專利名稱：一種小抽速無油渦旋真空泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及真空泵技術領域，是一種小抽速無油渦旋真空泵。
背景技術：
渦旋的概念相當久遠，20世紀初世界上就已經有了渦旋技術的專利。但由于 當時技術水平的限制，渦旋機構制造不出來，渦旋的概念也就被淡忘了。 1973年 渦旋機構被重新提起并制造出第一 臺模型機構，使這項技術實際應用成為可能。 渦旋機構的可靠性高、運行平穩、噪音極低、節省能源等潛力和巨大優勢馬上引 起了冰箱行業的重視和迫切需求，大受行業領先者青睞，迅速被投入工業化應用。 Trance、 Hitachi、 Copland等著名公司的渦旋壓縮機技術與產品弓領了世界渦旋技 術實用化的浪潮，帶動了如冰箱、空調等諸多行業的技術進步和產品的更新換代。
今天渦旋技術已經應用到真空泵制造業，實現了全無油、運行更平穩、噪音 更低、更加節省能源的渦旋清潔真空獲得技術的實用化。人們應用渦旋概念與原 理制造出了對真空應用儀器設備和環境沒有污染，并且抽速、壽命、能耗等指標 均優于普通油泵的單級、雙級渦旋無油真空泵系列產品。
清潔的真空環境一直是科學家和企業界追求的理想真空環境。自能夠創造真 空環境開始，人們就試圖釆用不同手段達到清潔真空的效果。時至今曰，清潔真 空獲得設備已經發展到冷凝泵、柱賽泵、爪式泵、渦旋泵以及隔膜泵等多種產品。 現在無油真空泵已經被廣泛應用到下述科學研究與生產領域①半導體行業一一 薄膜制備設備、半導1^件封裝設備；②真空冶金行業一一真空爐、納米材料制
備設備、真空檢測設備；③科學儀器行業一一同步輻射光束線、電子顯微鏡、分 析測試儀器；④醫療設備一一牙科儀器、透析機；⑤生物制品行業一一材料提純、 藥品制備；⑥包裝行業一一食品、藥品、生物制品等包裝設備。
渦旋真空泵與其他干式泵相比擁有其特殊優勢
l.間隙小，泄漏小，具有較高的壓縮比，在較寬的壓力范圍內有穩定的抽速。2. 作壓力范圍寬，由于壓縮腔內容積的變化是連續的，因而驅動力矩變化小， 功率變化小。
3. 結構簡單緊湊，體積小，維修方便。
4. 非接觸式工作，振動和噪音小。
5. 空氣冷卻，無需水冷。
由于國內對渦旋泵的研制起步晚，并且受加工工藝等因素的限制，巿場上的 國產渦旋泵產品只有抽速為8L/s的產品。本發明提出了一種小抽速的無油渦旋真 空泵，其結構緊湊，體積小，極限壓力低，抽速為4L/s。
發明內容
本發明的目的在于提供一種小抽速的無油渦旋真空泵，其結構緊湊,體積小， 極P良壓力低，抽速為4L/s。
為了實現上述目的，本發明的技術方案是
一種小抽速無油渦旋真空泵，包括轉子渦旋盤、定子渦旋盤、曲軸，所述轉 子渦旋盤和定子渦旋盤設置有相對應的渦旋型盤狀結構體，所述渦旋型盤狀結構 體的渦旋壁高度h、漸開線基圓半徑Rg、漸開線半厚展開角a、終止角d)E是按 照下列公式設定的
， ，
=^"7 /(—6兀—十24a +90￡兀一a十4兀a)
式中Sth—理論抽速；n—電機轉逸h—渦旋壁高度；Rg—漸開線基圓半徑; cc一漸開線半厚展開角；4)E—終止角
為使抽速為4L/s,取n二1400; h=28; R『2.4; a=0.811; 4>E=39.12;
為提高效率，所述轉子渦旋盤為雙側對稱結構；
為防止轉子渦旋盤自轉及定位，所述轉子渦旋盤與定子渦旋盤A間設置曲柄 軸定位，曲柄軸的偏心距離與曲軸的偏心距離相同。 所述轉子渦旋盤與定子渦旋盤A間為三點定位；
