CN102428281A - 带轴向气体轴承的侧沟槽泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种包括再生式泵送机构的泵。所述泵的转子具有安装在轴向驱动轴上用于相对于定子旋转的大体盘形泵转子，所述泵转子具有转子结构，所述转子结构位于表面内并且限定用于从入口到出口泵送气体的流动路径的至少一部分。所述转子结构形成在所述泵送机构的所述泵转子与所述定子之间。所述泵转子与所述定子包括用于在泵送操作期间控制在所述转子与所述定子之间的轴向间隙的轴向气体轴承设置。因而，该构造的泵提供一种设置在所述转子上的气体轴承，所述气体轴承能得能够改善所述泵转子与定子部件之间轴向间隙的控制。

Description

带轴向气体轴承的侧沟槽泵

技术领域

本发明涉及一种用于泵送流体介质（气体或液体）的泵。具体地但非排他地，本发明涉及一种构造为再生式真空泵的真空泵。

以下参照真空泵描述本发明，但应理解本发明不以任何方式限于真空泵并能够等同地应用于其他类型的泵，诸如液体泵、气体压缩机等。

背景技术

包括再生式泵送机构的真空泵目前是已知的。已知的再生式泵送机构包括多个环形阵列的转子叶片，其安装在转子上并从转子轴向延伸到形成在定子内的各个环形沟槽内。转子的旋转导致叶片沿着沟槽移动形成气体涡流，所述气体涡流沿泵送机构的和入口与出口之间的流动路径流动。

此类型真空泵的例子是本领域已知的，并且在EP0568069与EP1170508内描述了所述泵的特定变体。这些文档中所描述的再生式泵送机构可以包括形成为盘状构造的转子，在转子任一侧上带有泵元件。被泵送的气体随流动路径前进，所述流动路径被布置成使得气体从入口沿着转子的一侧流动，然后以串行方式移动到转子的另一侧并由此前往出口。

发明内容

本发明提供一种超过常规泵的改良泵。

本发明提供一种包括再生式泵送机构的泵，所述再生式泵送机构具有安装在轴向驱动轴上用于相对于定子旋转的大体盘形泵转子，所述泵转子具有转子结构，所述转子结构位于一表面内并且限定用于将气体从入口泵送到出口并形成于泵送机构的泵转子与定子之间的流动路径的至少一部分，所述泵转子与定子包括被布置成在泵送操作期间控制转子与定子之间的轴向间隙的轴向气体轴承。因而，泵的这种构造提供一种位于转子上的气体轴承，所述气体轴承使得能够和改善泵的转子与定子部件之间轴向间隙的控制。

本发明备选地或另外地提供一种包括再生式泵送机构的泵，所述再生式泵送机构包括安装在轴向轴上用于相对于定子旋转的大体盘形泵转子，所述泵转子具有第一与第二表面，每个表面上具有形成同心圆的一系列成形凹槽，及在面对泵转子的第一或第二表面之一的定子表面内形成的定子沟槽，其中，每个同心圆与定子沟槽的一部分对准从而形成在泵入口与出口之间延伸的一段气体流动路径，并且泵转子将此段流动路径分成子段使得气体能够沿任何子段同时流向出口。结果，受泵送的气体以并行方式沿转子的两个表面流动。因而，此构造能够提供一种转子任一侧上的气压能够大体上相等或平衡的泵送机构。

本发明备选地或另外地提供一种再生式泵转子，所述再生式泵转子包括可安装到轴向轴上用于相对于泵定子旋转的大体盘形泵转子，所述泵转子具有第一与第二表面，每个表面上具有形成同心圆的一系列成形凹槽并构造成面对在定子表面内形成的定子沟槽，其中，在使用期间每个同心圆与定子沟槽的一部分对准从而形成在真空泵入口与出口之间延伸的一段气体流动路径，并且所述气体流动路径被转子分开使得气体能够沿所述第一与第二表面同时流向出口。因而，此构造能够提供一种转子任一侧上的气压能够大体上相等或平衡的泵送转子机构。

