專利名稱：盤式分子泵的制作方法
技術領域：
本發明涉及分子泵，特別是一種盤式分子泵。
背景技術：
目前為獲取中、高真空所廣泛使用的渦輪分子泵，其抽氣單元由一系列相間設置的動葉輪、靜葉輪組成，葉輪上的動葉片或靜葉片，相對葉輪水平面傾斜成一定角度，動葉片與靜葉片的傾斜方向互為相反的。當固定在轉子上的動葉輪圍繞固定在泵體上的靜葉輪之間高速旋轉時，高速旋轉的動葉片將動量傳遞給氣體分子，極大增加了氣體分子與動葉片、靜葉片間的碰撞機會，使氣體分子作定向運動，以達到抽氣目的。由于高速旋轉的動葉片只適應在氣體的分子流狀態下工作，一旦受到大流量氣體的沖擊，動葉片因制作材質和結構形狀原因，易發生打片損壞，同時也牽連到靜葉片的受損。因此，渦輪分子泵在制造生 產時，對動、靜葉片的制作材料、加工精度和動平衡等技術要求，必須予以格外的關注。
發明內容
本發明的目的在于提供一種適用于中、高真空領域，并能承受大流量氣體沖擊的盤式分子泵。為實現上述目的，本發明盤式分子泵所采用的技術方案是由一系列相當厚度且外形尺寸和內部結構基本相同的動圓盤和靜圓盤組成的抽氣單元，替代渦輪分子泵的由一系列動、靜葉輪組成的抽氣單元。動、靜圓盤因其厚度而增加了抗擊打的機械強度，使之能從容承受大氣流的沖擊，避免類似渦輪分子泵轉子葉片受大氣流沖擊而打片損壞現象的發生。同時，通過設置在動、靜圓盤上的徑向氣道，在抽氣單元運行時產生對氣體分子的拖動、傳輸和壓縮作用，使氣體分子作定向運動，從而達到中、高真空的抽氣目的。本發明的有益效果本發明盤式分子泵，采用在相當厚度的動、靜圓盤中設置氣道，合理選擇氣道數和氣道徑向側面的傾斜角，構成多級動、靜圓盤組成的抽氣單元，以取代渦輪分子泵中精密加工、形狀各異、質地單薄的動、靜葉片組成的抽氣單元，不但可有效提升抽氣速率、流量和極限真空，而且還有著渦輪分子泵的葉輪結構抽氣單元所無法達到的機械強度、低成本和制作簡單的優勢，避免了類似渦輪分子泵受大流量氣體沖擊時轉子葉片被打片損壞的弊端，使本發明在中、高真空領域有著廣泛的應用前景。本發明盤式分子泵是渦輪分子泵技術的新發展，其抽氣單元的設計理念同樣適用于立式渦輪分子泵的技術進步，也可作為真空泵和其它分子泵技術進步的借鑒。
圖I為本發明總體結構示意圖；圖2為本發明設置徑向矩形氣道的動圓盤結構示意圖；圖3為本發明矩形氣道的兩個徑向側面A-A方向氣道截圖；圖4為本發明氣道的兩個徑向側面不同傾斜角組合時A-A方向氣道截圖例；
圖5為本發明動、靜圓盤組成的抽氣單元運行時氣流走向示意圖；圖6為本發明設置徑向梯形氣道的圓盤結構示意圖；圖7為本發明設置徑向矩形、梯形氣道組合的圓盤結構示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的結構作進一步詳細描述。本發明盤式分子泵的抽氣過程是這樣的進入吸氣口的氣體先通過高速旋轉的鼠籠式聚氣導流裝置，將氣體導入左、右同軸安裝的多級動、靜圓盤組成的抽氣單元，實施氣體分子的拖動、傳輸和壓縮作用，使氣體分子作定向運動，最后引向氣體排出口，被前級真
