鼠笼螺杆式复合分子泵的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种鼠笼螺杆式复合分子泵，由立式鼠笼分子泵和螺杆泵串联组合而成。该复合分子泵的抽气级由鼠笼抽气级和螺杆抽气级串联组合而成，具有结构简单紧凑高效的优点。当鼠笼螺杆式复合分子泵工作时，电机输出轴直连驱动复合分子泵抽气级，由鼠笼抽气级将来自进气口的气体分子集结压缩至鼠笼抽气级中心空间处，再由位于该处的螺杆抽气级对气体分子碰撞和压缩作用后，经复合分子泵内气道，将气体分子传输至排气口。鼠笼抽气级用来提高复合分子泵的抽速，螺杆抽气级用来增加复合分子泵的压缩比，提高复合分子泵的前级压力。本发明集鼠笼分子泵和螺杆泵的结构性能优势于一体，进一步提高和拓展了复合分子泵的抽气性能和应用范围。
【专利说明】鼠笼螺杆式复合分子泵
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种复合分子泵，特别是由立式鼠笼分子泵与螺杆泵串联组合而成的鼠笼螺杆式复合分子泵。
【背景技术】
[0002]现有的复合分子泵由涡轮分子泵与牵引分子泵串联组合而成，主要有两种组合形式:一种是涡轮分子泵与盘式牵引泵的串联组合，另一种是涡轮分子泵与筒式牵引泵的串联组合。这种串联组合的复合分子泵结构中，涡轮抽气级是用来提高分子泵的抽速，牵引抽气级则用来增加分子泵的压缩比，提高分子泵的前级压力。因此，现有的复合分子泵兼顾到分子泵的抽速和前级压力，集涡轮分子泵与牵引分子泵的优势于一体，提高了分子泵的抽气性能。
[0003]由于涡轮抽气级工作时，涡轮叶片与气体分子的碰撞传输，受叶片结构和由此产生的制作工艺的影响，制约了涡轮分子泵抽速性能和抗大流量气体击打能力的提高。而牵引抽气级工作时也存在抽速小、可靠性差、前级压力提升有限的缺陷。因此，为克服上述存在的欠缺和问题，推出了新型抽气结构的鼠笼螺杆式复合分子泵，从而进一步提高复合分子泵的抽气性能和拓展复合分子泵的应用领域。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于集鼠笼分子泵和螺杆泵各自结构性能优点，把两个泵串联组合成一种新型结构的复合分子泵，以获得更好的抽气性能，提高前级压力和抗大流量气体击打能力。
[0005]中国专利“立式鼠笼分子泵”(专利号:ZL201220000632.4)所推出的鼠笼分子泵，其优势是同样直径的鼠笼转子与涡轮转子比较，可大幅度增加吸气面积和气体传输几率，使分子泵的抽速有极大的提高。独特的动鼠笼和静鼠笼组成的鼠笼抽气级，具有强大的抗大流量气体击打能力。因此，鼠笼分子泵极大地提高了分子泵的抽速性能和运行的安全可靠性。而螺杆泵的螺杆抽气级具有较大的抽速和较高的压缩比，可进一步提高分子泵的前级压力。这样，把鼠笼分子泵和螺杆泵串联组合，通过鼠笼抽气级和螺杆抽气级在抽气结构上相互衔接，串联组合成鼠笼螺杆式复合分子泵的抽气级，实现复合分子泵抽气性能的新突破。
[0006]为实现上述复合分子泵既有高抽速又有前级高压力性能的目的，本发明鼠笼螺杆式复合分子泵的技术方案是:电机输出轴直连驱动鼠笼抽气级，将进气口的气体分子集结压缩至鼠笼抽气级中心空间处；把集结压缩后气体分子的上下两个方向传输，改成向下一个方向传输；电机输出轴除直连驱动鼠笼抽气级外，还与螺杆轴直接连接，同步驱动螺杆抽气级，经螺杆叶片与气体分子的碰撞和拖动作用，继续将集结压缩在鼠笼抽气级中心空间处的气体分子向下压缩和传输；最后，气体分子经鼠笼驱动盘上的气道和分子泵基座内的气道，输送至排气口，被前级真空泵抽走。[0007]本发明鼠笼螺杆式复合分子泵运行时，电机直连驱动复合分子泵抽气级，先由鼠笼抽气级将来自复合分子泵进气口的气体分子穿越相间排列的动鼠笼和静鼠笼的气道，向鼠笼抽气级中心空间处压缩集结；然后由位于鼠笼抽气级中心处的螺杆抽气级，通过螺杆叶片与气体分子的碰撞和拖动作用，将压缩集结在鼠笼抽气级中心空间处的气体分子继续向下压缩和传输，经鼠笼驱动盘上的气道和分子泵基座内的气道，输送至排气口，被前级真空泵抽走。
[0008]本发明鼠笼螺杆式复合分子泵的有益效果:鼠笼螺杆式复合分子泵开创了新一代复合分子泵，该泵的抽气性能上，集鼠笼分子泵和螺杆泵的优势于一体，极大提高了复合分子泵的抽速和前级压力，以及抗大流量气体击打能力，拓展了复合分子泵的应用范围；螺杆抽气级安装在鼠笼抽气级中心空间处，使鼠笼分子泵与螺杆泵两个互不关联的抽气级串联组合成空间位置上的一体化，改变了目前复合分子泵在空间位置上相对独立的涡轮抽气级与牵引抽气级的串联组合方式，使鼠笼螺杆式复合分子泵抽气级的组成结构具有简约、紧凑和高效的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明鼠笼螺杆式复合分子泵总体结构示意图；
[0010]图2为本发明鼠笼螺杆式复合分子泵抽气级A-A向截面图；