轴向气体轴承可以包括泵转子上的转子零件与定子上的定子零件。此构造允许在相对少的部件上相对容易地制造多个泵零件。

定子可以包括位于与泵转子各自轴向侧相邻的两个定子部分，转子结构位于泵转子的每个轴向侧上，并且流动路径被泵转子分为子流动路径，从而气体能够沿着泵转子的每个轴向侧同时流向出口。另外，子流动路径可以布置成关于泵转子的径向中心线对称。此外，第一与第二流动路径子段可以分别由位于泵转子两侧的第一与第二表面以及面对泵转子的第一与第二表面中的各自一个的第一与第二定子沟槽所限定。而且，第一定子沟槽所限定的第一流动路径子段与第二定子沟槽所限定的第二流动路径子段可以布置成泵送等体积的气体。又另外，第一与第二流动路径子段可以布置成在相同径向方向上引导气体，例如将气体从泵转子的内径向位置引导到外径向位置。该构造提供一种平衡的泵送配置，由此，受泵送的气体施加在转子任一侧上的压力大体上彼此相等。结果，转子与定子泵部件之间的轴向间隙能够保持在相对小的距离，由此减少转子与定子之间的气体泄漏，这进而能够改善泵送效率。

轴向气体轴承转子部件可以布置成与气体轴承定子部件协作以在泵运转期间控制在转子与泵的定子之间的轴向运行间隙。另外，轴向气体轴承部件的一部分与第一表面在相同平面内。轴向气体轴承可以包括泵转子的每个轴向侧上的转子零件且其可与各自定子部分上的定子零件协作，从而已沿流动路径被泵送的气体能够在转子每个轴向侧上的两个零件之间通过。换句话说，排气可用于供应操作气体轴承所需气体的至少一部分。结果，受泵送的气体能够用于驱动轴向气体轴承。

再生式泵送机构的入口可以位于泵的径向内部而出口位于泵的径向外部。因而，气体流动路径布置成使得受泵送的气体从机构内部向机构外部流动。另外，如果空气轴承位于靠近出口的泵转子与定子的径向外部，则处于较高“出口压力”的气体能够用于驱动轴承。另外，该布置可以允许泵转子与定子之间的轴向运行间隙为小于40 μm、小于30 μm、小于20 μm，或小于15 μm中的任一个的量级。实际上，间隙可以是约8 μm。这样的间隙通常比常规再生式泵送机构上可获得的间隙要小得多。结果，在转子与定子之间受泵送气体的泄露能够最小化，由此在泵送效率和/或吞吐量方面产生潜在的改善。

此外，泵机构的表面可用比制造部件的材料更硬的材料涂覆。例如，以下中的至少一个可用这样的材料涂覆：具有位于其内的转子结构的泵转子表面；面对泵转子表面的定子表面；或包括轴向气体轴承的泵转子或定子的表面。涂层材料可以是镍PTFE基质、阳极氧化铝、碳基材料或其组合中的任一种。而且，碳基材料可以是化学汽相沉积（CVD）过程所沉积的人造金刚石材料或类金刚石材料中的任一种。这样的坚硬涂层可以用于帮助保护泵部件免于磨损。还有，涂层能够帮助防止受泵送气体流中所夹带的微粒进入泵转子与定子之间的间隙。

泵转子的第一与第二表面可以布置成相互平行。而且，有利地，第一与第二表面可布置成具有平坦表面（即平表面），其中，第一表面的平面平行于第二表面的平面。此外，轴向气体轴承部件的一部分可以布置成与第一或第二表面在相同平面内。结果，所述表面可以机加工、研磨或抛光到相对高的平面度。这样可以帮助在转子与定子泵部件之间保持小的轴向间隙。

本发明的其他优选和/或可选方面描述于此并限定于所附权利要求中。

附图说明

为了可以充分理解本发明，现在将参照附图描述仅以示例方式给出的本发明的实施例，附图中：

图1示意性示出了真空泵；

图2是图1中所示真空泵的转子的平面图；

图3是图1中所示真空泵的定子的平面图；

图4更详细地示出图2中所示转子的转子结构；以及

图5更详细地示出备选的转子结构。

具体实施方式

参看图1，示出包括再生式泵送机构11的真空泵10。所述真空泵具有入口13和出口15，入口13用于连接到将被抽空的设备或腔室，出口15通常向大气排放。图1中所示的真空泵还包括位于再生式机构上游并将在下面详述的分子牵引泵送机构90。

