CN108412786A - 一种复合分子泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及分子泵技术领域，尤其涉及一种复合分子泵，包括泵壳、机芯壳体、转轴、转子和定子，机芯壳体的上部的外周设有第一导流槽以形成第一牵引级定子，第一导流槽的上端与机芯壳体的内部连通；转子包括位于上部的涡轮级转子和位于下部的牵引级转子，牵引级转子与第一牵引级定位对应设置，且牵引级转子的外周设有第二导流槽，定子套设于转子上，且定子包括第一牵引级定子、与涡轮级转子对应设置的涡轮级定子和与牵引级转子对应设置的第二牵引级定子。本发明在机芯壳体上开设第一导流槽形成第一牵引级定子，在转子转动时，机芯壳体内的气体从第一导流槽向出气口方向流动，使得机芯壳体内真空度提高，从而抑制机芯壳体内空气向高真空区泄露。

Description

一种复合分子泵

技术领域

本发明涉及分子泵技术领域，尤其涉及一种复合分子泵。

背景技术

分子泵被广泛应用于高真空领域，因为分子泵长时间高转速的工作特性和高洁净度要求非常适合磁悬浮轴承的应用，所以磁悬浮分子泵逐渐成为分子泵的主流。

分子泵工作时是按照：腔体—分子泵—前级泵来布置。分子泵进气口接被抽气腔体，分子泵出气口接前级泵。前级泵为普通真空泵，真空度可达到10E-1Pa。工作时，前级泵先被启动，使得被抽腔体和分子泵内真空度达到10E-1Pa。然后分子泵开始工作，使被抽腔体的真空度由10^-1Pa提高到10^-7Pa。分子泵进气口处为高真空区，真空度为10-7Pa。出气口处为低真空区，真空度为10^-1Pa。分子泵的工作原理就是通过动片的高速旋转来维持接口处的高真空度，其中，在高真空区，动片为涡轮级，其上分布各级叶片，在低真空区，动片为牵引级，其上分布有螺旋槽。分子泵工作时，会将气体分子从高真空区搬运到低真空区，而低真空区的气体分子会自发的反流到高真空区，当腔体的真空度达到一定程度，抽气和反流会达到平衡，真空度就不会再提高，此时，分子泵需要长时间运行来维持着这个平衡，从而保证腔体的高真空度。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决分子泵的低真空区的气体分子会反流到高低空区从而降低分子泵所维持的高真空度。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种复合分子泵，包括泵壳、机芯壳体、转轴、转子和定子，所述机芯壳体的上端敞口，所述转子套设于所述机芯壳体的上部，所述转轴竖直设于所述机芯壳体内且所述转轴的上端与所述转子连接，用于带动所述转子转动，所述机芯壳体的上部的外周设有第一导流槽以形成第一牵引级定子，所述第一导流槽的上端与所述所述机芯壳体的内部连通；

所述转子包括位于上部的涡轮级转子和位于下部的牵引级转子，所述牵引级转子与所述第一牵引级定子对应设置，且所述牵引级转子的外周沿设有第二导流槽；

所述定子套设于所述转子上，且所述定子包括第一牵引级定子、与所述涡轮级转子对应设置的涡轮级定子和与所述牵引级转子对应设置的第二牵引级定子；

所述泵壳套设于所述定子上，且所述泵壳的上端设有进气口，所述泵壳的侧壁上设有出气口，所述出气口与所述第一导流槽及第二导流槽连通。

其中，所述第一导流槽和所述第二导流槽均为螺旋形导流槽。

其中，所述出气口与所述第一导流槽及所述第二导流槽的下端连通。

其中，所述涡轮级转子的外周沿轴向依次设有多层涡轮级动片，所述涡轮级定子的外周沿轴向设有与所述涡轮级动片的层数相应的涡轮级定片，所述涡轮级定片与所述涡轮级定片沿轴向交替排列。

其中，所述转子沿轴向设有通孔，所述通孔的上端通过上盖板和密封圈封闭。

其中，所述机芯壳体内设有转轴安装孔，所述转轴安装孔的孔径大于所述转轴的轴径，且所述转轴安装孔内设有径向磁轴承，所述径向磁轴承套设于所述转轴上，防止所述转轴在径向晃动，所述转轴的下端设有转动盘，所述转动盘上安装有轴向磁轴承，所述轴向磁轴承用于防止所述转轴在轴向发生窜动。

