一種抗大氣沖擊的分子泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于流體機械【技術領域】，尤其涉及用于半導體、節(jié)能燈、太陽能制造行業(yè)獲得真空的一種抗大氣沖擊的分子泵，本分子泵包括底盤，底盤中部安裝有電機，轉子扣裝在底盤上，泵殼通過螺釘固定扣裝在轉子與底座上，泵殼頂部設有進氣口，底盤側面靠近底部設有排氣口；轉子由圓柱形硬質鋁合金材料整體加工成型，轉子從頂部至底部均勻開有4～8個螺旋形排氣槽，轉子內部設有一個安裝層，其上下兩側為中空腔體，安裝層中心位置開有一個錐形通孔；電機主軸延伸到底盤上部的部分插入轉子安裝層上的錐形通孔內，與錐形通孔緊密配合，本發(fā)明具有結構簡單，便于維護，能降低生產成本，易于加工，轉子強度高，具有抗大氣沖擊能力等優(yōu)點。
【專利說明】一種抗大氣沖擊的分子栗
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于流體機械【技術領域】，尤其涉及用于半導體、節(jié)能燈、太陽能制造行業(yè)獲得真空的一種抗大氣沖擊的分子泵。
【背景技術】
[0002]分子真空泵是在1911年由德國人蓋德(w -Gaede)首先發(fā)明的。其原理是靠高速運動的剛體表面?zhèn)鬟f給氣體分子以動量，使氣體分子在剛體表面的運動方向上產生定向流動，從而達到抽氣的目的。1958年，聯(lián)邦德國的W.貝克首次提出有實用價值的渦輪分子泵。渦輪分子泵主要由泵體、帶葉片的轉子(即動葉輪)、靜葉輪和驅動系統(tǒng)等組成。動葉輪外緣的線速度高達氣體分子熱運動的速度(一般為150?400米/秒)。單個葉輪的壓縮比很小，渦輪分子泵要由多個動葉輪和靜葉輪組成。動葉輪和靜葉輪交替排列。動、靜葉輪幾何尺寸基本相同，但葉片傾斜角相反。傾斜葉片的運動使氣體分子從進氣側穿過葉片到達排氣側的幾率，比從排氣側穿過葉片到達進氣側的幾率大得多。葉輪連續(xù)旋轉，氣體分子便不斷地由進氣側流向排氣側，從而產生抽氣作用。
[0003]蓋德牽引泵在分子流態(tài)下有很高的壓縮比，能抽除各種氣體和蒸汽，特別適于抽除較重的氣體，但存在抽速小的特點。渦輪分子泵則存在加工多級動靜葉片工藝復雜的特點。
[0004]隨著科技發(fā)展，特別是節(jié)能減排驅使下，半導體、節(jié)能燈、太陽能等領域得到大力發(fā)展，而分子泵在上述領域得到廣泛應用，現(xiàn)有的分子泵通常都具有結構復雜，不便于維護，加工難度大，制造成本高，不耐沖擊的缺點；尤其在排氣過程中，常遇到一些因被抽真空裝置損壞，大氣直接充入分子泵，造成分子泵碎裂狀況，目前雖然對分子泵轉子有所改進(專利號CN202381395U)，但只能在一定程度提高抗氣壓強，比如可以達到4000Pa，但并不能實現(xiàn)完全暴露在大氣中。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術制造的分子泵結構復雜，不便于維護，加工難度大，制造成本高，不耐沖擊的問題，而提供結構簡單，便于維護，易于加工，制造難度小，加工成本低，耐沖擊，尤其可抵抗大氣直接沖擊而不會發(fā)生碎泵現(xiàn)象的一種抗大氣沖擊的分子栗。
[0006]本發(fā)明所采用的技術方案是:
[0007]一種抗大氣沖擊的分子泵，包括底盤、安裝在底盤上的電機、連接在電機主軸上的轉子和固定扣裝在轉子與底盤上的泵殼，所述底盤的中部軸向有一個圓柱形通孔，圓柱形通孔外圍設有一個環(huán)形槽，底盤外側面靠近底部位置設有一個排氣口，排氣口與環(huán)形槽連通；所述電機為嵌入安裝在底盤上的圓柱形通孔內，電機主軸向上延伸到底盤頂部外側；所述的轉子為圓柱形，其外表面從頂部至底部均勻開有4?8條螺旋形排氣槽，排氣槽從起始端開始沿軸向延伸，深度逐漸由深變淺，寬度逐漸由寬變窄，直至轉子外表面底端，轉子內部居中部位設有一個安裝層，安裝層中心位置開有一個通孔，安裝層的上下兩側各有一個中空腔體，所述泵殼為圓柱形結構，其底部開放，內為圓柱形腔體，頂部設有進氣口。