再生式泵送机构包括安装在轴向轴14上用于相对于定子16旋转的大体盘形转子12。所述轴由马达18驱动并可以以10,000 rpm与75,000 rpm之间的速度且优选以约40,000 rpm的速度旋转。转子12具有多个转子结构20，用于当转子旋转时将沿定子内的沟槽22的气体沿泵送机构的入口24与出口26之间的流动路径泵送。入口与出口在图3中更详细地示出。如下面将详述的，转子结构是形成于转子的轴向面对的平表面的每个内的凹槽。

转子12与定子16包括用于控制在转子与定子之间的轴向间隙X的轴向气体轴承28。被动式磁性轴承30控制转子12相对于定子16的径向位置。

轴向气体轴承28包括泵转子上的转子零件32与定子上的定子零件34。所述轴承位于靠近出口26的泵送机构的低真空或大气部分处。气体轴承是有好处的，因为其允许转子与定子之间的小的轴向运行间隙，这对于减少受泵送气体从沟槽的泄露以及生产高效的小型泵来说是必要的。本发明实施例中可得到的典型轴向间隙小于30 μm，甚至在5-15 μm的范围内。

虽然空气轴承能够产生小的轴向运行间隙，但空气轴承不太适合承担相对重的负载。因此，在图1中，定子16包括邻近转子的各自轴向侧40、42的两个定子部分36、38，而转子包括在其每个轴向侧上的转子结构20，用于沿入口24与出口26之间的各自流动路径将气体泵送通过各自定子部分26、28内的沟槽22。这样，流动路径就被转子所分割或分开，使得子流动路径关于转子12的轴向中心线成镜像：受泵送的气体沿转子两侧并行地流动。泵送期间所产生的力大致被平衡（即，受泵送的气体没有施加净负载）到这样的程度，使得空气轴承28能够抵抗所施加的负载。换言之，受泵送机构所泵送及压缩的气体将在泵送机构的转子和定子上施加轴向负载。上面所描述的布置导致施加到转子的净轴向负载大体上等于0 N（牛顿），因为转子任一侧上的轴向负载通常相等并反向作用从而相互抵消。

转子包括至少一个图1中用虚线示出的通孔25，用于让气体由其穿过而从转子的一个轴向侧到转子的另一个轴向侧。所述通孔允许气体沿转子每个轴向侧上的流动路径被泵送。

为了控制转子上表面40与定子部分36之间的轴向间隙以及转子下表面42与定子部分38之间的轴向间隙，轴向气体轴承28在转子的每个轴向侧上包括转子零件44、46。转子零件44、46可与各自定子部分36、38上的定子零件48、50协作，从而排气区内的气体送入轴承部件之间的空间并控制转子与两定子部分之间的轴向间隙X。而且，被沿流动路径泵送的气体能够在转子的每个轴向侧上的两零件44、48；46、50之间通过并形成在轴承内所使用的气体的至少一部分。

如图1和3中所详示的，入口24位于泵送机构11的径向内部，而出口26位于泵送机构的径向外部。所述机构的径向外部比起径向内部处于相对较高的压力。通常，泵排空到大气或相对低的真空。由于气体轴承需要足够量的气体以相对于定子支撑转子，在低真空下气体轴承位于泵送机构的径向外部。在现有技术的再生式机构中，入口通常位于径向外部而出口位于径向内部。然而，当使用气体轴承时，可优选将轴承设置在转子和定子的外径向部分，因为这提供更高的稳定性并能够更精确地控制轴向间隙X。因此，在本实施例中，入口与出口位置互换，从而气体轴承位于接近相对高压出口的外径向部分处，从而其不仅接收足够的气体用于操作，而且还提供更强的支撑和更高的稳定性。在径向外部设置泵送机构出口的另一个好处是夹带在气体流内的微粒通常由离心力驱向出口并离开泵送机构。

