真空泵的制作方法

阅读：评论：0

1.本实用新型的领域涉及真空泵。

背景技术：

2.诸如双轴泵的真空泵是已知的。这些泵通常用作真空系统的部件来抽空装置。此外，这些泵还用于抽空半导体生产中使用的制造设备。这些双轴泵根据协同转子原理操作，其中两个转子沿相反方向旋转，并且在转子和定子孔之间形成的泵送室在气体入口和气体出口之间移动。为了避免气体在入口和出口之间回流，转子通常构造成使得泵送室在其向出口打开之前相对于入口密封。为了确保转子的同步旋转，诸如齿轮的机械结构通常容纳在泵送室的外部。
3.尽管这种真空泵提供了优点，但它们也有其自己的缺点。因此，期望提供一种改进的真空泵装置。

技术实现要素：

4.根据第一方面，提供了一种泵，包括：外壳，其具有：泵送室，该泵送室容纳一对相互接合的凸轮式转子，每个转子由位于由顶板限定的轴承孔口内的相应轴承承载；以及通过顶板与泵送室分离的次级室，其中至少一个转子限定导管，该导管被构造成用于次级室和泵送室中的排放孔口之间的流体连通，通过该导管，流体从次级室内被吸入泵送室中，排放孔口定位在偏离凸轮式转子之间的密封区域的位置处。排放孔口由沿着所述顶板延伸的凹槽限定，并在轴承孔口之间延伸。
5.第一方面认识到，一些泵的问题是它们具有与泵送室分离的一个或多个次级室，气体驻留在其内。例如，在低真空端处，马达壳体中的气体将处于低于但接近大气压（诸如900毫巴）的压力。在泵的高真空端处，压力将更接近泵的入口压力，但不完全接近（在入口压力和第一级的排气压力之间的某处）。如果入口压力为1毫巴，并且第一级排气压力为3毫巴，那么齿轮罩将约为2-3毫巴（更接近较高压力），并且其将随着气体移动进出而上下波动。当泵送室操作时，然后从次级室到泵送室中会发生流体流动，这会具有不合期望的后果，诸如将污染物吸入泵送室中。因此，提供了一种泵。该泵可以包括外壳或壳体。外壳可以具有泵送室，至少一对转子可以位于该泵送室内。转子可以一起操作以在泵送室内引起泵送。转子可以承载在轴承上。轴承可以位于由顶板提供的轴承孔口内。另一个或次级室可以通过顶板与泵送室分离或分开。其中一个转子可以限定导管或管道，该导管或管道可以在次级室和泵送室中的排放孔口或端口之间提供流体连通。泵送室中的排放孔口可以提供通过导管和排放孔口吸入泵送室中的流体。排放孔口可以定位或位于顶板上偏离或位于远离转子之间的密封区域或区的位置处。这样，次级室内的流体可以经由导管和排放孔口从次级室泵送到泵送室中，以均衡次级室和泵送室之间的压力，这有助于防止将污染物从次级室吸入泵送室中，同时还通过在泵送室的较高压侧和泵送室的较低压侧之间提供旁路泄漏路线来确保排放孔口的存在不会损害转子的密封完整性。
6.密封区域可以被限定，其中密封区域由凸轮式转子之间的至少一个会聚表面限定，其基本上将泵送室的较高压区域与泵送室的较低压区域流体隔离。因此，密封区域包括转子的径向最外表面处于最接近点的位置。该最接近点隔离或限制从较高压力区域到较低压力区域的流体流动。
7.排放孔口可以定位成避免与密封区域重叠。因此，排放孔口可以定位成避免覆盖密封区域。
8.密封区域可以与在凸轮式转子的旋转中心之间延伸的对准轴线相交。因此，密封区域通常可以位于凸轮式转子的中心之间。
9.密封区域可以占据从对准轴线垂直延伸一段距离的区，并且排放孔口定位在比密封区域离对准轴线更远的垂直距离处。因此，密封区域可以远离对准轴线延伸，并且最接近的精确点可以围绕该对准轴线稍微往复运动。排放孔口可以位于比最接近点的最大偏移位置更远的位置。
10.排放孔口可以在凸轮式转子之间延伸。通过在凸轮式转子之间延伸，可以提供足够长度的排放孔口，以确保即使当转子的凸轮与排放孔口的细长轴线径向对准时，也能保持与泵送室的流体连通。
11.排放孔口可以定向成平行于对准轴线。
12.该凹槽可以由顶板中的凹部限定。
13.排放孔口可以定位成用于与泵送室的入口侧和出口侧中的一者流体连通。因此，排放孔口可以将流体排放到入口侧抑或出口侧中。可以优选的是，将排放孔口定位成用于排放到入口侧中，在此处压力最低。
14.入口侧可包括接收待压缩流体的区域，并且出口侧包括输出压缩流体的区域。
15.排放孔口可以与至少部分地围绕孔口中的一个延伸的增压室流体连通。提供增压室方便地确保了排放孔口可以在转子的所有旋转位置中与导管流体连通。
16.至少一个凸轮式转子可以限定与增压室流体连通的至少一个孔。
17.该孔可以在入口孔口和出口孔口之间延伸，该入口孔口由至少一个凸轮式转子限定并定位成用于与次级室流体连通，该出口孔由至少一个凸轮式转子限定并定位成用于与增压室流体连通。
18.该孔可以是非线性的。
19.该孔从入口孔口轴向延伸并径向弯曲至由至少一个凸轮式转子的圆周表面限定的出口孔口。
20.在所附的独立和从属权利要求中阐述了进一步的特定和优选的方面。从属权利要求的特征可以适当地与独立权利要求的特征相结合，或者以不同于权利要求中明确阐述的方式进行结合。
21.在设备特征被描述为可操作来提供功能的情况下，将会理解，这包括提供该功能或者适于或构造成提供该功能的设备特征。
附图说明
