CN114215782A - 磁悬浮分子泵的主轴结构及磁悬浮分子泵 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种磁悬浮分子泵的主轴结构及磁悬浮分子泵,该磁悬浮分子泵的主轴结构包括:主轴,主轴具有与磁悬浮分子泵的保护轴承配合安装的周向圆周面;凹槽,设置于主轴的周向圆周面上;以及减震缓冲部件,设置于凹槽内。本发明提供的磁悬浮分子泵的主轴结构在主轴的周向圆周面上设置了凹槽以及凹槽内的减震缓冲部件,当主轴跌落时,凹槽内减震缓冲部件使磁悬浮分子泵的主轴和保护轴承之间形成软连接,从而缓冲主轴与保护轴承之间由于碰撞产生的震动,延长保护轴承的寿命,降低更换保护轴承的成本。
Description
技术领域
本发明涉及真空设备技术领域,具体涉及一种磁悬浮分子泵的主轴结构及磁悬浮分子泵。
背景技术
磁悬浮分子泵因其使用寿命长、可靠性高及可获得清洁真空等特点而被广泛应用。随着分子泵应用的越来越成熟,分子泵在工作过程中的使用稳定性和安全可靠性尤为重要。然而,在一些使用场景下,例如,当磁悬浮控制器故障,或者较大气流冲击时,高速旋转的主轴失稳跌落,跌落的主轴与磁悬浮分子泵内其它部件发生碰撞,造成壳体破碎、主轴或者磁轴承等部件的损坏。
为避免上述事故的发生,目前采用的措施是设置保护轴承,当主轴失稳跌落时,失稳的主轴会跌落在保护轴承上而不会与磁悬浮分子泵内其它部件直接接触,由此实现对主轴、磁轴承或壳体等部件起到保护作用。然而,由于跌落的高速旋转的主轴与保护轴承碰撞时能量特别大,对保护轴承的损伤程度较大,承受多次冲击后的保护轴承有可能处于失效状态,以至于不能继续正常工作,另外,保护轴承价格昂贵,频繁更换保护轴承也会造成成本增加等问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的实施例提供了一种磁悬浮分子泵的主轴结构与磁悬浮分子泵,以延长保护轴承的使用寿命以及降低成本。
第一方面,本发明的实施例提供了一种磁悬浮分子泵的主轴结构,该磁悬浮分子泵的主轴结构包括:主轴,主轴具有与磁悬浮分子泵的保护轴承配合安装的周向圆周面;凹槽,设置于主轴的周向圆周面上;以及减震缓冲部件,设置于凹槽内。
在本发明第一方面的某些实施例中,凹槽为至少一个沿圆周方向设置的360°环形的凹槽。
在本发明第一方面的某些实施例中,凹槽为燕尾槽。
在本发明第一方面的某些实施例中,减震缓冲部件为密封圈。
在本发明第一方面的某些实施例中,密封圈为O形圈,密封圈以紧配合地方式安装于燕尾槽内。
在本发明第一方面的某些实施例中,减震缓冲部件的一部分凸出于凹槽。
在本发明第一方面的某些实施例中,减震缓冲部件凸出于主轴的周向圆周面的垂直距离为0.5mm~1mm。
第二方面,本发明的实施例提供了一种磁悬浮分子泵,该磁悬浮分子泵包括:壳体;保护轴承;以及如上所述的主轴结构,主轴结构安装于壳体内,保护轴承配合安装于主轴的外圈,周向圆周面与保护轴承之间形成一定间隙。
在本发明第二方面的某些实施例中,保护轴承包括内圈,滚珠和外圈,凹槽设置于主轴的周向圆周面上与保护轴承的内圈对应的位置处。
在本发明第二方面的某些实施例中,减震缓冲部件和保护轴承之间设置大于等于0.5mm的间隙。
根据本发明的实施例提供的磁悬浮分子泵的主轴结构和磁悬浮分子泵,在主轴与保护轴承配合安装的周向圆周面上设置了凹槽以及凹槽内的减震缓冲部件,当主轴跌落时,减震缓冲部件的设置使磁悬浮分子泵的主轴和保护轴承之间形成软连接,从而缓冲主轴与保护轴承之间由于碰撞产生的震动,延长保护轴承的寿命,降低成本,以及提高磁悬浮分子泵的使用稳定性。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1所示为本发明一实施例提供的磁悬浮分子泵的结构示意图。
