的直径，使得所述滚珠轴承能够沿所述圆形路径运动。

滚珠轴承可以通过限制件保持在适当位置，在一些情况下，限制件包括一个或多个保持架，在一些实施例中，两个保持架中的每一个包括多个圆形凹部，该多个圆形凹部将滚珠轴承保持在模块内，同时允许滚珠轴承沿着用于相对绕动运动所需的圆形路径运动。

在一些实施例中，所述涡旋式真空泵包括与所述多个调节构件相对应的多个所述接纳件，所述多个接纳件中的每一个包括所述至少一个表面以及在所述至少一个表面中的孔口。

在存在多个轴向推力轴承的情况下，则可以存在围绕每个轴向推力轴承安装的接纳件，并且该接纳件在表面中具有孔，调节构件延伸穿过该孔。

这种布置同样减小了与涡旋部一起绕动的接纳件的尺寸和质量，从而减小了轴承负载和产生的振动。

在一些实施例中，所述多个调节构件包括三个调节构件。

为了提供绕动涡旋部和固定涡旋部之间的轴向距离的精确轴向调节，并且还提供绕动涡旋部的倾斜和摆动的一些控制，需要多于一个的轴向调节构件，并且在许多情况下存在三个调节构件。三个调节构件提供了所需的自由度，以提供良好且有效的倾斜和摆动控制，而不会过度增加所需部件的数量。因此，在一些实施例中，正好存在三个调节构件。它们围绕中心轴线基本等角度地间隔开是合适的，并且在一些实施例中，它们间隔开在100°和140°之间，在一些情况下基本上间隔开120°。

在一些实施例中，所述固定涡旋部提供所述驱动轴延伸穿过的中心孔。

实施例特别适合于其中入口真空空间在泵的绕动涡旋部侧的涡旋泵。真空泵的入口连接到被抽真空的腔室，并且在此特别重要的是减少污染。因此，在移动表面和静止表面之间存在接触的情况下，能够将这些接触表面与由泵壳体包围的真空入口空间隔离允许抑制来自相对移动或来自与相对移动表面相关联的润滑剂的污染，并且提供低污染涡旋泵。

第二方面提供了一种涡旋泵，包括：

绕动涡旋部；以及

固定涡旋部；

包围泵腔室的泵壳体；

轴向延伸的驱动轴，所述驱动轴具有偏心轴部分，所述绕动涡旋部安装在所述偏心轴部分上，使得所述驱动轴的旋转向所述绕动涡旋部赋予相对于所述固定涡旋部的绕动运动；

轴向推力轴承装置，包括：

多个滚珠轴承模块，每个滚珠轴承模块包括多个滚珠轴承，所述多个滚珠轴承模块安装在所述绕动涡旋部与多个推力表面之间；

调节机构，用于调节所述多个推力表面的轴向位置，并由此调节所述固定涡旋部和所述绕动涡旋部之间的距离，所述调节机构包括：

多个调节构件，所述多个调节构件围绕所述驱动轴成角度地间隔开，并且每个调节构件被构造成用于独立地调节所述多个推力表面中的对应一个推力表面的轴向位置。

实施例能够使用多个轴向调节构件来提供绕动涡旋部的有效轴向调节，使得绕动涡旋部和固定涡旋部之间的距离能够被精确地控制。具有单独的轴承模块和与所述轴承模块相关联并且对应于多个轴向调节构件的推力表面的轴向推力轴承装置允许减小的绕动质量，便于轴承盖的密封，并且提供尺寸减小并且因此成本减小的轴承、盖和推力表面。

在一些实施例中，所述多个推力表面是基本上圆形的，并且每个推力表面安装在所述多个调节构件的相应端部上。

在一些实施例中，所述多个推力表面枢转地安装在接触所述基本上圆形表面的中心部分的构件上。

在一些实施例中，所述模块中的每一个内的所述多个滚珠轴承安装在限制件内，所述限制件构造成将所述滚珠轴承保持在所述模块内，同时允许所述滚珠轴承中的每一个沿着与所述绕动涡旋部的绕动运动对应的圆形路径运动。

