專利名稱：一種無油渦旋真空泵的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于真空泵領域，具體地說是一種無油渦旋真空泵。
技術背景伴隨著半導體、新材料和生物制藥等行業(yè)的快速發(fā)展，對真空獲得設備提出了兩個新的要求 一個是極限真空度要盡量高，另一個是 獲得的真空環(huán)境應該是清潔無油的。在這些新要求的引導下，分子泵、 低溫泵越來越多地代替了油擴散泵作為系統(tǒng)的主泵，這樣大大降低了 真空泵向真空室的返油。然而現(xiàn)在大多數(shù)分子泵、低溫泵還是釆用油 封式機械泵作為前級泵，雖然人們在改進油封式泵上下了不少功夫， 比如將泵油改成PFPE (全氟聚醚)油、加上過濾裝置等，但油蒸氣 仍然可以通過主泵返流到真空室，從而造成該真空系統(tǒng)并不是一個名 副其實的無油真空系統(tǒng)。為了獲得更清潔的真空環(huán)境，機械無油真空泵應運而生。目前應 用的機械無油真空泵主要有多級羅茨泵、螺桿泵、爪型泵和渦旋泵。 這些泵共同的特點是泵腔內沒有油來密封，完全靠間隙的大小來保證 其極限真空度。由于這些泵沒有泵油來密封，單級泵的極限真空度往 往較低，因此常采用多級串連的形式，以達到較高的真空度。渦旋真 空泵以其自身型線的特點，不需釆用多級串連的形式就能達到較高的 極限真空度，所以它在無油真空泵領域有自己獨特的優(yōu)勢。目前渦旋泵還沒有形成產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品，主要原因除加工及裝配要 求精度高、加工難度大、 一次性投入大等制約因素外，其設計理論也 亟待提高，尤其包括型線的改善、加工成本的降低、間隙的確定、泄 漏量的計算等。實用新型內容為了解決現(xiàn)在渦旋泵一次性投入大、加工難度大、極限真空低、 間隙確定的問題，本實用新型的目的在于提供一種極限真空度高、真 空環(huán)境清潔的無油渦旋真空泵。本實用新型的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的 本實用新型具有吸、排氣口，包括第一、二定子渦旋盤、雙側轉 子渦旋盤、電機及曲軸，第一、二定子渦旋盤及雙側轉子渦旋盤安裝 于曲軸上，電機與曲軸相連接；第一、二定子渦旋盤分別位于雙側轉子渦旋盤的兩側、與雙側轉子渦旋盤相連接；第一定子渦旋盤與雙側轉子渦旋盤及第二定子渦旋盤與雙側轉子渦旋盤型線相同，分別以兀 角度交錯組合，轉、定子渦旋盤的徑向為間隙密封，端面以摩擦形式 相對運動。其中所述第一、二定子渦旋盤及雙側轉子渦旋盤的型線為圓的 漸開線，轉、定子渦旋盤彼此間間隙密封，形成多個相對稱的月牙形 封閉腔；第一定子渦旋盤與雙側轉子渦旋盤及第二定子渦旋盤與雙側 轉子渦旋盤的連接端面設有密封墊片，該密封墊片為特氟隆材料；在 曲軸上、位于第一、二定子渦旋盤的外側分別設有第一、二風扇；所 述排氣口由上至下依次設有相互抵接的排氣適配器、排氣彈簧、閥導 向塊、閥內彈簧及閥，閥抵接于月牙形封閉腔內壁；所述經(jīng)硬質氧化 處理的第一、二定子渦旋盤及雙側轉子渦旋盤的表面噴涂有特氟隆薄 膜；泵體為臥式，曲軸的軸線與地面平行；所述第一、二定子渦旋盤 與曲軸之間設有軸封。本實用新型的優(yōu)點與積極效果為1. 本實用新型的工作腔是由兩個型線共軛的渦旋盤相差兀角度 相嚙合安裝而形成的，彼此間在幾條直線(在橫截面上是幾個點)上密 封接觸并形成相對稱的幾對月牙形封閉腔；月牙形封閉腔內氣體在壓 縮過程中容積是連續(xù)變化的，因此泵的工作壓力范圍寬，驅動力矩變 化小，功率變化小。2. 