[其他]高流量多級盤形分子泵

無效

• 申請號: 85105304
• 申請日: 1985-07-06
• 公開（公告）號: CN85105304B
• 公開（公告）日: 1988-09-14
• 發明（設計）人: 儲繼國;孫云龍;徐禮霸
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: F04D19/04
• 分類號: F04D19/04
• 代理公司: 復旦大學專利事務所
• 代理人: 陸飛

本發明屬于高轉速機械真空泵，例如分子泵。

一般使用的渦輪分子泵雖然具有良好的高真空和超高真空性能，但當泵的入口壓強高于10^-2乇時，抽速明顯下降。通常，入口壓強為1×10^-1乇時，泵的實際抽速僅為額定抽速的5%左右。因此，渦輪分子泵的排氣流量較低，限制了這種泵的應用范圍。

采用高壓強性能較好的圓柱形螺線分子拖動泵或多級圓盤形螺線分子拖動泵（下文簡稱為盤形分子泵）與渦輪分子泵串聯工作的復合分子泵，在一定程度上提高了高壓強下的抽速。然而，現有的這兩類復合分子泵的工作間隙僅為0.1毫米左右，高速轉子的慣性力，熱膨脹，甚至外來的微小雜物都有可能使泵造成損壞，因此，至今未能獲得廣泛應用。

上述現有技術參見1977年第七屆國際真空會議論文集第37頁，及美國專利說明書US3969039。

針對上述問題，本發明提出了一種多級盤形分子泵的新的結構模式，改進了圓盤面上的螺線形狀，以提高盤形分子泵的抽速，簡化泵的結構，提高泵的運行可靠性。該結構也可用作氣體動密封裝置。

一般地，當兩個間隙較小的同軸圓盤（其中一個圓盤面上至少刻有一條螺線槽）高速相對旋轉時，由于拖動作用，這對圓盤就組成了一臺徑向抽氣的真空泵-盤形分子泵。改變圓盤面上的螺線槽走向，或者改變刻槽圓盤面就可以改變盤形分子泵的徑向抽氣方向。

本發明包括固定在泵殼體上的多個定圓盤和同軸安裝在旋轉軸上的多個動圓盤，所述定圓盤與所述動圓盤是交替設置的。這樣，相當于把若干臺單級盤形分子泵同軸安裝，并利用上述原理使相鄰兩級盤形分子泵的抽氣方向交替變換，實現盤形分子泵的串聯抽氣。上述定圓盤或動圓盤面上刻有形狀為R＝R_o·e^ctg2·θ的對數螺線槽。其中R為螺線半徑，R_o為圓盤內半徑，θ為極坐標的極角，α為螺線槽的切線與圓盤徑向之間的夾角，其值在45°與85°之間。

本發明提出的多級盤形分子泵結構亦可作僅建立壓強梯度而不涉及氣體傳送的氣體動密封裝置。記d為螺線槽的深度，△d為定圓盤和動圓盤之間軸向工作間隙。一盤地，d較大時，可獲得較高的抽速，但壓縮比較低。螺線槽的切線與圓盤半徑之間的夾角α越大，盤形分子泵的壓縮比越大，但抽速越小，當盤形分子泵采用上述對數螺線，尤其選用較小的α角度（例如50°-60°）時，可獲得高的抽速以及較高的壓縮比。同時，相鄰螺線槽之間的泄漏流量和泄漏所在部位的抽速按比例變化，即泄漏的分布比較合理。并且允許△d取較大的數值，通常△d只要滿足d/△d＞2就行了。由于△d增大，盤形分子泵的運行可靠性得到很大提高。

為了進一步提高多級盤形分子泵的抽速，并兼顧壓縮比的值，各級盤形分子泵的定圓盤的內半徑R₁可選用不相等的值。靠近入口側的2-4級盤形泵R₁可選用0.5R₂到0.8R₂范圍。其中R₂為動圓盤的外半徑。其余各級可選用0.3R₂到0.6R₂范圍。本項改進措施可使多級盤形分子泵的抽速提高一倍以上，而壓縮比下降不很明顯。

本發明提出的多級盤形分子泵，其螺線槽可以開在動圓盤面上，也可以開在定圓盤面上，或交替開在定圓盤面和動圓盤面上。圖1、圖2、圖3分別為這三種基本結構的軸向剖示圖。圖中1為轉軸，2為泵殼體，3為定圓盤，4為動圓盤（安裝在轉軸1上）。第一種結構如圖1所示，其螺線槽開在定圓盤3上;第二種結構如圖2所示，其螺線槽開在動圓盤4上，在這兩種結構中，相鄰兩級盤形分子泵的螺線槽走向相反;第三種結構如圖3所示，其螺線槽交替開在定圓盤3和動圓盤4上，這時，相鄰兩級盤形分子泵的螺線槽走向一致。圖中虛線表示抽氣方向，d為螺線槽的深度，△d為定圓盤和動圓盤之間的軸向工作間隙。圖4為開槽定圓盤的正視圖，圖5為其剖示圖。圖中H為螺線槽寬度，△H為螺線槽壁寬度，α為螺線槽的切線與圓盤半徑之間的夾角。