真空泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及真空泵。
【背景技术】
[0002]涡轮分子泵送机构在真空泵中的使用是已知的。涡轮分子泵送机构一般用于产生具有在大约10_3至l0.mbar (毫巴)之间的压力的高真空或超高真空。为了产生这种高真空，通过驱动轴使转子叶片在高转速、例如在大约每分钟20，000至90，000转之间的转速下旋转。涡轮分子泵送机构需要精密制造工艺和紧公差以实现这种高速和真空。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种改进的真空泵。
[0004]本发明提供了一种真空泵，其包括涡轮分子泵送机构和用于感测真空泵的方位的方位传感器。
[0005]优选的示例中的方位传感器是加速度计，在这种情况下，加速度计可以另外设置成感测施加至泵的冲击，以确定对这些冲击敏感的泵的状态。
[0006]在从属权利要求中限定了本发明的其它优选和/或可选的方面。
【附图说明】
[0007]为了能够较好地理解本发明，现在将参照附图对仅仅作为示例给出的一些实施方式进行描述，在附图中:
图1是真空泵的示意图；
图2更详细地示出了在真空泵的一种方位下真空泵的方面；
图3示出了在真空泵的另一种方位下真空泵的相同的方面；
图4示出了在真空泵的又一种方位下真空泵的相同的方面；
图5示出了真空泵的控制系统；
图6示出了另一个真空泵的示意图；
图7更详细地示出了图6的真空泵的轴承组件；以及图8示出了图6中的真空泵的驱动轴的支承(back-up)轴承组件限制运动。
【具体实施方式】
[0008]参照图1，示出了用于排空真空系统的壳体12的真空泵10。真空泵包括涡轮分子泵送机构14，涡轮分子泵送机构14具有七个阵列的转子叶片16，这些转子叶片16与定子叶片(未示出)一起构成该机构的七个连续的级。在轴上泵中可以具有其它的泵送机构，例如分子阻力级或再生泵送级。可以根据需要设置数量多于七个或少于七个的级。
[0009]涡轮分子泵送机构一般用于产生具有在大约10_3至10 8 mbar (毫巴)之间的压力的高真空或超高真空。为了产生这种高真空，通过驱动轴15使转子叶片在高转速、例如在大约每分钟20，000至90，000转之间的转速下旋转。驱动轴15在其下端部由润滑的轴承18,20支撑并且在其上端部由磁性轴承(未示出)支撑以便旋转。除了磁性轴承以外的轴承可以替代上端部的轴承。
[0010]马达(未示出)使驱动轴15旋转。包括逆变器和可变功率控制器的马达驱动器22提供了用于驱动马达的必要的电信号。驱动器22可以位于泵外壳24的附近或与泵外壳24接触，或者，驱动器22可以远离马达设置并且通过线缆26连接至马达，如虚线所示。
[0011]润滑回路或润滑源设置成向真空泵的相对运动的表面(在所示的示例中，该相对运动的表面至少包括轴承20)供给润滑剂，以向轴承的相对运动的内圈和外圈之间供给润滑剂，从而使得滚子轴承构件的旋转摩擦减小。下面参照图2更详细地描述了润滑回路。润滑剂的供给取决于真空泵的方位，在图1和图2中，真空泵示出为处于竖直的方位。关于这一点，润滑剂回路布置成使得仅仅在真空泵的竖直方位中重力才导致润滑剂沿着回路的指向下的部分流动。
[0012]涡轮分子泵送机构14的操作以及气体从壳体的高效泵送取决于润滑源的适当的运行，并且润滑源取决于真空泵的方位。真空泵的其它工作特性例如轴承、泵送机构或驱动轴上的负载、与轴承、泵送机构或驱动轴相关的力受到泵的方位影响。泵的方位的影响可以使泵的性能从额定水平或最优水平降低，并且在更严重的情况下可能导致泵的失效一一无论是快速地失效还是随时间慢慢地失效。
[0013]泵的运行取决于其方位、润滑系统以及如上所述的其它工作特性，但是泵的性能还取决于存储或运输期间、特别是长期的存储或运输期间的泵的方位。例如，处于不理想的方位下的运输或存储可能导致对泵的损坏或者以其它方式在使用时使泵的性能劣化。