本實用新型的曲軸在設計上根據(jù)實際情況可選用合理的偏心 距，使密封間隙小，泄漏小，使泵具有較高的壓縮比，極限真空度提 高。3. 本實用新型釆用密封墊片進行端面密封，密封墊片的材料為 特氟隆材料，耐磨，使用壽命高，密封效果好。4. 本實用新型采用特氟隆類軸封，增加了耐磨性，減少了摩擦 系數(shù)，延長了泵的維修周期。5. 本實用新型曲軸的兩端裝有風扇，既冷卻了泵體又平衡了轉 動部件的不平衡度。6. 本實用新型的排氣口，由閩、閥內彈簧、閥導向塊、排氣彈 簧、排氣適配器組成，閥緊貼內壓縮腔，減少了壓縮氣體的殘留并降 低了氣流脈動沖擊，減小噪聲。7. 本實用新型的渦旋盤表面經(jīng)硬質氧化處理，并噴涂特氟隆薄 膜，增加了耐磨性，減少了摩擦系數(shù)，提高了泵壽命。8. 本實用新型是無油真空泵，體積小，噪音低，在抽氣過程中 可保持真空環(huán)境不受污染，清潔度高，適用于半導體、石化、冶金、食品、醫(yī)藥、電子、包裝、印刷等行業(yè)，適用領域廣。

圖i為本實用新型的結構示意圖；圖2為圖1中排氣口的結構示意圖； 圖3為圖1中渦旋盤型線圖；其中l(wèi)為第一風扇，2為風扇罩，3為第二定子渦旋盤，4為密 封墊片，5為排氣口， 6為雙側轉子渦旋盤，7為軸封，8為第一定子 渦旋盤，9為第二風扇，IO為電機，ll為電機座，12為聯(lián)軸器，13 為梅花橡膠，14為曲軸，15為閥，16為閥內彈簧，17為閬導向塊， 18為排氣彈簧，19為排氣適配器，20為月牙形封閉腔。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步詳述。如圖l、圖3所示，本實用新型具有吸、排氣口、第一、二定子 渦旋盤8、 3和雙側轉子渦旋盤6、電機10及曲軸14，第一定子渦旋 盤8、雙側轉子渦旋盤6及第二定子渦旋盤3依次安裝于曲軸14上， 雙側轉子渦旋盤6位于曲軸14的偏心位置，曲軸在設計上可根據(jù)實 際情況選用合理的偏心距，使密封間隙小，泄漏小，使泵具有較高的 壓縮比，極限真空度提高。第一、二定子渦旋盤8、 3分別位于雙側 轉子渦旋盤6的兩側，第一、二定子渦旋盤8、 3與曲軸14之間設有 軸封7。第一定子渦旋盤8與雙側轉子渦旋盤6及第二定子渦旋盤3 與雙側轉子渦旋盤6的連接端面設有密封墊片4,該密封墊片4為美 囯杜邦公司生產(chǎn)的特氟隆(Teflon)材料。第一、二定子渦旋盤8、 3與雙側轉子渦旋盤6的型線相同，組成的工作腔是由兩個型線共軛 的渦旋盤相差r角度相嚙合安裝而成，即第一、二定子渦旋盤8、 3 及雙側轉子渦旋盤6的型線為圓的漸開線，這種型線的加工精度要求 較高。轉、定子渦旋盤的徑向為間隙密封，端面由密封墊片4密封， 以摩擦形式相對運動。轉、定子渦旋盤彼此間在幾條直線(在橫截面 上是幾個點)上密封接觸并形成多個相對稱的月牙形封閉腔20。當 氣體從外側工作腔被吸入并封閉在月牙形封閉腔20內，隨著接觸點 的沿渦線方向往中心移動，月牙形封閉腔20容積逐漸變小，氣體不 斷被壓縮，最終從中心排氣孔排走。月牙形封閉腔20內氣體在壓縮 過程中容積是連續(xù)變化的，因此，真空泵的工作壓力范圍寬，驅動力 矩變化小，功率變化小。第一、二定子渦旋盤8、 3及雙側轉子渦旋 盤6經(jīng)硬質氧化處理，表面噴涂有特氟隆薄膜，薄膜厚度可為0. 05 ~ 0. 08腿，增加了耐磨性，減少了摩擦系數(shù)，提高了泵壽命。在曲軸 14上、位于第一、二定子渦旋盤8、 3的外側分別設有第一、二風扇1、 9，兩風扇與曲軸14由同一電機10驅動，起到冷卻和平衡重心的作用。在第一風扇外還罩有風扇罩2。