在一些实施例中，所述限制件包括两个保持架，所述两个保持架中的每一个的厚度在所述滚珠轴承的半径的60%和99.9%之间。

在存在两个保持架的情况下，则它们的厚度应略小于滚珠轴承的半径。在一些情况下，在滚珠轴承的半径的60%和99.9%之间，允许滚珠轴承延伸超过保持架并且接触所述表面，同时仍然保持在适当位置。

在所附独立和从属权利要求中阐述了进一步的特定和优选方面。从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征适当地组合，并且可以与除了在权利要求中明确阐述的那些组合之外的组合进行组合。

在设备特征被描述为可操作以提供功能的情况下，将理解，这包括提供该功能或者被适配或构造成提供该功能的设备特征。

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示出了根据一个实施例的涡旋泵；

图2示出了实施例的密封和调节构件的端视图；

图3示出了根据实施例的轴承模块；以及

图4示出了图3的轴承模块的侧视图。

具体实施方式

在任何更详细地讨论实施例之前，首先将提供概述。

实施例提供了一种涡旋泵，在一些情况下，提供了一种涡旋真空泵，其具有精确控制的轴向推力轴承以设定末端间隙，且由此免除了对末端密封件的需要。推力轴承位于入口真空空间中，并且在每个轴向推力轴承装置周围可以存在小型波纹管密封件，以将润滑剂与入口真空空间隔离。

实施例提供了一组三个金属或聚合物波纹管，以将轴向推力轴承及其调节系统与真空泵的入口空间密封隔离。

在实施例中，推力轴承安装在绕动涡旋部的背面上。在该轴承上布置密封盖或接纳件。然后，调节构件或螺钉穿过盖并连接到轴承的位置用波纹管密封，该波纹管允许盖与涡旋部一起以绕动运动的形式运动，而轴承的由调节螺钉保持的部件保持静止。

在实施例中，存在三个调节螺钉和三个波纹管。轴向推力轴承可以分成三个单独的推力轴承，每个推力轴承单独密封，或者可以是具有三个调节构件或螺钉的单个环。

使用三个波纹管代替单个大直径波纹管意味着波纹管长度可以更短，这使得泵更短，并且更重要的是，更不易受部件的不同热膨胀的影响，并且因此保持对推力轴承以及涡旋部到涡旋部的轴向间隙的改进精确控制。

在推力轴承是单独模块的情况下，安装在调节构件上的单独的非绕动的推力板可以支撑在中心调节销上，允许枢转，并且使它们自调平，从而确保良好的滚珠接触和潜在地更好的寿命。

这种装置提供了减小的绕动质量，从而减小了泵振动。此外，利用这种模块化布置，密封轴承盖可能更容易，并且轴承部件和盖更小，这降低了成本。

图1示出了根据一个实施例的涡旋泵10。涡旋泵10包括绕动涡旋部30，所述绕动涡旋部30安装在可旋转的驱动轴42的偏心凸轮部分44上。驱动轴42由一马达60驱动，并且在使用期间，驱动轴42的旋转向绕动涡旋部30赋予相对于固定涡旋部32的绕动运动。该绕动运动沿位于涡旋部的边缘附近的泵入口朝向中心附近的泵出口之间的流体流动路径泵送流体。

在这种装置中，固定涡旋部32包括驱动轴42延伸穿过的开口。驱动所述驱动轴的马达60位于泵的固定涡旋部侧。入口真空区域位于图中远离马达和轴承的右手侧。较低真空或大气压区域位于朝向马达的泵的出口侧。

驱动轴42通过盖50与由泵壳体40限定的入口真空空间密封隔离。由于驱动轴42、驱动马达60和用于安装驱动轴42的相关轴承位于涡旋泵的排出侧上，所以来自与这些部件相关的任何润滑剂的污染物在一定程度上与仅通过该流体的流动方向泵送的流体隔离。