[0014]在图1所示的实施方式中，泵10包括用于感测泵的方位的方位传感器28。方位传感器28相对于泵的固定部分固定；在本实施方式中，该固定部分是泵外壳。方位传感器可以如图所示固定在泵外壳内，或者在其它示例中，可以固定于泵外壳的外部，或者可替代地可以固定于相对于泵固定的另一个部分，例如马达驱动单元。
[0015]方位传感器优选地是如图2至图4所示的感测重力“g”的传感器，并且确定真空泵相对于重力方向的方位。方位传感器不限于感测重力，并且可以使用其它参照系，例如，方位传感器可以对提供对应于固定维度或方向的数据的固定信标敏感。在一个示例中，方位传感器是倾斜传感器，其感测真空泵何时相对于竖直方位或重力方向倾斜。在另一个示例中，方位传感器是感测施加于泵的加速力的加速度计。
[0016]参照图2，更详细地示出了真空泵10的一部分处于竖直方位。润滑源包括用于容纳润滑剂例如润滑油的润滑剂槽30。润滑剂槽可以在运输或使用之前被填充，或者可选地，在使用之前被短期地填充以避免润滑剂在运输或存储期间从润滑剂槽泄漏。润滑剂槽可以包括用于将润滑剂容纳在材料基质中的毛毡床。润滑剂槽包括顶部31，顶部31与驱动轴15的圆锥形部分32紧邻或接触，圆锥形部分32布置成用于将润滑剂从润滑剂槽输送至轴承20。关于这一点，驱动轴的旋转的锥形表面36从润滑剂槽的顶部31拾取润滑剂，并且使润滑剂朝向轴承20径向向外且向上的流动，如箭头38所示。从轴承分散的润滑剂40在重力作用下降落，从而被润滑剂槽重新接收，用于进一步的循环。
[0017]参照图3，真空泵10的润滑源示出为处于从图1和图2所示的竖直方位相对于重力g的方向旋转或倾斜了 90度的水平方位。真空泵的性能被图3中的其方位劣化。关于这一点，驱动轴15的旋转、特别是圆锥形下端部32的旋转导致润滑剂沿着旋转的锥形表面36从润滑剂槽30朝向轴承20流动。泵的水平方位不会显著地影响润滑剂从润滑剂槽到轴承的输送。然而，润滑剂从轴承到润滑剂槽的返回路径被图3中的泵的方位劣化，因为并非所有的润滑剂都返回到润滑剂槽。一些润滑剂如流动路径42所示地从润滑剂槽落下，并且可以收集在泵外壳24中。因此，该方位会导致性能降低，并且在长期的运行期间可能导致失效。
[0018]泵朝向图3方位倾斜的量影响泵的性能。少量的倾斜可能不会导致泵的性能的任何显著的降低，这是因为润滑剂的返回路径将润滑剂引导到润滑剂槽中。当返回路径引导更多的润滑剂离开润滑剂槽时，问题变得更加显著，并且在所示的示例中，这可能发生在与竖直方位偏离大约90度的角度时。在其它的泵中，可以布置成使得不允许出现水平方位，因为这会导致失效。
[0019]当然，真空泵的其它部分、部件或功能受到其上述方位的影响。例如，轴承18构造成在竖直方位下使用，而在水平方位下的使用导致轴承上的负载的变化，这会在需要维护或在失效之前降低轴承的寿命。
[0020]参照图4，真空泵10的润滑源示出为处于从图1和图2所示的竖直方位相对于重力g的方向旋转或倾斜了 180度的倒置方位。真空泵的性能被图4中的方位劣化。关于这一点，驱动轴15的旋转、特别是圆锥形下端部32的旋转导致润滑剂沿着旋转的锥形表面36从润滑剂槽30朝向轴承20流动。重力有助于这种会导致轴承的过度润滑的润滑剂输送。另外，从轴承到润滑剂槽的润滑剂返回路径依赖于重力，并且在图4中的泵的方位下，润滑剂如流动路径44所示从润滑剂槽下落，并且收集在泵外壳24中的其它位置。在相对较短的时期内，润滑剂槽变干，并且变得耗尽润滑剂，从而使得轴承没有润滑，导致性能劣化，最终导致泵失效。
[0021]泵的方位越靠近倒置，泵的性能和失效前的使用寿命便越低；因此，传感器可以构造成感测位于水平方位与倒置方位之间的方位角。
[0022]如前面关于水平方位所描述的，真空泵的其它部分、部件或功能在倒置方位下受到相同或不同方式的影响。
[0023]参照图5，示出了根据本发明的实施方式的控制系统。安装泵10以用于排空腔室，并且电力被供给至驱动器22。如果驱动器固定在其相对于泵的方位，则方便