图2所示为图1所示的一实施例提供的主轴结构(没有减震缓冲部件)的局部A的结构示意图。
图3所示为图1所示的一实施例提供的主轴结构(有减震缓冲部件)的局部A的结构示意图。
图4所示为本发明一实施例提供的主轴结构的局部结构示意图。
图5所示为本发明一实施例提供的保护轴承(俯视图)的结构示意图。
图6所示为本发明另一实施例提供的主轴结构的局部结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
分子泵在工作过程中,磁轴承控制主轴与轴承座保持同心状态,此时主轴与保护轴承之间没有接触,主轴在电机的驱动下高速旋转,保护轴承固定不动。当分子泵受较大气流冲击,或者磁轴承控制器发生故障失效时,分子泵的主轴不能保持正常的悬浮状态,导致主轴直接跌落至保护轴承上,由于跌落的主轴与保护轴承碰撞时能量特别大,对保护轴承的损伤程度较大,跌落一次对保护轴承的寿命影响严重,以至于承受多次冲击后的保护轴承有可能处于失效状态。目前,针对上述问题的解决方案是更换保护轴承,然而,保护轴承价格昂贵,频繁更换保护轴承会造成成本增加等问题。
为了缓冲主轴与保护轴承之间碰撞产生的较大震动,以及避免频繁更换保护轴承而带来的成本增加,以延长保护轴承的使用周期,为此,本申请提供一种磁悬浮分子泵的主轴结构和磁悬浮分子泵。
图1所示为本发明一实施例提供的磁悬浮分子泵的结构示意图。图2所示为图1所示的一实施例提供的主轴结构(没有减震缓冲部件)的局部A的结构示意图。图3所示为图1所示的一实施例提供的主轴结构(有减震缓冲部件)的局部A的结构示意图。
如图1-3所示,该磁悬浮分子泵的主轴结构包括主轴12,主轴12具有与磁悬浮分子泵的保护轴承13配合安装的周向圆周面121,凹槽122设置于主轴的周向圆周面121上,以及设置于凹槽122内的减震缓冲部件123。具体的,凹槽122的截面形状可以是正方形,椭圆形,或者梯形。同时,减震缓冲部件设置在凹槽内的方式可以是紧配合的方式,也可以是固定胶粘接的。
本申请实施例提供的主轴结构,通过在主轴12的与保护轴承13配合安装的周向圆周面121上设置凹槽122,以及在凹槽122内设置减震缓冲部件123,当磁悬浮分子泵在工作状态下受大气流冲击或者控制器发生故障时,主轴12跌落时,凹槽122内设置的减震缓冲部件123与保护轴承13接触,以使主轴12与保护轴承13之间形成了软连接,保证主轴12与保护轴承13中间有间隙,避免主轴跌落时与保护轴承之间的硬连接接触,从而缓冲主轴12与保护轴承13之间由于碰撞产生的震动,延长保护轴承13的寿命,以及提高磁悬浮分子泵的使用稳定性。
而且,本发明的实施例提供的主轴结构,由于设置了凹槽122和减震缓冲部件123,有效的降低了主轴12与保护轴承13之间的碰撞能量,从而对保护轴承13起到了有效的保护作用,解决了因主轴12与保护轴承13的直接撞击而对保护轴承13造成损伤,以至于频繁更换保护轴承而产生的成本增加的问题,很大程度上降低了更换成本。
在本发明的一些实施例中,凹槽122可以是沿圆周方向设置的一段环形的凹槽122,可以是由多个一段环形凹槽122按一定间隔设置的凹槽122,也可以是一圈沿圆周方向设置的360°环形的凹槽122,优选的,可以设置2个或者多个以上的沿圆周方向设置的360°环形的凹槽122,凹槽122的数量越多,可以设置更多的减震缓冲部件123,以提高主轴12与保护轴承13之间的缓冲效果,更有利于延长保护轴承13的寿命。
