專利名稱：一種無(wú)油渦旋真空泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于真空泵領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種無(wú)油渦旋真空泵。
技術(shù)背景伴隨著半導(dǎo)體、新材料和生物制藥等行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)真空獲得設(shè)備提出了兩個(gè)新的要求 一個(gè)是極限真空度要盡量高，另一個(gè)是 獲得的真空環(huán)境應(yīng)該是清潔無(wú)油的。在這些新要求的引導(dǎo)下，分子泵、 低溫泵越來(lái)越多地代替了油擴(kuò)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(jī)械泵作為前級(jí)泵，雖然人們?cè)诟倪M(jìn)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(guò)濾裝置等，但油蒸氣 仍然可以通過(guò)主泵返流到真空室，從而造成該真空系統(tǒng)并不是一個(gè)名 副其實(shí)的無(wú)油真空系統(tǒng)。為了獲得更清潔的真空環(huán)境，機(jī)械無(wú)油真空泵應(yīng)運(yùn)而生。目前應(yīng) 用的機(jī)械無(wú)油真空泵主要有多級(jí)羅茨泵、螺桿泵、爪型泵和渦旋泵。 這些泵共同的特點(diǎn)是泵腔內(nèi)沒有油來(lái)密封，完全靠間隙的大小來(lái)保證 其極限真空度。由于這些泵沒有泵油來(lái)密封，單級(jí)泵的極限真空度往 往較低，因此常采用多級(jí)串連的形式，以達(dá)到較高的真空度。渦旋真 空泵以其自身型線的特點(diǎn)，不需釆用多級(jí)串連的形式就能達(dá)到較高的 極限真空度，所以它在無(wú)油真空泵領(lǐng)域有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。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(shè)計(jì)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(jì)算等。實(shí)用新型內(nèi)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(shí)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(wú)油渦旋真空泵。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的 本實(shí)用新型具有吸、排氣口，包括第一、二定子渦旋盤、雙側(cè)轉(zhuǎn) 子渦旋盤、電機(jī)及曲軸，第一、二定子渦旋盤及雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤安裝 于曲軸上，電機(jī)與曲軸相連接；第一、二定子渦旋盤分別位于雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤的兩側(cè)、與雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤相連接；第一定子渦旋盤與雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤及第二定子渦旋盤與雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤型線相同，分別以兀 角度交錯(cuò)組合，轉(zhuǎn)、定子渦旋盤的徑向?yàn)殚g隙密封，端面以摩擦形式 相對(duì)運(yùn)動(dòng)。其中所述第一、二定子渦旋盤及雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤的型線為圓的 漸開線，轉(zhuǎn)、定子渦旋盤彼此間間隙密封，形成多個(gè)相對(duì)稱的月牙形 封閉腔；第一定子渦旋盤與雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤及第二定子渦旋盤與雙側(cè) 轉(zhuǎn)子渦旋盤的連接端面設(shè)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(cè)分別設(shè)有第一、二風(fēng)扇；所 述排氣口由上至下依次設(shè)有相互抵接的排氣適配器、排氣彈簧、閥導(dǎo) 向塊、閥內(nèi)彈簧及閥，閥抵接于月牙形封閉腔內(nèi)壁；所述經(jīng)硬質(zhì)氧化 處理的第一、二定子渦旋盤及雙側(cè)轉(zhuǎn)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(shè)有軸封。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為1. 本實(shí)用新型的工作腔是由兩個(gè)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(gè)點(diǎn))上密 封接觸并形成相對(duì)稱的幾對(duì)月牙形封閉腔；月牙形封閉腔內(nèi)氣體在壓 縮過(guò)程中容積是連續(xù)變化的，因此泵的工作壓力范圍寬，驅(qū)動(dòng)力矩變 化小，功率變化小。2. 本實(shí)用新型的曲軸在設(shè)計(jì)上根據(jù)實(shí)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(shí)用新型釆用密封墊片進(jìn)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(shí)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(zhǎng)了泵的維修周期。5. 本實(shí)用新型曲軸的兩端裝有風(fēng)扇，既冷卻了泵體又平衡了轉(zhuǎn) 動(dòng)部件的不平衡度。6. 本實(shí)用新型的排氣口，由閩、閥內(nèi)彈簧、閥導(dǎo)向塊、排氣彈 簧、排氣適配器組成，閥緊貼內(nèi)壓縮腔，減少了壓縮氣體的殘留并降 低了氣流脈動(dòng)沖擊，減小噪聲。7. 本實(shí)用新型的渦旋盤表面經(jīng)硬質(zhì)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(shí)用新型是無(wú)油真空泵，體積小，噪音低，在抽氣過(guò)程中 可保持真空環(huán)境不受污染，清潔度高，適用于半導(dǎo)體、石化、冶金、食品、醫(yī)藥、電子、包裝、印刷等行業(yè)，適用領(lǐng)域廣。

圖i為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中排氣口的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖1中渦旋盤型線圖；其中l(wèi)為第一風(fēng)扇，2為風(fēng)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(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤，7為軸封，8為第一定子 渦旋盤，9為第二風(fēng)扇，IO為電機(jī)，ll為電機(jī)座，12為聯(lián)軸器，13 為梅花橡膠，14為曲軸，15為閥，16為閥內(nèi)彈簧，17為閬導(dǎo)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(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。如圖l、圖3所示，本實(shí)用新型具有吸、排氣口、第一、二定子 渦旋盤8、 3和雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤6、電機(jī)10及曲軸14，第一定子渦旋 盤8、雙側(cè)轉(zhuǎn)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(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤6位于曲軸14的偏心位置，曲軸在設(shè)計(jì)上可根據(jù)實(shí) 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(cè) 轉(zhuǎn)子渦旋盤6的兩側(cè)，第一、二定子渦旋盤8、 3與曲軸14之間設(shè)有 軸封7。