[0008]所述的轉子由圓柱形硬質鋁合金材料整體加工成型。
[0009]所述排氣槽的起始端深度為30?60mm，尾端深度為2?5mm，中間深度梯度遞減。
[0010]所述相鄰兩個排氣槽形成的筋部的橫截面外輪廓為近似梯形的曲面，所述橫截面的高度隨排氣槽深度的遞減而逐漸遞減。
[0011]所述的轉子能伸入到底盤上的環(huán)形槽內，轉子外部排氣槽構成的筋部與環(huán)形槽存在間隙配合，配合間隙為0.2?0.6mm ;底盤環(huán)形槽內靠近中心的一側套裝有螺旋封，轉子安裝層下層腔體內壁與螺旋封存在間隙配合，其配合間隙為0.3?0.6mm ;泵殼扣裝在轉子上，其腔體內壁與轉子外部排氣槽構成的筋部存在間隙配合，配合間隙為0.3?0.7_。
[0012]所述的轉子內部安裝層中心通孔為錐形。
[0013]所述的底盤下部中心部位安裝有油池座，油池座內放置有潤滑油，電機主軸下端伸入到油池座內。
[0014]所述底盤上的排氣口外側裝有排氣口法蘭。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:
[0016]1.因為現(xiàn)有技術通常是在轉子外表面加工安裝葉片，本發(fā)明提供的一種抗大氣沖擊的分子泵，其轉子采用整塊圓柱形材料直接在其外表面加工出螺旋形排氣槽，相鄰兩個排氣槽構成的筋部與轉子本身為一體結構，較之現(xiàn)有技術的葉片與轉子本身為連接結構大幅增加了轉子強度，使其擁有抵抗大氣直接沖擊的能力，并且螺旋形排氣槽相比葉片更易加工，使得轉子的制造成本也大幅降低；
[0017]2.本發(fā)明提供的一種抗大氣沖擊的分子泵，取消了定片、隔環(huán)，降低了設備的復雜程度，降低了生產成本，且便于維護；
[0018]3.轉子的排氣槽從起始端開始沿軸向深度逐漸由深變淺，寬度逐漸由寬變窄，直至排氣槽尾端，可取的較大的抽速和壓縮比，合理的排氣槽的深度與寬度也使得和常規(guī)分子泵相比，在IOOPa到0.0lPa之間有更優(yōu)越的排氣能力，大大縮短了系統(tǒng)的抽氣時間，降低了系統(tǒng)運營成本；
[0019]4.轉子安裝層的上下兩側各有一個中空腔體，其中上層中空腔體既可以在有異物掉入時起到收集作用，大大降低了異物對泵的損壞，又可以減去轉子重量，降低生產成本；下層中空腔體使得整個轉子的結構更加合理，便于安裝；
[0020]5.轉子由硬質鋁合金材料整體加工成型，也使得轉子具有較高的強度，在工作過程中能抵抗大氣的直徑沖擊；
[0021]6.轉子外表面相鄰兩個排氣槽形成的筋部的橫截面外輪廓為近似梯形的曲面，使得筋部具有較高的強度，耐沖擊，并同時利于排氣；
[0022]7.各部件間合理的配合間隙尺寸，也使得本發(fā)明提供的分子泵整體具有更好的排氣能力；
[0023]8.轉子內部安裝層中心通孔為錐形，可以與電機主軸頂端配合的更加緊密，不易滑脫；
[0024]9.底盤下部中心部位安裝有油池座，油池座內放置有潤滑油，電機主軸下端伸入到油池座內，可以使電機主軸在工作時獲得不間斷潤滑，提高分子泵的使用效率，延長使用壽命。
[0025]本發(fā)明很好地解決了因被抽真空裝置損壞，大氣直接充入分子泵，造成分子泵碎裂的問題，具有結構簡單，便于維護，易于加工，制造難度小，加工成本低，耐沖擊，尤其可抵抗大氣直接沖擊而不會發(fā)生碎泵現(xiàn)象的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明提供的一種抗大氣沖擊的分子泵的剖面結構示意圖。
[0027]圖2為本發(fā)明提供的一種抗大氣沖擊的分子泵的轉子的結構示意圖。
[0028]圖3為本發(fā)明提供的一種抗大氣沖擊的分子泵的轉子的剖面結構示意圖。
[0029]圖中:1、泵殼；2、轉子；3、底盤；4、螺旋封；5、排氣口法蘭；6、油池座；7、下軸承；
