[發明專利]霍爾維克泵級的定子元件及制造方法和帶該泵級的真空泵

有效

• 申請號: 201410160105.3
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN104110392B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 詹·霍夫曼;米爾科·梅科塔
• 申請（專利權）人: 普發真空有限公司
• 主分類號: F04D19/04
• 分類號: F04D19/04;B23P15/00
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司11262
• 代理人: 張華卿,鄭霞

本發明涉及一種用于霍爾維克泵級(Holweck pump stage)的定子元件、具有霍爾維克泵級的真空泵和制造用于霍爾維克泵級的定子元件的方法。

真空泵被用在各種技術領域中，比如舉個例子，用在半導體工藝技術中以便以要被排空的體積產生相應工藝過程所需要的真空。用在真空泵中的重要的泵機構是霍爾維克泵機構，霍爾維克泵機構在分子流領域是特別有效的并被稱為分子泵機構。霍爾維克泵級被用在例如渦輪分子泵中，渦輪分子泵除了一個或多個渦輪分子泵級還包括在渦輪分子泵級下游連接的一個或多個霍爾維克泵級。霍爾維克泵級可以彼此串行或并行泵送。

霍爾維克泵級通常包括實質上圓柱套形狀(cylinder jacket shape)的定子元件和同樣實質上圓柱套形狀的轉子元件，其中定子元件的套表面和轉子元件的套表面形成提供泵活性(pump activity)的泵級的表面以及被彼此相對布置，同時形成稱為霍爾維克間隙的狹窄間隙。一般說來，在軸向方向延伸的多個螺旋壁板(helical web)和布置在壁板之間的且同樣在軸向方向螺旋延伸的槽在定子元件的套表面中形成。轉子元件的相對布置的套表面可以例如是光滑的。霍爾維克泵級的泵效應是基于要被傳送的氣體分子在槽中通過轉子元件的旋轉移動向前驅動并從而在軸向方向被傳送的事實，其中在槽間形成的壁板密封了槽并防止或減少氣體分子向泵送方向相反的流出或回流。

因為盡可能小的霍爾維克間隙的間隙尺寸對高泵送效率是尤其必要的，定子元件應該被以高精度制造并在緊密的生產容差內。因為霍爾維克泵級的定子元件另外直接地與傳送的氣體連通且被暴露到高熱和機械負荷，定子元件的材料應被選擇使得真空污染被阻止，確保足夠的真空緊密性以及定子元件承受熱和機械負荷。為了滿足這個需求，用于霍爾維克泵級的定子元件通常從實心圓柱體或從由真空可兼容的金屬構成的空心圓柱體軋出，這是與非常高的時間和成本效力關聯的。

本發明的一個目的是提供一種滿足技術真空需求且可以以減少的時間效力和成本效力制造的用于霍爾維克泵級的定子元件，并提供一種制造用于可以以減少的時間效力和成本效力實施的霍爾維克泵的定子元件的方法。

該目的通過具有如下文限定的特征的定子元件或用于定子元件的一套部件滿足。

具有實質上圓柱套形狀的基礎形狀的用于霍爾維克泵級的定子元件或用于具有實質上圓柱套形狀的基礎形狀的用于霍爾維克泵級的定子元件的一套部件包括被裝配或可以被裝配以形成定子元件的多個相互獨立的定子部件。

因此，定子元件或基體沒有在多個部件中形成，而是包括可以被裝配以形成定子元件的多個個體定子部件。

在本發明的框架中可以意識到的是，單個定子部件的制造比單一部件定子元件的制造可能簡單得多，因為與單一部件制造關聯的問題，比如由于圓柱套形狀、進入的缺乏和不適宜的加工角度導致的倒扣(undercut)，被避免，且代替的是具有不成問題的形狀的定子部件被制造。例如，定子部件可以被簡單地和廉價地制造，如下面描述的，通過模制而沒有實質上更難制作或被任何倒扣阻礙的定子部件的脫模。

從屬權利要求中、說明書中和附圖中描述了本發明的有利的實施方式。

根據一種有利的實施方式，定子元件的外套表面和內套表面分別地形成提供泵活性且具有在軸向方向上螺旋地延伸的多個壁板和布置在壁板間并在軸向方向上螺旋地延伸的槽的表面，其中定子部件的每一個形成提供泵活性的表面的區域或形成提供泵活性的多個表面的區域。壁板和槽因而形成霍爾維克螺紋(Holweck thread)，螺旋形狀還被理解成僅形成螺旋線的局部旋轉的形狀。原則上定子元件在稱為套表面中的一個或在兩個套表面處可以具有這種提供泵活性的表面。提供泵活性的每一個表面可以形成霍爾維克泵級，其中套表面提供相對于定子元件旋轉的和同樣實質上圓柱套形狀的轉子元件的泵活性。

當提供泵活性且具有多個槽和壁板的表面被在定子元件的至少內套表面處形成時，本發明的優點可以被特別看出，因為在這種情況時相應的定子元件的單一部件制造特別復雜和/或昂貴。

各個定子部件可以被裝配以形成定子元件且在這方面可以實質上是盤狀。至少一個定子部件或每一個定子部件可以在這方面形成定子元件的實質上圓柱套形狀的基礎形狀的段。至少一個定子部件或每一個定子部件優選地具有形成定子元件的外套表面的一部分的外側和形成定子元件的內套表面的一部分的內側。

每一個定子部件可以在形成了定子元件的各自外或內套表面的一部分的外側和/或內側處具有上面描述的螺旋壁板和在螺旋壁板或其至少段之間延伸的螺旋槽中的一個或多個。