专利名称：一种采用叶盘转子的小型分子泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及真空获得及气体流动领域，利用叶盘转子提高转子结构的空间利 用率，同时兼顾分子泵的可靠性、抽速和压縮比。
背景技术：
分子泵是一种超高真空获得设备，主要用来获得10-3&以内的清洁真空，以 前主要应用于科研领域。随着真空应用领域的飞速发展，分子泵越来越多的应 用与工业领域，而工业领域一般需要分子泵有较大的抽速或者较高的压縮比， 以便于在分子泵前级出口压力较高的情况下工作。现有的小型分子泵多采用的 结构有两种 一、上半部分为几级(一般6-8级)叶片结构，下半部分为光筒结 构，而霍尔维克槽为与光筒配合的静止的内螺旋槽，为了保证压縮比，这种结 构一般选取的转速较高；二、单纯的光筒结构配以静止的霍尔维克内螺旋槽， 这种结构一般选取的转速较低。这两种结构，前一种结构可以保证抽速和压縮 比，但是由于转速较高，产品的可靠性大大降低；后一种结构的压縮比和可靠 性可以保证，但是由于缺少叶片结构，仅靠光筒的拖动，抽速较小。因此，现 有的两种结构无法同时满足可靠性、抽速和压缩比这三项分子泵重要的指标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在保证可靠性和压縮比的前提下，提高分子泵抽 速的新型转子，叶盘转子结构综合了上述两种分子泵的优点而又摒弃了其缺点， 使得分子泵的出口压强在较高的范围内仍有较大的抽速，从而更好的适应现在 工业的要求。为了实现上述目的，本发明专利对现有的转子结构进行了改进。首先，在转 子的顶面向下加工出垂直顶面的1~3级动叶片，动叶片跟直径方向成一定角度(0° ~90° )，两级动叶片间距自由，这样的结构既有传统的叶片的抽气效果， 又有类似霍尔维克筒式的短槽的拖动效果，抽速将是两者的综合。其次，对于 单纯动叶片压縮能力有限的缺点，在每级动叶片的间隔中设计了跟动叶片形状 类似的静叶片，静叶片总级数比动叶片少一级。所有叶片的后一级叶片数均不 小于前一级的叶片数，这样的结构可以提高分子泵对气体的压縮能力。再次， 在转子的顶面外圆部分处的最后一级动叶片，其前半部分(离圆心近的部分) 与第一级叶片类似都是在圆盘顶端向上，后半部分在圆筒的外侧跟圆筒成悬臂 结构，其底圆直径与霍尔维克筒的直径相同，保证抽气路径变化均匀，没有突 变。后半部分与前半部分顶面在一个一个平面内，高度比例介于1/1-3/1之间。 最后，将霍尔维克槽开在圆筒外壁上，提高了抽气效率，降低了加工难度。采用上述叶盘后，抽速有了较大的提升，前级耐压能力大大增强，跟传统的 结构相比，即保证了压縮比，又提高了抽速，而且结构简单，安装方面，节省 原材料、负载降低等优点，现举例说明如下(本例中动叶片为三级，齿数分别 为8、 10、 16;静叶片为一级，齿数为16、 16，与直径方向的角度分别如图所示)
图1为叶盘转子的立体图；图2为叶盘转子顶面加工出的动叶片的平面图；图3为静叶片的平面图；图4为动、静叶片的装配关系示意具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。参见图1-4所示，本发明提供的转子是在传统的转子的顶面增加叶片，通过叶片的级数、倾角、厚度等参数的改进而满足可靠性、抽速和压缩比这三项指 标，具体如下图l为叶盘转子的立体图。图中ll为第一级动叶片，12为第二级动叶片， 13为第三级动叶片。图2为叶盘转子顶面动叶片的平面图。首先，将圆柱形铝锭在车床上加工出一个圆柱体，外径为R26。