然而，在该实施例中，存在轴向推力轴承15，其自身在入口真空区域内包含润滑剂。这些提供了对绕动涡旋部的轴向位置的控制，并因此提供了对涡旋部之间的间隙的控制。如果要抑制由润滑剂导致的污染，这些轴向推力轴承15本身应该在一定程度上与该入口真空区域隔离。

轴向推力轴承15包括轴向调节构件12，其穿过泵壳体40的壁向外延伸，从而允许接近调节构件，使得它们的轴向长度以及因此涡旋部之间的间隙可以被调节。这些轴向调节构件12抵靠在推力表面16上，在本实施例中，该推力表面具有围绕绕动涡旋部30的中心轴线延伸的环形形状。推力表面16被调节构件推靠到轴向推力轴承15的滚珠轴承14上，该滚珠轴承又推靠到绕动涡旋部30上。因此，通过调节所述调节构件12的长度，可以控制涡旋部板之间的间隙距离。

在该实施例中，存在三个调节构件12，它们可以各自独立地调节，从而不仅允许间隙距离改变，而且允许与绕动涡旋部相关的任何摆动或倾斜减小。滚珠轴承14由在滚珠轴承14的任一侧上延伸的保持环18保持在适当位置，滚珠轴承在绕动涡旋部进行绕动时遵循圆形路径。在绕动涡旋部的板上安装有与滚珠轴承抵靠的另一推力表面。这样，减少了滚珠轴承运动对绕动涡旋部板的任何磨损。

为了抑制润滑剂从轴向推力轴承到由泵壳体40和固定涡旋部32限定的腔室内的任何泄漏，轴向推力轴承15和调节构件12被封闭在密封装置20、22内。这些密封装置包括具有与多个调节构件12相对应的孔的环状接纳件或盖20。这些接纳件固定地安装在绕动涡旋部板的后部。密封装置还包括波纹管22，所述波纹管被构造成从接纳件20延伸并且围绕孔密封到接纳件表面。波纹管22从接纳件的表面延伸到包围调节构件12的泵壳体40的端壁。波纹管围绕调节构件穿过的孔密封到端壁40的内表面。这样，密封装置20、22以固定方式密封到表面，绕动涡旋部与泵壳体的端壁之间的相对运动由波纹管22的壁的柔性吸收。

尽管在该实施例中，密封装置的柔性部分包括波纹管22，但是在其它实施例中，可以使用其它柔性装置来提供密封装置的柔性部分。波纹管装置的优点在于，它抑制了绕动涡旋部的旋转运动。

通过提供单独的密封装置以围绕轴向推力轴承装置的单独调节构件中的每一个，密封装置的直径以及与直径相关的长度可以显著小于将整个轴向推力轴承装置包围在单个密封装置中的情况。这允许生产更小的泵，并且从而减少泵内的热差异，允许涡旋部位置的轴向控制的更大精度。

图2示出了图1的涡旋泵的端视图，没有壳体40。在该实施例中，存在具有环形形状的单个轴向推力轴承和对应的环形接纳件20。存在三个调节构件12，其延伸穿过接纳件20的表面中的孔，该表面背向绕动涡旋部。每个调节构件12由呈波纹管形式的密封装置22包围，该波纹管围绕孔密封到接纳件20的表面，调节构件12延伸通过该孔并向上延伸到泵(未示出)的壳体40，并密封到该壳体。这样，调节构件12和接纳件20内的推力轴承与泵壳体内的真空入口空间隔离。密封构件22是柔性的，并且这允许接触接纳件20的部分与该接纳件一起进行绕动运动，而密封装置22的另一端附接到壳体40并且不移动。在一些实施例中，绕动运动导致滚珠轴承遵循直径在1 mm和9mm之间的圆形路径，而每个波纹管的直径在30 mm和150 mm之间，并且长度在30 mm和160mm之间。