在本发明的一些实施例中,凹槽122为燕尾槽,燕尾槽的承载能力比较大,该设计有利于减震缓冲部件的安装固定,结构简单,工作可靠性高。
在本发明的一些实施例中,该减震缓冲部件可以是密封圈,密封圈的旋转力学内耗较大的,损失释放能量越多,减震缓冲效果越好,力学内耗是由于发生滞后现象,在每一循环变化中,作为热损耗掉的能量与最大储存能量之比,ψ=2πtanδ,其中,δ为力学损耗角,滞后现象是指聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象。
在本发明的一些实施例中,密封圈为O形圈,密封圈以紧配合地方式安装于燕尾槽内,该方案结构简单,安装方便,使用可靠性高。
例如,密封圈可以包括两部分,第一部分为与燕尾槽紧配合的部分,其截面形状态可以为燕尾形,第二部分为凸出燕尾槽的部分,其截面形状可以为半圆形。密封圈的第一部分的燕尾形截面使得密封圈能够牢固安装在燕尾槽内,而半圆形的凸出部分在主轴跌落过程中能够向保护轴承提供更可靠的支撑作用。
图4所示为本发明一实施例提供的主轴结构的局部结构示意图。
在本发明的一些实施例中,如图4所示,减震缓冲部件123的一部分凸出于所述凹槽122,该减震缓冲部件123的凸出部分越多,越有利于提高减震缓冲部件123对碰撞力的缓冲作用,提高保护轴承13的安全可靠性。
在本发明的一些实施例中,减震缓冲部件123的一部分凸出于凹槽122,该减震缓冲部件123的凸出部分越多,越有利于提高减震缓冲部件123对碰撞力的缓冲作用,提高保护轴承13的安全可靠性。优选的,在保证减震缓冲部件123与保护轴承13之间有一定间隙的前提下,减震缓冲部件123凸出于主轴12的周向圆周面121的垂直距离L3可以为0.5mm~1mm,以提高减震缓冲部件123对碰撞力的缓冲作用,提高保护轴承13的安全可靠性。
根据本发明的另一方面,如图1所示,还提供了一种磁悬浮分子泵,该磁悬浮分子泵包括壳体11,保护轴承13,以及本发明的上述任一实施例中所述的主轴结构,该主轴结构安装于磁悬浮分子泵的壳体11内,保护轴承13配合安装于主轴结构的外圈,涡轮14与主轴结构连接为一体,定子叶片15与涡轮14的动叶片交替设置,在磁悬浮分子泵的工作过程中,涡轮14在主轴结构的带动下高速旋转,将从磁悬浮分子泵入口流入的气体分子朝泵的排气口排出。
具体的,主轴结构包括主轴12,主轴12具有与保护轴承13配合安装的周向圆周面121,周向圆周面121与保护轴承13之间形成一定间隙,凹槽122,设置于主轴12的周向圆周面121上与保护轴承13对应的位置处,以及减震缓冲部件123,设置于凹槽122内。
本申请实施例提供的磁悬浮分子泵,通过在主轴12的与保护轴承13配合安装的周向圆周面121上设置凹槽122,以及在凹槽122内设置减震缓冲部件123,当磁悬浮分子泵在工作状态下受大气流冲击或者控制器发生故障,主轴12跌落时,凹槽122内设置的减震缓冲部件123与保护轴承13接触,以使主轴12与保护轴承13之间形成了软连接,保证主轴12与保护轴承13中间有间隙,避免主轴跌落时与保护轴承之间的硬连接接触,从而缓冲主轴12与保护轴承13之间由于碰撞产生的震动,延长保护轴承13的寿命,以及提高磁悬浮分子泵的使用稳定性。
而且,本发明的实施例提供的磁悬浮分子泵,由于设置了凹槽122和减震缓冲部件123,有效的降低了主轴12与保护轴承13之间的碰撞能量,从而对保护轴承13起到了有效的保护作用,解决了因主轴12与保护轴承13的直接撞击而对保护轴承造成损伤,以至于频繁更换保护轴承而产生的成本增加的问题,很大程度上降低了更换成本。
