专利名称：一种无油涡旋真空泵的制作方法
技术领域：
本实用新型属于真空泵领域，具体地说是一种无油涡旋真空泵。
技术背景伴随着半导体、新材料和生物制药等行业的快速发展，对真空获得设备提出了两个新的要求 一个是极限真空度要尽量高，另一个是 获得的真空环境应该是清洁无油的。在这些新要求的引导下，分子泵、 低温泵越来越多地代替了油扩散泵作为系统的主泵，这样大大降低了 真空泵向真空室的返油。然而现在大多数分子泵、低温泵还是釆用油 封式机械泵作为前级泵，虽然人们在改进油封式泵上下了不少功夫， 比如将泵油改成PFPE (全氟聚醚)油、加上过滤装置等，但油蒸气 仍然可以通过主泵返流到真空室，从而造成该真空系统并不是一个名 副其实的无油真空系统。为了获得更清洁的真空环境，机械无油真空泵应运而生。目前应 用的机械无油真空泵主要有多级罗茨泵、螺杆泵、爪型泵和涡旋泵。 这些泵共同的特点是泵腔内没有油来密封，完全靠间隙的大小来保证 其极限真空度。由于这些泵没有泵油来密封，单级泵的极限真空度往 往较低，因此常采用多级串连的形式，以达到较高的真空度。涡旋真 空泵以其自身型线的特点，不需釆用多级串连的形式就能达到较高的 极限真空度，所以它在无油真空泵领域有自己独特的优势。目前涡旋泵还没有形成产业化的产品，主要原因除加工及装配要 求精度高、加工难度大、 一次性投入大等制约因素外，其设计理论也 亟待提高，尤其包括型线的改善、加工成本的降低、间隙的确定、泄 漏量的计算等。实用新型内容为了解决现在涡旋泵一次性投入大、加工难度大、极限真空低、 间隙确定的问题，本实用新型的目的在于提供一种极限真空度高、真 空环境清洁的无油涡旋真空泵。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的 本实用新型具有吸、排气口，包括第一、二定子涡旋盘、双侧转 子涡旋盘、电机及曲轴，第一、二定子涡旋盘及双侧转子涡旋盘安装 于曲轴上，电机与曲轴相连接；第一、二定子涡旋盘分别位于双侧转子涡旋盘的两侧、与双侧转子涡旋盘相连接；第一定子涡旋盘与双侧转子涡旋盘及第二定子涡旋盘与双侧转子涡旋盘型线相同，分别以兀 角度交错组合，转、定子涡旋盘的径向为间隙密封，端面以摩擦形式 相对运动。其中所述第一、二定子涡旋盘及双侧转子涡旋盘的型线为圆的 渐开线，转、定子涡旋盘彼此间间隙密封，形成多个相对称的月牙形 封闭腔；第一定子涡旋盘与双侧转子涡旋盘及第二定子涡旋盘与双侧 转子涡旋盘的连接端面设有密封垫片，该密封垫片为特氟隆材料；在 曲轴上、位于第一、二定子涡旋盘的外侧分别设有第一、二风扇；所 述排气口由上至下依次设有相互抵接的排气适配器、排气弹簧、阀导 向块、阀内弹簧及阀，阀抵接于月牙形封闭腔内壁；所述经硬质氧化 处理的第一、二定子涡旋盘及双侧转子涡旋盘的表面喷涂有特氟隆薄 膜；泵体为卧式，曲轴的轴线与地面平行；所述第一、二定子涡旋盘 与曲轴之间设有轴封。本实用新型的优点与积极效果为1. 本实用新型的工作腔是由两个型线共轭的涡旋盘相差兀角度 相啮合安装而形成的，彼此间在几条直线(在横截面上是几个点)上密 封接触并形成相对称的几对月牙形封闭腔；月牙形封闭腔内气体在压 缩过程中容积是连续变化的，因此泵的工作压力范围宽，驱动力矩变 化小，功率变化小。2. 本实用新型的曲轴在设计上根据实际情况可选用合理的偏心 距，使密封间隙小，泄漏小，使泵具有较高的压縮比，极限真空度提 高。3. 