8、電機主軸；9、電機；10、上軸承；11、軸承座；12、軸承座壓蓋；13、固定螺釘。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0031]實施例1，如圖1、圖2、圖3所示一種抗大氣沖擊的分子泵，包括底盤3，所述的底盤3中部軸向有一個圓柱形通孔，圓柱形通孔外圍設有一個環(huán)形槽，底盤3外側面靠近底部位置設有一個排氣口，排氣口與環(huán)形槽連通，底盤3上的排氣口外側裝有排氣口法蘭5，底座3上部設有軸承座11，軸承座11上部設有軸承座壓蓋12，底盤3環(huán)形槽內靠近中心的一側套裝有螺旋封4，;在底盤3上的圓柱形通孔內嵌入安裝有電機9，電機主軸8通過上軸承10與下軸承7支撐定位，上軸承10裝于軸承座11中，并通過軸承座壓蓋12與底盤3固定，下軸承6與底盤3直接固定，電機主軸8向上延伸到底盤3頂部外側，底盤3下部中心部位安裝有油池座6，油池座6內放置有潤滑油，電機主軸8下端伸入到油池座6內；在電機主軸8上部安裝有一個由圓柱形硬質鋁合金材料整體加工成型的轉子2，其外表面從頂部至底部均勻開有5條螺旋形排氣槽，排氣槽從起始端開始沿軸向延伸，深度逐漸由深變淺，寬度逐漸由寬變窄，直至轉子外表面底端，所述排氣槽的起始端深度為40mm，尾端深度為4mm，中間深度梯度遞減，相鄰兩個排氣槽形成的筋部橫截面外輪廓為近似于梯形的拱形曲面，所述橫截面的高度隨排氣槽深度的遞減而逐漸遞減，使得筋部上任一點與轉子中心軸線的垂直距離均相等，轉子2內部居中部位設有一個安裝層，安裝層中心位置開有一個錐形通孔，安裝層的上下兩側各有一個中空腔體，其中上層中空腔體既可以在有異物掉入時起到收集作用，大大降低了異物對泵的損壞，又可以減去轉子2重量，節(jié)省材料，降低生產成本，轉子下層腔壁伸入到底盤3的環(huán)形槽內，扣裝在底盤3上，覆蓋底盤3中心部位及嵌入安裝在底盤3上的圓柱形通孔內的電機9，轉子2與電機主軸8通過錐形通孔形成錐面配合，并通過固定螺釘13固定，轉子2高度H與直徑D的取值一般為:H=(1?1.5) D，此種比例關系可在一定轉子質量下，可獲得比較好的真空性能，本實施例中選取轉子2高度H與直徑D的關系為:H=D ;在轉子2與底盤3上扣裝由泵殼1，所述泵殼I為圓柱形結構，其底部開放，內為圓柱形腔體，頂部設有進氣口 ；轉子2伸入到底盤3上的環(huán)形槽內，轉子2外部排氣槽構成的筋部與環(huán)形槽存在間隙配合，配合間隙為0.2mm ;轉子2安裝層下層腔體內壁與螺旋封4存在間隙配合，其配合間隙為0.3mm ;泵殼I扣裝在轉子2上，其腔體內壁與轉子2外部排氣槽構成的筋部存在間隙配合，配合間隙為0.3_。[0032]具體使用時的抽氣過程為:在電機9驅動下，電機主軸8帶動轉子2高速旋轉，氣體分子與高速旋轉的轉子碰撞獲得動量，并在轉子2與外殼I及底盤3形成抽氣通道作用下，由進氣口排向排氣口法蘭5，經前級抽氣系統(tǒng)抽走。泵體內部氣體通過轉子2與螺旋封4形成的排氣通道排走。
[0033]實施例2，如圖1、圖2、圖3所示一種抗大氣沖擊的分子泵，其與實施例1的區(qū)別在于轉子2高度H與直徑D的關系為:H=1.5D,轉子外表面從頂部至底部均勻開有5條螺旋形排氣槽，排氣槽的起始端深度為30mm，尾端深度為2mm，中間深度梯度遞減，轉子2外部排氣槽構成的筋部與環(huán)形槽存在間隙配合，配合間隙為0.6mm ;轉子2安裝層下層腔體內壁與螺旋封4存在間隙配合，其配合間隙為0.6mm ;泵殼I扣裝在轉子2上，其腔體內壁與轉子2外部排氣槽構成的筋部存在間隙配合，配合間隙為0.7_，其他結構特征均與實施例1相同，不再重復敘述。
[0034]實施例3，如圖1、圖2、圖3所示一種抗大氣沖擊的分子泵，其與實施例1的區(qū)別在于轉子2高度H與直徑D的關系為:H=1.2D，轉子外表面從頂部至底部均勻開有5條螺旋形排氣槽，排氣槽的起始端深度為45mm，尾端深度為3.5mm,中間深度梯度遞減，轉子2外部排氣槽構成的筋部與環(huán)形槽存在間隙配合，配合間隙為0.4mm ;轉子2安裝層下層腔體內壁與螺旋封4存在間隙配合，其配合間隙為0.4mm ;泵殼I扣裝在轉子2上，其腔體內壁與轉子2外部排氣槽構成的筋部存在間隙配合，配合間隙為0.4_，其他結構特征均與實施例1相同，不再重復敘述。