為減少摩擦、提高泵的壽命，所述渦旋盤表面經硬質氧化處理，并噴涂特氟 隆薄膜；
為起到冷卻和平衡重心的作用，泵的兩側設置有風扇； 所述轉子渦旋盤、定子渦旋盤間動摩擦密封釆用密封墊片； 所述密封墊片釆用特氟隆材料；
4所述泵體為臥式。
本發明具有如下優點
1. 本發明的抽速為4L/s。
2. 本發明的轉子渦旋盤為三點定位，結構緊湊，泵的外型為圓型。
3. 本發明的渦旋盤表面經硬質氧化處理，并噴涂特氟隆薄膜，提高了硬度， 減少了摩擦系數，增強了耐腐蝕性和耐磨性，提高了泵的使用壽命。
4. 本發明的密封形式包括渦旋壁端面的動摩擦密封、渦旋壁側面的間隙密封 和定子渦旋盤間的靜密封。靜密封釆用O型氟橡膠圈；動摩擦密封釆用密封墊片， 在渦旋壁端面嵌入特氟隆材料的密封墊片。由于相互摩擦的密封墊片和泵體表面 均是特氟隆材料，摩擦系數小，因此提高了泵的使用壽命。
5. 本發明泵體的兩側裝有風扇，起到冷卻泵體和平衡轉動部件的不平衡度的 作用。
6. 本發明在抽氣過程中可保持真空環境清潔無油，適用于半導體、科學儀器、 精細化工、醫療等行業。
圖l為泵體裝配圖2為轉子渦旋盤結構圖3為曲柄銷結構圖。
其中1、電機，2、電機聯軸器，3、風扇A, 4、曲軸，5、曲柄軸結構，6、 定子渦旋盤A, 7、轉子渦旋盤，8、定子渦旋盤B, 9、風扇B， 10、密封墊片， 11、轉子密封墊片，12、定位孔，13、軸承A, 14、曲柄軸，15、軸承B。
具體實施例方式
如圖l-3所示，本發明包括轉子渦旋盤7、定子渦旋盤6、 8、曲軸4，所述 轉子渦旋盤7和定子渦旋盤A6、定子渦旋盤B 8設置有相對應的渦旋型盤狀結構 體，所述渦旋型盤狀結構體的渦旋壁高度h、漸開線基圓半徑Rg、漸開線半厚展 開角a、終止角d)E是按照下列公式設定的
<formula>formula see original document page 5</formula>式中Sft—理論抽速；n—電機轉速；h—渦旋壁高度；Rg—漸開線基圓半徑； a—漸開線半厚展開角；(J)E—終止角。為滿足抽速為4L/s,取n二1400; h=28; R『2.4; a=0.811; 4)E=39.12。 本發明為小抽速無油渦旋真空泵，其具體結構如下電機l由電機聯軸器2、
風扇A3與曲軸4直連，帶動曲軸4和通過軸承安裝在曲軸4上的轉子渦旋盤7轉動。
轉子渦旋盤7是雙側對稱結構，釆用三點定位方式，三個定位孔12均布在 轉子渦旋盤7的四周，曲柄軸14依靠軸承A13與轉子渦旋盤7的定位孔12連接， 依靠軸承15與定子渦旋盤A6連接。曲柄軸14的偏心距離與曲軸4的偏心距離 相同，在曲軸4帶動轉子渦旋盤7轉動的同時，曲柄軸14同時轉動，因此限制了 轉子渦旋盤7的自轉，保證了轉子渦旋盤7能夠繞定子渦旋盤A6、定子渦旋盤 B8沿固定圓軌跡平動，從而完成抽氣過程。
在轉子渦旋盤7和定子渦旋盤A6、定子渦旋盤B8的渦旋壁端部都存在渦旋 槽，密封墊片10嵌入渦旋槽內，渦旋泵工作時，密封墊片10直接與轉子渦旋盤 7和定子渦旋盤A6、定子渦旋盤B8的渦旋壁底部接觸。
風扇A3與風扇B9安裝于泵體的兩側，起到冷卻泵體和平衡轉動部件的不 平衡度的作用。
泵體釆用臥式結構。
權利要求
