CN203214351U - 一种真空分子泵叶轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种真空分子泵叶轮，用于真空分子泵设备中。该真空分子泵叶轮，由定子、动叶片和转子组成，所述定子固定设置在中间，所述转子套在定子上，所述动叶片设置在转子上，其结构特点是：所述的转子分为转子牵引级和转子涡轮级两部分，动叶片设置在转子涡轮级上，所述动叶片按照排列位置依次分为抽气动叶片、过渡动叶片和压缩动叶片。本实用新型具有在保证叶轮强度的前提下大幅度减轻了其重量和转动惯量，便于实现很高的尺寸精度和回转精度，并同时兼顾分子泵的抽速和压缩比的优点。

Description

一种真空分子泵叶轮

技术领域

本实用新型涉及一种真空分子泵叶轮，用于真空分子泵设备中。

背景技术

真空分子泵是一种通过叶轮高速旋转，来实现抽气的真空获得设备。作为真空分子泵的核心部件，叶轮对真空分子泵的整体性能、寿命、可靠性及其成本都起着至关重要的作用。

现在市场上常见的真空分子泵多为复合式分子泵，是涡轮分子泵和牵引分子泵的结合体。因此，分子泵叶轮也是由涡轮级和牵引级两部分共同组成。

在实用新型《一种分子泵用动叶轮》（申请号201020261654.8）中，描述了一种采用分体式结构的叶轮设计方案。该方案中，先通过加工中心将分子泵叶轮的每层叶片分别加工完成，然后通过过盈配合将每层叶片安装在一个叶轮芯轴上，每层叶片之间采用隔离环隔开。

这样加工出的叶轮，由于芯轴和每层叶片的单独加工，再经过装配过程后，各项加工误差会不断的累积，造成完整的叶轮精度较差，尤其是其转动时的不平衡较大，这会给分子泵的运行调试带来更大的难度，并影响其使用寿命。另外由于其由多件零件装配而成，相比整体式叶轮，它的结构更为复杂，重量和转动惯量也更大，这就会对分子泵的驱动电机造成更大的负担，同时也使分子泵的能耗增加。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构设计合理，在保证叶轮强度的前提下大幅度减轻了其重量和转动惯量，便于实现很高的尺寸精度和回转精度，并同时兼顾分子泵的抽速和压缩比的真空分子泵叶轮。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是该真空分子泵叶轮，由定子、动叶片和转子组成，所述定子固定设置在中间，所述转子套在定子上，所述动叶片设置在转子上，其结构特点是：所述的转子分为转子牵引级和转子涡轮级两部分，动叶片设置在转子涡轮级上，所述动叶片按照排列位置依次分为抽气动叶片、过渡动叶片和压缩动叶片。

本实用新型所述的抽气动叶片为2~3层，所述抽气动叶片每层叶片的倾角α的取值范围为40°≤α≤50°，由上至下逐渐减小或不变；叶片的节弦比a/b的取值范围为1.2≤a/b≤1.5，由上至下逐渐减小或不变；每层叶片的层高h取值范围为，8mm≤h≤15mm。

本实用新型所述的过渡动叶片为2~4层，所述过渡动叶片每层叶片的倾角α的取值范围为25°≤α≤40°，由上至下逐渐减小或不变；叶片的节弦比a/b的取值范围为0.8≤a/b≤1.2，由上至下逐渐减小或不变；叶片层高h的取值范围为6mm≤h≤8mm，由上至下逐渐减小或不变。

本实用新型所述的压缩动叶片为2~4层，所述压缩动叶片每层叶片的倾角α的取值范围为15°≤α≤25°，由上至下逐渐减小或不变；叶片的节弦比a/b的取值范围为0.5≤a/b≤0.8，由上至下逐渐减小或不变；叶片层高h的取值范围为3mm≤h≤6mm，由上至下逐渐减小或不变。

本实用新型所述的转子牵引级的外径与转子牵引级定子内径之间的间隙n取值范围为0.5mm≤n≤1.5mm，转子牵引级部分高度H的取值与涡轮级总高度相当。

本实用新型同现有技术相比具有以下优点及效果。

本实用新型中采用整体式叶轮的设计方法，有效的避免了分体叶轮的各种弊端，结构简单，精度更高，同时叶轮重量更轻，再节能的同时，也提高了分子泵的整体性能。

采用本实用新型中的分子泵叶轮设计方案，可以降叶轮质量控制在3kg以内，更轻的重量能够有效减轻分子泵整机中电机和轴承的负担，有利于在节能的同时提高分子泵的抽气性能。在保证材料强度和加工工艺合理性的条件下，本实用新型中的分子泵叶轮可在较高的工作转速下连续工作，最高安全工作转速可达36000rpm。配合合适的涡轮级静叶片以及牵引级定子，最高可以达到2200L/s的抽速和109以上的压缩比，领先于目前市场上大部分的真空分子泵。     