本实用新型釆用密封垫片进行端面密封，密封垫片的材料为 特氟隆材料，耐磨，使用寿命高，密封效果好。4. 本实用新型采用特氟隆类轴封，增加了耐磨性，减少了摩擦 系数，延长了泵的维修周期。5. 本实用新型曲轴的两端装有风扇，既冷却了泵体又平衡了转 动部件的不平衡度。6. 本实用新型的排气口，由闽、阀内弹簧、阀导向块、排气弹 簧、排气适配器组成，阀紧贴内压缩腔，减少了压缩气体的残留并降 低了气流脉动冲击，减小噪声。7. 本实用新型的涡旋盘表面经硬质氧化处理，并喷涂特氟隆薄 膜，增加了耐磨性，减少了摩擦系数，提高了泵寿命。8. 本实用新型是无油真空泵，体积小，噪音低，在抽气过程中 可保持真空环境不受污染，清洁度高，适用于半导体、石化、冶金、食品、医药、电子、包装、印刷等行业，适用领域广。
图i为本实用新型的结构示意图；图2为图1中排气口的结构示意图； 图3为图1中涡旋盘型线图；其中l为第一风扇，2为风扇罩，3为第二定子涡旋盘，4为密 封垫片，5为排气口， 6为双侧转子涡旋盘，7为轴封，8为第一定子 涡旋盘，9为第二风扇，IO为电机，ll为电机座，12为联轴器，13 为梅花橡胶，14为曲轴，15为阀，16为阀内弹簧，17为阆导向块， 18为排气弹簧，19为排气适配器，20为月牙形封闭腔。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。如图l、图3所示，本实用新型具有吸、排气口、第一、二定子 涡旋盘8、 3和双侧转子涡旋盘6、电机10及曲轴14，第一定子涡旋 盘8、双侧转子涡旋盘6及第二定子涡旋盘3依次安装于曲轴14上， 双侧转子涡旋盘6位于曲轴14的偏心位置，曲轴在设计上可根据实 际情况选用合理的偏心距，使密封间隙小，泄漏小，使泵具有较高的 压缩比，极限真空度提高。第一、二定子涡旋盘8、 3分别位于双侧 转子涡旋盘6的两侧，第一、二定子涡旋盘8、 3与曲轴14之间设有 轴封7。第一定子涡旋盘8与双侧转子涡旋盘6及第二定子涡旋盘3 与双侧转子涡旋盘6的连接端面设有密封垫片4,该密封垫片4为美 囯杜邦公司生产的特氟隆(Teflon)材料。第一、二定子涡旋盘8、 3与双侧转子涡旋盘6的型线相同，组成的工作腔是由两个型线共轭 的涡旋盘相差r角度相啮合安装而成，即第一、二定子涡旋盘8、 3 及双侧转子涡旋盘6的型线为圆的渐开线，这种型线的加工精度要求 较高。转、定子涡旋盘的径向为间隙密封，端面由密封垫片4密封， 以摩擦形式相对运动。转、定子涡旋盘彼此间在几条直线(在横截面 上是几个点)上密封接触并形成多个相对称的月牙形封闭腔20。当 气体从外侧工作腔被吸入并封闭在月牙形封闭腔20内，随着接触点 的沿涡线方向往中心移动，月牙形封闭腔20容积逐渐变小，气体不 断被压缩，最终从中心排气孔排走。月牙形封闭腔20内气体在压缩 过程中容积是连续变化的，因此，真空泵的工作压力范围宽，驱动力 矩变化小，功率变化小。第一、二定子涡旋盘8、 3及双侧转子涡旋 盘6经硬质氧化处理，表面喷涂有特氟隆薄膜，薄膜厚度可为0. 05 ~ 0. 08腿，增加了耐磨性，减少了摩擦系数，提高了泵寿命。在曲轴 14上、位于第一、二定子涡旋盘8、 3的外侧分别设有第一、二风扇1、 9，两风扇与曲轴14由同一电机10驱动，起到冷却和平衡重心的作用。在第一风扇外还罩有风扇罩2。如图2所示，排气口 5依次设有相互抵接的排气适配器19、排 气弹簧18、阀导向块17、阆内弹簧16及阀15,阀15抵接于月牙形 封闭腔20内壁，使排气过程中压缩腔内残余气体少。电机10的输出轴通过联轴器12、梅花橡胶13与曲轴14相连接， 带动曲轴14及其上部件共同转动。电机10安装在电机座11上。本 实用新型的泵体为卧式，曲轴14的轴线与地面平行。本实用新型的工作原理为工作腔内的涡旋盘釆用圆渐开线型 线，组合形成多个月牙形封闭腔，随转子涡旋盘的转动，这些密闭的 容积腔相应地扩大和缩小，由此实现气体连续地吸入、压缩和并通过 排气口 5排气。
