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一種渦旋干式真空泵.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510330862.5

申請日:

2015.06.15

公開號:

CN104989641A

公開日:

2015.10.21

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F04C 18/02申請日:20150615|||公開
IPC分類號: F04C18/02; F04C29/12 主分類號: F04C18/02
申請人: 東北大學; 中國科學院沈陽科學儀器股份有限公司
發明人: 巴德純; 張英莉; 岳向吉; 陸艷君; 王光玉; 張振厚
地址: 110819遼寧省沈陽市和平區文化路3號巷11號
優先權:
專利代理機構: 沈陽東大知識產權代理有限公司21109 代理人: 梁焱
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510330862.5

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.12.01|||2015.11.18|||2015.10.21

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種渦旋干式真空泵,屬于容積式真空泵技術領域。在渦旋干式真空泵的渦旋定盤上設置有若干處輔助排氣閥,輔助排氣閥的分布方式為:以渦旋工作腔的最大基圓展開角處為起點,且展開角每減小2π就沿渦旋型線方向布置一個輔助排氣閥。本發明與現有技術相比,突破了現有渦旋干式真空泵在定壓比工作方式上的限制,在渦旋定盤上設置了輔助排氣閥,當入口壓力較高時,能夠及時通過輔助排氣閥排除渦旋工作腔內的一部分高壓氣體,使渦旋工作腔的壓力降到合理水平,在很大程度上避免了過壓縮現象的產生,從而減小渦旋體所受到的沖擊作用,使渦旋干式真空泵具有了工作平穩、振動小及節約能源的特點。

權利要求書

權利要求書
1.  一種渦旋干式真空泵,包括電動機、曲拐軸、渦旋動盤、渦旋定盤及殼體,所述電動機的電機軸與曲拐軸的主軸端通過聯軸器相連接,所述渦旋動盤套裝在曲拐軸的偏心部,所述渦旋定盤與渦旋動盤相配合,渦旋定盤與殼體在外圓周側密封連接,渦旋定盤與渦旋動盤之間的壓縮配合腔為渦旋工作腔,渦旋工作腔的外圓周側與渦旋定盤上的進氣口相通,渦旋工作腔的中心側與渦旋定盤內的排氣通道相通,排氣通道與排氣口相通;所述渦旋工作腔分為外渦旋工作腔和內渦旋工作腔,所述外渦旋工作腔由渦旋動盤的渦旋體凸面與渦旋定盤的渦旋體凹面配合形成,所述內渦旋工作腔由渦旋動盤的渦旋體凹面與渦旋定盤的渦旋體凸面配合形成;其特征在于:在所述渦旋定盤上設置有若干處輔助排氣閥。

2.  根據權利要求1所述的一種渦旋干式真空泵,其特征在于:所述輔助排氣閥的分布方式為:以渦旋工作腔的最大基圓展開角處為起點,且展開角每減小2π就沿渦旋型線方向布置一個輔助排氣閥。

3.  根據權利要求1所述的一種渦旋干式真空泵,其特征在于:所述輔助排氣閥由限位板、彈簧、閥片及輔助排氣孔組成,所述輔助排氣孔位于渦旋定盤上,所述渦旋工作腔通過輔助排氣孔與真空泵外部相通;所述輔助排氣孔為階梯孔,且輔助排氣孔的小孔靠近渦旋工作腔,所述閥片和彈簧均位于輔助排氣孔的大孔內,所述限位板固定在渦旋定盤外側,且彈簧位于限位板與閥片之間,閥片通過彈簧的外撐力緊密貼合在輔助排氣孔的階梯過渡面上。

4.  根據權利要求3所述的一種渦旋干式真空泵,其特征在于:在所述輔助排氣孔的大孔對應的限位板上開設有泄壓孔,或者輔助排氣孔的大孔與限位板之間留有排氣間隙;所述輔助排氣孔的大孔可通過泄壓孔與真空泵外部相通,或者輔助排氣孔的大孔通過排氣間隙與真空泵外部相通。

