[發(fā)明專利]霍爾威克真空泵

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680005825.6
• 申請(qǐng)日: 2006-01-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101128674A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅蘭·布盧門(mén)塔爾;拉爾夫·阿達(dá)米茨;迪爾克·卡利施;海因茨·恩倫德?tīng)?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 厄利孔萊博爾德真空技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F04D19/04
• 分類號(hào): F04D19/04
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張文;段斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種霍爾威克(Holweck)真空泵，其包括帶有轉(zhuǎn)子管的泵轉(zhuǎn)子。

背景技術(shù)

從WO?2004/055375?A1可知雙程霍爾威克真空泵，其包括在轉(zhuǎn)子管徑向內(nèi)側(cè)和徑向外側(cè)的泵定子，所述泵定子分別由螺旋式螺紋槽構(gòu)成。為了提高泵的性能，轉(zhuǎn)子葉輪設(shè)置在入口側(cè)上，所述轉(zhuǎn)子葉輪包括支撐轉(zhuǎn)子管的支撐環(huán)。支撐環(huán)的軸向長(zhǎng)度比葉輪的葉片軸向長(zhǎng)度大，使得支撐環(huán)穿透葉片，即，在徑向上將葉片分成兩部分。支撐環(huán)的一部分從轉(zhuǎn)子葉片的平面在軸向上延伸。例如，轉(zhuǎn)子管通過(guò)裝到支撐環(huán)外側(cè)緊固在支撐環(huán)的懸臂部分。所有作用在支撐環(huán)和轉(zhuǎn)子管之間的力直接傳送到葉輪的葉片。測(cè)試顯示，尤其是由離心力產(chǎn)生的徑向力和切向力在葉片上——尤其是在支撐環(huán)上——施加相當(dāng)大的機(jī)械應(yīng)力，并降低了它們的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種雙程霍爾威克真空泵，其提高了葉輪的使用壽命。

根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)權(quán)利要求1所述的特征達(dá)到了此目的。

在根據(jù)本發(fā)明的霍爾威克真空泵中，葉輪的葉片包括轉(zhuǎn)子側(cè)的近側(cè)凸肩，凸肩支撐支撐環(huán)。支撐環(huán)不再沿軸向突出越過(guò)葉片，而是通過(guò)限定在葉片內(nèi)相應(yīng)的臺(tái)階狀凸肩朝向徑向內(nèi)側(cè)支撐。從而，葉片的在支撐環(huán)徑向內(nèi)側(cè)的軸向長(zhǎng)度大于在支撐環(huán)徑向外側(cè)的軸向長(zhǎng)度。葉片的凸肩構(gòu)造成使得支撐環(huán)支承在臺(tái)階狀凸肩的徑向外側(cè)上。從而，支撐環(huán)基本上在整個(gè)軸向長(zhǎng)度上被葉輪的葉片支撐。支撐支撐環(huán)的葉片結(jié)構(gòu)被顯著地加強(qiáng)，使得作用在葉片和支撐環(huán)之間的力導(dǎo)致較小的作用在葉片上的局部峰值應(yīng)力。轉(zhuǎn)子管從徑向外側(cè)被推到支撐環(huán)的由葉片支撐的部分上。優(yōu)選地由高抗張強(qiáng)度的輕質(zhì)材料制成的轉(zhuǎn)子管包圍支撐環(huán)，使得轉(zhuǎn)子管被支撐以承受在10,000rpm的高轉(zhuǎn)速時(shí)產(chǎn)生的高離心力。這允許產(chǎn)生于支撐環(huán)的切向力保持在如此低的水平，使得支撐環(huán)能夠承受相應(yīng)的高轉(zhuǎn)速。

