專利名稱：有定子和轉(zhuǎn)子的摩擦式真空泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種摩擦式真空泵，包括定子和轉(zhuǎn)子，它們構(gòu)成至少兩個各有一氣體進口的泵級，以及包括泵級的連接裝置，連接裝置配備有連接口并用于將泵級的氣體進口與要抽真空的設備連接起來。
由DE-A-4331589已知這種類型的摩擦式真空泵。它優(yōu)選地用于粒子輻射儀(例如質(zhì)譜儀)抽真空，粒子輻射儀有用遮擋板彼此分開的腔，在粒子輻射儀工作時這些腔內(nèi)應存在不同的壓力。眾所周知，為了造成這些壓力采用單獨的真空泵。
DE-A-4331589公開了只借助一個真空泵系統(tǒng)產(chǎn)生粒子輻射儀需要的不同壓力。此泵系統(tǒng)包括兩個渦輪分子泵級和一個分子泵級(霍爾威克泵級)。這些泵級沿軸向連續(xù)布置。每個泵級有一個氣體進口(端面的氣體通道面積)，它通過連接裝置與要抽真空的設備的有關(guān)腔連接。在按DE-A-3431589的方案中，外殼本身和設在側(cè)面的附加外殼作為連接裝置。外殼本身配備有一布設在端面的連接口，用于將第一泵級的氣體進口與要抽真空的設備連接起來。在附加的外殼中設連接管道，它們將另一些泵級相關(guān)的進口與另一些連接口連通。這些連接口本身又分別與要抽真空的設備內(nèi)相關(guān)的腔連接。因為在附加外殼內(nèi)的連接口與第一泵級的連接口位于一個公共的平面內(nèi)(垂直于轉(zhuǎn)子軸線)，所以在附加外殼中的連接管道必須較長。由此在此連接管道內(nèi)產(chǎn)生較大的傳導損失，尤其在相互連接區(qū)內(nèi)恰好要求高的抽吸能力的情況下這一結(jié)果是非常不利的。
本發(fā)明的目的是設計一種前言所述類型的摩擦式真空泵，使中間級的抽吸能力沒有因為在連接管道內(nèi)高的傳導損失而受到損害。
按本發(fā)明為達到此目的，令連接口處于一個平面內(nèi)，此平面位于泵級旁及泵級側(cè)面，從而盡可能縮短連接口與轉(zhuǎn)子軸線之間的距離。
采用這些措施，保證在中間級的各氣體進口與相關(guān)的連接口之間也有盡可能小的距離。傳導損失小。在所有泵級氣體進口區(qū)的有效抽吸能力，即使在有關(guān)的連接口區(qū)域內(nèi)也幾乎沒有改變地可供利用。
雖然，實現(xiàn)按本發(fā)明采取的措施帶來的一個結(jié)果是，要輸送的氣體在第一泵級的進口區(qū)，亦即正好在壓力最低的地方必須轉(zhuǎn)向。不過，由此造成的傳導損失可以保持得很小，因為氣體進口與連接口平面之間的距離始終比較小，除此以外在此區(qū)域內(nèi)也不妨礙選擇較大的直徑。而且在許多應用中尤其在第一(高真空側(cè))泵級進口區(qū)內(nèi)也并不要求特別高的抽吸能力。往往甚至存在這種必要性，即，在此部位節(jié)制抽吸能力。
第一泵級的主要目的是要保證高的壓縮比。為第一泵級選擇的葉片性能(渦輪級的數(shù)量、葉片間距、傾斜角等)必須考慮到實現(xiàn)這一功能。重要的是要隔開兩個泵級的兩個工作壓力區(qū)。通常在一個或多個中間進口處才要求高的抽吸能力。這一目的也可通過選擇特殊的葉片幾何結(jié)構(gòu)達到。通過采取按本發(fā)明的措施，恰恰在這一區(qū)域能保證基本上避免抽吸能力的損失。
對于泵級的抽吸能力而言，氣體分子去氣體進口可通達性(有效的氣體通道面積)有決定性意義。為達到此目的，對于中間級已知，在居先的級與其氣體進口之間規(guī)定一個較大的距離，特別有利的是此間距至少為轉(zhuǎn)子直徑的四分之一，優(yōu)選地三分之一。
下面可借助

圖1和2所示的實施例說明本發(fā)明的其他優(yōu)點和詳情。