1.一種小抽速無油渦旋真空泵，包括轉子渦旋盤、定子渦旋盤、曲軸，所述轉子渦旋盤和定子渦旋盤設置有相對應的渦旋型盤狀結構體，其特征在于所述渦旋型盤狀結構體的渦旋壁高度h、漸開線基圓半徑Rg、漸開線半厚展開角α、終止角φE是按照下列公式設定的<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>S</mi> <mi>th</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mi>nh</mi> <mn>45</mn></mfrac><msup> <msub><mi>R</mi><mi>g</mi> </msub> <mn>2</mn></msup><mrow> <mo>(</mo> <mo>-</mo> <msup><mrow> <mn>6</mn> <mi>π</mi></mrow><mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup><mrow> <mn>24</mn> <mi>α</mi> <mn></mn></mrow><mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <mn>9</mn> <msub><mi>φ</mi><mi>E</mi> </msub> <mi>π</mi> <mo>-</mo> <mn>6</mn> <msub><mi>φ</mi><mi>E</mi> </msub> <mi>α</mi> <mo>+</mo> <mn>4</mn> <mi>πα</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow>]]></math></maths>式中Sth-理論抽速；n-電機轉速；h-渦旋壁高度；Rg-漸開線基圓半徑；α-漸開線半厚展開角；φE-終止角。
2. 按權利要求1所述的真空泵，其特征在于取n4400; h=28; Rg=2.4; cx=0.811; (J)E=39.12;則抽速為4L/s。
3. 按權利要求1所述的真空泵，其特征在于轉子渦旋盤為雙側對稱結構。
4. 按權利要求1所述的真空泵，其特征在于所述轉子渦旋盤與定子渦旋盤 A間設置曲柄軸定位，曲柄軸的偏心距離與曲軸的偏心距離相同。
5. 按權利要求4所述的真空泵，其特征在于轉子渦旋盤與定子渦旋盤A間 三點定位。
6. 按權利要求1所述的真空泵，其特征在于渦旋盤表面經硬質氧化處理， 并噴涂特氟隆薄膜。
7. 按權利要求1所述的真空泵，其特征在于泵的兩側還設置有風扇，起到 冷卻和平衡重心的作用。
8. 按權利要求1所述的真空泵，其特征在于轉子渦旋盤、定子渦旋盤間動 摩擦密封釆用密封墊片。
9. 按權利要求7所述的真空泵，其特征在于:所述密封墊片釆用特氟隆材料。
10. 按權利要求l所述的真空泵，其特征在于泵體為臥式。
全文摘要
本發明涉及真空泵技術領域，是一種小抽速無油渦旋真空泵，具有結構緊湊，體積小，極限壓力低等特點，抽速為4L/s。本發明所述的轉子渦旋盤為三點定位結構，依靠均布的三個曲柄軸部件使轉子渦旋盤繞定子渦旋盤沿固定圓軌跡平動，完成抽氣過程。所述的渦旋盤表面經硬質氧化處理并噴涂特氟隆。所述的密封墊片采用特氟隆材料。本發明是干式真空泵的一種，清潔度高，適用于半導體、科學儀器、精細化工、醫療等行業。
文檔編號F04C18/02GK101660527SQ20081001302
公開日2010年3月3日 申請日期2008年8月29日 優先權日2008年8月29日
發明者劉在行, 孔祥玲, 張振厚, 王光玉 申請人:中國科學院沈陽科學儀器研制中心有限公司