现在参考图2与3更详细地描述气体轴承。图2示出转子12的上轴向侧40的平面图而图3示出定子部分36的平面图。

在图2中，气体轴承的转子零件32位于转子的外径向部分，并包括绕转子圆周均等分布的多个轴承表面52，以在转子上提供对称的轴承力。轴承表面与转子的上表面40平齐或出于同一平面。各凹槽部分54相对于旋转方向R（在此例中逆时针）位于轴承表面52的导行边缘。在此例中，凹槽部分54各自包括两个凹槽表面56、58，其从轴承表面凹下不同深度并朝向轴承表面减小深度。凹槽表面56在距盘12的上表面40有1 mm的区域中相对较深。凹槽表面58在距上表面40有15 μm的区域中相对较浅。

图3中示出的定子零件48包括平的圆周轴承表面60，所述轴承表面60延伸通过一段与转子轴承表面52的径向距离相当的径向距离。轴承表面60与定子部分36、38的平面表面69、71平齐或处于同一平面中。

应理解在备选布置中，轴承表面52可以设置在定子上而圆周轴承表面60可以设置在转子上。

在使用中，更深的凹槽表面56连同定子的轴承表面60捕集周围空气或通过出口26排出的气体。转子的旋转导致被捕集的气体在有台阶的表面58与定子表面60之间受到推动，从而当其被更浅深度的中间凹口压缩时压力上升。更深的凹口与轴承表面之间的台阶使压力能够更平缓地上升并从而推动轴承表面52与定子表面60之间的气体流。气体随后在轴承表面52与定子表面60之间受到推动，当气体被压缩时压力进一步提高。在相对高压气体支撑转子并抵抗相对于定子的轴向运动的情况下，轴向间隙X被轴承表面52与定子表面60之间的距离控制。也就是说，转子两轴向侧上的轴承布置一起抵抗两个轴向方向的运动。通常，轴承表面52与定子表面60之间的轴向间隙在10与30 μm之间并优选为15 μm。

轴承表面52与凹槽部分54之间的导行边缘62相对于径向方向（如虚线所示）成一定角度，使得在使用期间沿一个或多个流动路径的微粒通过离心力的作用被导行边缘62导向下游朝向泵出口15。在此例中，所述角度约为30°，不过根据需要也可以采用其他角度。类似的，凹槽表面56、58之间的交线64相对于径向方向也成一定角度，使得沿流动路径的微粒被导向出口。交线64和导行边缘62的角度优选为相同的，使得表面58或轴承表面52上移动的气体在内径向位置与外径向位置处移动大体相同的距离，使得表面上的压力大体相等。由于转子的切向速度在表面的外径向位置比在内径向位置更大，上述角度之间存在小的差别。

空气轴承表面可由陶瓷制造或使用陶瓷涂覆，因为这样的材料提供适合气体轴承的相对平坦且低摩擦的表面。当开始转子操作时，转子和定子最初接触并摩擦，直至速度达到约1000 rpm。一旦转子建立起足够的速度，则气体轴承支撑转子离开定子。气体轴承的表面因此优选为非常光滑的或自润滑的。

转子和定子的相对径向位置受图1中所示的被动式磁性轴承30控制。在备选布置中可以使用滚珠轴承。不过，磁性轴承提供了一种许多真空泵应用中优选的干轴承。另外，在构造用于在相对高速下运行的此类小型泵中，气体轴承和磁性轴承的组合提供一种旋转阻力相对小的无接触轴承布置。另外，气体轴承抵抗磁性轴承元件在轴向方向上的相对运动。在磁性轴承失效的情况下可提供备用轴承（未示出）。

现在将参考图2到5更详细地描述本实施例的再生式泵送机构。

转子的平面表面40、42紧密相邻且平行于定子部分36、38的平面表面69、71。转子12的转子结构20由在转子的平面表面40、42内布置为同心圆66或环形阵列的一系列成形凹槽（或铲斗）形成。在本实施例中，所述结构形成于两个表面40与42内，但在其他布置中，转子凹槽可以仅设置在转子的一个轴向侧内。在图2中示出凹槽20的七个同心圆，不过根据需要可以设置更多或更少的数目。多个大体圆周沟槽68形成于第一定子部分36的平面表面69内并与形成在转子的一个面40内的同心圆66对准。第二多个大体圆周沟槽68形成于第二定子部分38的平面表面71内并与形成在转子的另一个面42内的同心圆66对准。应注意虽然适用于图2中所示转子的定子应包括与七个同心圆66的每个对准的七个沟槽，但图3为了简化起见仅示出三个沟槽68。