[0035]由以上的【具體實施方式】可以看出，合理選擇轉子2高度H與直徑D的比例關系，排氣槽的深度及各部件間的配合間隙，既可以保證泵安全運轉，又可以獲得較好的真空性能?？傊景l(fā)明提供的一種抗大氣沖擊的分子泵很好地解決了一些因被抽真空裝置損壞，大氣直接充入分子泵，造成分子泵碎裂的問題，具有結構簡單，便于維護，易于加工，制造難度小，加工成本低，耐沖擊，可直接承受大氣沖擊而不會碎裂的優(yōu)點，大大提高泵的安全性。同時獨特的轉子結構及排氣方式，和常規(guī)分子泵相比，在IOOPa到0.0lPa之間有更優(yōu)越的排氣能力，大大縮短了系統(tǒng)的抽氣時間，降低了系統(tǒng)運營成本。
【權利要求】
1.一種抗大氣沖擊的分子泵，包括底盤、安裝在底盤上的電機、連接在電機主軸上的轉子和固定扣裝在轉子與底盤上的泵殼，其特征在于:所述底盤的中部軸向有一個圓柱形通孔，圓柱形通孔外圍設有一個環(huán)形槽，底盤外側面靠近底部位置設有一個排氣口，排氣口與環(huán)形槽連通；所述電機為嵌入安裝在底盤上的圓柱形通孔內，電機主軸向上延伸到底盤頂部外側；所述的轉子為圓柱形，其外表面從頂部至底部均勻開有4?8條螺旋形排氣槽，排氣槽從起始端開始沿軸向延伸，深度逐漸由深變淺，寬度逐漸由寬變窄，直至轉子外表面底端，轉子內部居中部位設有一個安裝層，安裝層中心位置開有一個通孔，安裝層的上下兩側各有一個中空腔體，所述泵殼為圓柱形結構，其底部開放，內為圓柱形腔體，頂部設有進氣□。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種抗大氣沖擊的分子泵，其特征在于:所述的轉子由圓柱形硬質鋁合金材料整體加工成型。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種抗大氣沖擊的分子泵，其特征在于:所述排氣槽的起始端深度為30?60mm，尾端深度為2?5mm，中間深度梯度遞減。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種抗大氣沖擊的分子泵，其特征在于:所述相鄰兩個排氣槽形成的筋部的橫截面外輪廓為近似梯形的曲面，所述橫截面的高度隨排氣槽深度的遞減而逐漸遞減。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種抗大氣沖擊的分子泵，其特征在于:所述的轉子能伸入到底盤上的環(huán)形槽內，轉子外部排氣槽構成的筋部與環(huán)形槽存在間隙配合，配合間隙為0.2?0.6mm ;底盤環(huán)形槽內靠近中心的一側套裝有螺旋封，轉子安裝層下側腔體內壁與螺旋封存在間隙配合，其配合間隙為0.3?0.6mm ;泵殼扣裝在轉子上，其腔體內壁與轉子外部排氣槽構成的筋部存在間隙配合，配合間隙為0.3?0.7_。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種抗大氣沖擊的分子泵，其特征在于:所述的轉子內部安裝層中心通孔為錐形。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種抗大氣沖擊的分子泵，其特征在于:所述的底盤下部中心部位安裝有油池座,油池座內放置有潤滑油，電機主軸下端伸入到油池座內。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種抗大氣沖擊的分子泵，其特征在于:所述底盤上的排氣口外側裝有排氣口法蘭。
【文檔編號】F04D25/06GK103452872SQ201310426284
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權日:2013年9月18日
【發(fā)明者】董欣, 郁晉軍, 劉敏強, 于天化 申請人:北京北儀創(chuàng)新真空技術有限責任公司