图5所示为本发明一实施例提供的保护轴承(俯视图)的结构示意图。
在本发明的一些实施例中,如图5所示,保护轴承13包括内圈131,滚珠132和外圈133,凹槽122设置于主轴12的周向圆周面121上与保护轴承13的内圈131对应的位置处,这种方案的设计可以有效的提高减震缓冲部件123对保护轴承的缓冲抗震作用。
图6所示为本发明另一实施例提供的主轴结构的局部结构示意图。
在本发明的一些实施例中,如图6所示,凹槽122为燕尾槽,减震缓冲部件123以紧配合地方式安装于燕尾槽内,例如,燕尾槽的深度L1为1.3mm,宽度L2为1.4mm,角度α为40度,倒圆角曲率R为0.2,燕尾槽的承载能力比较大,该设计有利于减震缓冲部件123的安装固定,结构简单,工作可靠性高。
在本发明的一些实施例中,减震缓冲部件123和保护轴承13之间设置大于等于0.5mm的间隙,以保证磁悬浮分子泵在工作过程中主轴的安全可靠性,以保证在主轴的高速旋转过程中减震缓冲部件123与保护轴承13不会接触而发生故障。
上述所有实施例的技术特征,可采用任意结合形成本发明的可选实施例,在此不再一一赘述。
在本说明书的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。另外,“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。
除非另有定义,本发明的说明书所使用的所有技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量,由此,限定“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种磁悬浮分子泵的主轴结构,其特征在于,包括:
主轴,所述主轴具有与所述磁悬浮分子泵的保护轴承配合安装的周向圆周面;
凹槽,设置于所述主轴的所述周向圆周面上;以及
减震缓冲部件,设置于所述凹槽内。
2.根据权利要求1所述的主轴结构,其特征在于,所述凹槽为至少一个沿圆周方向设置的360°环形的凹槽。
3.根据权利要求1所述的主轴结构,其特征在于,所述凹槽为燕尾槽。
4.根据权利要求1所述的主轴结构,其特征在于,所述减震缓冲部件为密封圈。
5.根据权利要求1所述的主轴结构,其特征在于,所述密封圈为O形圈,所述密封圈以紧配合地方式安装于所述燕尾槽内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的主轴结构,其特征在于,所述减震缓冲部件的一部分凸出于所述凹槽。
7.根据权利要求6所述的主轴结构,其特征在于,所述减震缓冲部件凸出于所述主轴的周向圆周面的垂直距离为0.5mm~1mm。
8.一种磁悬浮分子泵,其特征在于,包括:
壳体;
保护轴承;以及
如权利要求1至7中任一项所述的主轴结构,所述主轴结构安装于所述壳体内,所述保护轴承配合安装于所述主轴的外圈,所述周向圆周面与所述保护轴承之间形成一定间隙。
9.根据权利要求8所述的磁悬浮分子泵,其特征在于,所述保护轴承包括内圈,滚珠和外圈,所述凹槽设置于所述主轴的周向圆周面上,且与所述保护轴承的内圈对应的位置处。
10.根据权利要求8或9所述的磁悬浮分子泵,其特征在于,所述减震缓冲部件和所述保护轴承之间设置大于等于0.5mm的间隙。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220322 |
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