一个轴向侧上的转子与定子的平面表面40、69和另一个轴向侧上的平面表面42、71各自被轴向运行间隙X分隔开。由于运行间隙小，气体从凹槽及沟槽68的泄露受到抑制，从而在转子的每侧上从泵送机构的入口24到出口26形成气体流动路径70。因此，当转子旋转时，成形凹槽产生沿流动路径流动的气体涡流。

定子沟槽68在其大部分范围上是周向的但包括一段大体直的段72用于从一个沟槽到径向的外沟槽导引气体。所以，这些直段相似于常规再生式泵中所见的也起到将气体从一个泵沟槽输送到下一个的所谓“剥离器”段。所述成型凹槽20越过转子的平面表面69，如图3中虚线所示。

在已知的再生类型的泵送机构中，转子结构通常是伸出转子表面平面并与定子表面平面重叠的叶片。叶片布置成同心圆，其伸到与转子同心圆对准的定子的沟槽内。当这种现有技术的转子旋转时，叶片引起沿流动路径压缩气体的气体涡流。叶片或转子的叶片支撑构件与沟槽之间存在径向间隙，其控制气体从流动路径泄露。泵的操作导致泵的零件温度上升，不过转子的温度上升通常大于定子的温度上升。温度的上升导致转子与定子最明显地在径向上膨胀。由于转子膨胀程度与定子不同，转子叶片或叶片支撑构件与定子之间的径向间隙必须足够大以适应不同的膨胀率，使得转子叶片或叶片支撑构件不与定子发生接触。因此不可避免地，径向间隙相对大，从而允许气体从流动路径泄露。

在本实施例中，转子和定子的平面表面40、69与42、71之间的轴向运行间隙X控制流动路径的密封（即，流动路径的相继圆或匝之间）。图1中更清楚地示出此布置，其中示出三个匝（wrap）。由于轴向间隙小，优选为小于50 μm、更优选为在10 μm到30 μm的范围内，并最优选为约15 μm，所以从所述机构的径向外部的高压沟槽到由其径向向内的低压沟槽的气体泄露受到抑制。在当前布置中，气体轴承能够提供足够小的轴向运行间隙，使得从流动路径的泄露小得可以接受。此外，转子与定子在轴向方向上没有重叠。因此，转子与定子之间在径向方向上任何有差异的膨胀都可以在不增加泄露的情况下被容易地适应，因为在径向方向上的膨胀不影响定子与转子之间的轴向间隙X。有差异的径向膨胀可能导致定子沟槽与转子同心圆之间的小的错位，但这样的错位不会明显影响到泵送。

在转子表面内设置凹槽而不是从表面轴向伸出叶片的另一个好处是凹槽更易于制造，比如通过铣削或铸造。而且，转子和定子表面可以机加工、研磨或抛光成具有相对高表面平面度的平坦表面以及高的公差等级。这允许转子和定子的相关表面在泵操作期间在近距离内无碰撞地经过。

现在将参考图4与5更详细地描述形成在转子内的凹槽，所述图分别示出凹槽的第一与第二示例。

图4a示出沿图4b所示中心线C穿过转子凹槽20的圆66所取的剖面。图4b示出转子的圆66的平面图。凹槽的形状设置成使得在使用时它们沿流动路径70在气体涡流的流动方向上向气体施以动量。也就是说，凹槽与沿流动路径70的气体相互作用以在流动路径内产生并保持气体涡流。除了产生及保持涡流，凹槽和气体的相互作用还压缩气体，增加涡度或气体沿流动路径旋绕的速度。

如图4所示，凹槽20大致由转子12的平面表面40之一内的不对称切口形成。相对于旋转方向R，凹槽具有导行部分72与随行部分74。导行部分是通过从倾斜的导行边缘76逐渐增加凹槽的深度D而形成的。就此而言，导行边缘76对平面表面40成约30o(+/-10o)角。随行部分是通过相对陡峭地减小深度D至随行边缘78而形成的。随行部分与导行部分成近似直角并与平面表面40成约60°（+/-10°）角。随行部分76形成弯曲表面，所述弯曲表面相对于方向R转过约180°并一般近似于涡流内气体流的改变方向。在点“a”与点“b”之间沿中心线C的距离与垂直于中心线“C”的凹槽宽度之间的比率是约0.7:1。

