CN116517833A - 真空泵 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种真空泵，真空泵包括：定子，定子具有压缩腔室、与压缩腔室连通的进气通道和排气通道；第一转子和第二转子，第一转子和第二转子安装于压缩腔室内，第一转子和第二转子的转动方向相反；其中，进气通道邻近压缩腔室的一端设置有气体吹扫件，气体吹扫件可自由转动并改变吹扫方向。本申请通过在定子的进气通道邻近压缩腔室的一端设置气体吹扫件，使得气体吹扫件可以对定子的压缩腔室内壁面、第一转子以及第二转子的表面进行吹扫，同时由于气体吹扫件可以通过其自由转动从而改变吹扫方向，使得气体吹扫件吹出的气流可以吹向泵体不同地方，可以避免真空泵体内部分位置因吹扫不到而导致的粉尘积累现象，从而有效的降低了真空泵卡死的风险。

Description

真空泵

技术领域

本申请涉及空气输送设备技术领域，具体涉及一种真空泵。

背景技术

干式真空泵是一种泵腔内无油或其他工作介质的机械真空泵，常用于生成腐蚀性气体、研磨微粒的半导体刻蚀工艺或多晶硅制备工艺等领域。在干式真空泵工作过程中，由于压缩气体存在粉尘等杂质，会造成粉尘累积问题，从而导致真空泵卡死现象，进而影响真空泵正常运行。

发明内容

本申请提供一种真空泵，旨在解决目前压缩气体存在粉尘等杂质而导致真空泵卡死的技术问题。

第一方面，本申请提供一种真空泵，包括：

定子，定子具有压缩腔室、与压缩腔室连通的进气通道和排气通道；

第一转子和第二转子，第一转子和第二转子安装于压缩腔室内，第一转子和第二转子的转动方向相反；

其中，进气通道邻近压缩腔室的一端设置有气体吹扫件，气体吹扫件可自由转动并改变吹扫方向。

在一些实施例中，进气通道内至少部分气流经气体吹扫件进入压缩腔室内，且气体吹扫件随进气通道内气流的波动而自由转动。

在一些实施例中，气体吹扫件包括转动球体，转动球体具有相互连通的进气口以及出气孔；

转动球体的外径与进气通道内径相等，且进气通道邻近压缩腔室的出口设置第一限位部，第一限位部用于阻挡转动球体进入压缩腔室内。

在一些实施例中，出气孔均匀分布于转动球体背离进气口的一侧表面，且出气孔在进气口所在平面的正投影与进气口所在区域相对应。

在一些实施例中，进气口所在平面与转动球体球心的距离、出气孔与进气口所在平面的最小距离满足如下关系式：

D1＝0.5D2

其中，D1为进气口所在平面与转动球体球心的距离，D2为出气孔与进气口所在平面的最小距离。

在一些实施例中，进气口所在平面与转动球体球心的距离、转动球体的半径满足如下关系

其中，D1为进气口所在平面与转动球体球心的距离，R0为转动球体的半径。

在一些实施例中，转动球体内部具有球形腔室；

进气口与出气孔通过球形腔室连通，且每个出气孔的轴线经过球形腔室的球心。

在一些实施例中，第一限位部具有第一球形弧面，第一球形弧面与转动球体的外表面接触。

在一些实施例中，进气通道内还设置有第二限位部；

第二限位部位于转动球体背离第一限位部的一侧，第二限位部用于阻挡转动球体回退至进气通道内。

在一些实施例中，第二限位部具有限位凸起；

限位凸起上任一点到转动球体的距离小于转动球体的半径，且当转动球体转动至最大角度时，进气口的边缘与限位凸起接触。

本申请通过在定子的进气通道邻近压缩腔室的一端设置气体吹扫件，使得气体吹扫件可以对定子的压缩腔室内壁面、第一转子以及第二转子的表面进行吹扫，同时由于气体吹扫件可以通过其自由转动从而改变吹扫方向，使得气体吹扫件吹出的气流可以吹向泵体不同地方，可以避免真空泵体内部分位置因吹扫不到而导致的粉尘积累现象，从而有效的降低了真空泵卡死的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请实施例中提供的真空泵的一种结构示意图；

图2是本申请实施例中提供的气体吹扫件的一种结构示意图；

图3是本申请实施例中提供的真空泵进气通道处的一种结构示意图；

图4是本申请实施例中提供的真空泵进气通道处的另一种结构示意图。

其中，10定子，11压缩腔室，12进气通道，121第一限位部，1211第一球形弧面，122第二限位部，1221限位凸起，13排气通道，20第一转子，30第二转子，40气体吹扫件，41转动球体，411进气口，412出气孔，413球形腔室。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例提供一种真空泵，以下进行详细说明。

