TWI390112B - 真空泵系統 - Google Patents

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TWI390112B
TWI390112B TW095112443A TW95112443A TWI390112B TW I390112 B TWI390112 B TW I390112B TW 095112443 A TW095112443 A TW 095112443A TW 95112443 A TW95112443 A TW 95112443A TW I390112 B TWI390112 B TW I390112B
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Robert Stolle
Heinz-Dieter Odendahl
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Oerlikon Leybold Vacuum Gmbh
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    • 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
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/601—Mounting; Assembling; Disassembling specially 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
    • F04D19/00—Axial-flow pumps
    • F04D19/02—Multi-stage pumps
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
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Description

真空泵系統
本發明揭示一種真空泵系統，尤其一種渦輪分子泵系統。
真空泵，例如諸如渦輪分子泵，連接到真空室外殼在真空室內產生真空。連接是以泵凸緣(pump flange)來連接到泵外殼及相對應保持元件(retaining element)，例如，諸如所謂爪(claw)來達成。這些爪連接到泵凸緣，例如，爪之固定耳接合泵凸緣之槽或凹槽。爪以螺絲連結在真空室外殼。因為此真空泵重量達65kg，而且泵外殼內所安置之轉子(rotor)可到達旋轉次數在30,000至100,000rpm(每分鐘轉數)之範圍。安全必需符合高標準。因為大重量及高轉子轉數，真空泵在真空室外殼之安全連結必需以高確定性來保證排除作業人員之危險性。尤其在轉子之阻塞(blocking)所造成損害時，高力矩(moments)瞬間地發生，經由定子(stator)來自轉子轉移到泵外殼，而且經由爪來自泵外殼到真空室外殼。以此高力矩，可在數仟Nm(牛頓-米)程度，泵外殼會相對真空室外殼作扭轉。如此會造成在爪所安裝地方之真空室外殼的損壞。真空室外殼之損壞是重大缺點，因為除了更換真空泵以外，也必需來修理真空室外殼。這不僅造成高成本，而且生產也可能長時地中斷。而且爪在泵凸緣處完全地斷裂也可能發生，因而真空泵不再固定在真空室外殼，使得真空泵掉落。除了真空室外殼之損壞 以外，也造成對作業人員傷害之高危險性。
研究證實上述問題對具有大於160mm之凸緣直徑尤其可能發生。
本發明之目的在損壞之情形中來增加真空泵系統之安全性。
本目的根據本發明申請專利範圍第1項之特徵來獲得。
本真空泵系統是一種渦輪分子泵系統，尤其，特別地包含很大重量之泵及/或高速旋轉之轉子。真空泵系統具有泵外殼，其中配置轉子及定子。所連接到泵外殼是泵凸緣，其也可直接地架構為外殼之一部分。保持元件提供來連結泵外殼到真空室外殼。根據本發明，至少一個保持元件具有一個抗扭轉裝置(anti-twist means)。提供此一抗扭轉裝置來確保在損害之情形中，尤其在轉子之瞬間阻塞時，使得保持元件，諸如爪，不會因為發生高力矩而發生扭轉。如此特別地避免在泵凸緣及真空室外殼間之連接鬆脫，所以安全性提高。進一步，在保持元件之連結區域內真空室外殼損壞的危險性降低。
較佳地，至少一個保持元件提供有本發明之抗扭轉裝置。較佳地，尤其二個相對地配置之保持元件提供有抗扭轉裝置。在此，具有抗扭轉裝置之本發明保持元件，可組合習用單一保持元件。較佳地，多數保持元件提供有抗扭轉裝置，尤其(一起地)具有至少三個保持元件沿著泵凸緣 之周邊來分佈。泵凸緣較佳地具有環形形狀。
做為抗扭轉裝置，保持元件可具有銷，較佳地接合在泵外殼處提供之凹部處或孔。此外，保持元件較佳地具有連接元件，諸如螺絲。因此，本發明保持元件之較佳實施例包含：抗扭轉裝置，即具有銷形式來接合凹部；及連接元件，螺入到真空室外殼內所提供之螺紋內。在另一較佳實施例中，抗扭轉裝置也設計為一種連接元件，尤其一種螺絲，使得本發明保持元件具有至少二個尤其完全相同設計的連接元件。因為兩個連接元件接合在真空室外殼內所提供凹部諸如螺紋孔，所以連接元件做為連結及扭轉防止之目的。
泵外殼所連接或形成泵外殼之一部分的泵凸緣，較佳地包含一個環形槽。槽可以是斷續性，但是較佳地沿著整個周邊來延展。保持元件較佳地具有凸出部，尤其具有環形分段之形狀，來接合槽。如此大致方便泵之安裝，因為泵外殼相對真空室外殼之位置可以變動，而不必改變保持元件之位置。
較佳地，槽之半徑大致對應凸出部之半徑。尤其，這具有優點在於一旦在損壞之情形中發生很高力矩時，因為在泵凸緣及凸出部間之現存力矩所作用力量大於在本區域內之摩擦力量，則泵外殼即可相對保持元件來旋轉。
下文是本發明較佳實施例參照附圖之詳細說明。
真空泵系統包含泵外殼10，其中所配置之轉子14繞 縱軸12旋轉。定子葉片16連接到外殼10，配置在個別轉子葉片14間。轉子14經由連接元件18剛性地連接到驅動軸20。定子16經由連接元件22相對應地剛性連接到外殼10。
為了在真空室24內產生真空，外殼連結到在開口28之區域內的真空室外殼26。
為了連結，外殼具有泵凸緣30，其在實施例中所圖示為環狀形。泵凸緣30具有L型橫剖面，使得形成環形狀槽32。
使用保持元件34，泵外殼10以泵凸緣30被連結到真空室外殼26。為本目的，在圖示實施例之保持元件34具有凸出部36，尤其具有環形分段之形狀，接合在泵凸緣30之槽32。
螺絲38提供做為連接元件來連結保持元件34到真空室外殼。在此，本發明保持元件34(第2圖)包含抗扭轉裝置40，連接元件38及抗扭轉裝置40兩者設計為所圖示實施例中的螺絲。抗扭轉裝置40接合凹部42，其在所圖示實施例中是在真空室外殼26內之螺紋孔。
因為本發明保持元件34具有抗扭轉裝置40以及連接元件38，其確保在損壞之情形中連接元件不會發生扭轉。不管在損壞情形中所發生高力矩，諸如在轉子14之阻塞時，其經由定子16自轉子14來轉移到泵外殼10，保持元件34沒有扭轉，因為具有相對應單一保持元件44(第2圖)可能發生。
第2圖之泵外殼10之透視圖是泵外殼之凸緣側，具有本發明四個保持元件34及四個單一保持元件44提供在環形凸緣30上。本發明保持元件34各具有一個環形狀凸出部36接合泵凸緣之槽32(第1圖)。進一步，每一保持元件34提供兩個螺絲38、40，做為連接元件及抗扭轉裝置。
螺絲38、40穿過在保持元件34內所提供之通孔46。
為清楚地圖示說明習用技術，第4圖圖示單一保持元件44。單一保持元件44以螺絲48連結在真空室外殼10內。由於在損壞時發生高力矩，所以泵外殼10在箭頭50方向中旋轉。因而，單一保持元件44逆時針地扭轉。這可造成損壞凸緣30以及真空室外殼26。
10‧‧‧泵外殼
12‧‧‧縱軸
14‧‧‧轉子葉片
16‧‧‧定子葉片
18、22‧‧‧連接元件
20‧‧‧驅動軸
24‧‧‧真空室
26‧‧‧真空室外殼
28‧‧‧開口
30‧‧‧泵凸緣
32‧‧‧環形狀槽
34、44‧‧‧保持元件
36‧‧‧凸出部
38、48‧‧‧螺絲
40‧‧‧抗扭轉裝置
42‧‧‧凹部
46‧‧‧通孔
50‧‧‧箭頭
第1圖是真空泵系統之概略剖面圖示；第2圖是泵外殼之概略透視圖示；第3圖是本發明保持元件之概略透視圖示；及第4圖是真空泵系統具有根據習用技術之保持元件在損壞情形中一部分的概略俯視平面圖示。
10‧‧‧泵外殼
12‧‧‧縱軸
14‧‧‧轉子葉片
16‧‧‧定子葉片
18、22‧‧‧連接元件
20‧‧‧驅動軸
24‧‧‧真空室
26‧‧‧真空室外殼
28‧‧‧開口
30‧‧‧泵凸緣
32‧‧‧環形狀槽
34‧‧‧保持元件
36‧‧‧凸出部
40‧‧‧抗扭轉裝置
42‧‧‧凹部
46‧‧‧通孔

