專利名稱：一種采用葉盤轉(zhuǎn)子的小型分子泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:
本實(shí)用新型涉及真空獲得及氣體流動(dòng)領(lǐng)域，利用葉盤轉(zhuǎn)子提高轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的空 間利用率，同時(shí)兼顧分子泵的可靠性、抽速和壓縮比。
技術(shù)背景
分子泵是一種超高真空獲得設(shè)備，主要用來獲得10-3&以內(nèi)的清潔真空，以 前主要應(yīng)用于科研領(lǐng)域。隨著真空應(yīng)用領(lǐng)域的飛速發(fā)展，分子泵越來越多的應(yīng) 用與工業(yè)領(lǐng)域，而工業(yè)領(lǐng)域一般需要分子泵有較大的抽速或者較高的壓縮比， 以便于在分子泵前級(jí)出口壓力較高的情況下工作?，F(xiàn)有的小型分子泵多采用的 結(jié)構(gòu)有兩種 一、上半部分為幾級(jí)(一般6-8級(jí))葉片結(jié)構(gòu)，下半部分為光筒結(jié) 構(gòu)，而霍爾維克槽為與光筒配合的靜止的內(nèi)螺旋槽，為了保證壓縮比，這種結(jié) 構(gòu)一般選取的轉(zhuǎn)速較高；二、單純的光筒結(jié)構(gòu)配以靜止的霍爾維克內(nèi)螺旋槽， 這種結(jié)構(gòu)一般選取的轉(zhuǎn)速較低。這兩種結(jié)構(gòu)，前一種結(jié)構(gòu)可以保證抽速和壓縮 比，但是由于轉(zhuǎn)速較高，產(chǎn)品的可靠性大大降低；后一種結(jié)構(gòu)的壓縮比和可靠 性可以保證，但是由于缺少葉片結(jié)構(gòu)，僅靠光筒的拖動(dòng)，抽速較小。因此，現(xiàn) 有的兩種結(jié)構(gòu)無法同時(shí)滿足可靠性、抽速和壓縮比這三項(xiàng)分子泵重要的指標(biāo)
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種在保證可靠性和壓縮比的前提下，提高分子 泵抽速的新型轉(zhuǎn)子，葉盤轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)綜合了上述兩種分子泵的優(yōu)點(diǎn)而又摒棄了其 缺點(diǎn)，使得分子泵的出口壓強(qiáng)在較高的范圍內(nèi)仍有較大的抽速，從而更好的適 應(yīng)現(xiàn)在工業(yè)的要求。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型專利對(duì)現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。首先， 在轉(zhuǎn)子的頂面向下加工出垂直頂面的1~3級(jí)動(dòng)葉片，動(dòng)葉片跟直徑方向成一角度(O。 ~90° )，兩級(jí)動(dòng)葉片間距自由，這樣的結(jié)構(gòu)既有傳統(tǒng)的葉片的抽氣效 果，又有類似霍爾維克筒式的短槽的拖動(dòng)效果，抽速將是兩者的綜合。其次， 對(duì)于單純動(dòng)葉片壓縮能力有限的缺點(diǎn)，在每級(jí)動(dòng)葉片的間隔中設(shè)計(jì)了跟動(dòng)葉片
形狀類似的靜葉片，靜葉片總級(jí)數(shù)比動(dòng)葉片少一級(jí)。所有葉片的后一級(jí)葉片數(shù) 均不小于前一級(jí)的葉片數(shù)，這樣的結(jié)構(gòu)可以提高分子泵對(duì)氣體的壓縮能力。再 次，在轉(zhuǎn)子的頂面外圓部分處的最后一級(jí)動(dòng)葉片，其前半部分(離圓心近的部 分)與第一級(jí)葉片類似都是在圓盤頂端向上，后半部分在圓筒的外側(cè)跟圓筒成 懸臂結(jié)構(gòu)，其底圓直徑與霍爾維克筒的直徑相同，保證抽氣路徑變化均勻，沒 有突變。后半部分與前半部分頂面在一個(gè)平面內(nèi)，高度比例介于1/1~3/1之間。 最后，將霍爾維克槽開在圓筒外壁上，提高了抽氣效率，降低了加工難度。
