一种抗大气冲击的分子泵的制作方法
【专利摘要】本发明属于流体机械【技术领域】，尤其涉及用于半导体、节能灯、太阳能制造行业获得真空的一种抗大气冲击的分子泵，本分子泵包括底盘，底盘中部安装有电机，转子扣装在底盘上，泵壳通过螺钉固定扣装在转子与底座上，泵壳顶部设有进气口，底盘侧面靠近底部设有排气口；转子由圆柱形硬质铝合金材料整体加工成型，转子从顶部至底部均匀开有4～8个螺旋形排气槽，转子内部设有一个安装层，其上下两侧为中空腔体，安装层中心位置开有一个锥形通孔；电机主轴延伸到底盘上部的部分插入转子安装层上的锥形通孔内，与锥形通孔紧密配合，本发明具有结构简单，便于维护，能降低生产成本，易于加工，转子强度高，具有抗大气冲击能力等优点。
【专利说明】一种抗大气冲击的分子栗
【技术领域】
[0001]本发明属于流体机械【技术领域】，尤其涉及用于半导体、节能灯、太阳能制造行业获得真空的一种抗大气冲击的分子泵。
【背景技术】
[0002]分子真空泵是在1911年由德国人盖德(w -Gaede)首先发明的。其原理是靠高速运动的刚体表面传递给气体分子以动量，使气体分子在刚体表面的运动方向上产生定向流动，从而达到抽气的目的。1958年，联邦德国的W.贝克首次提出有实用价值的涡轮分子泵。涡轮分子泵主要由泵体、带叶片的转子(即动叶轮)、静叶轮和驱动系统等组成。动叶轮外缘的线速度高达气体分子热运动的速度(一般为150?400米/秒)。单个叶轮的压缩比很小，涡轮分子泵要由多个动叶轮和静叶轮组成。动叶轮和静叶轮交替排列。动、静叶轮几何尺寸基本相同，但叶片倾斜角相反。倾斜叶片的运动使气体分子从进气侧穿过叶片到达排气侧的几率，比从排气侧穿过叶片到达进气侧的几率大得多。叶轮连续旋转，气体分子便不断地由进气侧流向排气侧，从而产生抽气作用。
[0003]盖德牵引泵在分子流态下有很高的压缩比，能抽除各种气体和蒸汽，特别适于抽除较重的气体，但存在抽速小的特点。涡轮分子泵则存在加工多级动静叶片工艺复杂的特点。
[0004]随着科技发展，特别是节能减排驱使下，半导体、节能灯、太阳能等领域得到大力发展，而分子泵在上述领域得到广泛应用，现有的分子泵通常都具有结构复杂，不便于维护，加工难度大，制造成本高，不耐冲击的缺点；尤其在排气过程中，常遇到一些因被抽真空装置损坏，大气直接充入分子泵，造成分子泵碎裂状况，目前虽然对分子泵转子有所改进(专利号CN202381395U)，但只能在一定程度提高抗气压强，比如可以达到4000Pa，但并不能实现完全暴露在大气中。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于解决现有技术制造的分子泵结构复杂，不便于维护，加工难度大，制造成本高，不耐冲击的问题，而提供结构简单，便于维护，易于加工，制造难度小，加工成本低，耐冲击，尤其可抵抗大气直接冲击而不会发生碎泵现象的一种抗大气冲击的分子栗。
[0006]本发明所采用的技术方案是:
[0007]一种抗大气冲击的分子泵，包括底盘、安装在底盘上的电机、连接在电机主轴上的转子和固定扣装在转子与底盘上的泵壳，所述底盘的中部轴向有一个圆柱形通孔，圆柱形通孔外围设有一个环形槽，底盘外侧面靠近底部位置设有一个排气口，排气口与环形槽连通；所述电机为嵌入安装在底盘上的圆柱形通孔内，电机主轴向上延伸到底盘顶部外侧；所述的转子为圆柱形，其外表面从顶部至底部均匀开有4?8条螺旋形排气槽，排气槽从起始端开始沿轴向延伸，深度逐渐由深变浅，宽度逐渐由宽变窄，直至转子外表面底端，转子内部居中部位设有一个安装层，安装层中心位置开有一个通孔，安装层的上下两侧各有一个中空腔体，所述泵壳为圆柱形结构，其底部开放，内为圆柱形腔体，顶部设有进气口。
