TW201516265A - 具有真空泵的轉子元件 - Google Patents

具有真空泵的轉子元件 Download PDF

Info

Publication number
TW201516265A
TW201516265A TW103124198A TW103124198A TW201516265A TW 201516265 A TW201516265 A TW 201516265A TW 103124198 A TW103124198 A TW 103124198A TW 103124198 A TW103124198 A TW 103124198A TW 201516265 A TW201516265 A TW 201516265A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
rotor
cylindrical
reinforcing layer
cylindrical rotor
rotor portion
Prior art date
Application number
TW103124198A
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Beyer
Michael Froitzheim
Original Assignee
Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh filed Critical Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh
Publication of TW201516265A publication Critical patent/TW201516265A/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/044—Holweck-type pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
    • F04D19/04—Multi-stage pumps specially adapted to the production of a high vacuum, e.g. molecular pumps
    • F04D19/046—Combinations of two or more different types of pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/02—Selection of particular materials
    • F04D29/023—Selection of particular materials especially adapted for elastic fluid pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/10—Metals, alloys or intermetallic compounds
    • F05D2300/17—Alloys
    • F05D2300/173—Aluminium alloys, e.g. AlCuMgPb
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/50—Intrinsic material properties or characteristics
    • F05D2300/502—Thermal properties
    • F05D2300/5024—Heat conductivity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/603—Composites; e.g. fibre-reinforced
    • F05D2300/6034—Orientation of fibres, weaving, ply angle

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Positive Displacement Air Blowers (AREA)

Abstract

一種真空泵的轉子元件，尤其是適合於使用在霍爾威克泵者，包括：圓柱形轉子部(16)，由良好熱傳導率之材料製成，例如鋁。該轉子部(16)在一表面上由一強化層所強化。該強化層包括尤其是碳纖維強化材料。