在使用中，转子在方向“R”上旋转而气体在导行边缘76的点“a”处进入凹槽。在点“a”处，涡流的流动方向大体平行于弯曲表面74和随行部分（约30°）二者。图4b中的箭头表示“空气流入叶片腔体”的流动方向。弯曲随行部分74的角度与导行部分72的角度增加了进入凹槽的气体量，因为它与气体在涡流内的流动方向互补。凹槽中的气体在弯曲随行部分74周围受引导。从图4b中的平面图可见，气体转过约90-180°，从而当气体流出凹槽时，气体以与其进入凹槽时成直角或相反的方向流动。此外，当气体接近随行部分的退出点“b”时气体转得更快，由此对气体施加动量并沿流动路径70压缩气体。随着气体沿随行部分74流动，导行部分72逐渐增加深度，直至其达到点“d”处的凹槽最深部分。

图5中示出凹槽的第二个示例。图5a示出凹槽的平面图。图5b示出沿转子和定子的中心线C所取的剖面。图5c示出穿过凹槽与沟槽沿垂直于中心线C的线所取的剖面。

不像图4中所示的凹槽，图5中所示的凹槽是对称的。凹槽20大致由转子12的平面表面40、42之一内的对称切口形成。凹槽具有导行部分78与随行部分80。导行部分是通过从成角度的导行边缘82逐渐增加凹槽深度而形成的。就此而言，导行部分与平面表面40成约30°（+/-10°）角。随行部分80是通过相对陡峭地减小深度至随行边缘84而形成的。导行部分经由弯曲表面平滑过渡到随行部分中。随行部分76形成弯曲表面，所述弯曲表面转过约180°并大体近似于涡流内气体流动的改变方向。导行边缘82与中心线C成直角。

在使用中，转子在方向“R”上旋转并且气体在导行边缘76处进入凹槽。涡流的流动方向是以约30°并大体平行于中心线C的角度进入凹槽。图4b中的箭头表示“进气”的流动方向。弯曲随行部分的角度在入口处大体与流动方向对准。凹槽内的气体在弯曲随行部分80周围受导引。从图4b中的平面图可见，气体转过约180°，从而当气体流出凹槽时，气体以与其进入凹槽时大体相反的方向流动，由此对气体施以动量时并沿流动路径70压缩气体。

图5c示出由凹槽20与定子沟槽68形成的导管内的气体涡流的流动方向。

转子和/或定子表面上的涂层能够帮助减少磨损。在泵的开始阶段里，随着转子自旋加快并达到运转速度，转子与定子的表面可能互相接触并摩擦。当转子以低于阈值水平的速度旋转，轴向空气轴承未起作用时，出现此摩擦。高于此阈值，空气轴承提供足够的“抬升”以分开转子与定子部件。通过提供经硬化的和/或自润滑的涂层，磨损量能够受到控制或限制。此外，涂层能够帮助防止受泵送气体流内所夹带的微粒进入转子与定子之间的间隙缝隙。由于转子与定子部件之间相对小的缝隙，这被认为是一个特定的问题。如果某一直径或大小的灰尘微粒或类似物能够进入此缝隙，则它们就可能起到磨料的作用而使泵部件受到过度磨损。最糟的情况下泵可能会卡住。

设想了许多合适的涂层，不过涂层材料可以是镍PTFE基质、阳极氧化铝、碳基材料或其组合中的任何一种。而且，碳基材料可以是通过化学汽相沉积（CVD）过程沉积的人造金刚石材料或类金刚石材料（DLM）中的任一种。转子定子上的涂层不必是相同的材料，可以选择不同的涂层以利用每种涂层的特性。例如，定子部件可以使用自润滑涂层来涂覆，而转子使用类金刚石材料来涂覆。

