CN103380301B - 定子元件以及高真空泵 - Google Patents

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Abstract

一种用于高真空泵的定子元件在输送方向（26）上设置在最后一个转子元件下游。定子元件具有壳体元件（28），所述壳体元件与高真空泵的壳体（12）连接。在壳体元件（28）的内侧（30）上设置有多个在圆周方向上均匀分布地设置的定子连接片（32）。

Description

定子元件以及高真空泵
技术领域
本发明涉及一种用于高真空泵的定子元件以及一种高真空泵。
背景技术
目前，大量高真空泵构成为两级，其中第一级通过涡轮分子泵构成，在所述第一级上在输送方向上连接有分子泵或气体摩擦泵。涡轮分子泵具有多个设置在壳体中的转子元件，其中每个转子元件具有多个转子叶片。在各个转子元件之间设置有与壳体固定地连接的定子部件，所述定子部件具有多个定子叶片。作为连接到涡轮分子泵上的分子泵或气体摩擦泵例如设有霍尔维克级(Holweck-Stufe)。霍尔维克级例如具有与在流动方向上的最后一个转子元件连接的圆柱体。圆柱体由一个或多个螺纹圈包围。分子泵或气体摩擦泵的输送横截面在此小于待输送的气体的平均自由程长度。由此，气体微粒基本上仅碰撞到壁上然而不彼此碰撞。
这种霍尔维克级例如在DE 19 632 375中描述，其中所述霍尔维克级具有多个彼此同中心地设置的、分别固定地与最后一个转子元件连接的圆柱形的元件。在所述圆柱形的元件之间设置有具有螺纹圈的不旋转的元件，使得通过圆柱形的元件的旋转实现将气体传输到螺纹圈中。将已输送的气体导入到霍尔维克级中在此通过与转子连接并且承载霍尔维克级的圆柱形元件的在最后一个转子元件中的开口或孔板实现。因为气体由此穿过板中的孔到达霍尔维克级中，所以出现流动损耗，所述流动损耗随之引起流量减小。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于高真空泵的定子元件以及一种高真空泵，借助于其能够实现流量改进。
根据本发明，所述目的的解决方案通过根据本发明的用于高真空泵的定子元件或通过根据本发明的高真空泵实现，所述定子元件在输送方向上设置在最后一个转子元件下游，所述定子元件具有能与所述高真空泵的壳体连接的壳体元件，以及设置在所述壳体元件的内侧上的定子连接片，所述定子连接片具有大于待输送的气体微粒的平均自由程长度的径向深度；所述高真空泵具有：具有多个转子元件的转子和根据本发明的、设置在转子元件之间并且经由定子环固定在所述壳体中的定子元件。
根据本发明的定子元件直接在轴向输送方向上设置在高真空泵、尤其涡轮分子泵的最后一个转子元件的下游。在此，在输送方向上在根据本发明的定子元件的下游还能够设置有分子泵或气体摩擦泵。根据本发明的定子元件具有壳体元件，所述壳体元件与真空泵的、尤其涡轮分子泵的壳体连接。代替壳体元件自身，也能够是与壳体连接的或由另一壳体包围的承载元件。在所述壳体元件或承载元件的内侧上设置有定子连接片。在此，定子连接片不同于各个设置在转子元件之间的定子叶片，优选地仅在转子元件的整个有效宽度上延伸，并且从壳体元件的内侧向内伸至尤其圆柱形的转子毂。优选地，定子连接片与常规设置在转子元件之间的定子叶片相反地向内敞开。此外，定子连接片优选对应于螺纹圈的连接片地设置成倾斜的或部分螺旋形的。因此，能够实现定子连接片的主动的(aktive)泵送作用，所述泵送作用反作用于回流，如其在常规定子叶片中出现的，并且此外促进输送作用。
通过定子叶片的这种设置和设计方案已然能够实现流量改进。在此特别优选的是在已安装的定子元件中，定子连接片包围圆柱形的转子毂，其中圆柱形的转子毂优选与最后一个转子元件连接进而同样地旋转。
在优选的实施形式中，本发明的主要方面在于，定子叶片的设计方案选择为，使得减小，或甚至避免在霍尔维克级中在相对置的螺纹壁和圆柱形的元件之间的相互作用。根据本发明，优选在螺纹中设有大的输送横截面，所述大的输送横截面促进泵送作用、尤其在靠内的邻近转子毂的区域中促进泵送作用。
优选地，定子连接片在圆周方向上沿壳体元件的内侧伸展。在此，每个单独的定子连接片优选是然而仅围绕圆周的一部分延伸的部分螺纹圈。在圆周方向上，定子连接片优选具有总周长的至少六分之一、尤其至少五分之一并且特别优选至少四分之一的长度。然而在此，定子连接片总是具有小于总周长的二分之一、尤其小于三分之一的长度。在此，定子连接片相对于泵的纵向方向或输送方向具有斜度。