如圖2所示，排氣口 5依次設有相互抵接的排氣適配器19、排 氣彈簧18、閥導向塊17、閬內彈簧16及閥15,閥15抵接于月牙形 封閉腔20內壁，使排氣過程中壓縮腔內殘余氣體少。電機10的輸出軸通過聯(lián)軸器12、梅花橡膠13與曲軸14相連接， 帶動曲軸14及其上部件共同轉動。電機10安裝在電機座11上。本 實用新型的泵體為臥式，曲軸14的軸線與地面平行。本實用新型的工作原理為工作腔內的渦旋盤釆用圓漸開線型 線，組合形成多個月牙形封閉腔，隨轉子渦旋盤的轉動，這些密閉的 容積腔相應地擴大和縮小，由此實現(xiàn)氣體連續(xù)地吸入、壓縮和并通過 排氣口 5排氣。
權利要求1.一種無油渦旋真空泵，具有吸、排氣口，其特征在于包括第一、二定子渦旋盤(8、3)、雙側轉子渦旋盤(6)、電機(10)及曲軸(14)，第一、二定子渦旋盤(8、3)及雙側轉子渦旋盤(6)安裝于曲軸(14)上，電機(10)與曲軸(14)相連接；第一、二定子渦旋盤(8、3)分別位于雙側轉子渦旋盤(6)的兩側、與雙側轉子渦旋盤(6)相連接；第一、二定子渦旋盤(8、3)與雙側轉子渦旋盤(6)的型線相同，分別以π角度交錯組合，轉、定子渦旋盤的徑向為間隙密封，端面以摩擦形式相對運動。
2. 按權利要求1所述的無油渦旋真空泵，其特征在于所述第一、二疋亍狗屣i (8、 j;次從i則轉亍滴淤i (tu的翌統(tǒng)刀圓的漸開線， 轉、定子渦旋盤彼此間間隙密封，形成多個相對稱的月牙形封閉腔(20)。
3. 按權利要求1所述的無油渦旋真空泵，其特征在于所述第 一定子渦旋盤(8)與雙側轉子渦旋盤(6)及第二定子渦旋盤(3) 與雙側轉子渦旋盤(6)的連接端面設有密封墊片(4)，該密封墊片(4)為特氟隆材料。
4. 按權利要求1所述的無油渦旋真空泵，其特征在于在曲軸 (14)上、位于第一、二定子渦旋盤(8、 3)的外側分別設有第一、二風扇(1、 9)。
5. 按權利要求1所述的無油渦旋真空泵，其特征在于所述排 氣口 (5)由上至下依次設有相互抵接的排氣適配器(19)、排氣彈簧(18)、閥導向塊(17)、閥內彈簧(16)及閥(15),閥(15)抵接 于月牙形封閉腔(20)內壁。
6. 按權利要求1所述的無油渦旋真空泵，其特征在于所述經(jīng) 硬質氧化處理的第一、二定子渦旋盤(8、 3)及雙側轉子渦旋盤(6) 的表面噴涂有特氟隆薄膜。
7. 按權利要求1所述的無油渦旋真空泵，其特征在于泵體為 臥式，曲軸(14)的軸線與地面平行。
8. 按權利要求1所述的無油渦旋真空泵，其特征在于所述第 一、二定子渦旋盤(8、 3)與曲軸(14)之間設有軸封(7)。
專利摘要本實用新型屬于真空泵領域，具體地說是一種無油渦旋真空泵，包括第一、二定子渦旋盤、雙側轉子渦旋盤、電機及曲軸，第一、二定子渦旋盤及雙側轉子渦旋盤安裝于曲軸上，電機與曲軸相連接；第一、二定子渦旋盤分別位于雙側轉子渦旋盤的兩側、與雙側轉子渦旋盤相連接；轉、定子渦旋盤的型線相同，采用圓漸開線型線，分別以π角度交錯組合，渦旋盤的徑向為間隙密封，端面以摩擦形式相對運動，組合后形成多個月牙形封閉腔，隨轉子渦旋盤轉動，這些密閉的容積腔相應的擴大和縮小，由此實現(xiàn)氣體的連續(xù)吸入、壓縮和排氣。本實用新型是無油真空泵，體積小，噪音低，清潔度高，適用于半導體、石化、冶金、食品、醫(yī)藥、電子、包裝、印刷等行業(yè)。
文檔編號F04C25/00GK201106558SQ20072001612
公開日2008年8月27日 申請日期2007年11月23日 優(yōu)先權日2007年11月23日
發(fā)明者劉在行, 孔祥玲, 張振厚, 王光玉 申請人:中國科學院沈陽科學儀器研制中心有限公司