图3示出了替代实施例的轴承模块80，其中，不是具有单个环形轴向推力轴承，而是存在与多个调节构件相对应的多个单独的轴向推力轴承。每个调节构件在端面上具有推力表面，该推力表面与单独的轴承模块80内的滚珠轴承14接触，该滚珠轴承又与绕动涡旋部上的推力表面接触。

在该实施例中，存在位于保持架70内的七个滚珠轴承14，但是可以存在不同数量，例如如果没有中心滚珠轴承，则存在六个位于保持架70内的滚珠轴承。保持架70具有滚珠可以在其中移动的凹部72。凹部72被构造成足够大以容纳沿着圆形路径运动的滚珠，该圆形路径允许滚珠跟随涡旋部的绕动运动。

图4示出了轴承模块80连同安装在调节构件上的推力板82的侧视图。该推力板82支撑在中心销(未示出)上，该中心销允许该板枢转，使得推力板82自调平并确保良好的滚珠接触和潜在地更长的轴承寿命。存在另一推力板84，其与绕动涡旋部连接并构造成与涡旋部一起绕动。轴承模块80包括两个保持架70，一个安装在调节构件上的推力板82上，并且另一个安装在绕动涡旋部上的推力板84上。在两个保持架70之间的是滚珠轴承14。保持架70被构造成使得它们的厚度小于滚珠的半径，从而滚珠14接触推力板。厚度可以仅略小，在一些实施例中，它们在滚珠14的半径的70%和99.9%之间。例如，滚珠轴承可以具有8 mm的直径，4mm的半径，并且保持架可以具有3.99 mm的厚度，从而得到99.75%的保持架半径比。

提供单独的轴承模块80而不是环形轴承允许推力板更小，并且因此绕动质量更低，这减小了泵质量和振动。这也潜在地允许轴承盖的密封更容易。此外，所有的轴承部件、盖和推力表面将更小，这降低了成本。

尽管在本文已经参考附图详细公开了本发明的说明性实施例，但是应当理解，本发明不限于精确的实施例，并且本领域技术人员可以在其中实现各种改变和修改，而不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本发明的范围。

附图标记

10 涡旋泵

12 调节构件

14 滚珠轴承

15 轴向推力轴承

16、80、84 推力板

18 保持环

20 接纳件

22 密封装置

30 绕动涡旋部

32 固定涡旋部

42 驱动轴

44 凸轮

50 盖

60 马达

70 保持架

72 凹部

80 轴承模块。

Claims

1.一种涡旋式真空泵，包括：

绕动涡旋部；以及

固定涡旋部；

泵壳体，其包围所述涡旋式真空泵的泵腔室；

轴向调节机构，用于调节所述绕动涡旋部的轴向位置，并且从而调节所述固定涡旋部与所述绕动涡旋部之间的距离，所述轴向调节机构包括多个调节构件，所述多个调节构件围绕所述驱动轴成角度地间隔开并且朝向所述绕动涡旋部延伸穿过所述泵壳体，所述多个调节构件均被构造成提供所述绕动涡旋部的可独立调节的轴向位置；以及

多个密封装置，用于将所述多个调节构件与所述泵腔室隔离，所述多个密封装置围绕所述多个调节构件中的每一者延伸并且包括至少一个柔性部分，使得所述密封装置的一端能够相对于所述密封装置的固定的另一端绕动。