采用上述葉盤后，抽速有了較大的提升，前級(jí)耐壓能力大大增強(qiáng)，跟傳統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)相比，即保證了壓縮比，又提高了抽速，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方面，節(jié)省 原材料、負(fù)載降低等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)舉例說明如下(本例中動(dòng)葉片為三級(jí)，齒數(shù)分別 為8、 10、 16;靜葉片為兩級(jí)，齒數(shù)分別為16、 16，與直徑方向的角度分別如 圖所示)


圖1為葉盤轉(zhuǎn)子的立體圖2為葉盤轉(zhuǎn)子頂面加工出的動(dòng)葉片的平面圖3為靜葉片的平面圖4為動(dòng)、靜葉片的裝配關(guān)系示意圖； 圖中附圖標(biāo)記表示為11-第一級(jí)動(dòng)葉片，12-第二級(jí)動(dòng)葉片，13-第三級(jí)動(dòng)葉片， 41-頂蓋靜葉盤、42-葉盤轉(zhuǎn)子、43-支撐頂蓋靜葉盤的泵殼。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
參見圖1-4所示，本實(shí)用新型提供的轉(zhuǎn)子是在傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子的頂面增加葉片， 通過葉片的級(jí)數(shù)、傾角、厚度等參數(shù)的改進(jìn)而滿足可靠性、抽速和壓縮比這三 項(xiàng)指標(biāo)，具體如下
圖l為葉盤轉(zhuǎn)子的立體圖。
圖2為葉盤轉(zhuǎn)子頂面動(dòng)葉片的平面圖。首先，將圓柱形鋁錠在車床上加工出 一個(gè)圓柱體，外徑為R26。在該圓柱的頂面上向下銑出垂直頂面向上的動(dòng)葉片， 其中第一、二、三級(jí)動(dòng)葉片與直徑方向的角度分別為6 21、 9 22、 6 23，其中 6 21為76.37° ， 0 22為64.80° ， e 23為55.80° ， R25、 R24為第一級(jí)動(dòng)葉片11 的內(nèi)外徑，R25=20mm， R24=30mm;R23、R22為第二級(jí)動(dòng)葉片12的內(nèi)外徑，R23=42mm， R22:52ram; R21、 R26為第三級(jí)動(dòng)葉片13的內(nèi)外徑，R21=68mm， R26=80mm，第三 級(jí)動(dòng)葉片13的后半部分向外伸出，形成懸臂結(jié)構(gòu)；B21、 B22、 B23為第一、二、 三級(jí)葉片的厚度，本例中均為2mm。
具體加工如下用車刀在葉盤轉(zhuǎn)子頂面的葉片所在位置車出三個(gè)突出的圓 臺(tái)，尺寸如圖2中所示，即先把半徑小于R25的部分車去，車去部分深為5mm， 然后再將半徑大于R24小于R23的部分車去，深度仍為5mm，最后將半徑大于 R22小于R21的部分車去。在加工中心上用棍銑刀加工出第一、二級(jí)動(dòng)葉片， 動(dòng)片高度為5mm。在加工中心上用棍銑刀將第三級(jí)葉片按照第一級(jí)葉片的形狀 整體加工出來，深度為5mm;然后開始銑出懸臂結(jié)構(gòu)，并將懸臂結(jié)構(gòu)根部倒圓 角；最后在多頭車床上車出霍爾維克螺旋槽。
圖3為靜葉片的平面圖，其中R31、 R32為第一級(jí)靜葉片的內(nèi)外徑，R31-32, R32=40， R33、 R34為第二級(jí)靜葉片的內(nèi)外徑，R33=54， R34=66; 9 31、 6 32 為第一、二級(jí)靜葉片與直徑方向的夾角，0 31=62° 、 9 32=75° ; B31、 B32為第一、二級(jí)葉片的厚度，本例中均為2mm。靜葉片的加工方式同動(dòng)葉片。
