[其他]高流量多級盤形分子泵

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000005304
• 申請日: 1985-07-06
• 公開（公告）號: CN85105304B
• 公開（公告）日: 1988-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 儲繼國;孫云龍;徐禮霸
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛

本發(fā)明屬于高轉(zhuǎn)速機(jī)械真空泵，例如分子泵。它提出了一種多級盤形分子泵的新的串聯(lián)工作模式。其螺線槽采用對數(shù)形式：Ｒ_o為圓盤內(nèi)半徑，θ為極角，α為螺線槽切向與圓盤徑向夾角，螺線槽可開在定圓盤或動圓盤兩側(cè)面，或交替開在定圓盤與動圓盤一側(cè)面，使相鄰兩動圓盤構(gòu)成二級盤形泵。多級盤形分子泵的入口側(cè)還可串聯(lián)安裝若干級渦輪分子泵葉輪，組成新的復(fù)合分子泵，本發(fā)明簡化了分子泵的結(jié)構(gòu)，提高了分子泵的流量和運(yùn)行可靠性。

本發(fā)明屬于高轉(zhuǎn)速機(jī)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(dāng)泵的入口壓強(qiáng)高于10^-2乇時(shí)，抽速明顯下降。通常，入口壓強(qiáng)為1×10^-1乇時(shí)，泵的實(shí)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(yīng)用范圍。

采用高壓強(qiáng)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(lián)工作的復(fù)合分子泵，在一定程度上提高了高壓強(qiáng)下的抽速。然而，現(xiàn)有的這兩類復(fù)合分子泵的工作間隙僅為0.1毫米左右，高速轉(zhuǎn)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(yīng)用。

上述現(xiàn)有技術(shù)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(fā)明提出了一種多級盤形分子泵的新的結(jié)構(gòu)模式，改進(jìn)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(jié)構(gòu)，提高泵的運(yùn)行可靠性。該結(jié)構(gòu)也可用作氣體動密封裝置。

一般地，當(dāng)兩個(gè)間隙較小的同軸圓盤（其中一個(gè)圓盤面上至少刻有一條螺線槽）高速相對旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(fā)明包括固定在泵殼體上的多個(gè)定圓盤和同軸安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的多個(gè)動圓盤，所述定圓盤與所述動圓盤是交替設(shè)置的。這樣，相當(dāng)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(shí)現(xiàn)盤形分子泵的串聯(lián)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(shù)螺線槽。其中R為螺線半徑，R_o為圓盤內(nèi)半徑，θ為極坐標(biāo)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(fā)明提出的多級盤形分子泵結(jié)構(gòu)亦可作僅建立壓強(qiáng)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(shí)，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(dāng)盤形分子泵采用上述對數(shù)螺線，尤其選用較小的α角度（例如50°-60°）時(shí)，可獲得高的抽速以及較高的壓縮比。同時(shí)，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(shù)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(yùn)行可靠性得到很大提高。

為了進(jìn)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(nèi)半徑R₁可選用不相等的值。靠近入口側(cè)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(xiàng)改進(jìn)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。