空泵帶走。 參見圖1，〔I〕為泵體。〔2〕為轉軸。〔3〕為承載轉軸〔2〕的軸承。〔14〕為軸承座。〔15〕為減震墊，用來降低高速旋轉的轉子帶來的震動和噪音。〔4〕為固定在轉軸〔2〕上的鼠籠式聚氣導流裝置(該項為引用技術)，〔9〕為聚氣導流裝置〔4〕上的氣流通道。〔5〕為固定在轉軸〔2〕上的動圓盤。〔6〕為靜圓盤，其外緣固定在泵體〔I〕上。按動圓盤、靜圓盤、動圓盤……次序交替緊密排列，組成本發明的抽氣單元，其最后一個是動圓盤。動圓盤〔5〕與靜圓盤〔6〕和泵體〔I〕之間，靜圓盤〔6〕與轉軸〔2〕之間，留有工作間隙，以保證轉子的高速自由旋轉。選用合適的工作間隙，還可有效地阻止抽氣單元的氣體分子從高壓強區向低壓強區的返流，以提高抽氣效率。〔7〕為本發明盤式分子泵的氣體吸入口，吸入的氣體分子按圖中箭頭所示抽氣路徑，最后從氣體排出口〔8〕排至前級真空泵。參見圖2、3，〔10〕為設置在有相當厚度動圓盤〔5〕上的徑向矩形氣道，使圓盤兩邊的氣體分子互相聯通。〔11〕為氣道〔10〕的兩個徑向側面，兩個徑向側面〔11〕與動圓盤〔5〕水平面間的傾斜角皆可在0°至180°之間改變。兩個徑向側面〔11〕的A-A方向的氣道截圖為平行四邊形狀。通過改變氣道〔10〕的兩個徑向側面〔11〕各自的傾斜角，可以使兩個徑向側面〔11〕的A-A方向的氣道截圖為四邊形或梯形狀，參見圖4。動圓盤〔5〕與靜圓盤〔6〕的外形尺寸和內部結構基本相同，它們的區別僅在于動圓盤〔5〕上氣道的兩個徑向側面的傾斜方向和靜圓盤〔6〕上徑向氣道的兩個徑向側面的傾斜方向，其中至少有一個側面的傾斜方向是互為相反的。由多級動、靜圓盤組成的抽氣單元運行時，動圓盤上氣道的兩個徑向側面中，有一個側面作為主要傳輸氣體分子作用面；靜圓盤上氣道的兩個徑向側面中，同樣有一個側面作為主要傳輸氣體分子作用面，并且上述兩個主要傳輸氣體分子作用面的傾斜方向是互為相反的。動圓盤和靜圓盤上氣道的另一個側面起著配合傳輸氣體分子的作用。參見圖5,當動圓盤〔5〕如圖中弧形箭頭線所示方向高速旋轉時,動圓盤〔5〕上氣道的兩個徑向側面中的一個側面(主要傳輸氣體分子作用面)，如圖中粗黑實線所示，產生如同渦輪分子泵動葉輪上動葉片的傳輸氣體分子作用，將氣體分子從動圓盤〔5〕的右邊經氣道傳輸到左邊。靜圓盤〔6〕上氣道的兩個徑向側面中的一個側面(主要傳輸氣體分子作用面)，如圖中粗黑實線所示，產生如同渦輪分子泵靜葉輪上靜葉片的傳輸氣體分子作用，將氣體分子從靜圓盤〔6〕的右邊經氣道傳輸到左邊。上述動、靜圓盤上氣道的兩個徑向側面中的另一個側面，如圖中短橫線所示，起著配合傳輸氣體分子的作用。于是，通過多級動、靜圓盤組成的抽氣單元運行時產生的傳輸和壓縮氣體分子作用，使氣體分子逐級穿越流過動、靜圓盤組合的氣道，見圖5中曲折箭頭線所示，并形成很高的壓縮比，最后流向本發明盤式分子泵的氣體排出口〔8〕。此外，通過高速旋轉動圓盤〔5〕的表面對氣體分子的拖動作用，把動量傳遞給氣體分子，增加了氣體分子與動、靜圓盤的碰撞機會，也有利于提高本發明的抽氣效果。如果把圓盤上設置的徑向矩形氣道改為徑向梯形氣道，參見圖6中〔12〕所示，同樣可通過梯形氣道的兩個徑向側面，產生氣體分子的拖動、傳輸和壓縮作用，來達到本發明的抽氣目的。徑向梯形氣道和徑向矩形氣道的抽氣原理及過程完全相同，在此不再贅述了。參見圖7，選用不同尺寸(大小和厚度)的動圓盤、靜圓盤和它們組合的級數，優化設置圓盤上的矩形或梯形氣道數和不同氣道的組合，以及合理調整圓盤上的氣道徑向側面的傾斜角度，將會明顯提高動、靜圓盤組成的抽氣單元實施氣體分子拖動、傳輸和壓縮的性能，從而達到最佳的抽氣效果。