2.根据权利要求1所述的涡旋式真空泵，其中，所述多个密封装置均包括波纹管，

其中所述波纹管可选地由金属和聚合物中的至少一种形成。

3.根据任何前述权利要求所述的涡旋式真空泵，其中

所述多个密封装置均在一端处附接到所述泵壳体，并且在另一端处附接到与所述绕动涡旋部一起绕动的至少一个表面。

4.根据任何前述权利要求所述的涡旋式真空泵，其中

所述轴向调节机构包括轴向推力轴承装置，所述轴向推力轴承装置包括：

所述多个调节构件，所述多个调节构件均都构造成独立地调节所述至少一个推力表面的轴向位置，

其中所述至少一个推力表面可选地安装在所述多个调节构件的端部上。

5.根据权利要求4所述的涡旋式真空泵，其中，所述至少一个推力表面被安装成使得所述至少一个推力表面的径向中心点在所述绕动涡旋部的半径的30%至80%之间。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的涡旋式真空泵，其中，所述至少一个推力表面包括环形表面，所述环形表面面向所述绕动涡旋部并且围绕所述绕动涡旋部的中心轴线延伸。

7.根据在从属于权利要求3时的权利要求4至6中任一项所述的涡旋式真空泵，所述涡旋式真空泵还包括安装在所述绕动涡旋部上的至少一个接纳件，所述至少一个接纳件包围所述滚珠轴承并且包括所述至少一个表面，所述多个调节构件均延伸穿过所述至少一个表面中的对应孔，所述多个密封构件的所述另一端围绕所述多个孔密封至所述至少一个表面。

8.根据在从属于权利要求6时的权利要求7所述的涡旋式真空泵，其中，所述接纳件具有环形形状并且构造和安装成包围所述环形推力表面，所述至少一个表面包括单个环形表面并且在与所述多个调节构件相对应的位置处包括多个孔。

9.根据权利要求4或权利要求5或在从属于权利要求4或权利要求5时的权利要求7所述的涡旋式真空泵，其中，所述轴向推力轴承装置包括对应于所述多个调节构件的多个推力表面，

其中所述多个推力表面可选地是基本上圆形表面。

10.根据权利要求9所述的涡旋式真空泵，其中，所述轴向推力轴承装置包括与所述多个调节构件相对应的多个模块，所述多个模块均包括安装在限制件中的多个滚珠轴承，所述限制件被构造成将所述滚珠轴承保持在所述模块内，同时允许所述滚珠轴承中的每一者沿着与所述绕动涡旋部的绕动运动相对应的圆形路径运动，

其中所述限制件可选地包括至少一个保持架，所述保持架包括用于保持所述多个滚珠轴承的多个圆形凹部，所述圆形凹部具有比所述滚珠轴承大的直径，使得所述滚珠轴承能够沿所述圆形路径运动。

11.根据在从属于权利要求7时的权利要求9或权利要求10所述的涡旋式真空泵，所述涡旋式真空泵包括与所述多个调节构件相对应的多个所述接纳件，所述多个接纳件中的每一者包括所述至少一个表面和在所述至少一个表面中的孔。

12.根据任何前述权利要求所述的涡旋式真空泵，其中，所述多个调节构件包括三个调节构件。

13.根据任何前述权利要求所述的涡旋式真空泵，所述固定涡旋部包括中心孔，所述驱动轴延伸穿过所述中心孔。

14.一种涡旋泵，包括：

绕动涡旋部；以及

固定涡旋部；

包围泵腔室的泵壳体；

轴向推力轴承装置，其包括：

15.根据权利要求14所述的涡旋泵，其中所述多个推力表面是基本上圆形的，且各自安装在所述多个调节构件的对应端部上。

16.根据权利要求14或15所述的涡旋泵，其中在所述模块中的每一个内的所述多个滚珠轴承被安装在限制件内，所述限制件被构造成将所述滚珠轴承保持在所述模块内，同时允许所述滚珠轴承中的每一个沿着对应于所述绕动涡旋部的绕动运动的圆形路径运动。

17.根据权利要求16所述的涡旋式真空泵，其中，所述限制件包括至少一个保持架，所述保持架包括用于保持所述多个滚珠轴承的多个圆形凹部，所述圆形凹部具有比所述滚珠轴承更大的直径，使得所述滚珠轴承能够沿所述圆形路径运动，

其中所述限制件可选地包括两个保持架，所述两个保持架中的每一者的厚度在所述滚珠轴承的半径的60%和99.9%之间。