5.  根據權利要求2所述的一種渦旋干式真空泵,其特征在于:所述輔助排氣孔的小孔直徑小于渦旋定盤及渦旋動盤的渦旋體齒厚。

6.  根據權利要求2所述的一種渦旋干式真空泵,其特征在于:所述輔助排氣閥位于外渦旋工作腔時,輔助排氣孔的小孔位于距渦旋定盤的渦旋體凹面一個齒厚范圍內,且順著渦旋體凹面渦旋型線排成一排。

7.  根據權利要求2所述的一種渦旋干式真空泵,其特征在于:所述輔助排氣閥位于內渦旋工作腔時,輔助排氣孔的小孔位于距渦旋定盤的渦旋體凸面一個齒厚范圍內,且順著渦旋體凸面渦旋型線排成一排。

說明書

說明書一種渦旋干式真空泵
技術領域
本發明屬于容積式真空泵技術領域,特別是涉及一種渦旋干式真空泵。
背景技術
干式真空泵一般指能在大氣壓到10-2Pa及以下壓力范圍內工作、在抽氣流道中不使用任何油類和液體、且能連續直接向大氣排氣的真空泵,其廣泛應用于集成電路、太陽能、真空表面技術、制藥、科學儀器等產業和領域。自20世紀80年代以來,干式真空泵發展迅猛,目前,干式真空泵已發展有許多種類,包括多級爪式、多級羅茨式、羅茨+爪型組合式、螺桿式及渦旋式等。
其中,渦旋式即渦旋干式真空泵是從渦旋式壓縮機演化而來,屬于容積式真空泵,由于渦旋干式真空泵具有清潔無油、工作壓力范圍寬、性能可靠、轉矩變化小及適應惡劣運行條件能力強等特點,因此得以廣泛應用。截止目前,渦旋干式真空泵的研制和生產主要集中在德國、美國和日本等國的少數廠家,但近年來,國內的渦旋干式真空泵技術也取得了較大的進步和發展。
作為定壓比容積式流體機械的渦旋干式真空泵,當吸氣結束后,其封閉的月牙形工作腔(渦旋工作腔)容積會不斷減小,且在與排氣口連通之前,月牙形工作腔(渦旋工作腔)內的壓力會不斷增大,直到與排氣口連通進行排氣,但當渦旋干式真空泵入口壓力較高時,例如為大氣壓時,月牙形工作腔(渦旋工作腔)與排氣口接通前,其腔內的壓力已經高于排氣壓力了,從而便產生了過壓縮現象。
當發生過壓縮現象時,月牙形工作腔(渦旋工作腔)內的壓力可能遠高于排氣壓力,而月牙形工作腔(渦旋工作腔)與排氣口連通的瞬間,月牙形工作腔(渦旋工作腔)內的高壓氣體將瞬間沖出。而過壓縮現象會導致以下不良影響:
①會沖擊渦旋干式真空泵內的零部件,因此對零部件的強度要求非常高,特別是渦旋體的強度要求;
②腔內高壓氣體的形成和釋放,會對渦旋干式真空泵的扭矩變化產生較大影響,從而使渦旋干式真空泵的工作狀態不穩定,還會導致渦旋干式真空泵振動過大;
③腔內高壓氣體的形成必然導致渦旋干式真空泵的輸入功率的增大,從而造成動力及能源的浪費。
因此,現階段亟需一種新型的渦旋干式真空泵,即使渦旋干式真空泵入口壓力較高時,也不會出現嚴重的過壓縮現象。
發明內容
針對現有技術存在的問題,本發明提供一種渦旋干式真空泵,能夠在入口壓力較高時,避免出現嚴重的過壓縮現象。