优选地，定子连接片具有大于待输送的气体微粒的平均自由程长度的径向深度。尤其径向深度为待输送的气体微粒的平均自由程长度的至少1.2倍、优选1.5倍并且尤其至少2.5倍。因此，能够继续改进流量。在一个优选的实施形式中，定子连接片的径向深度因此为至少10mm、尤其至少15mm并且特别优选至少20mm。在此，最大径向深度为最大40mm、尤其最大30mm并且特别优选最大20mm。
为了进一步提高流量，通过高度或两个相邻的定子连接片之间的间距选择为大的并且优选为叶片深度的30％至60％、尤其45％至55％。
此外优选的是，相邻的定子连接片在圆周方向上以至少10％至70％、优选20％至70％并且特别优选30％至60％交叠。
此外优选的是，定子元件构成为，使得所有、在两个相邻的定子连接片之间设有的进入开口处于相同的进口平面。因此，从涡轮分子泵的最后一个定子部件中离开的气体微粒直接进入到定子连接片的进入开口中的一个中。优选处于一个进口平面中的进入开口在圆周方向上优选具有周长的至少10％至15％的开口宽度。在圆周方向上，优选设有至少四个、尤其六个并且特别优选八个定子连接片。此外，优选的是，定子连接片具有径向向内减小的深度。因此，在定子连接片中的深度沿输送方向优选减小。在此，定子连接片优选具有相同的内直径，使得实现与圆柱形的转子毂的保持不变的小的间距。
定子元件的所有上文所描述的优选的设计方案，尤其以特征的不同组合形式，引起流量的改进。
此外，本发明涉及一种尤其具有涡轮分子泵的高真空泵，其中如上文所描述，在输送方向上的最后一个转子元件的下游设置有具有定子连接片的定子元件。在此特别优选的是，定子元件直接连接到最后一个转子元件上，其中尤其在最后一个转子元件和根据本发明的定子元件之间不设有涡轮分子泵的常规的定子。此外优选的是，圆柱形的转子毂与最后一个转子元件连接，所述转子毂由定子元件或定子元件的各个定子连接片包围。这种随着旋转的圆柱形的转子毂用于密封各个定子连接片的内侧，以便保持流回的气体的量尽可能地小，并且辅助在邻近圆柱形的区域中的输送机制。
附图说明
下面，根据附图借助于优选的实施形式详细阐述本发明。
附图示出：
图1示出根据本发明的高真空泵的示意剖视图。
图2示出定子元件的一个根据本发明的优选的实施形式的示意立体剖开视图。
具体实施方式
在示出的实施例中，高真空泵具有涡轮分子泵10。所述涡轮分子泵10在壳体12中具有设置在轴承14上的转子16。转子16具有多个分别具有多个转子叶片的转子元件18。在转子元件18之间设置有定子部件20，所述定子部件经由定子环22固定在壳体12中。借助于涡轮分子泵10实现将气体通过泵入口24在输送方向26上输送。
与涡轮分子泵10的壳体12连接有壳体元件28。壳体元件28在其内侧30上具有定子连接片32。定子连接片32设置为直接相邻于在输送方向26上的最后一个转子元件，使得在最后一个转子元件18和定子连接片32之间不设有另外的中间元件、尤其不设有定子部件。
与最后一个转子元件18固定地连接有构成为圆柱形的转子毂38，使得转子毂38与转子16一起旋转。定子连接片32包围转子毂38。
在示出的实施例中，壳体元件28具有凸缘34，经由所述凸缘将壳体元件28借助于螺栓36与涡轮分子泵的壳体12连接。
在示出的实施例中，壳体元件28的内侧30上均匀分布地设置有六个定子连接片(图2)。对应于部分螺纹圈而倾斜的定子连接片32分别在整个周长的大约四分之一至三分之一上延伸，其中相邻的定子连接片32分别以大约55％重叠。
定子连接片具有径向深度t(图1)，所述径向深度大于待输送的气体微粒的平均自由程长度。在示出的实施例中，深度t为10mm至20mm。在示出的优选的实施形式中，深度t沿输送方向减小。因此，定子连接片32的直接邻接于最后一个转子元件的区域的深度t1比距最后一个转子元件更远的区域中的深度t2更深。各个定子连接片32彼此间的斜度或定向选择为，使得两个相邻的定子叶片32的通过高度h(图2)为叶片深度t的至少30％至60％。
在两个相邻的定子连接片之间分别构成有进入开口40。优选地，所有进入开口40位于共同的进口平面中，所述共同的进口平面直接连接到在输送方向26上的最后一个转子元件18上。在圆周方向上，进入开口40具有整个周长的10％至15％的开口宽度。