首先，参阅图1，图1示出了本申请实施例中真空泵的一种结构示意图，其中真空泵包括：

定子10，定子10具有压缩腔室11、与压缩腔室11连通的进气通道12和排气通道13；

第一转子20和第二转子30，第一转子20和第二转子30安装于压缩腔室11内，第一转子20和第二转子30的转动方向相反；

其中，进气通道12邻近压缩腔室11的一端设置有气体吹扫件40，气体吹扫件40可自由转动并改变吹扫方向。

具体地，定子10用于形成压缩腔室11、与压缩腔室11连通的进气通道12和排气通道13，在真空泵工作过程中，气体(例如氮气、空气等)从进气通道12进入压缩腔室11内，然后经排气通道13排出，从而实现气体输送过程。

在本申请的一些实施例中，真空泵可以为多级式，也就是说，压缩腔室11可以为多个，多个压缩腔室11依次串联，相邻的压缩相邻之间通过通道连通，位于首端的压缩腔室11与进气通道12，而位于末端的压缩腔室11与排气通道13连通，在真空泵工作过程中，从进气通道12吸入的气体在首端的压缩腔室11被压缩并被驱动到下一级的压缩腔室11，以此类推，直至气体被泵送至末端的压缩腔室11并经排气通道13排出，使得气体在多个压缩腔室11内可以依次被压缩，从而实现气体多级压缩泵送过程。

第一转子20和第二转子30通过其转动在压缩腔室11内形成容积变化的气体腔室，从而实现气体吸入排出过程。具体地，在第一转子20和第二转子30分别沿相反的转动方向旋转时，两个转子位于进气通道12的一侧与定子10之间形成了吸入腔室，而两个转子位于排气通道13的一侧与定子10之间形成了排出腔室，随着第一转子20和第二转子30的旋转，由于第一转子20和第二转子30在进气通道12一侧逐渐脱离啮合使得齿间容积逐渐增大，两个转子与定子10之间形成的吸入腔室容积逐渐变大，使得气体被吸入并送入排出腔室内；而随着第一转子20和第二转子30的旋转，由于第一转子20和第二转子30在排气通道13一侧逐渐啮合使得齿间容积逐渐减小，因此该排出腔室则容积逐渐减小，从而使得排出腔室内的气体被压缩排入下一级压缩腔室11或者被送入排气通道13排出。

气体吹扫件40用于对压缩腔室11内壁面、第一转子20和第二转子30的表面进行吹扫，以避免粉尘累积从而导致真空泵卡死的现象。在本申请的一些实施例中，气体吹扫件40吹出的气体可以为来自于进气通道12的气体，也就是说，进气通道12内的气体可以部分或者全部通过气体吹扫件40进入压缩腔室11内，在实现进气功能的同时还可以对真空泵内部的定子10内壁面、第一转子20和第二转子30表面进行吹扫。在本申请的一些实施例中，气体吹扫件40的气体也可以单独通过其他空气输送设备提供，例如通过鼓风机为气体吹扫件40提供气体，再例如，通过空气压缩机为气体吹扫件40提供气体。

可以理解地，气体吹扫件40吹出的气体还可以部分来自于进气通道12内的气体，而另外部分由空气输送设备提供。

在本申请实施例中，本申请通过在定子10的进气通道12邻近压缩腔室11的一端设置气体吹扫件40，使得气体吹扫件40可以对定子10的压缩腔室11内壁面、第一转子20以及第二转子30的表面进行吹扫，同时由于气体吹扫件40可以通过其自由转动从而改变吹扫方向，使得气体吹扫件40吹出的气流可以吹向泵体不同地方，可以避免真空泵体内部分位置因吹扫不到而导致的粉尘积累现象，从而有效的降低了真空泵卡死的风险。

在本申请的一些实施例中，进气通道12内至少部分气流经气体吹扫件40进入压缩腔室11内，且气体吹扫件40随进气通道12内气流的波动而自由转动。在真空泵工作过程中，气体被吸入进气通道12内后，由于进气通道12内的气体存在紊流现象，气体有垂直于进气通道12轴线方向的分速度产生，该分速度方向的气体推动力推动气体吹扫件40自由转动，从而改变了气体吹扫件40的吹扫方向，以便于气体吹扫件40吹出的气体可以吹向泵体不同部位。