其中，所述转子与所述转轴通过紧固件固定。

其中，所述紧固件自上而下依次穿过所述转子和转轴将所述转子和转轴固定。

其中，所述转轴安装孔内设有电机定子，所述电机定子与所述转轴连接，用于带动所述转轴转动。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的一种复合分子泵，包括泵壳、机芯壳体、转轴、转子和定子，机芯壳体的上端敞口，转子套设于机芯壳体的上部，转轴竖直设于机芯壳体内且转轴的上端与转子连接，用于带动转子转动，机芯壳体的上部的外周设有第一导流槽以形成第一牵引级定子，所述第一导流槽的上端与机芯壳体的内部连通；转子包括位于上部的涡轮级转子和位于下部的牵引级转子，牵引级转子与第一牵引级定位对应设置，且牵引级转子的外周设有第二导流槽，定子套设于转子上，且定子包括第一牵引级定子、与涡轮级转子对应设置的涡轮级定子和与牵引级转子对应设置的第二牵引级定子；泵壳套设于定子上，且泵壳的上端设有进气口，泵壳的侧壁上设有出气口，出气口与第一导流槽及第二导流槽连通。分子泵开始工作前，前级泵先开始运行使得被抽腔体、分子泵内部空间的真空度达到10^-1Pa，分子泵开始工作后，由于涡轮级转子和牵引级转子的高速转动在分子泵前级泵接口和被抽腔体接口之间形成压比，使得被抽腔体真空度达到10^-7Pa。本发明在机芯壳体上开设第一导流槽形成第一牵引级定子，在转子转动时，这里产生压比，机芯壳体内的气体从第一导流槽向出气口方向流动，使得机芯壳体内真空度提高，从而抑制机芯壳体内空气向高真空区泄露。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种复合分子泵的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的转子的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的机芯壳体的结构示意图。

图中：1：泵壳；2：出气口；3：涡轮级转子；4：涡轮级定子；5：牵引级转子；6：第二牵引级定子；7：机芯壳体；8：转轴；9：径向磁轴承；10：电机定子；11：轴向磁轴承；12：下盖板；13：上盖板；14：第一牵引级定子；301：涡轮级动片；501：第二导流槽；141：第一导流槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。

如图1至图3所示，本发明实施例提供的一种复合分子泵，包括泵壳1、机芯壳体7、转轴8、转子和定子，机芯壳体7的上端敞口，转子套设于机芯壳体7的上部，转轴8竖直设于机芯壳体7内且转轴8的上端与转子连接，用于带动转子转动，机芯壳体7的上部的外周设有第一导流槽141以形成第一牵引级定子14，第一导流槽141的上端与机芯壳体7的内部连通；转子包括位于上部的涡轮级转子3和位于下部的牵引级转子5，牵引级转子5与第一牵引级定子14对应设置，且牵引级转子5的外周设有第二导流槽501；定子套设于转子上，且定子包括第一牵引级定子14、与涡轮级转子3对应设置的涡轮级定子4和与牵引级转子5对应设置的第二牵引级定子6；泵壳1套设于定子上，且泵壳1的上端设有进气口，泵壳1的侧壁上设有出气口2，出气口2与第一导流槽141及第二导流槽501连通。

分子泵开始工作前，前级泵先开始运行使得被抽腔体、分子泵内部空间的真空度达到10^-1Pa，分子泵开始工作后，由于涡轮级转子3和牵引级转子5的高速转动在分子泵前级泵接口和被抽腔体接口之间形成压比，使得被抽腔体真空度达到10^-7Pa。本发明在机芯壳体7上开设第一导流槽141形成第一牵引级定子14，在转子转动时，这里产生压比，前级泵在抽气时，机芯壳体7内的气体从第一导流槽141向出气口2方向流动(即箭头B的方向)，使得机芯壳体7内真空度提高，从而抑制机芯壳体7内空气向高真空区泄露(即箭头C的方向)。

进一步地，第一导流槽141和第二导流槽501均为螺旋形导流槽。第一导流槽141的上端与机芯壳体7的上端连通，下端与出气口2连通，前级泵与出气口2连接，机芯壳体7内的气体经机芯壳体7的上端流入到第一导流槽141内，然后从出气口2流出，第二导流槽501的上端与涡轮级转子3及涡轮级定子4的下端连通，进气口的气体经涡轮级定子4和涡轮级转子3之间的间隙流入到第二导流槽501内，然后从出气口2流出。

进一步地，涡轮级转子3的外周沿轴向依次设有多层涡轮级动片301，涡轮级定子4的外周沿轴向设有与涡轮级动片301的层数相应的涡轮级定片，涡轮级定片与涡轮级定片沿轴向交替排列。

进一步地，转子沿轴向设有通孔，通孔的上端通过上盖板13和密封圈封闭。设置通孔和上盖板13的目的是便于转子和转轴8的连接，设置密封圈是为了减少了机芯壳体7内的气体向进气口方向流动的机率。