第一定子渦旋盤8與雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤6及第二定子渦旋盤3 與雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤6的連接端面設(shè)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(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤6的型線相同，組成的工作腔是由兩個(gè)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(cè)轉(zhuǎn)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(zhuǎn)、定子渦旋盤的徑向?yàn)殚g隙密封，端面由密封墊片4密封， 以摩擦形式相對(duì)運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)、定子渦旋盤彼此間在幾條直線(在橫截面 上是幾個(gè)點(diǎn))上密封接觸并形成多個(gè)相對(duì)稱的月牙形封閉腔20。當(dāng) 氣體從外側(cè)工作腔被吸入并封閉在月牙形封閉腔20內(nèi)，隨著接觸點(diǎn) 的沿渦線方向往中心移動(dòng)，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(nèi)氣體在壓縮 過(guò)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(qū)動(dòng)力 矩變化小，功率變化小。第一、二定子渦旋盤8、 3及雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋 盤6經(jīng)硬質(zhì)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(cè)分別設(shè)有第一、二風(fēng)扇1、 9，兩風(fēng)扇與曲軸14由同一電機(jī)10驅(qū)動(dòng)，起到冷卻和平衡重心的作用。在第一風(fēng)扇外還罩有風(fēng)扇罩2。如圖2所示，排氣口 5依次設(shè)有相互抵接的排氣適配器19、排 氣彈簧18、閥導(dǎo)向塊17、閬內(nèi)彈簧16及閥15,閥15抵接于月牙形 封閉腔20內(nèi)壁，使排氣過(guò)程中壓縮腔內(nèi)殘余氣體少。電機(jī)10的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器12、梅花橡膠13與曲軸14相連接， 帶動(dòng)曲軸14及其上部件共同轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)10安裝在電機(jī)座11上。本 實(shí)用新型的泵體為臥式，曲軸14的軸線與地面平行。本實(shí)用新型的工作原理為工作腔內(nèi)的渦旋盤釆用圓漸開線型 線，組合形成多個(gè)月牙形封閉腔，隨轉(zhuǎn)子渦旋盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，這些密閉的 容積腔相應(yīng)地?cái)U(kuò)大和縮小，由此實(shí)現(xiàn)氣體連續(xù)地吸入、壓縮和并通過(guò) 排氣口 5排氣。
權(quán)利要求1.一種無(wú)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(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤(6)、電機(jī)(10)及曲軸(14)，第一、二定子渦旋盤(8、3)及雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤(6)安裝于曲軸(14)上，電機(jī)(10)與曲軸(14)相連接；第一、二定子渦旋盤(8、3)分別位于雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤(6)的兩側(cè)、與雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤(6)相連接；第一、二定子渦旋盤(8、3)與雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤(6)的型線相同，分別以π角度交錯(cuò)組合，轉(zhuǎn)、定子渦旋盤的徑向?yàn)殚g隙密封，端面以摩擦形式相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
2. 按權(quán)利要求1所述的無(wú)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(zhuǎn)亍滴淤i (tu的翌統(tǒng)刀圓的漸開線， 轉(zhuǎn)、定子渦旋盤彼此間間隙密封，形成多個(gè)相對(duì)稱的月牙形封閉腔(20)。
3. 按權(quán)利要求1所述的無(wú)油渦旋真空泵，其特征在于所述第 一定子渦旋盤(8)與雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤(6)及第二定子渦旋盤(3) 與雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤(6)的連接端面設(shè)有密封墊片(4)，該密封墊片(4)為特氟隆材料。
4. 按權(quán)利要求1所述的無(wú)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(cè)分別設(shè)有第一、二風(fēng)扇(1、 9)。
5. 按權(quán)利要求1所述的無(wú)油渦旋真空泵，其特征在于所述排 氣口 (5)由上至下依次設(shè)有相互抵接的排氣適配器(19)、排氣彈簧(18)、閥導(dǎo)向塊(17)、閥內(nèi)彈簧(16)及閥(15),閥(15)抵接 于月牙形封閉腔(20)內(nèi)壁。
6. 按權(quán)利要求1所述的無(wú)油渦旋真空泵，其特征在于所述經(jīng) 硬質(zhì)氧化處理的第一、二定子渦旋盤(8、 3)及雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤(6) 的表面噴涂有特氟隆薄膜。
7. 按權(quán)利要求1所述的無(wú)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(quán)利要求1所述的無(wú)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(shè)有軸封(7)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于真空泵領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種無(wú)油渦旋真空泵，包括第一、二定子渦旋盤、雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤、電機(jī)及曲軸，第一、二定子渦旋盤及雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤安裝于曲軸上，電機(jī)與曲軸相連接；第一、二定子渦旋盤分別位于雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤的兩側(cè)、與雙側(cè)轉(zhuǎn)子渦旋盤相連接；轉(zhuǎn)、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(cuò)組合，渦旋盤的徑向?yàn)殚g隙密封，端面以摩擦形式相對(duì)運(yùn)動(dòng)，組合后形成多個(gè)月牙形封閉腔，隨轉(zhuǎn)子渦旋盤轉(zhuǎn)動(dòng)，這些密閉的容積腔相應(yīng)的擴(kuò)大和縮小，由此實(shí)現(xiàn)氣體的連續(xù)吸入、壓縮和排氣。本實(shí)用新型是無(wú)油真空泵，體積小，噪音低，清潔度高，適用于半導(dǎo)體、石化、冶金、食品、醫(yī)藥、電子、包裝、印刷等行業(yè)。
文檔編號(hào)F04C25/00GK201106558SQ20072001612
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年11月23日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)科學(xué)儀器研制中心有限公司