[0008]所述的转子由圆柱形硬质铝合金材料整体加工成型。
[0009]所述排气槽的起始端深度为30?60mm，尾端深度为2?5mm，中间深度梯度递减。
[0010]所述相邻两个排气槽形成的筋部的横截面外轮廓为近似梯形的曲面，所述横截面的高度随排气槽深度的递减而逐渐递减。
[0011]所述的转子能伸入到底盘上的环形槽内，转子外部排气槽构成的筋部与环形槽存在间隙配合，配合间隙为0.2?0.6mm ;底盘环形槽内靠近中心的一侧套装有螺旋封，转子安装层下层腔体内壁与螺旋封存在间隙配合，其配合间隙为0.3?0.6mm ;泵壳扣装在转子上，其腔体内壁与转子外部排气槽构成的筋部存在间隙配合，配合间隙为0.3?0.7_。
[0012]所述的转子内部安装层中心通孔为锥形。
[0013]所述的底盘下部中心部位安装有油池座，油池座内放置有润滑油，电机主轴下端伸入到油池座内。
[0014]所述底盘上的排气口外侧装有排气口法兰。
[0015]本发明的有益效果在于:
[0016]1.因为现有技术通常是在转子外表面加工安装叶片，本发明提供的一种抗大气冲击的分子泵，其转子采用整块圆柱形材料直接在其外表面加工出螺旋形排气槽，相邻两个排气槽构成的筋部与转子本身为一体结构，较之现有技术的叶片与转子本身为连接结构大幅增加了转子强度，使其拥有抵抗大气直接冲击的能力，并且螺旋形排气槽相比叶片更易加工，使得转子的制造成本也大幅降低；
[0017]2.本发明提供的一种抗大气冲击的分子泵，取消了定片、隔环，降低了设备的复杂程度，降低了生产成本，且便于维护；
[0018]3.转子的排气槽从起始端开始沿轴向深度逐渐由深变浅，宽度逐渐由宽变窄，直至排气槽尾端，可取的较大的抽速和压缩比，合理的排气槽的深度与宽度也使得和常规分子泵相比，在IOOPa到0.0lPa之间有更优越的排气能力，大大缩短了系统的抽气时间，降低了系统运营成本；
[0019]4.转子安装层的上下两侧各有一个中空腔体，其中上层中空腔体既可以在有异物掉入时起到收集作用，大大降低了异物对泵的损坏，又可以减去转子重量，降低生产成本；下层中空腔体使得整个转子的结构更加合理，便于安装；
[0020]5.转子由硬质铝合金材料整体加工成型，也使得转子具有较高的强度，在工作过程中能抵抗大气的直径冲击；
[0021]6.转子外表面相邻两个排气槽形成的筋部的横截面外轮廓为近似梯形的曲面，使得筋部具有较高的强度，耐冲击，并同时利于排气；
[0022]7.各部件间合理的配合间隙尺寸，也使得本发明提供的分子泵整体具有更好的排气能力；
[0023]8.转子内部安装层中心通孔为锥形，可以与电机主轴顶端配合的更加紧密，不易滑脱；
[0024]9.底盘下部中心部位安装有油池座，油池座内放置有润滑油，电机主轴下端伸入到油池座内，可以使电机主轴在工作时获得不间断润滑，提高分子泵的使用效率，延长使用寿命。
[0025]本发明很好地解决了因被抽真空装置损坏，大气直接充入分子泵，造成分子泵碎裂的问题，具有结构简单，便于维护，易于加工，制造难度小，加工成本低，耐冲击，尤其可抵抗大气直接冲击而不会发生碎泵现象的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明提供的一种抗大气冲击的分子泵的剖面结构示意图。
[0027]图2为本发明提供的一种抗大气冲击的分子泵的转子的结构示意图。
[0028]图3为本发明提供的一种抗大气冲击的分子泵的转子的剖面结构示意图。
[0029]图中:1、泵壳；2、转子；3、底盘；4、螺旋封；5、排气口法兰；6、油池座；7、下轴承；