在兩個圖中，泵本身用1、它的外殼用2、它的定子系統(tǒng)用3以及它的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)用4表示。軸5屬于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，它本身通過軸承6、7支承在與泵外殼2連接的軸承箱8內(nèi)。此外在軸承箱內(nèi)還有驅(qū)動電動機9、10。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)4的旋轉(zhuǎn)軸線用15表示。
總共設三個泵級12、13、14，其中兩個泵級(12、13)設計為渦輪分子真空泵級以及一個泵級(14)設計為分子泵級(霍爾威克泵級)。在分子泵級14上連接泵的出口17。
位于高真空側(cè)的第一泵級12由四對轉(zhuǎn)子葉片排21和定子葉片排22組成。第一泵級12的進口，亦即有效的氣體通道面積，用23表示。在第一泵級12上連接第二泵級13，它由三對定子葉片排22和轉(zhuǎn)子葉片排21組成。它的進口用28表示。
第二泵級13與第一泵級12隔開一定距離。選擇的距離(高度)a保證要輸送的氣體分子去氣體進口28自由的可通達性。合乎目的的是距離a大于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)4直徑的四分之一，優(yōu)選地大于三分之一。
與之連接的霍爾威克泵包括一旋轉(zhuǎn)的圓柱段29，與之相對的是外部和內(nèi)部按已知的方式分別制有螺旋槽30、31的定子件32、33。
泵級12、13、14的轉(zhuǎn)子部分構(gòu)成一個在準備妥當可以運轉(zhuǎn)狀態(tài)下與軸5連接的單元。在泵級12和13之間的間隔的高度中，軸5穿過一中心孔25，所以在軸承腔與間隔之間不構(gòu)成直接的連接，并因而排除潤滑劑蒸汽反向擴散的危險。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)4的懸臂支承也是為了達到此目的?？梢匀∠诟哒婵諅?cè)設置軸承和影響傳導的構(gòu)件(軸承座)。顯然，通過將轉(zhuǎn)子系統(tǒng)4在電動機附近的部分設計為鐘形，可以使軸承6、7離轉(zhuǎn)子重心的距離小。潤滑劑蒸汽的反向擴散也可通過采用磁性軸承避免，它們可布置在更恰當?shù)奈恢谩?br> 外殼2本身用于實現(xiàn)按本發(fā)明的連接裝置。在圖1所示的實施例中，外殼設計為使全部連接口36、37的平面平行于轉(zhuǎn)子軸線15。由此尤其使連接口37到相關(guān)的氣體進口28的距離很短，所以影響泵級13抽吸能力的傳導損失可以忽略不計。這一情況同樣適用于在相互連接37／28的下游的任何其它的相互連接。此外，連接口37的直徑超過高度a至約為其兩倍。采取此措施同樣為了減小進口28與連接口37之間的傳導損失。
所表示的泵1或其有效的抽送構(gòu)件(定子葉片、轉(zhuǎn)子葉片、螺旋級)恰當?shù)匕催@樣的方式設計，即，在連接口36區(qū)域內(nèi)造成壓力為10-4至10-7mbar，優(yōu)選地為10-5至10-6mbar，以及在連接口37的區(qū)域內(nèi)造成壓力約10-2至10-4mbar。為此，對第一泵級12而言必須保證壓縮比為102至104，優(yōu)選地大于100。通過中間泵級應造成高的抽吸能力(例如200 l／s)。與之連接的雙級式霍爾威克泵級(29、30；29、31)保證耐高的初抽真空，所以第二泵級的抽吸能力通常與初抽真空壓力無關(guān)。
對于在連接口36的區(qū)域內(nèi)不要求特別高的抽吸能力的情況，此目的可通過適當設計第一泵級12的葉片達到。存在的另一種可能性是，在第一泵級進口23前面設一遮擋板38，它的內(nèi)徑?jīng)Q定所期望的抽吸能力。
按圖2的實施例與圖1所示實施例的差別在于，在第一泵級12下游的泵級13和14的直徑大于泵級12的直徑。連接口36、37的平面與此情況相匹配。此平面相對于轉(zhuǎn)子4的軸線15傾斜，使連接口36、37距相關(guān)氣體進口23、28的距離盡可能地小。連接口36、37的平面相對于轉(zhuǎn)子軸線15的傾斜角α與泵級直徑的增加一致。由此可以獲得最佳的距離關(guān)系。在圖示的實施例中此傾斜角約為5°。