可以理解地，气体吹扫件40的自由转动也可以通过其他机械方式驱动实现，例如，曲柄摇杆结构、旋转机构等。

在本申请的一些实施例中，例如对于气体吹扫件40吹出的气体可以为来自于进气通道12的气体的实施例，继续参阅图2以及图3，图2示出了本申请实施中气体吹扫件40的一种结构示意图，图3示出了本申请实施例中提供的真空泵进气通道12处的一种结构示意图，其中，气体吹扫件40包括转动球体41，转动球体41具有相互连通的进气口411以及出气孔412，转动球体41的外径与进气通道12内径相等，且进气通道12邻近压缩腔室11的出口设置第一限位部121，第一限位部121用于阻挡转动球体41进入压缩腔室11内。

需要说明的是，在气体被吸入进气通道12内后，气体经进气口411进入转动球体41内，然后经出气孔412排出并送入压缩腔室11内，同时由于转动球体41的外径与进气通道12内径相等，而第一限位部121可以阻挡转动球体41进入压缩腔室11内，因此进气通道12内的气体可以带动转动球体41在进气腔室内转动，使得转动球体41出气孔412的朝向改变，从而实现改变气体吹扫件40气体吹扫角度的目的。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图2，出气孔412均匀分布于转动球体41背离进气口411的一侧表面，且出气孔412在进气口411所在平面的正投影与进气口411所在区域相对应。

具体地，在转动球体41转动过程中，由于出气孔412均匀分布在转动球体41背离进气口411的一侧表面，可以扩大气体吹扫件40所吹扫的区域，使得气体吹扫件40覆盖压缩腔室11内壁面、第一转子20和第二转子30的表面更多的区域，从而实现无死角吹扫的目的。同时，由于出气孔412在进气口411所在平面的正投影与进气口411所在区域相对应，可以使得进气口411流入的气体直接流入多个出气孔412内，保证每个出气孔412出气量的均匀性，从而提高气体吹扫件40的吹扫效果。

可以理解地，出气孔412也可以为单个且布置于转动球体41背离进气口411的一侧表面，出气孔412与进气口411的轴线为同一直线，从单个进气口411进入经单个出气孔412排出；或者，进气口411也可以为多个且布置于转动球体41背离出气孔412的一侧表面，通过多个进气口411引入气体。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图2，其中，进气口411所在平面与转动球体41球心的距离、出气孔412与进气口411所在平面的最小距离满足如下关系式：

D1＝0.5D2

其中，D1为进气口411所在平面与转动球体41球心的距离，D2为出气孔412与进气口411所在平面的最小距离。

需要说明的是，由于进气口411所在平面与转动球体41球心的距离、出气孔412与进气口411所在平面的最小距离满足上述关系式，使得进气口411在转动球体41上所占据的冠面区域与多个出气孔412在转动球体41上所占据的冠面区域相当，因此进气口411与排气孔呈完全相对布置，保证进气口411引入的空气顺畅地经排气孔排出，有利于降低进气通道12内气体经气体吹扫件40流过所产生的空气阻力。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图2，其中，进气口411所在平面与转动球体41球心的距离、转动球体41的半径满足如下关系：

其中，D1为进气口411所在平面与转动球体41球心的距离，R0为转动球体41的半径。

需要说明的是，在转动球体41转动过程中，转动球体41的转动极限位置为进气口411边缘与进气通道12的内壁面接触，由于进气口411所在平面与转动球体41球心的距离、转动球体41的半径满足上述关系，因此转动球体41的任意方向最大转动角度为30°至60°之间，有利于保证转动球体41具有一定的转动角度。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图2，转动球体41内部具有球形腔室413，进气口411与出气孔412通过球形腔室413连通，且每个出气孔412的轴线经过球形腔室413的球心。具体地，由于每个出气孔412的轴线经过球形腔室413的球心，因此多个出气孔412的出气方向在球面上均匀地散射开，使得球形腔室413内的气体经多个出气孔412吹出后可以吹扫更大的区域，进而在转动球体41转动过程，经气体吹扫件40吹出的气体可以覆盖更大区域，从而实现无死角吹扫的目的。

可以理解地，多个出气孔412的轴线也可以相互平行；或者，多个出气孔412的轴线也可以相交于球形腔室413外的一点，使得多个出气孔412的气体汇聚提高吹扫效果。

在本申请的一些实施例中，例如对于进气通道12邻近压缩腔室11的出口设置有第一限位部121的实施例，继续参阅图3，其中，第一限位部121具有第一球形弧面1211，第一球形弧面1211与转动球体41的外表面接触，第一球形弧面1211可以减小转动球体41与第一限位部121的摩擦力，从而保证转动球体41的转动顺畅性，避免第一限位部121与转动球体41之间摩擦力过大而无法自由转动的现象。

优选地，第一球形弧面1211呈环形布置，从而在圆周方向充分地对转动球体41限位。

需要说明的是，第一限位部121可以通过在对进气通道12内部加工时，在进气通道12邻近压缩腔室11的出口处形成加厚部而形成，也可以通过在进气通道12邻近压缩腔室11的出口处安装凸块结构从而形成第一限位部121，例如，在进气通道12邻近压缩腔室11的出口处安装有凸起的限位件，该限位件则为第一限位部121。