本發明盤式分子泵抽氣單元的設計，一般是靠近氣體入口處選擇適應大抽速的圓盤氣道數和氣道徑向側面傾斜角，使其抽氣時壓縮比相對小些而抽速大些。在經過多級動、 靜圓盤抽氣壓縮后，氣體壓力升高了，抽速低了，就應該選擇抽速較低的圓盤氣道數和氣道徑向側面傾斜角，使其適應壓縮比較高的抽氣工況，以達到理想的綜合抽氣效果。此外，由于圓盤的機械強度大，就可以根據實際的需求，調整圓盤氣道數和氣道徑向側面傾斜角，在氣體壓力升高情況下，仍可以獲得需要的抽氣性能，如要求大抽速、高壓縮比和大流量兼有的抽氣效果。以上實施例僅供說明本發明之用，而非對本發明的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬于本發明的范疇，應由各權利要求所限定。
權利要求
1.一種包括泵體〔I〕、轉軸〔2〕、鼠籠式聚氣導流裝置〔4〕、動圓盤〔5〕、靜圓盤〔6〕、氣體吸入口〔7〕、氣體排出口〔8〕的盤式分子泵，其特征在于 a.所述的動圓盤〔5〕固定在轉軸〔2〕上， b.所述的靜圓盤〔6〕的外緣固定在泵體〔I〕上， c.所述的動圓盤〔5〕、靜圓盤〔6〕按次序交替緊密排列，其最后一個是動圓盤。
2.根據權利要求I所述的盤式分子泵，其特征在于有相當厚度的動圓盤〔5〕、靜圓盤〔6〕上設置徑向矩形或梯形氣道〔10〕、〔12〕，氣道的兩個徑向側面與圓盤水平面間的傾斜角各自可在0°至180°之間改變。
3.根據權利要求I所述的盤式分子泵，其特征在于有相當厚度的動圓盤〔5〕上氣道的兩個徑向側面中作為主要傳輸氣體分子作用的一個側面，與靜圓盤〔6〕上氣道的兩個徑向側面中作為主要傳輸氣體分子作用的一個側面，兩者的傾斜方向是互為相反的。
4.根據權利要求I所述的盤式分子泵，其特征在于動圓盤〔5〕與靜圓盤〔6〕的外形尺寸和內部結構基本相同。
5.根據權利要求I所述的盤式分子泵，其特征在于動圓盤〔5〕與靜圓盤〔6〕和泵體〔I〕之間，靜圓盤〔6〕與轉軸〔2〕之間，留有工作間隙。
6.根據權利要求I所述的盤式分子泵，其特征在于鼠籠式氣體導流裝置〔4〕與動圓盤〔5〕安裝在轉軸〔2〕上。
7.根據權利要求1、2所述的盤式分子泵，其特征在于徑向矩形氣道或梯形氣道〔10〕、〔12〕的兩個徑向側面的A-A方向的氣道截圖為四邊形或梯形狀。
全文摘要
本發明提供一種盤式分子泵，由動圓盤、靜圓盤、轉軸和泵體等組成，其特點是在相當厚度的動圓盤和靜圓盤上設置徑向矩形或梯形氣道，使圓盤兩邊的氣體分子互通，氣道的兩個徑向側面與圓盤水平面間的傾斜角各自可在0°至180°之間改變。動圓盤和靜圓盤上氣道的兩個徑向側面中，作為主要傳輸氣體分子作用的一個側面，兩者的傾斜方向是互為相反的，相應的另一個側面起著配合傳輸氣體分子的作用。由多級動、靜圓盤組合的抽氣單元，運行時產生氣體分子的拖動、傳輸和壓縮作用，使氣體分子作定向運動，從而達到抽氣目的。本發明具有結構簡單、加工制作方便、機械強度大，能承受大流量氣體沖擊的特點，在中、高真空領域有著廣泛的應用前景。
文檔編號F04D19/04GK102889219SQ20111020121
公開日2013年1月23日 申請日期2011年7月18日 優先權日2011年7月18日
發明者李晨, 胡忠浩 申請人:李晨