8、电机主轴；9、电机；10、上轴承；11、轴承座；12、轴承座压盖；13、固定螺钉。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0031]实施例1，如图1、图2、图3所示一种抗大气冲击的分子泵，包括底盘3，所述的底盘3中部轴向有一个圆柱形通孔，圆柱形通孔外围设有一个环形槽，底盘3外侧面靠近底部位置设有一个排气口，排气口与环形槽连通，底盘3上的排气口外侧装有排气口法兰5，底座3上部设有轴承座11，轴承座11上部设有轴承座压盖12，底盘3环形槽内靠近中心的一侧套装有螺旋封4，;在底盘3上的圆柱形通孔内嵌入安装有电机9，电机主轴8通过上轴承10与下轴承7支撑定位，上轴承10装于轴承座11中，并通过轴承座压盖12与底盘3固定，下轴承6与底盘3直接固定，电机主轴8向上延伸到底盘3顶部外侧，底盘3下部中心部位安装有油池座6，油池座6内放置有润滑油，电机主轴8下端伸入到油池座6内；在电机主轴8上部安装有一个由圆柱形硬质铝合金材料整体加工成型的转子2，其外表面从顶部至底部均匀开有5条螺旋形排气槽，排气槽从起始端开始沿轴向延伸，深度逐渐由深变浅，宽度逐渐由宽变窄，直至转子外表面底端，所述排气槽的起始端深度为40mm，尾端深度为4mm，中间深度梯度递减，相邻两个排气槽形成的筋部横截面外轮廓为近似于梯形的拱形曲面，所述横截面的高度随排气槽深度的递减而逐渐递减，使得筋部上任一点与转子中心轴线的垂直距离均相等，转子2内部居中部位设有一个安装层，安装层中心位置开有一个锥形通孔，安装层的上下两侧各有一个中空腔体，其中上层中空腔体既可以在有异物掉入时起到收集作用，大大降低了异物对泵的损坏，又可以减去转子2重量，节省材料，降低生产成本，转子下层腔壁伸入到底盘3的环形槽内，扣装在底盘3上，覆盖底盘3中心部位及嵌入安装在底盘3上的圆柱形通孔内的电机9，转子2与电机主轴8通过锥形通孔形成锥面配合，并通过固定螺钉13固定，转子2高度H与直径D的取值一般为:H=(1?1.5) D，此种比例关系可在一定转子质量下，可获得比较好的真空性能，本实施例中选取转子2高度H与直径D的关系为:H=D ;在转子2与底盘3上扣装由泵壳1，所述泵壳I为圆柱形结构，其底部开放，内为圆柱形腔体，顶部设有进气口 ；转子2伸入到底盘3上的环形槽内，转子2外部排气槽构成的筋部与环形槽存在间隙配合，配合间隙为0.2mm ;转子2安装层下层腔体内壁与螺旋封4存在间隙配合，其配合间隙为0.3mm ;泵壳I扣装在转子2上，其腔体内壁与转子2外部排气槽构成的筋部存在间隙配合，配合间隙为0.3_。[0032]具体使用时的抽气过程为:在电机9驱动下，电机主轴8带动转子2高速旋转，气体分子与高速旋转的转子碰撞获得动量，并在转子2与外壳I及底盘3形成抽气通道作用下，由进气口排向排气口法兰5，经前级抽气系统抽走。泵体内部气体通过转子2与螺旋封4形成的排气通道排走。
[0033]实施例2，如图1、图2、图3所示一种抗大气冲击的分子泵，其与实施例1的区别在于转子2高度H与直径D的关系为:H=1.5D,转子外表面从顶部至底部均匀开有5条螺旋形排气槽，排气槽的起始端深度为30mm，尾端深度为2mm，中间深度梯度递减，转子2外部排气槽构成的筋部与环形槽存在间隙配合，配合间隙为0.6mm ;转子2安装层下层腔体内壁与螺旋封4存在间隙配合，其配合间隙为0.6mm ;泵壳I扣装在转子2上，其腔体内壁与转子2外部排气槽构成的筋部存在间隙配合，配合间隙为0.7_，其他结构特征均与实施例1相同，不再重复叙述。