[0011]图3为本发明鼠笼螺杆式复合分子泵抽气级(另一个实施例)A_A向截面图。
【具体实施方式】
[0012]以下结合附图对本发明鼠笼螺杆式复合分子泵的结构作进一步详细描述。
[0013]参见图1，[2]为鼠笼螺杆式复合分子泵基座，[3]为复合分子泵壳体，[10]为复合分子泵的上盖，电机[16]安装在基座[2]内。由相间安装在鼠笼驱动盘[14]上的动鼠笼
[6]，和相间安装在固定盘[9]上的定鼠笼[5]，组成鼠笼抽气级。[4]为电机[16]的驱动输出轴，该输出轴[4]除了与鼠笼驱动盘〔14〕固定连接外，还与位于鼠笼抽气级中心空间处的螺杆轴[11]固定连接。螺杆轴[11]与螺杆叶片[7]组成螺杆抽气级。螺杆叶片[7]和螺杆轴[11]与相邻的动鼠笼和固定盘[9]之间留有工作间隙。鼠笼抽气级和螺杆抽气级的串联组合，作为复合分子泵的抽气级。[8]和[15]为O形密封圈，隔绝鼠笼螺杆式复合分子泵抽气级与大气的连通，以免影响复合分子泵的抽气性能。进气口 [12]、鼠笼驱动盘
[14]上气道[13]、基座[2]内气道[17]和排气口[I]组成鼠笼螺杆式复合分子泵工作时的抽气路径。
[0014]图2为本发明鼠笼螺杆式复合分子泵抽气级A-A向截面图，表示鼠笼抽气级的动鼠笼和静鼠笼采用梯形气体通道，以及螺杆抽气级的螺旋气体通道。
[0015]图3为本发明鼠笼螺杆式复合分子泵抽气级(另一个实施例)A_A向截面图，表示鼠笼抽气级的动鼠笼和静鼠笼采用平行四边形气体通道，以及螺杆抽气级的螺旋气体通道。
[0016]本发明鼠笼螺杆式复合分子泵的抽气过程是这样进行的:当电机[16]获电后，与电机输出轴[4]直连的驱动盘[14]和螺杆轴[11]同步高速旋转，于是固定在驱动盘上的动鼠笼[6]和连接在螺杆轴[11]上的螺杆叶片[7]相应进入高速旋转状态。高速旋转动鼠笼的气道表面与气体分子发生碰撞，产生对来自进气口 [12]处气体分子的传输和压缩的一系列作用，使气体分子向鼠笼转子中心处作定向运动。而在穿越外圈动鼠笼气道后，带有动鼠笼运动速度的气体分子继续与相邻内圈、安装在固定盘[9]上的静鼠笼气道表面发生碰撞，于是，这些穿越外圈后的气体分子受到再次传输和压缩一系列作用后，使气体分子继续向鼠笼转子中心处作定向运动。于是在穿越静鼠笼的气道后，气体分子又继续与相邻
内圈高速旋转动鼠笼的气道表面发生碰撞......，如此重复以上的碰撞和定向运动过程，
产生气体分子逐级穿越动鼠笼和静鼠笼的气道，向鼠笼转子的中心空间处压缩和集结，从而实现鼠笼抽气级对进气口 [12]处气体分子的抽气。而压缩和集结在鼠笼转子中心空间处的气体分子，则继续与位于该处高速旋转螺杆叶片[7]的表面发生碰撞和拖动一系列作用后，使气体分子继续向下压缩和传输，由此实现螺杆抽气级对压缩和集结在鼠笼转子中心空间处的气体分子的抽气。最后，气体分子经驱动盘[14]上的气道[13]和基座[2]内的气道[17]，输送至排气口 [1]，被前级真空泵抽走。至此，本发明鼠笼螺杆式复合分子泵完成了对来自进气口 [12]处气体分子的抽气全过程。
[0017]图[2]与图[3]是本发明中鼠笼抽气级采用梯形和平行四边形两个气体通道的实施例，虽然它们相间排列的动鼠笼和静鼠笼的气道形状由梯形改变成互为相反的平行四边形，同样也能实现本发明的抽气功能。但是，在比较采用梯形和平行四边形气道的抽气性能时，两者的抽气特性参数是有所差异的。因此，当改变鼠笼抽气级的四边形气体通道形状时，本发明鼠笼螺杆式复合分子泵可满足不同应用领域对抽速、极限真空、前级压力等技术性能参数不一样的需求，从而进一步拓展了复合分子泵的应用范围。
[0018]以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关【技术领域】的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属本发明的范畴，应受本发明各权利要求所限定。
【权利要求】
1.一种包括基座[2]、泵壳[3]、电机[16]、动鼠笼[6]与静鼠笼[5]组成的鼠笼抽气级、螺杆轴[11]与螺杆叶片[7]组成的螺杆抽气级、进气口 [12]、排气口 [I]的鼠笼螺杆式复合分子泵，其特征在于: a.所述的鼠笼螺杆式复合分子泵的抽气级由鼠笼抽气级和螺杆抽气级串联组合而成； b.所述的螺杆抽气级位于鼠笼抽气级的中心空间处。
2.根据权利要求1所述的鼠笼螺杆式复合分子泵，其特征在于电机[16]的输出轴[4]与鼠笼驱动盘[14]和螺杆轴[11]直连同步驱动连接。
3.根据权利要求1所述的鼠笼螺杆式复合分子泵，其特征在于螺杆叶片[7]和螺杆轴[11]与相邻的动鼠笼和 固定盘[9]之间留有工作间隙。
【文档编号】F04D19/04GK104019043SQ201410277012
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】李晨, 胡忠浩 申请人:李晨