[實用新型]一種復合型渦輪分子泵轉子

有效

• 申請號: 201920706987.7
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN209838766U
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 孫福;張昊;王桂龍;邵長斌;王莉敏;王蒙蒙
• 申請（專利權）人: 江蘇博聯碩焊接技術有限公司
• 主分類號: F04D29/32
• 分類號: F04D29/32;F04D19/04;F04D29/02;B23K20/02;B23K20/14
• 代理公司: 11463 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 賴俊科

本實用新型公開了一種復合型渦輪分子泵轉子，涉及氣體流體領域。該復合型渦輪分子泵轉子包括至少一組依次層疊設置的第一轉子環、第二轉子環、第三轉子環和葉片；其中，第一轉子環和第三轉子環為鋁或鋁合金轉子環，第二轉子環為鈦或鈦合金間隔轉子環，葉片為鈦或鈦合金葉片。該復合型渦輪分子泵轉子的質量輕、性能良好、高速性優異，其結構兼具了成本低、輕質鋁或鋁合金轉子與中等重量、高強度的鈦或鈦合金葉片的優點，并且能夠有效避免葉片在焊接冷卻過程中產生屈曲變形。

技術領域

本實用新型涉及氣體流體領域，具體而言，涉及一種復合型渦輪分子泵轉子。

背景技術

眾所周知，在核聚變反應堆，激光等離子體裝置等中需要高真空室。具有渦輪葉片的轉子每分鐘旋轉幾萬次，以便在分子流動區域中產生氣體分子的排氣作用。近年來，隨著聚變反應器的性能變得越來越大，真空室所需的真空度也越來越高，研制超高真空渦輪分子泵的市場化需求越來越強烈。同時，為了保證渦輪分子泵的經濟性和良好的驅動性能，需要在制造過程中對其成本和重量進行嚴格控制。

在傳統渦輪分子泵的制造過程中，通常分開預先加工多級葉片和轉子盤，隨后采用螺栓螺母或熔焊的方法將其加工為整體轉子結構，但是該方法存在連接強度低、加工成本高、工序復雜和工時數長等缺點。

同時，由于采用鋁/鋁合金轉子盤具有輕質、成本低等優點，而鈦/鈦合金葉片具有中等質量、力學優異性能等優點，因此可以想象，制備鋁/鋁合金轉子環和鈦/鈦合金葉片復合型渦輪分子泵轉子具有無法比擬的技術優勢。但是，鋁的熱膨脹率為24.0×10^-6/℃，而鈦的熱膨脹系數為8.9×10^-6/℃，兩者熱膨脹系數差異使得連接界面存在熱應力，進而導致在冷卻過程中葉片產生波紋狀平面屈曲，最終對轉子的整體強度和尺寸精度產生不良影響。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種復合型渦輪分子泵轉子，該復合型渦輪分子泵轉子的質量輕、性能良好、高速性優異，其結構兼具了成本低、輕質鋁或鋁合金轉子與中等重量、高強度的鈦或鈦合金葉片的優點，并且能夠有效避免葉片在焊接冷卻過程中產生屈曲變形。

本實用新型的實施例是這樣實現的：

一種復合型渦輪分子泵轉子，包括：

至少一組依次層疊設置的第一轉子環、第二轉子環、第三轉子環和葉片；

其中，第一轉子環和第三轉子環為鋁或鋁合金轉子環，第二轉子環為鈦或鈦合金間隔轉子環，葉片為鈦或鈦合金葉片。

進一步地，在本實用新型的較佳實施例中，第一轉子環和第三轉子環的厚度為1～80mm。

進一步地，在本實用新型的較佳實施例中，第二轉子環的厚度為0.1～20mm。

進一步地，在本實用新型的較佳實施例中，葉片的厚度為1～50mm。

進一步地，在本實用新型的較佳實施例中，第一轉子環與第二轉子環之間，第二轉子環和第三轉子環之間，第三轉子環和葉片之間設置有增強中間層，以改善連接強度。

進一步地，在本實用新型的較佳實施例中，增強中間層為Al-Si中間層。

進一步地，在本實用新型的較佳實施例中，增強中間層的厚度為0.01～5mm。

一種上述的復合型渦輪分子泵轉子的制備方法，包括：

將第一轉子環、第二轉子環、第三轉子環以及葉片依次層疊設置后進行擴散焊接作業。

進一步地，在本實用新型的較佳實施例中，還包括在進行擴散焊接作業前，在各層界面交界處設置Al-Si中間層后形成待焊結構。

進一步地，在本實用新型的較佳實施例中，擴散焊接作業具體包括：