Claims (17)

1.一种用于高真空泵的定子元件，所述定子元件在输送方向(26)上设置在最后一个转子元件(18)下游，所述定子元件具有
能与所述高真空泵(10)的壳体(12)连接的壳体元件(28)，以及
设置在所述壳体元件(28)的内侧(30)上的定子连接片(32)，
其特征在于，所述定子连接片(32)具有大于待输送的气体微粒的平均自由程长度的径向深度(t)。
2.根据权利要求1所述的定子元件，其特征在于，所述定子连接片(32)在圆周方向上沿所述内侧(30)伸展。
3.根据权利要求2所述的定子元件，其特征在于，所述定子连接片(32)具有总周长的至少六分之一的长度。
4.根据权利要求2所述的定子元件，其特征在于，所述定子连接片(32)具有总周长的小于二分之一的长度。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的定子元件，其特征在于，所述径向深度(t)是待输送的气体的平均自由程长度的至少1.2倍。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的定子元件，其特征在于，所述定子连接片(32)具有至少10mm的径向深度(t)，其中最大的所述径向深度(t)小于40mm。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的定子元件，其特征在于，两个相邻的定子连接片(32)之间的通过高度(h)为所述径向深度(t)的30％至60％。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的定子元件，其特征在于，相邻的定子连接片(32)在圆周方向上以10％至70％交叠。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的定子元件，其特征在于，所有设置在相邻的定子连接片(32)之间的进入开口(40)位于相同的进口平面中。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的定子元件，其特征在于，在圆周方向上设有至少四个定子连接片(32)。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的定子元件，其特征在于，设置在所述定子连接片(32)之间的进入开口(40)在圆周方向上具有总周长的10％至15％的开口宽度。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的定子元件，其特征在于，所述定子连接片(32)的所述径向深度(t)沿输送方向减小。
13.一种高真空泵，其具有：
具有多个转子元件(18)的转子(16)和根据权利要求1至12中任一项所述的、在输送方向(26)上设置在最后一个转子元件(18)下游的定子元件。
14.根据权利要求13所述的高真空泵，其特征在于，所述定子元件直接地邻接到所述最后一个转子元件(18)上。
15.根据权利要求14所述的高真空泵，其特征在于，所述定子连接片(32)直接地邻接到所述最后一个转子元件(18)上。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的高真空泵，其特征在于，所述高真空泵将在输送方向(26)上的最后一个转子元件(18)与圆柱形的转子毂(38)连接，所述转子毂由所述定子元件包围。
17.根据权利要求16所述的高真空泵，其特征在于，所述转子毂由所述定子连接片(32)包围。
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