在图1所示的实施例中，再生式泵送机构11与上游分子牵引泵送机构90串联。该实施例中的分子牵引泵送机构90包括Siegbahn泵送机构，所述Siegbahn泵送机构包括安装在轴向轴14上用于相对于定子旋转的大体盘形转子92。定子由设置在转子盘92的每个轴向侧上的定子部分94、96构成。每个定子部分包括朝转子盘延伸并限定出多个螺旋沟槽100的多个壁98。由于气体轴承28支撑再生式泵送机构的转子且再生式泵送机构与Siegbahn泵送机构都安装到轴14，所以气体轴承对Siegbahn机构的转子提供轴向支撑。在使用中，穿过Siegbahn机构的流动路径使用箭头示出，其在转子的第一或上轴向侧上径向向外地通过并沿转子的第二或下轴向侧径向向内地通过。

转子相对于定子的径向位置受轴承30控制，所述轴承30是被动磁性轴承。如上面所提到的，轴承布置都是无接触的干轴承，尤其适合于干泵环境。

再生式泵送机构11与Siegbahn泵送机构的组合提供一种真空泵，其能够每小时泵送10立方米并且仍比现有泵相对更小。

本领域技术人员在不偏离所请求保护发明的范围的情况下将会设想到本发明的备选实施例。例如，通孔25可包括布置成贯穿转子的一系列孔。其他孔可以位于相对径向靠外的位置以提供气压能够在转子任一侧上平衡的其他方式。备选地，如果在转子上存在压力差，则可以在定子内设置横向供给的沟槽以允许转子一侧上的气体流到转子的另一侧。

Claims (12)

1.一种用于泵送流体的泵，包括再生式泵送机构，所述再生式泵送机构包括安装在轴向轴上用于相对于定子旋转的大体盘形泵转子，所述泵转子具有转子结构，所述转子结构位于表面内并且限定在所述泵转子与所述定子之间形成并用于将气体从所述泵送机构的入口泵送到出口的流动路径的至少一部分，所述泵转子与所述定子包括被布置成在泵送操作期间控制所述转子与所述定子之间的轴向间隙的轴向气体轴承。

2.如权利要求1所述的泵，其中，所述轴向气体轴承包括所述泵转子上的转子零件与所述定子上的定子零件。

3.如权利要求1或2所述的泵，其中，所述定子包括邻近所述泵转子的各自轴向侧的两个定子部分，所述转子结构位于所述泵转子的每个轴向侧上，所述流动路径被所述泵转子分成子流动路径，从而气体能够沿所述泵转子的每个轴向侧同时流向所述出口。

4.如权利要求1或3所述的泵，其中，所述子流动路径关于所述泵转子的径向中心线成镜像。

5.如权利要求1或2所述的泵，其中，所述轴向气体轴承包括在所述泵转子的每个轴向侧上的转子零件，所述转子零件能够与各自定子部分上的定子零件协作，从而已沿所述流动路径被泵送的气体能够在所述转子的每个轴向侧上的两个零件之间通过。

6.如前述任一权利要求所述的泵，其中，所述再生式泵送机构的入口位于所述泵的径向内部，并且所述出口位于所述泵的径向外部。

7.如前述任一权利要求所述的泵，其中，所述空气轴承位于靠近所述出口的所述泵转子与所述定子的径向外部。

8.如权利要求1所述的泵，其中，在使用期间，所述泵转子与定子之间的轴向运行间隙为以下任一个：小于30 μm、小于20 μm，或约8 μm。

9.如权利要求8所述的泵，其中，所述轴向气体轴承的所述转子零件包括所述多个轴承表面，并且所述定子零件包括大体平坦表面。

10.如权利要求1所述的泵，其中，以下中的至少一个用比所述泵转子或定子材料更坚硬的材料涂覆：

具有位于其内的转子结构的所述泵转子表面；

面对所述泵转子表面的定子表面；或

包括所述轴向气体轴承的所述泵转子或定子的表面。

11.如权利要求10所述的泵，其中，所述材料是镍PTFE基质、阳极氧化铝、碳基材料或其组合中的任一种。

12.如权利要求11所述的泵，其中，所述碳基材料是化学汽相沉积所沉积的人造金刚石或类金刚石材料中的任一种。

Images