22.现在将参考随附附图进一步描述本发明的实施例，其中：
23.图1示意性地图示了根据一个实施例的罗茨泵；
24.图2示意性地图示了示出转子心轴的一部分的截面图；
25.图3是心轴附近的顶板的部分的放大截面图，其中该部分从顶板出现进入泵送室中；
26.图4图示了形成在顶板的表面中的凹部，转子的轴向端面对该凹部；以及
27.图5图示了凹部相对于转子凸轮的位置。
具体实施方式
28.在更详细地讨论实施例之前，首先将提供概述。实施例提供了一种具有压力均衡结构的泵，该压力均衡结构有助于均衡泵的不同部分内的压力。均衡压力会是重要的，因为否则压力差会导致例如油或其他流体从泵的一个部分转移到另一个部分，这可能是不合期望的。通过提供专用的压力均衡结构，可以避免这种泄漏和不期望的流体的随之而来的流动。压力均衡结构还可以包括过滤器，以有助于吸收和收集润滑剂和污染物，并防止它们被传送到真空室。如果压力均衡结构不存在，那么流动可能以其它方式通过其它结构（诸如轴承）发生，这将使包括过滤器变得困难。因此，提供了导管，该导管延伸穿过转子心轴，并且与待压力均衡的室以及泵送室中的孔口流体连通。这提供了从待压力均衡的室到泵送室的流体流动路径。转子具有两个转子的凸轮来到它们最接近的地方的密封位置，这在泵送室的未压缩（入口）侧与泵送室的压缩（出口）侧之间有效地提供了密封。如果泵送室内的孔口桥接该密封位置，那么这会损害该密封并提供从出口回到入口的泄漏路径，这会降低泵的性能。因此，孔口远离该密封区域定位，以避免桥接密封件。
29.罗茨泵
30.图1示意性地图示了根据一个实施例的罗茨泵10。尽管示出了罗茨型泵，但是应当理解，该技术可以应用于其他双轴泵，诸如螺杆泵、爪式泵等。泵10包括通过顶板40与油室30分离的泵送室20。泵送室20容纳被支撑在心轴55、65上的一对凸轮式转子50、60，心轴55、65由位于顶板40中的轴承57、67支撑（在转子50、60的另一端处存在类似的布置，但是为了清楚起见被省略）。齿轮59、69附接到心轴55、65，以提供转子50、60所需的同步反向旋转。油室30包含用于润滑齿轮59、69的油。
31.当泵10操作时，泵送室20中的压力降低，这导致泵送室20和油室30之间的压力差。
32.转子轴
33.图2示意性地图示了心轴65的一部分。心轴65具有轴向盲孔70，该盲孔70从油室30内心轴65的轴向端中的开口延伸。一组三个孔80与孔70的盲端相交，并径向延伸至心轴65的圆周壁上的相应孔口90。这提供了从油室30通过心轴65到孔口90的流体路径。
34.顶板
35.图3是心轴65附近的顶板40的部分的放大图，该部分从顶板40出现进入到泵送室20中。如可以看到的，在心轴65的外表面和顶板40中的开口之间存在非常紧的公差。此外，在转子60的轴向面61和顶板40的轴向面41之间存在非常紧的公差，以最小化从出口侧回到入口侧的泄漏。因此，心轴65穿过其出现的孔口具有倒角45，该倒角45限定增压室47，以允许从孔口90接收气体。
36.如图4中可以看到的，凹部43形成在顶板40的轴向面41中，转子60的轴向面61面对该轴向面。凹部43延伸到增压室47，以提供从增压室47到凹部43的流体连通。在这个示例
中，凹部43在平行于心轴55、65的中心的方向上延伸。然而，应当理解的是，不一定是这种情况，并且相反地，凹部43可以沿任何方向形成，其不桥接由转子50、60的凸轮形成的密封区域，并且延伸超过凸轮的旋转区。
37.图5图示了凹部43相对于转子50、60的凸轮95、96的位置。如可以看到的，凹部43具有延伸超过凸轮95、96的最大旋转范围的部分43a，以确保对于凸轮95、96的任何旋转位置，泵送室20和油室30之间的流体连通得以保持。此外，如可以看到的，凹部43的位置是偏移的，以避免桥接或覆盖凸轮95、96之间的密封区域100。在该示例中，凹部43在垂直于与心轴55、65的中心平行的方向的方向上偏移，并且凹部43的宽度被选择成以便不与密封区域100重叠。
38.因此，可以看到，气体可以通过始于油室30、穿过孔70、穿过孔80、穿过增压室47、穿过凹部43并进入泵送室20中而限定的流体路径而从油室30吸入泵送室20中。这有助于确保压力均衡，以防止例如油通过轴承57、67被吸入，同时确保油室可以恒定地与泵送室20流体耦合，并确保泵送室20的入口和出口之间的密封不被损害。
39.尽管在本文中已经参照随附附图详细公开了本发明的说明性实施例，但是应当理解，本发明不限于精确的实施例，并且在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本发明的范围的情况下，本领域技术人员可以对其实现各种改变和修改。
40.附图标记
41.泵10
42.泵送室20
43.油室30
44.顶板40
45.轴向面41、61
46.凹部43
47.部分43a
48.倒角45
49.增压室47
50.转子50、60
51.心轴55，65
52.轴承57，67
53.齿轮59，69
54.孔70，80
55.孔口90
56.凸轮95，96
57.密封区域100。