Description

具有真空泵的轉子元件
本發明係關於一種具有真空泵的轉子元件，尤其是用於霍爾威克級(Holweck stage)者。
一真空泵的轉子元件，如用於霍爾威克級者，包括一圓柱形轉子部。此轉子部例如由碳纖維強化塑膠材料製成。在此，纖維係朝切線或周圍方向纏繞。因為霍爾威克級特別在高壓區中被用作氣體摩擦級，圓柱形轉子部被強烈地加熱。相對於泵作用(pumping)方向看時，高溫具體上在壓力側上之管的自由端處產生。具有纖維強化轉子部時，熱傳導尤其可朝纖維的方向產生。纖維含浸樹脂或個別地藉樹脂而結合，樹脂具有很低的熱傳導率。產生的高溫造成真空泵之泵輸出的必要限制，以避免纖維強化轉子部之過熱及因而產生的傷害。因為霍爾威克級經常與渦輪分子泵結合使用，渦輪分子泵之整體輸出被碳纖維製成的圓柱形轉子部所限制。具體上，當如氬或氙之低熱傳導率的氣體被泵送(pump)時，泵輸出強烈地受到限制，因為此等氣體僅容許非常受限的熱傳導。
為了改善來自圓柱形轉子部之熱傳導，可至少局部地改變纖維纏繞的方向。但是，因為纖維之結合需要高溫樹脂，在易脆的樹脂之積層中會產生層間破裂。
本發明一目的在提供真空泵的轉子元件，尤其是用於霍爾威克級者，其具有較高的溫度抗性。
依照本發明，此目的係以請求項1所定義之轉子元件而達成。
本發明之真空泵的轉子元件，尤其是適合於使用在霍爾威克級者，具有一圓柱形轉子部。轉子部係由良好熱傳導率之材料製成。具體上，熱傳導率係高於100W/mK，更佳為高於120W/mK，且最佳為高於140W/mK者。特別佳為圓柱形轉子部係由如鋁之金屬或金屬合金製成。為了達到較佳為超過400Hz、更佳為1000Hz、最佳為超過2000Hz之高轉速，一強化層被設置在轉子元件之表面。強化層較佳為包含纖維強化材料。此可為玻璃纖維之形式，通常含浸樹脂，且如特別受採用者係碳纖維強化材料之形式。較佳為，強化層包含纖維強化材料，尤其是碳纖維強化材料。藉著將轉子部製成為由熱傳導材料及強化層形成之複合材料部，可獲得即使在高轉速下尺寸穩定的轉子元件，且轉子元件同時具有良好的熱傳導率。此可使泵輸出提高。具體上，此亦可供如氬或氙之低熱傳導率氣體的泵送(pump)之用。
較佳為，強化層中的纖維相對於圓柱形轉子部為大致切線或圓周向地配置。在此方面，纖維較佳為相對於圓周向配置成小於10°之角度以下，且特別佳為小於5°之角度以下。
若強化層配置在圓柱形轉子部之外側時，可達成良好的剛硬度。較佳為，圓柱形轉子元件被纖維強化材料尤其是碳纖維強化材料纏繞。
在本發明之一較佳實施例中，轉子元件可為多層化設計。尤其，轉子元件除了圓柱形轉子部之外尚包括至少一個另外之圓柱形轉子部。在此方面，轉子部係相對於彼此同軸地配置。在本文中，較佳為強化層或另一強化層係配置在鄰接的轉子部之間。因而，轉子元件可包括由熱傳導材料尤其是如鋁之金屬或金屬合金製成之複數個圓柱形轉子部，在圓柱形轉子部之間分別配置一強化層。例如，兩個同軸地配置之轉子部被設置時，一強化層配置在其等之間。較佳為除此之外，一強化層亦配置在最大或外側的圓柱形轉子部之外側上。如上述，每一個強化層係以較受採用的方式製成，且特別佳為由碳纖維強化材料製成。
較佳為，至少一個圓柱形轉子部被連接到一支撐元件。支撐元件尤其可為碟形，支撐元件大致延伸垂直於至少一個圓柱形轉子部。在一較佳實施例中，支撐元件亦可由熱傳導材料製成，且特別佳為由如鋁之金屬或金屬合金製成。亦可將至少一個圓柱形轉子部與支撐元件形成一體。
尤其較佳為，所有轉子部均與支撐元件連接。藉此，在熱傳導材料之轉子部與支撐元件之間可達成良好的熱傳遞。較佳為，至少一個轉子部及支撐元件均由相同材料或相似膨脹係數的材料製成，其中膨脹係數之間的差異較佳為小於10%。
支撐元件可與轉子軸連接。支撐元件亦可與轉子軸形成一體。
尤其較佳為，在設計霍爾威克級時使用本發明之轉子元件與一渦輪分子泵連接。在此情況，霍爾威克級朝流動方向與渦輪分子泵毗鄰。
10‧‧‧轉子軸
12‧‧‧流動方向
14‧‧‧霍爾威克級
16,26‧‧‧圓柱形轉子部
18‧‧‧上側
20,28‧‧‧強化層
22‧‧‧支撐元件
24‧‧‧圓柱形突部
下面是參照附圖之本發明的較佳實施例的詳細說明。附圖中：第1圖係本發明的第1較佳實施例的示意剖面圖；第2圖係本發明的第2較佳實施例的示意剖面圖。
為了形成渦輪分子泵，一轉子軸10可被連接到例如具有葉片之複數個轉子盤(未圖示)，且定子盤配置在殼體中且亦具有葉片。一霍爾威克級14朝流動方向12毗鄰此裝置。
在第1較佳實施例中(第1圖)，霍爾威克級14包括一圓柱形轉子部16，其係由熱傳導材料尤其是鋁製成。在圖示的實施例中，強化層20被設在上側18，上側18係圓柱形轉子部16的外側。強化層20係由纖維強化材料、尤其是碳纖維強化材料製成，纖維大致被纏繞在圓周向。
在第1實施例中被圓柱形轉子部16及圍繞圓柱形轉子部16的強化層20所形成的轉子部，與一支撐元件22連接。支撐元件22為碟形且與轉子軸10連接。為了使轉子元件16,20與支撐元件22連接，支撐元件具有一圓柱形突部24供轉子元件16,20塞入。連接例如可藉黏著、收縮等達成。在此方面，支撐元件22較佳為亦由熱傳導材料製成，且尤其較佳是由鋁製成。
在第2較佳實施例中(第2圖)，類似或相同的元件以相同的參考符號標示。
在本實施例中，除了圓柱形轉子部16以外，設置有另一圓柱形轉子部26。圓柱形轉子部26亦由熱傳導材料尤其是鋁製成。此兩個圓柱形轉子部16,26相對於彼此為同軸。除了特別由碳纖維強化材料製成的強化層20之外，另一強化層28被設置在兩個圓柱形轉子部16,26之間。此另一強化層28亦由纖維強化材料尤其是碳纖維強化材料製成。
顯示於第2圖中的轉子元件16,20,26,28亦藉著碟形支撐元件22上的圓柱形突部24而固定。
12‧‧‧流動方向
14‧‧‧霍爾威克級
16‧‧‧圓柱形轉子部
18‧‧‧上側
20‧‧‧強化層
22‧‧‧支撐元件
24‧‧‧圓柱形突部

Claims (10)