為了實現上述目的,本發明采用如下技術方案:一種渦旋干式真空泵,包括電動機、曲拐軸、渦旋動盤、渦旋定盤及殼體,所述電動機的電機軸與曲拐軸的主軸端通過聯軸器相連接,所述渦旋動盤套裝在曲拐軸的偏心部,所述渦旋定盤與渦旋動盤相配合,渦旋定盤與殼體在外圓周側密封連接,渦旋定盤與渦旋動盤之間的壓縮配合腔為渦旋工作腔,渦旋工作腔的外圓周側與渦旋定盤上的進氣口相通,渦旋工作腔的中心側與渦旋定盤內的排氣通道相通,排氣通道與排氣口相通;所述渦旋工作腔分為外渦旋工作腔和內渦旋工作腔,所述外渦旋工作腔由渦旋動盤的渦旋體凸面與渦旋定盤的渦旋體凹面配合形成,所述內渦旋工作腔由渦旋動盤的渦旋體凹面與渦旋定盤的渦旋體凸面配合形成;其特點是:在所述渦旋定盤上設置有若干處輔助排氣閥。
所述輔助排氣閥的分布方式為:以渦旋工作腔的最大基圓展開角處為起點,且展開角每減小2π就沿渦旋型線方向布置一個輔助排氣閥。
所述輔助排氣閥由限位板、彈簧、閥片及輔助排氣孔組成,所述輔助排氣孔位于渦旋定盤上,所述渦旋工作腔通過輔助排氣孔與真空泵外部相通;所述輔助排氣孔為階梯孔,且輔助排氣孔的小孔靠近渦旋工作腔,所述閥片和彈簧均位于輔助排氣孔的大孔內,所述限位板固定在渦旋定盤外側,且彈簧位于限位板與閥片之間,閥片通過彈簧的外撐力緊密貼合在輔助排氣孔的階梯過渡面上。
在所述輔助排氣孔的大孔對應的限位板上開設有泄壓孔,或者輔助排氣孔的大孔與限位板之間留有排氣間隙;所述輔助排氣孔的大孔可通過泄壓孔與真空泵外部相通,或者輔助排氣孔的大孔通過排氣間隙與真空泵外部相通。
所述輔助排氣孔的小孔直徑小于渦旋定盤及渦旋動盤的渦旋體齒厚。
所述輔助排氣閥位于外渦旋工作腔時,輔助排氣孔的小孔位于距渦旋定盤的渦旋體凹面一個齒厚范圍內,且順著渦旋體凹面渦旋型線排成一排。
所述輔助排氣閥位于內渦旋工作腔時,輔助排氣孔的小孔位于距渦旋定盤的渦旋體凸面一個齒厚范圍內,且順著渦旋體凸面渦旋型線排成一排。
本發明的有益效果:
本發明與現有技術相比,突破了現有渦旋干式真空泵在定壓比工作方式上的限制,通過在渦旋定盤上設置輔助排氣閥,當入口壓力較高時,能夠及時通過輔助排氣閥排除渦旋工作腔內的一部分高壓氣體,使渦旋工作腔的壓力降到合理水平,在很大程度上避免了過壓縮現 象的產生,從而減小渦旋體所受到的沖擊作用,使渦旋干式真空泵具有了工作平穩、振動小及節約能源的特點。
附圖說明
圖1為本發明的一種渦旋干式真空泵結構示意圖;
圖2為圖1中I部放大圖;
圖3為圖1的A-A剖視圖;
圖中,1—電動機,2—曲拐軸,3—渦旋動盤,4—渦旋定盤,5—殼體,6—聯軸器,7—渦旋工作腔,8—進氣口,9—排氣通道,10—排氣口,11—輔助排氣閥,12—限位板,13—彈簧,14—閥片,15—輔助排氣孔,16—泄壓孔。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。
如圖1、2、3所示,一種渦旋干式真空泵,包括電動機1、曲拐軸2、渦旋動盤3、渦旋定盤4及殼體5,所述電動機1的電機軸與曲拐軸2的主軸端通過聯軸器6相連接,所述渦旋動盤3套裝在曲拐軸2的偏心部,所述渦旋定盤4與渦旋動盤3相配合,渦旋定盤4與殼體5在外圓周側密封連接,渦旋定盤4與渦旋動盤3之間的壓縮配合腔為渦旋工作腔7,渦旋工作腔7的外圓周側與渦旋定盤4上的進氣口8相通,渦旋工作腔7的中心側與渦旋定盤4內的排氣通道9相通,排氣通道9與排氣口10相通;所述渦旋工作腔7分為外渦旋工作腔和內渦旋工作腔,所述外渦旋工作腔由渦旋動盤3的渦旋體凸面與渦旋定盤4的渦旋體凹面配合形成,所述內渦旋工作腔由渦旋動盤3的渦旋體凹面與渦旋定盤4的渦旋體凸面配合形成;在所述渦旋定盤4上設置有若干處輔助排氣閥11。