優(yōu)選地，支撐環(huán)不沿軸向延伸到葉片的非臺(tái)階狀區(qū)域。支撐環(huán)的軸向長(zhǎng)度近似相應(yīng)于葉片的軸向臺(tái)階的軸向長(zhǎng)度。支撐環(huán)沒(méi)有穿透葉片在它們整個(gè)徑向長(zhǎng)度上的大部分。從而，保證了作用在轉(zhuǎn)子管和支撐環(huán)之間的力僅在葉片凸肩附近直接作用到葉片上，而不是作用到葉片的整個(gè)軸向長(zhǎng)度上。通過(guò)將支撐環(huán)的軸向延伸限制到凸肩的軸向長(zhǎng)度保證支撐環(huán)在它整個(gè)軸向長(zhǎng)度上在外側(cè)被轉(zhuǎn)子管支撐以承受高離心力。

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，葉輪的葉片包括吸入側(cè)(遠(yuǎn)側(cè))臺(tái)階狀凸肩，其支撐墊圈。從而支撐墊圈的臺(tái)階狀凸肩軸向上設(shè)置成相對(duì)于支撐支撐環(huán)的葉片的臺(tái)階狀凸肩，而軸向中間區(qū)域不包括任何臺(tái)階和支撐環(huán)。當(dāng)轉(zhuǎn)子管夾到支撐環(huán)外側(cè)時(shí)，相應(yīng)的墊圈能夠補(bǔ)償被夾住的轉(zhuǎn)子管施加到葉片上不均的應(yīng)力。以這種方式，墊圈提高作用到葉片的力的勻稱性。

優(yōu)選地，葉片的軸向長(zhǎng)度從凸肩朝著徑向內(nèi)側(cè)減小。臨近的內(nèi)部泵定子的輪廓相應(yīng)地適于此形狀。軸向長(zhǎng)度朝著徑向內(nèi)側(cè)減小的葉片，在葉片硬度足夠時(shí)，允許內(nèi)部形狀在流量方面盡量保持在最優(yōu)水平。這允許實(shí)現(xiàn)更高的泵吸能力。

根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，轉(zhuǎn)子管由纖維增強(qiáng)材料制成。非金屬材料尤其是合適的，例如，碳纖維增強(qiáng)塑料材料。纖維增強(qiáng)非金屬材料相對(duì)較輕，同時(shí)又提供高的機(jī)械穩(wěn)定性，尤其是高的抗拉強(qiáng)度。因此由纖維增強(qiáng)材料制成的轉(zhuǎn)子管能夠高速旋轉(zhuǎn)，而其直徑不會(huì)顯著地增大。這種情況對(duì)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子和定子之間的小間隙是非常重要。另外，高抗拉強(qiáng)度保證轉(zhuǎn)子管也能夠克服破壞性的切向力支撐墊圈。

優(yōu)選地，螺紋槽的螺紋，也就是它們的螺紋底部，從入口朝著出口在徑向上逐漸變細(xì)。從而，螺紋槽的深度和橫截面從入口朝著出口減小。因此，雙霍爾威克泵級(jí)或雙霍爾威克泵程的入口橫截面相當(dāng)大，使得霍爾威克泵級(jí)的泵吸能力提高。

附圖說(shuō)明

下面參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的兩種實(shí)施方式，圖中：

圖1示出包括設(shè)置有支撐環(huán)的葉輪的霍爾威克真空泵的縱剖面圖，以及

圖2示出包括設(shè)置有支撐環(huán)和墊圈的葉輪的霍爾威克真空泵的縱剖面圖。

具體實(shí)施方式

圖1和2分別示出包括兩個(gè)平行的霍爾威克泵級(jí)12、14的霍爾威克真空泵10、50。在入口側(cè)，兩個(gè)霍爾威克真空泵10、50分別包括轉(zhuǎn)子葉輪28、28’，轉(zhuǎn)子葉輪28、28’分別具有多個(gè)葉片18、58。

兩個(gè)霍爾威克泵級(jí)12、14基本上分別由徑向外部泵定子20、徑向內(nèi)部泵定子22以及設(shè)置在兩個(gè)定子20、22之間的轉(zhuǎn)子管24構(gòu)成。內(nèi)部和外部泵定子20、22分別包括螺旋式螺紋槽21、23，螺旋式螺紋槽21、23的槽底部分別朝向出口在徑向上逐漸變細(xì)。