[0034]实施例3，如图1、图2、图3所示一种抗大气冲击的分子泵，其与实施例1的区别在于转子2高度H与直径D的关系为:H=1.2D，转子外表面从顶部至底部均匀开有5条螺旋形排气槽，排气槽的起始端深度为45mm，尾端深度为3.5mm,中间深度梯度递减，转子2外部排气槽构成的筋部与环形槽存在间隙配合，配合间隙为0.4mm ;转子2安装层下层腔体内壁与螺旋封4存在间隙配合，其配合间隙为0.4mm ;泵壳I扣装在转子2上，其腔体内壁与转子2外部排气槽构成的筋部存在间隙配合，配合间隙为0.4_，其他结构特征均与实施例1相同，不再重复叙述。
[0035]由以上的【具体实施方式】可以看出，合理选择转子2高度H与直径D的比例关系，排气槽的深度及各部件间的配合间隙，既可以保证泵安全运转，又可以获得较好的真空性能。总之，本发明提供的一种抗大气冲击的分子泵很好地解决了一些因被抽真空装置损坏，大气直接充入分子泵，造成分子泵碎裂的问题，具有结构简单，便于维护，易于加工，制造难度小，加工成本低，耐冲击，可直接承受大气冲击而不会碎裂的优点，大大提高泵的安全性。同时独特的转子结构及排气方式，和常规分子泵相比，在IOOPa到0.0lPa之间有更优越的排气能力，大大缩短了系统的抽气时间，降低了系统运营成本。
【权利要求】
1.一种抗大气冲击的分子泵，包括底盘、安装在底盘上的电机、连接在电机主轴上的转子和固定扣装在转子与底盘上的泵壳，其特征在于:所述底盘的中部轴向有一个圆柱形通孔，圆柱形通孔外围设有一个环形槽，底盘外侧面靠近底部位置设有一个排气口，排气口与环形槽连通；所述电机为嵌入安装在底盘上的圆柱形通孔内，电机主轴向上延伸到底盘顶部外侧；所述的转子为圆柱形，其外表面从顶部至底部均匀开有4?8条螺旋形排气槽，排气槽从起始端开始沿轴向延伸，深度逐渐由深变浅，宽度逐渐由宽变窄，直至转子外表面底端，转子内部居中部位设有一个安装层，安装层中心位置开有一个通孔，安装层的上下两侧各有一个中空腔体，所述泵壳为圆柱形结构，其底部开放，内为圆柱形腔体，顶部设有进气□。
2.根据权利要求1所述的一种抗大气冲击的分子泵，其特征在于:所述的转子由圆柱形硬质铝合金材料整体加工成型。
3.根据权利要求1或2所述的一种抗大气冲击的分子泵，其特征在于:所述排气槽的起始端深度为30?60mm，尾端深度为2?5mm，中间深度梯度递减。
4.根据权利要求1或2所述的一种抗大气冲击的分子泵，其特征在于:所述相邻两个排气槽形成的筋部的横截面外轮廓为近似梯形的曲面，所述横截面的高度随排气槽深度的递减而逐渐递减。
5.根据权利要求1所述的一种抗大气冲击的分子泵，其特征在于:所述的转子能伸入到底盘上的环形槽内，转子外部排气槽构成的筋部与环形槽存在间隙配合，配合间隙为0.2?0.6mm ;底盘环形槽内靠近中心的一侧套装有螺旋封，转子安装层下侧腔体内壁与螺旋封存在间隙配合，其配合间隙为0.3?0.6mm ;泵壳扣装在转子上，其腔体内壁与转子外部排气槽构成的筋部存在间隙配合，配合间隙为0.3?0.7_。
6.根据权利要求1所述的一种抗大气冲击的分子泵，其特征在于:所述的转子内部安装层中心通孔为锥形。
7.根据权利要求1所述的一种抗大气冲击的分子泵，其特征在于:所述的底盘下部中心部位安装有油池座,油池座内放置有润滑油，电机主轴下端伸入到油池座内。
8.根据权利要求1所述的一种抗大气冲击的分子泵，其特征在于:所述底盘上的排气口外侧装有排气口法兰。
【文档编号】F04D25/06GK103452872SQ201310426284
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】董欣, 郁晋军, 刘敏强, 于天化 申请人:北京北仪创新真空技术有限责任公司