在该圆柱的顶面上向下铣出垂直顶面向上的动叶片， 其中第一、二、三级动叶片与直径方向的角度分别为ei、 9 2、 9 3，其中ei 为76.37°， 92为64.80°， 9 3为55.80° ， R25、 R24为第一级动叶片的内外径， R25=20mm， R24=30ram; R23、 R22为第二级动叶片的内外径，R23=42mm， R22=52mm; R21、 R26为第三级动叶片的内外径，R21=68mm， R26=80mm，第三级动叶片的后 半部分向外伸出，形成悬臂结构；B21、 B22、 B23为第一、二、三级叶片的厚度， 本例中均为2mm。具体加工如下用车刀在叶盘转子顶面的叶片所在位置车出三个突出的圆 台，尺寸如图2中所示，即先把半径小于R25的部分车去，车去部分深为5mm， 然后再将半径大于R24小于R23的部分车去，深度仍为5mm，最后将半径大于 R22小于R21的部分车去。在加工中心上用棍铣刀加工出第一、二级动叶片， 动片高度为5mm。在加工中心上用棍铣刀将第三级叶片按照第一级叶片的形状 整体加工出来，深度为5mm;然后开始铣出悬臂结构，并将悬臂结构根部倒圆 角；最后在多头车床上车出霍尔维克螺旋槽。图3为静叶片的平面图，其中R31、 R32为第一级静叶片的内外径，R31-32， R32=40， R33、 R34为第二级静叶片的内外径，R33=54， R34=66; 6 31、 6 32 为第一、二级静叶片与直径方向的夹角，9 31=62° 、 6 32=75° ; B31、 B32为 第一、二级叶片的厚度，本例中均为2mm。静叶片的加工方式同动叶片。图4为动、静叶片装配关系的示意图。其中，41为顶盖静叶盘、42为叶盘 转子、43为支撑顶盖静叶盘的泵壳。装配时，首先把叶盘转子安装完毕，然后 在其外侧装上泵壳，最后把顶盖静叶片扣到泵壳上，使静叶片和动叶片在直径 方向上交叉分布，可以改变泵壳的高度来调整动叶片和静叶片的交叉长度。
权利要求
1.一种小型分子泵，其中在转子顶面向下加工出垂直顶面的动叶片，动叶片跟直径方向成一定角度，这种转子称为叶盘转子，叶盘转子上方与之搭配的零件是顶盖静叶盘，顶盖静叶盘通过泵壳支撑在转子上面，顶盖静叶盘的下半部分为静叶片，静叶片与直径方向成一定角度，静叶片与动叶片存在装配关系静叶片从自上而下插在动叶片的径向间隔中间，动静叶片之间没有相互接触，在直径方向上交叉存在，通过调节泵壳的高度来调整静叶片插入动叶片的深度。
2. 根据权利要求l中的小型分子泵，其中动叶片的级数为1~3级，静叶片比动叶片少一级。
3. 根据权利要求l中的小型分子泵，其中动、静叶片与直径方向的夹角均为O。 ~90° 。
4. 根据权利要求l中的小型分子泵，其中叶片从内向外后一级叶片数不少于前一级叶片 的叶片数。
5. 根据权利要求4中的小型分子泵，其中最后一级动叶片的前半部分在顶面上，后半部 分为悬臂结构。
6. 根据权利要求5中的小型分子泵，最后一级动叶片悬臂结构后半部分叶片高度与前半 部分叶片高度的比值介于1/1-3/1之间。
全文摘要
对小型分子泵的转子结构进行了改进，使转子顶面多了几层由内而外的动叶片(一般为1-3层)，呈垂直顶面向上辐射状，例如下图结构带螺旋槽的部分为高速旋转的霍尔维克转子，其顶上半径最小的为第一级动叶片，半径最大的为第三级动叶片，中间的为第二级动叶片。第三级动叶片部分在顶面内部垂直顶面，部分外伸出顶面，为悬臂结构。外伸部分的动叶片向下延伸，延伸高度大于在顶端内部的动叶片；顶盖静叶盘上的叶片为两级级静叶片，翻过来插在动叶片之间，总共构成五级抽气结构，以提高分子泵的抽速。
文档编号F04D19/00GK101403388SQ20081017582
公开日2009年4月8日 申请日期2008年11月5日 优先权日2008年11月5日
发明者张勤德, 斌 范, 蒙 邹 申请人:北京中科科仪技术发展有限责任公司