[發(fā)明專利]增強的真空系統(tǒng)部件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201980025334.5
• 申請日: 2019-02-12
• 公開（公告）號: CN111919031A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·弗馬;R·G·霍勒
• 申請（專利權(quán)）人: 愛德華茲有限公司
• 主分類號: F04D19/04
• 分類號: F04D19/04;F04D29/02;F04D29/32;B29C64/118
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 佘鵬;王瑋

本發(fā)明提供了一種用于真空泵的轉(zhuǎn)子組件。該轉(zhuǎn)子組件包括輪轂以及一個或多個轉(zhuǎn)子葉片陣列，該一個或多個轉(zhuǎn)子葉片陣列各自包括至少一個轉(zhuǎn)子葉片，每個轉(zhuǎn)子葉片從與該輪轂鄰接的轉(zhuǎn)子葉片根部延伸到轉(zhuǎn)子葉片末梢，其中，每個轉(zhuǎn)子葉片包括連續(xù)纖維增強的基體材料。本發(fā)明還提供了設(shè)計和制造轉(zhuǎn)子葉片的方法，以及包括如下部件的真空系統(tǒng)，即：該部件包括連續(xù)纖維增強的基體材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種真空系統(tǒng)，并且特別是如下真空系統(tǒng)，即：其中，其一個或多個部件包括連續(xù)纖維增強的基體材料，更具體而言，為用于真空泵的轉(zhuǎn)子組件。本發(fā)明還涉及轉(zhuǎn)子葉片、制造真空系統(tǒng)及其部件的方法。

背景技術(shù)

渦輪分子泵通常包括轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有傾斜轉(zhuǎn)子葉片的多個軸向隔開的環(huán)形陣列。這些葉片在每個陣列內(nèi)規(guī)則地隔開并且從中心軸徑向向外延伸。泵的定子圍繞該轉(zhuǎn)子，并且包括傾斜定子葉片的環(huán)形陣列，該傾斜定子葉片的環(huán)形陣列在軸向方向上與轉(zhuǎn)子葉片的陣列交替。每對相鄰的轉(zhuǎn)子葉片和定子葉片的陣列形成渦輪分子泵的一級。隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子葉片會撞擊進入的氣體分子，并將葉片的機械能轉(zhuǎn)換成氣體分子動量，該氣體分子動量從泵入口通過各級被引向泵出口。

渦輪分子泵的轉(zhuǎn)子通常被制造為單金屬結(jié)構(gòu)，例如鈦合金，其中葉片與軸成一體。

然而，跨越所有類型的真空泵存在如下持續(xù)的需求，即：提高轉(zhuǎn)子速度并降低運行成本。

迄今為止，與典型的增材制造方法相關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)性限制已限制了它們對真空泵的適用性：特別是所得零件的強度和耐久性。

例如，熔絲制造（FFF）導(dǎo)致零件呈現(xiàn)低強度。然而使用基于片材的方法來形成三維零件的預(yù)浸料復(fù)合構(gòu)造方法既費時又難以處理，從而導(dǎo)致較高的費用。此外，圍繞曲線彎曲這樣的片材可能使得纖維重疊、屈曲和/或扭曲，從而導(dǎo)致所得真空部件中的不期望的軟點。

因此，對新的部件和制造方法存在持續(xù)的需求，以降低成本并提高運行速度。

本發(fā)明試圖至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)的這些和其他問題。

發(fā)明內(nèi)容

因此，在第一方面，本發(fā)明提供了一種用于真空泵的轉(zhuǎn)子組件，該轉(zhuǎn)子組件包括輪轂以及一個或多個轉(zhuǎn)子葉片陣列，該一個或多個轉(zhuǎn)子葉片陣列各自包括至少一個轉(zhuǎn)子葉片，該至少一個轉(zhuǎn)子葉片從與該輪轂鄰接的轉(zhuǎn)子葉片根部延伸到轉(zhuǎn)子葉片末梢。該轉(zhuǎn)子葉片包括連續(xù)纖維增強的基體材料，并且包括從所述轉(zhuǎn)子葉片延伸到該輪轂的緊鄰所述轉(zhuǎn)子葉片的部分的連續(xù)纖維。

與已知的轉(zhuǎn)子組件相比，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子組件可被制作得更輕，并且運行更快，且更便宜。在某些情況下，減少或去除對開孔、鏤空和其他減輕重量的策略的需求。

通常，該轉(zhuǎn)子組件包括多個轉(zhuǎn)子葉片陣列。這些轉(zhuǎn)子葉片陣列可包括一個或多個轉(zhuǎn)子葉片，通常為兩個或更多個。在該組件包括多于一個陣列和/或該陣列包括多于一個轉(zhuǎn)子葉片的情況下，通常每個轉(zhuǎn)子葉片包括從所述轉(zhuǎn)子葉片延伸到該輪轂的緊鄰所述轉(zhuǎn)子葉片的部分的連續(xù)纖維。

該輪轂可以是基本上環(huán)形的，而轉(zhuǎn)子葉片從該輪轂徑向延伸。

該輪轂可與該真空泵的轉(zhuǎn)子軸一體地形成。可替代地，一系列轉(zhuǎn)子組件可按順序布置，并且相鄰的輪轂耦接在一起，以形成轉(zhuǎn)子軸。

在實施例中，連續(xù)纖維可從轉(zhuǎn)子葉片延伸到該轉(zhuǎn)子軸。

優(yōu)選地，增強連續(xù)纖維的類型和/或鋪疊在轉(zhuǎn)子葉片根部和轉(zhuǎn)子葉片末梢之間變化。通常，該連續(xù)纖維的類型和/或鋪疊在轉(zhuǎn)子葉片根部處與在轉(zhuǎn)子葉片末梢處是不同的。

該轉(zhuǎn)子組件可用于渦輪分子泵，并且包括環(huán)形的輪轂以及一個或多個基本上環(huán)形的轉(zhuǎn)子葉片陣列，該轉(zhuǎn)子葉片陣列各自包括多個基本上相同的轉(zhuǎn)子葉片，這些轉(zhuǎn)子葉片各自從與該輪轂鄰接的轉(zhuǎn)子葉片根部徑向延伸到轉(zhuǎn)子葉片末梢，其中，每個轉(zhuǎn)子葉片包括連續(xù)纖維增強的基體材料，并且包括從所述轉(zhuǎn)子葉片延伸到該輪轂的緊鄰所述轉(zhuǎn)子葉片的部分的連續(xù)纖維。