所述輔助排氣閥11的分布方式為:以渦旋工作腔7的最大基圓展開角處為起點,且展開角每減小2π就沿渦旋型線方向布置一個輔助排氣閥11。
所述輔助排氣閥11由限位板12、彈簧13、閥片14及輔助排氣孔15組成,所述輔助排氣孔15位于渦旋定盤4上,所述渦旋工作腔7通過輔助排氣孔15與真空泵外部相通;所述輔助排氣孔15為階梯孔,且輔助排氣孔15的小孔靠近渦旋工作腔7,所述閥片14和彈簧13均位于輔助排氣孔15的大孔內,所述限位板12固定在渦旋定盤4外側,且彈簧13位于限位板12與閥片14之間,閥片14通過彈簧13的外撐力緊密貼合在輔助排氣孔15的階梯過渡面上。
在所述輔助排氣孔15的大孔對應的限位板12上開設有泄壓孔16,或者輔助排氣孔15的大孔與限位板12之間留有排氣間隙;所述輔助排氣孔15的大孔可通過泄壓孔16與真空泵外部相通,或者輔助排氣孔15的大孔通過排氣間隙與真空泵外部相通。
所述輔助排氣孔15的小孔直徑小于渦旋定盤4及渦旋動盤3的渦旋體齒厚。
所述輔助排氣閥11位于外渦旋工作腔時,輔助排氣孔15的小孔位于距渦旋定盤4的渦旋體凹面一個齒厚范圍內,且順著渦旋體凹面渦旋型線排成一排。
所述輔助排氣閥11位于內渦旋工作腔時,輔助排氣孔15的小孔位于距渦旋定盤4的渦旋體凸面一個齒厚范圍內,且順著渦旋體凸面渦旋型線排成一排。
下面結合附圖說明本發明的一次使用過程:
啟動本發明的渦旋干式真空泵,通過電動機1帶動曲拐軸2轉動,進而帶動渦旋動盤3運動,氣體由進氣口8進入泵內,且進入泵內的氣體壓力初始時為大氣壓。
氣體首先進入渦旋工作腔7外圓周側,然后經過渦旋工作腔7的連續壓縮并逐漸運行到渦旋工作腔7中心側,如果是常規的渦旋干式真空泵,經過壓縮后的高壓氣體會直接進入排氣通道9,并由最終由排氣口10排出,進而導致過壓縮現象。
由于采用了本發明的渦旋干式真空泵,當氣體經過渦旋工作腔7的連續壓縮后,且出現了壓力過高的情況時,渦旋工作腔7所對應的輔助排氣閥11將會開啟,即通過高壓氣體將閥片14頂開,使渦旋工作腔7與輔助排氣孔15的大孔相通,進而通過限位板12上的泄壓孔16將一部分高壓氣體排到泵外,直到渦旋工作腔7的壓力降到合理水平,此時渦旋工作腔7內的氣體壓力將不足以繼續頂開閥片14,在彈簧13作用下閥片14復位,當氣體運行到渦旋工作腔7中心側后,再進入排氣通道9,最終由排氣口10排出,從而避免了過壓縮現象的產生。
實施例中的方案并非用以限制本發明的專利保護范圍,凡未脫離本發明所為的等效實施或變更,均包含于本案的專利范圍中。

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一種 渦旋 真空泵
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