Claims (5)

  1. 一種真空泵系統，其係渦輪分子泵系統，包含：一轉子(14)及一定子(16)，兩者都配置在泵外殼(10)內；一泵凸緣(30)，連接到該泵外殼(10)；及至少一個保持元件(34)，連接到該泵外殼(10)及到該真空室外殼(26)，用以固定該泵外殼(10)到該真空室外殼(26)，其特徵在於，該保持元件(34)連接到一抗扭轉裝置(40)，其和該真空室外殼(26)共同作業，其中該泵凸緣(30)具有一槽(32)，其係環形狀槽，該保持元件(34)之凸出部(36)，其為環形分段形狀的凸出部在槽內接合著；及該槽(32)之半徑大致對應凸出部(36)之半徑，所以在損壞之情形中，一但由於在泵凸緣(30)及保持元件(34)之凸出部(36)之間的力矩所產生的力量大於在本區域內之摩擦力量時，則該泵外殼(10)即相對保持元件(34)旋轉。
  2. 如申請專利範圍第1項之真空泵系統，其中該抗扭轉裝置(40)接合在該真空室外殼(26)內所提供之凹部(42)。
  3. 如申請專利範圍第1項之真空泵系統，其中該保持元件(34)包含除了該抗扭轉裝置(40)以外所提供之連接元件(38)。
  4. 如申請專利範圍第1項之真空泵系統，其中該抗扭轉裝置(40)附加地設計為另一種連接元件。
  5. 如申請專利範圍第1項之真空泵系統，其中至少三個保持元件(34)沿著較佳地為該環形狀泵凸緣(30)之周邊來提供。
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