圖4為動(dòng)、靜葉片裝配關(guān)系的示意圖。葉盤轉(zhuǎn)子42上方與之搭配的零件是 頂蓋靜葉盤41，頂蓋靜葉盤41通過泵殼43支撐在轉(zhuǎn)子42上面，頂蓋靜葉盤 41的下半部分為靜葉片，靜葉片與直徑方向成一定角度，靜葉片與動(dòng)葉片存在 裝配關(guān)系靜葉片從自上而下插在動(dòng)葉片的徑向間隔中間，動(dòng)靜葉片之間沒有 相互接觸，在直徑方向上交叉存在，通過調(diào)節(jié)泵殼43的高度來調(diào)整靜葉片插入 動(dòng)葉片的深度。裝配時(shí)，首先把葉盤轉(zhuǎn)子42安裝完畢，然后在其外側(cè)裝上泵殼 43，最后把頂蓋靜葉片扣到泵殼43上，使靜葉片和動(dòng)葉片在直徑方向上交叉分 布，可以改變泵殼43的高度來調(diào)整動(dòng)葉片和靜葉片的交叉長(zhǎng)度。
權(quán)利要求1.一種小型分子泵，其中在轉(zhuǎn)子頂面向下加工出垂直頂面的動(dòng)葉片，動(dòng)葉片跟直徑方向成一定角度，這種轉(zhuǎn)子稱為葉盤轉(zhuǎn)子，葉盤轉(zhuǎn)子上方與之搭配的零件是頂蓋靜葉盤，頂蓋靜葉盤通過泵殼支撐在轉(zhuǎn)子上面，頂蓋靜葉盤的下半部分為靜葉片，靜葉片與直徑方向成一定角度，靜葉片與動(dòng)葉片存在裝配關(guān)系靜葉片從自上而下插在動(dòng)葉片的徑向間隔中間，動(dòng)靜葉片之間沒有相互接觸，在直徑方向上交叉存在，通過調(diào)節(jié)泵殼的高度來調(diào)整靜葉片插入動(dòng)葉片的深度。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l中的小型分子泵，其中動(dòng)葉片的級(jí)數(shù)為1~3級(jí)，靜葉片比動(dòng)葉片少一級(jí)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l中的小型分子泵，其中動(dòng)、靜葉片與直徑方向的夾角均為O。 ~90° 。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1中的小型分子泵，其中葉片從內(nèi)向外后一級(jí)葉片數(shù)不少于前一級(jí)葉片 的葉片數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4中的小型分子泵，其中最后一級(jí)動(dòng)葉片的前半部分在頂面上，后半部 分為懸臂結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5中的小型分子泵，最后一級(jí)動(dòng)葉片懸臂結(jié)構(gòu)后半部分葉片高度與前半 部分葉片高度的比值介于1/1~3/1之間。
專利摘要對(duì)小型分子泵的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，使轉(zhuǎn)子頂面多了幾層由內(nèi)而外的動(dòng)葉片(一般為1-3層)，呈垂直頂面向上輻射狀，帶螺旋槽的部分為高速旋轉(zhuǎn)的霍爾維克轉(zhuǎn)子，其頂上半徑最小的為第一級(jí)動(dòng)葉片，半徑最大的為第三級(jí)動(dòng)葉片，中間的為第二級(jí)動(dòng)葉片。第三級(jí)動(dòng)葉片部分在頂面內(nèi)部垂直頂面，部分外伸出頂面，為懸臂結(jié)構(gòu)。外伸部分的動(dòng)葉片向下延伸，延伸高度大于在頂端內(nèi)部的動(dòng)葉片；頂蓋靜葉盤上的葉片為兩級(jí)級(jí)靜葉片，翻過來插在動(dòng)葉片之間，總共構(gòu)成五級(jí)抽氣結(jié)構(gòu)，以提高分子泵的抽速。
文檔編號(hào)F04D19/00GK201318296SQ20082017712
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日
發(fā)明者張勤德, 斌 范, 蒙 鄒 申請(qǐng)人:北京中科科儀技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司