进一步地，机芯壳体7内设有转轴8安装孔，转轴8安装孔的孔径大于转轴8的轴径，且转轴8安装孔内设有径向磁轴承9，径向磁轴承9套设于转轴8上，防止转轴8在径向晃动，转轴8的下端设有转动盘，转动盘上安装有轴向磁轴承11，轴向磁轴承用于防止转轴8在轴向发生窜动。在本实施例中，径向磁轴承9的数量为多个，多个径向磁轴承9沿转轴8的轴向间隔设置。转轴8安装孔内设有电机定子10，电机定子10与转轴8连接，电机定子10驱动径向磁轴承9和轴向磁轴承11输出电磁力对转轴8的轴向和径向进行控制，转轴8在径向磁轴承9和径向磁轴承9的支撑作用下悬浮在目标位置。

进一步地，转子与转轴8通过紧固件固定。在本实施例中紧固件为螺钉，螺钉在通孔处自上而下依次穿过转子和转轴8将转子和转轴8固定。拆卸掉上盖板13之后，便于螺钉的安装和拆卸。

进一步地，为了方便转轴8的安装，机芯壳体7的下端敞口，并通过下盖板12封闭。

分子泵在工作时，气体从进气口处经涡轮级定片、涡轮级动片301和第二导流槽501向出气口2处流动(即箭头A的方向)，机芯壳体7内腔里的气体经第一导流槽141向出气口2流动(即箭头B的方向)，避免了气体反流到进气口处。

综上所述，本发明实施例提供的一种复合分子泵，在机芯壳体的与牵引级转子相对的外周面设置第一导流槽，第一导流槽为螺旋形导流槽，且第一导流槽的上端与机芯壳体的内腔连通，第一导流槽的下端与出气口连通，分子泵在工作时，机芯壳体的内腔内的气体经第一导流槽向出气口流动，提高了机芯壳体的内腔的真空度，从而抑制机芯壳体内空气向高真空区泄露。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种复合分子泵，其特征在于：包括泵壳、机芯壳体、转轴、转子和定子，所述机芯壳体的上端敞口，所述转子套设于所述机芯壳体的上部，所述转轴竖直设于所述机芯壳体内且所述转轴的上端与所述转子连接，用于带动所述转子转动，所述机芯壳体的上部的外周设有第一导流槽以形成第一牵引级定子，所述第一导流槽的上端与所述机芯壳体的内部连通；

所述转子包括位于上部的涡轮级转子和位于下部的牵引级转子，所述牵引级转子与所述第一牵引级定子对应设置，且所述牵引级转子的外周设有第二导流槽；

所述定子套设于所述转子上，且所述定子包括第一牵引级定子、与所述涡轮级转子对应设置的涡轮级定子和与所述牵引级转子对应设置的第二牵引级定子；

所述泵壳套设于所述定子上，且所述泵壳的上端设有进气口，所述泵壳的侧壁上设有出气口，所述出气口与所述第一导流槽及第二导流槽连通。

2.根据权利要求1所述的复合分子泵，其特征在于：所述第一导流槽和所述第二导流槽均为螺旋形导流槽。

3.根据权利要求2所述的复合分子泵，其特征在于：所述出气口与所述第一导流槽及所述第二导流槽的下端连通。

4.根据权利要求1所述的复合分子泵，其特征在于：所述涡轮级转子的外周沿轴向依次设有多层涡轮级动片，所述涡轮级定子的外周沿轴向设有与所述涡轮级动片的层数相应的涡轮级定片，所述涡轮级定片与所述涡轮级定片沿轴向交替排列。

5.根据权利要求1所述的复合分子泵，其特征在于：所述转子沿轴向设有通孔，所述通孔的上端通过上盖板和密封圈封闭。

6.根据权利要求1所述的复合分子泵，其特征在于：所述机芯壳体内设有转轴安装孔，所述转轴安装孔的孔径大于所述转轴的轴径，且所述转轴安装孔内设有径向磁轴承，所述径向磁轴承套设于所述转轴上，防止所述转轴在径向晃动，所述转轴的下端设有转动盘，所述转动盘上安装有轴向磁轴承，所述轴向磁轴承用于防止所述转轴在轴向发生窜动。

7.根据权利要求1所述的复合分子泵，其特征在于：所述转子与所述转轴通过紧固件固定。

8.根据权利要求7所述的复合分子泵，其特征在于：所述紧固件自上而下依次穿过所述转子和转轴将所述转子和转轴固定。

9.根据权利要求6所述的复合分子泵，其特征在于：所述转轴安装孔内设有电机定子，所述电机定子与所述转轴连接，用于带动所述转轴转动。