  1. 一種真空泵的轉子元件，尤其是用於霍爾威克級者，包括：圓柱形轉子部(16)，由良好熱傳導率之材料製成，及強化層(20)，被設置在該轉子部(16)之上表面(18)。
  2. 如請求項1之轉子元件，其中該強化層(20)包括纖維強化材料，尤其是碳纖維強化材料。
  3. 如請求項2之轉子元件，其中該纖維強化材料之纖維係沿切線相對於該圓柱形轉子部(16)延伸。
  4. 如請求項1至3中任一項之轉子元件，其中該強化層(20)係設置在該圓柱形轉子部(16)之外側(18)。
  5. 如請求項2至4中任一項之轉子元件，其中該圓柱形轉子部(16)被纖維強化材料纏繞。
  6. 如請求項1至5中任一項之轉子元件，其中除了該圓柱形轉子部(16)之外，至少一個另外之圓柱形轉子部(26)配置成與該圓柱形轉子部(16)為同軸。
  7. 如請求項6之轉子元件，其中一強化層(28)，尤其是另一強化層(28)被設置在該圓柱形轉子部(16,26)之間。
  8. 如請求項1至7中任一項之轉子元件，其中至少一個該圓柱形轉子部(16,26)與尤其是碟形支撐元件(22)連接，該支撐元件(22)較佳為由熱傳導材料製成。
  9. 如請求項8之轉子元件，其中該支撐元件(22)係由與至少一個該轉子部(16,26)相同的材料或具有類似的膨脹係數之材料製成。
  10. 如請求項8或9之轉子元件，其中該支撐元件(22)被連接至一轉子軸(10)。
TW103124198A 2013-07-17 2014-07-15 具有真空泵的轉子元件 TW201516265A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202013006436.6U DE202013006436U1 (de) 2013-07-17 2013-07-17 Rotorelement für eine Vakuumpumpe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201516265A true TW201516265A (zh) 2015-05-01

Family

ID=51178906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103124198A TW201516265A (zh) 2013-07-17 2014-07-15 具有真空泵的轉子元件

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE202013006436U1 (zh)
TW (1) TW201516265A (zh)
WO (1) WO2015007598A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113137402A (zh) * 2021-03-25 2021-07-20 日扬科技股份有限公司 用于涡轮分子式真空泵之转子盖子

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3786457B1 (de) * 2020-09-09 2022-09-07 Pfeiffer Vacuum Technology AG Rotoranordnung für eine vakuumpumpe, vakuumpumpe und verfahren zum herstellen einer solchen

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2845737B1 (fr) * 2002-10-11 2005-01-14 Cit Alcatel Pompe turbomoleculaire a jupe composite
DE202004010821U1 (de) * 2003-07-23 2004-12-23 The Boc Group Plc, Windlesham Vakuumpumpenbauteil
DE102007006915A1 (de) * 2007-02-13 2008-08-14 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Rotorelement für Turbopumpenrotoren sowie Turbopumpenrotor
DE102007048703A1 (de) * 2007-10-11 2009-04-16 Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh Mehrstufiger Turbomolekularpumpen-Pumpenrotor
CN102834620B (zh) * 2010-09-28 2016-03-02 埃地沃兹日本有限公司 排气泵
DE102011119506A1 (de) * 2011-11-26 2013-05-29 Pfeiffer Vacuum Gmbh Schnell drehender Rotor für eine Vakuumpumpe
DE102012003680A1 (de) * 2012-02-23 2013-08-29 Pfeiffer Vacuum Gmbh Vakuumpumpe

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113137402A (zh) * 2021-03-25 2021-07-20 日扬科技股份有限公司 用于涡轮分子式真空泵之转子盖子

Also Published As

Publication number Publication date
DE202013006436U1 (de) 2014-10-22
WO2015007598A1 (de) 2015-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6817275B2 (ja) 冷却機能を備える回転子
JP6666696B2 (ja) 真空ポンプ
JP4703279B2 (ja) 複合分子ポンプの断熱構造
JP6500873B2 (ja) 真空断熱構造体
JP2011166944A (ja) キャンド構造の回転電機
WO2014045438A1 (ja) ターボ分子ポンプ
JP2015190404A (ja) 真空ポンプ
JP2007231942A (ja) 電熱式ヒータアセンブリ、ガスタービンエンジン構成要素及びヒータアセンブリを形成する方法
JP4235273B2 (ja) 真空ポンプ
TW201516265A (zh) 具有真空泵的轉子元件
WO2012002084A1 (ja) 真空ポンプ
JP2022532988A (ja) 加熱される絞り弁装置並びにその使用及び製造方法
WO2014038416A1 (ja) 固定側部材及び真空ポンプ
JP2015203390A5 (zh)
JP6133213B2 (ja) 固定部材及び真空ポンプ
US9303688B2 (en) Thermal barrier coating for bearing journal surfaces of rotary shafts
JP6390479B2 (ja) ターボ分子ポンプ
JP6093777B2 (ja) 排気ガスターボチャージャの軸受ハウジング
JP2022507409A (ja) 真空ポンプ
US10393124B2 (en) Vacuum-pump rotor
JP7261139B2 (ja) 真空ポンプ装置
JP2017533374A (ja) 冷却ファン
KR20210099034A (ko) 다중 스테이지 터보분자 펌프
JP2018096267A (ja) ターボチャージャ
US11867187B2 (en) Vacuum pump including a cover, covering the base with an air insulating layer