进一步地，在本申请的一些实施例中，继续参阅图4，图4示出了本申请实施例中进气通道12的另一种结构示意图，其中，进气通道12内还设置有第二限位部122，第二限位部122位于转动球体41背离第一限位部121的一侧，第二限位部122用于阻挡转动球体41回退至进气通道12内。具体地，由于在转动球体41背离第一限位部121的一侧设置第二限位部122，第二限位部122可以阻挡转动球体41回退至进气通道12内，结合第一限位部121可以实现对转动球体41两侧限位的目的，保证转动球体41在进气通道12邻近压缩腔室11的出口处进行转动。

进一步地，在本申请的一些实施例中，继续参阅图4，其中，第二限位部122具有限位凸起1221，限位凸起1221上任一点到转动球体41的距离小于转动球体41的半径，且当转动球体41转动至最大角度时，进气口411的边缘与限位凸起1221接触。具体地，当转动球体41转动至最大角度时，进气口411的边缘在进气通道12的内壁面处，由于进气口411的边缘与限位凸起1221接触，使得转动球体41停止转动，可以在对转动球体41进行限位的同时实现对转动球体41转动角度的控制，避免转动球体41过度转动的现象。可以理解地，可以通过在进气通道12内安装凸块结构从而形成第二限位部122。

值得注意的是，上述关于真空泵的内容旨在清楚说明本申请的实施验证过程，本领域技术人员在本申请的指导下还可以做出等同的修改设计，例如，将气体吹扫件设置为椭球体，利用椭球体进行自由转动；又例如，可以在进气通道邻近压缩腔室的出口处环形阵列布置多个限位块，限位块朝向转动球体的一面则为第一球形弧面。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考，但与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。

以上对本申请实施例所提供的一种真空泵进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种真空泵，其特征在于，包括：

定子，所述定子具有压缩腔室、与所述压缩腔室连通的进气通道和排气通道；

第一转子和第二转子，所述第一转子和所述第二转子安装于所述压缩腔室内，所述第一转子和所述第二转子的转动方向相反；

其中，所述进气通道邻近所述压缩腔室的一端设置有气体吹扫件，所述气体吹扫件可自由转动并改变吹扫方向。

2.如权利要求1所述的真空泵，其特征在于，所述进气通道内至少部分气流经所述气体吹扫件进入所述压缩腔室内，且所述气体吹扫件随所述进气通道内气流的波动而自由转动。

3.如权利要求2所述的真空泵，其特征在于，所述气体吹扫件包括转动球体；

所述转动球体的外径与所述进气通道内径相等，且所述进气通道邻近所述压缩腔室的出口设置第一限位部，所述第一限位部用于阻挡所述转动球体进入所述压缩腔室内。

4.如权利要求3所述的真空泵，其特征在于，所述转动球体具有进气口以及出气孔；

所述出气孔均匀分布于所述转动球体背离所述进气口的一侧表面，且所述出气孔在所述进气口所在平面的正投影与所述进气口所在区域相对应。

5.如权利要求4所述的真空泵，其特征在于，所述进气口所在平面与所述转动球体球心的距离、所述出气孔与所述进气口所在平面的最小距离满足如下关系式：

D1＝0.5D2

其中，D1为所述进气口所在平面与所述转动球体球心的距离，D2为所述出气孔与所述进气口所在平面的最小距离。

6.如权利要求4所述的真空泵，其特征在于，所述进气口所在平面与所述转动球体球心的距离、所述转动球体的半径满足如下关系：

其中，D1为所述进气口所在平面与所述转动球体球心的距离，R0为所述转动球体的半径。

7.如权利要求4所述的真空泵，其特征在于，所述转动球体内部具有球形腔室；

所述进气口与所述出气孔通过所述球形腔室连通，且每个所述出气孔的轴线经过所述球形腔室的球心。

8.如权利要求4所述的真空泵，其特征在于，所述进气通道内还设置有第二限位部；

所述第二限位部位于所述转动球体背离所述第一限位部的一侧，所述第二限位部用于阻挡所述转动球体回退至所述进气通道内。

9.如权利要求8所述的真空泵，其特征在于，所述第二限位部具有限位凸起；

所述限位凸起上任一点到所述转动球体的距离小于所述转动球体的半径，且当所述转动球体转动至最大角度时，所述进气口的边缘与所述限位凸起接触。

10.如权利要求3所述的真空泵，其特征在于，所述第一限位部具有第一球形弧面，所述第一球形弧面与所述转动球体的外表面接触。