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的剖视结构示意图。

图2为本实用新型的俯视结构示意图。

图3为本实用新型动叶片的参数说明示意图。

图4为本实用新型的另一剖视结构示意图。

标号说明：抽气动叶片1、过渡动叶片2、压缩动叶片3、转子牵引级4、转子涡轮级5、定子6。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例1：如图1至4所示，本实施例由抽气动叶片1、过渡动叶片2、压缩动叶片3、转子牵引级4、转子涡轮级5、定子6组成。定子6外面套有一体设计的转子牵引级4、转子涡轮级5。转子牵引级4为表面光滑的圆柱面。抽气动叶片1、过渡动叶片2、压缩动叶片3这三部分叶轮叶片共同组成了动叶片。抽气动叶片1、过渡动叶片2、压缩动叶片3、转子牵引级4、转子涡轮级5整体采用整块铝合金棒料，通过数控加工中心一体铣削完成。

分子泵叶轮的涡轮级最上两层动为抽气动叶片1，是抽气部分，被设置在分子泵的入口侧，主要为了实现分子泵抽气的功能。这部分动叶片设计目的主要是为了尽可能地提高叶轮的抽速，而与之相对的压缩比则较低。

动叶片的抽气部分由2至3层动叶片组成：如图2所示，每层叶片的倾角α的取值范围为40°≤α≤50°，由上至下逐渐减小或不变；叶片的节弦比a/b的取值范围为1.2≤a/b≤1.5，由上至下逐渐减小或不变；每层叶片的层高h取值范围为，8mm≤h≤15mm。

分子泵叶轮的涡轮级中间三层为过渡动叶片2。过渡动叶片2为抽气级与压缩级之间的过渡部分，这一部分的设计要保证动叶片相对于抽气级的抽速逐渐减小，而压缩比逐渐增大。

过渡部分的过渡动叶片2由2至4层动叶片组成：如图2所示，每层叶片的倾角α的取值范围为25°≤α≤40°，由上至下逐渐减小或不变；叶片的节弦比a/b的取值范围为0.8≤a/b≤1.2，由上至下逐渐减小或不变；叶片层高h的取值范围为6mm≤h≤8mm，由上至下逐渐减小或不变。

分子泵叶轮的涡轮级最后三层为压缩动叶片3，压缩动叶片3是分子泵叶轮涡轮级中的压缩部分，这一部分中的动叶片要保证叶轮的抽速进一步减小，而压缩比继续增大。

压缩部分的压缩动叶片3由2至4层动叶片组成：如图2所示，每层叶片的倾角α的取值范围为15°≤α≤25°，由上至下逐渐减小或不变；叶片的节弦比a/b的取值范围为0.5≤a/b≤0.8，由上至下逐渐减小或不变；叶片层高h的取值范围为3mm≤h≤6mm，由上至下逐渐减小或不变。

分子泵叶轮的转子牵引级4，同分子泵中定子6共同作用，将经过涡轮级的处于分子流和粘滞流状态下的气体进一步进行压缩，保证复合分子泵的最终压缩比。

如图4中所示，转子牵引级4的外径与定子6内径之间的间隙n取值范围为0.5mm≤n≤1.5mm，转子牵引级4高度H的取值与涡轮级总高度相当。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种真空分子泵叶轮，由定子、动叶片和转子组成，所述定子固定设置在中间，所述转子套在定子上，所述动叶片设置在转子上，其特征是：所述的转子分为转子牵引级和转子涡轮级两部分，动叶片设置在转子涡轮级上，所述动叶片按照排列位置依次分为抽气动叶片、过渡动叶片和压缩动叶片。

2.根据权利要求1所述的真空分子泵叶轮，其特征是：所述的抽气动叶片为2至3层，所述抽气动叶片每层叶片的倾角α的取值范围为40°≤α≤50°，由上至下逐渐减小或不变；叶片的节弦比a/b的取值范围为1.2≤a/b≤1.5，由上至下逐渐减小或不变；每层叶片的层高h取值范围为，8mm≤h≤15mm。

3.根据权利要求1所述的真空分子泵叶轮，其特征是：所述的过渡动叶片为2至4层，所述过渡动叶片每层叶片的倾角α的取值范围为25°≤α≤40°，由上至下逐渐减小或不变；叶片的节弦比a/b的取值范围为0.8≤a/b≤1.2，由上至下逐渐减小或不变；叶片层高h的取值范围为6mm≤h≤8mm，由上至下逐渐减小或不变。

4.根据权利要求1所述的真空分子泵叶轮，其特征是：所述的压缩动叶片为2至4层，所述压缩动叶片每层叶片的倾角α的取值范围为15°≤α≤25°，由上至下逐渐减小或不变；叶片的节弦比a/b的取值范围为0.5≤a/b≤0.8，由上至下逐渐减小或不变；叶片层高h的取值范围为3mm≤h≤6mm，由上至下逐渐减小或不变。

5.根据权利要求1所述的真空分子泵叶轮，其特征是：所述的转子牵引级的外径与转子牵引级定子内径之间的间隙n取值范围为0.5mm≤n≤1.5mm，转子牵引级部分高度H的取值与涡轮级总高度相当。

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