权利要求1.一种无油涡旋真空泵，具有吸、排气口，其特征在于包括第一、二定子涡旋盘(8、3)、双侧转子涡旋盘(6)、电机(10)及曲轴(14)，第一、二定子涡旋盘(8、3)及双侧转子涡旋盘(6)安装于曲轴(14)上，电机(10)与曲轴(14)相连接；第一、二定子涡旋盘(8、3)分别位于双侧转子涡旋盘(6)的两侧、与双侧转子涡旋盘(6)相连接；第一、二定子涡旋盘(8、3)与双侧转子涡旋盘(6)的型线相同，分别以π角度交错组合，转、定子涡旋盘的径向为间隙密封，端面以摩擦形式相对运动。
2. 按权利要求1所述的无油涡旋真空泵，其特征在于所述第一、二疋亍狗屣i (8、 j;次从i则转亍滴淤i (tu的翌统刀圆的渐开线， 转、定子涡旋盘彼此间间隙密封，形成多个相对称的月牙形封闭腔(20)。
3. 按权利要求1所述的无油涡旋真空泵，其特征在于所述第 一定子涡旋盘(8)与双侧转子涡旋盘(6)及第二定子涡旋盘(3) 与双侧转子涡旋盘(6)的连接端面设有密封垫片(4)，该密封垫片(4)为特氟隆材料。
4. 按权利要求1所述的无油涡旋真空泵，其特征在于在曲轴 (14)上、位于第一、二定子涡旋盘(8、 3)的外侧分别设有第一、二风扇(1、 9)。
5. 按权利要求1所述的无油涡旋真空泵，其特征在于所述排 气口 (5)由上至下依次设有相互抵接的排气适配器(19)、排气弹簧(18)、阀导向块(17)、阀内弹簧(16)及阀(15),阀(15)抵接 于月牙形封闭腔(20)内壁。
6. 按权利要求1所述的无油涡旋真空泵，其特征在于所述经 硬质氧化处理的第一、二定子涡旋盘(8、 3)及双侧转子涡旋盘(6) 的表面喷涂有特氟隆薄膜。
7. 按权利要求1所述的无油涡旋真空泵，其特征在于泵体为 卧式，曲轴(14)的轴线与地面平行。
8. 按权利要求1所述的无油涡旋真空泵，其特征在于所述第 一、二定子涡旋盘(8、 3)与曲轴(14)之间设有轴封(7)。
专利摘要本实用新型属于真空泵领域，具体地说是一种无油涡旋真空泵，包括第一、二定子涡旋盘、双侧转子涡旋盘、电机及曲轴，第一、二定子涡旋盘及双侧转子涡旋盘安装于曲轴上，电机与曲轴相连接；第一、二定子涡旋盘分别位于双侧转子涡旋盘的两侧、与双侧转子涡旋盘相连接；转、定子涡旋盘的型线相同，采用圆渐开线型线，分别以π角度交错组合，涡旋盘的径向为间隙密封，端面以摩擦形式相对运动，组合后形成多个月牙形封闭腔，随转子涡旋盘转动，这些密闭的容积腔相应的扩大和缩小，由此实现气体的连续吸入、压缩和排气。本实用新型是无油真空泵，体积小，噪音低，清洁度高，适用于半导体、石化、冶金、食品、医药、电子、包装、印刷等行业。
文档编号F04C25/00GK201106558SQ20072001612
公开日2008年8月27日 申请日期2007年11月23日 优先权日2007年11月23日
发明者刘在行, 孔祥玲, 张振厚, 王光玉 申请人:中国科学院沈阳科学仪器研制中心有限公司