技术特征：

1.一种泵，其特征在于，包括：外壳，其具有容纳一对相互接合的凸轮式转子的泵送室，每个转子由位于由顶板限定的轴承孔口内的相应轴承承载；和通过所述顶板与所述泵送室分离的次级室，其中，所述转子中的至少一个限定导管，所述导管被构造成用于所述次级室和所述泵送室中的排放孔口之间的流体连通，来自所述次级室内的流体通过所述导管被吸入所述泵送室中，所述排放孔口定位在其偏离所述凸轮式转子之间的密封区域的位置处，其中所述排放孔口由沿着所述顶板延伸的凹槽限定，并且其中，所述排放孔口在轴承孔口之间延伸。2.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述密封区域由所述凸轮式转子之间的至少一个会聚表面限定，其将所述泵送室的较高压区域与所述泵送室的较低压区域流体隔离。3.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，所述排放孔口定位成避免与所述密封区域重叠。4.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述排放孔口在所述凸轮式转子之间延伸。5.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述排放孔口定向成平行于在所述凸轮式转子的旋转中心之间延伸的对准轴线。6.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述凹槽由所述顶板中的凹部限定。7.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述排放孔口定位成用于与所述泵送室的入口侧和出口侧中的一者流体连通。8.根据权利要求7所述的泵，其特征在于，所述入口侧包括接收待压缩流体的区域，并且所述出口侧包括输出压缩流体的区域。9.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，所述排放孔口与至少部分围绕所述轴承孔口中的一个延伸的增压室流体连通。10.根据权利要求9所述的泵，其特征在于，至少一个所述凸轮式转子限定至少一个孔，所述至少一个孔与所述增压室流体连通。11.根据权利要求10所述的泵，其特征在于，所述孔在入口孔口和出口孔口之间延伸，所述入口孔口由所述至少一个凸轮式转子限定并定位成用于与所述次级室流体连通，所述出口孔口由所述至少一个凸轮式转子限定并定位成用于与所述增压室流体连通。12.根据权利要求10或11所述的泵，其特征在于，所述孔是非线性的。13.根据权利要求11所述的泵，其特征在于，所述孔从所述入口孔口轴向延伸并径向弯曲至由所述至少一个凸轮式转子的圆周表面限定的所述出口孔口。

技术总结

公开了一种真空泵。该泵包括：外壳，该外壳具有：泵送室，该泵送室容纳一对相互接合的凸轮式转子，每个转子由位于由顶板限定的轴承孔口内的相应轴承承载；以及通过顶板与泵送室分离的次级室，其中至少一个转子限定导管，该导管被构造成用于次级室和泵送室中的排放孔口之间的流体连通，通过该导管，次级室中的流体被吸入泵送室中，排放孔口定位在偏离凸轮式转子之间的密封区域的位置处。这样，次级室内的流体可以经由导管和排放孔口从次级室泵送到泵送室中，以均衡次级室和泵送室之间的压力，这有助于防止污染物从次级室吸入泵送室中，同时还通过在泵送室的较高压侧和泵送室的较低压侧之间提供旁路泄漏路线来确保排放孔口的存在不会损害转子的密封完整性。排放孔口由沿着所述顶板延伸的凹槽限定，并在轴承孔口之间延伸。延伸。延伸。