權(quán)利要求
1．摩擦式真空泵(1)，包括定子(3)和轉(zhuǎn)子(4)，它們構(gòu)成至少兩個各有一氣體進口(23、28)的泵級(12、13、14)，以及包括用于泵級的連接裝置，連接裝置配備有連接口(36、37)并用于將泵級的氣體進口(23、28)與要抽真空的設備連接起來，其特征為連接口(36、37)處于一個平面內(nèi)，此平面位于泵級(12、13、14)旁及泵級側(cè)面，從而盡可能縮短連接口(36、37)與轉(zhuǎn)子軸線(15)之間的距離。
2．按照權(quán)利要求1所述的摩擦式真空泵，其特征為連接口(36、37)的平面平行于轉(zhuǎn)子(4)的軸線(15)布置。
3．按照權(quán)利要求1所述的摩擦式真空泵，其特征為后繼的泵級(13、14)的直徑大于居先的泵級(12、13)的直徑；以及，連接口(36、37)平面相對于轉(zhuǎn)子(4)軸線(15)方向的斜度與此直徑的增大相匹配。
4．按照前列諸權(quán)利要求之一所述的摩擦式真空泵，其特征為連接口(36、37)是摩擦式真空泵(1)外殼(2)的組成部分。
5．按照前列諸權(quán)利要求之一所述的摩擦式真空泵，其特征為兩個居先的泵級(12、13)設計為渦輪分子泵；以及，它們有效的抽送構(gòu)件(定子葉片、轉(zhuǎn)子葉片)設計為，第一泵級(12)保證高的壓縮比以及第二泵級(13)產(chǎn)生高的抽吸能力。
6．按照權(quán)利要求5所述的摩擦式真空泵，其特征為這兩個泵級(12和13)互相隔開距離；以及，它們的距離(a)大于四分之一轉(zhuǎn)子直徑，優(yōu)選地約三分之一轉(zhuǎn)子直徑。
7．按照權(quán)利要求6所述的摩擦式真空泵，其特征為通過連接裝置與第二泵級的氣體進口(28)連通的那個連接口(37)的直徑大于距離(a)，優(yōu)選地約為距離(a)的兩倍。
8．按照權(quán)利要求5、6或7所述的摩擦式真空泵，其特征為一雙級式霍爾威克泵級與這兩個泵級(12、13)相連。
9．按照前列諸權(quán)利要求之一所述的摩擦式真空泵，其特征為轉(zhuǎn)子(4)在初抽真空一側(cè)驅(qū)動并懸臂支承。
10．按照權(quán)利要求9所述的摩擦式真空泵，其特征為懸空的軸端穿過轉(zhuǎn)子(4)內(nèi)的一個中心孔(25)；以及，轉(zhuǎn)子(4)固定在此軸端上。
11．按照權(quán)利要求9或10所述的摩擦式真空泵，其特征為轉(zhuǎn)子(4)在電動機附近的部分設計為鐘形。
12．按照前列諸權(quán)利要求之一所述的摩擦式真空泵，其特征為為第一泵級(12)的進口(23)配設一限制抽吸能力的遮檔板(38)。
13．按照前列諸權(quán)利要求之一所述的摩擦式真空泵，其特征為它配備有磁性軸承。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種摩擦式真空泵(1),包括定子(3)和轉(zhuǎn)子(4),它們至少構(gòu)成兩個各有一氣體進口(23、28)的泵級(12、13、14),以及包括用于泵級的連接裝置,連接裝置配備有連接口(36、37)并用于將泵級的氣體進口(23、28)與要抽真空的設備連接起來。為了避免大的傳導損失,建議連接口(36、37)處于一個平面內(nèi),此平面位于泵級(12、13、14)旁及泵級側(cè)面,從而盡可能縮短連接口(36、37)與轉(zhuǎn)子軸線(15)之間的距離。
文檔編號F04D17/16GK1292851SQ98814028
公開日2001年4月25日 申請日期1998年9月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月14日
發(fā)明者克里斯蒂·拜爾, 拉爾夫·阿達米埃茨, 馬庫斯·亨利, 岡特·許茨, 海因里?！び⒏裉m德, 格哈德·W·沃爾特, 漢斯－魯?shù)婪颉し粕釥?申請人:萊博爾德真空技術(shù)有限責任公司