向心泵级和包含该泵级的真空泵.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200980152644.X

申请日:

2009.12.08

公开号:

CN102265036A

公开日:

2011.11.30

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F04C 18/02申请日:20091208|||公开

IPC分类号:

F04C18/02; F04C2/02

主分类号:

F04C18/02

申请人:

安捷伦科技有限公司

发明人:

约翰·C·海尔蒙; 斯威奥·乔阿斯

地址:

美国明尼苏达州

优先权:

2008.12.24 US 12/343,961

专利代理机构:

北京东方亿思知识产权代理有限责任公司 11258

代理人:

柳春雷

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内容摘要

本发明涉及向心泵级和包含该泵级的真空泵。一种分子螺旋型真空泵级包括其具有光滑表面并与定子体合作的转子盘。所述定子体至少在面对所述转子盘的表面上具有多个螺旋通道,其中,将被泵送的气体沿向心方向流动。从定子体的中心向外周,通道的横截面积(σ)减小。由于这样的结构,可以避免沿泵级内部气体流速的减小以及相关的内部压缩或再膨胀的风险,这限制了功率损耗。本发明还涉及包含至少一个如上所述的泵级的真空泵。

权利要求书

1.一种分子螺旋真空泵级,包括:
转子盘(7),其具有光滑表面并与定子体(1;11;21)合作;
所述定子体(1;11;21),其至少在面对所述转子盘的表面上具有至
少一个螺旋通道;
具有横截面积(σ)的所述至少一个螺旋通道,其包括:
入口(6),其处于所述定子体的外周或该外周附近,用于所要
泵送的气体,以及
出口(8),其处于所述定子体的中心或该中心附近,用于所述
气体,使得所述气体沿向心方向流动通过所述至少一个通道;
其中,所述至少一个通道的所述横截面积(σ)从所述定子体(1;11;
21)的中心向着外周减小。
2.如权利要求1所述的分子螺旋真空泵级,其中,所述定子体设有多
个并联连接并且彼此分离的螺旋通道(3a,3b,3c,3d;13a,13b,13c,13d;23a,
23b,23c)。
3.如权利要求2所述的分子螺旋真空泵级,其中,所述通道(3a,3b,
3c,3d;13a,13b,13c,13d;23a,23b,23c)的所述横截面积(σ)变化,使得
在±10%的最大偏差内满足如下条件:
其中
S为体积通道速度,
Vn是面积σ的法向的转子速度的一半,
R是离所述定子体(1;11;21)的中心的距离,
ω=VT/R为转子角速度;
VT为所述转子的局部速度;
H(R)为所述通道的高度,可以作为以R为变量的函数而变化;
φ是所述通道螺旋的缠绕角度。
4.如权利要求1所述的分子螺旋真空泵级,其中,所述通道(3a,3b,
3c,3d;13a,13b,13c,13d)由相应的螺旋肋(5a,5b,5c,5d;15a,15b,15c,
15d)限定和分离。
5.如权利要求4所述的分子螺旋真空泵级,其中,所述螺旋通道(3a,
3b,3c,3d;13a,13b,13c,13d)的数量被选择成使得:以所述定子体的中心
为原点的任意半径矢量当沿径向从所述定子体的中心向外周运动时与所述
肋(5a,5b,5c,5d;15a,15b,15c,15d)中的至少两个肋相交。
6.如权利要求1所述的分子螺旋真空泵级,其中,所述定子体(21)
包括外环(27),所述外环(27)支承悬臂弯曲导板(25a,25b,25c,25d,
25e,25f),所述悬臂弯曲导板(25a,25b,25c,25d,25e,25f)之间限定相
应的螺旋通道。
7.如权利要求6所述的分子螺旋真空泵级,其中,所述通道(23a,23b,
23c,23d,23e,23f)的数量被选择成使得:以所述定子体的中心为原点的任
意半径矢量当沿径向从所述定子体的中心向外周运动时与所述肋(25a,
25b,25c,25d,25e,25f)中的至少两个肋相交。
8.如权利要求1所述的分子螺旋真空泵级,其中,所述定子体(11)
在其相反两表面上都设有多个并联连接并且彼此分离的螺旋通道(13a,
13b,13c,13d;13a′,13b′,13c′,13d′)。
9.一种真空泵,其具有用于所要泵送的气体的入口、用于所泵送的气
体的出口以及位于所述入口和所述出口之间的多个泵级,所述真空泵包
括:
至少一个向心泵级(301a,301b,301c,301d;501a,501b,501c,501d;
601a,601b,601c;605a,605b,605c,605d,605e);
所述至少一个向心泵级包括:
转子盘(7),其具有光滑表面并与定子体(1;11;21)合作,所
述定子体(1;11;21)至少在面对所述转子盘的表面上具有至少一个螺旋
通道;
具有横截面积(σ)的所述至少一个螺旋通道,其包括所述定子
体的外周或该外周附近的、用于所要泵送的气体的入口(6),以及处于
所述定子体的中心或该中心附近的、用于所述气体的出口(8),使得所
述气体沿向心方向流动通过所述至少一个通道;
其中,所述至少一个通道的所述横截面积(σ)从所述定子体(1;11;
21)的中心向着外周减小。
10.如权利要求9所述的真空泵,其中,所述至少一个向心泵级串联
连接到所述气体沿离心方向流动的相应螺旋泵级。
11.如权利要求10所述的真空泵,其中,所述气体沿离心方向流动的
螺旋泵级的定子体包括多个通道(13a′,13b′,13c′,13d′),这些通道(13a′,
13b′,13c′,13d′)的横截面积从所述定子体(1;11;21)的中心向着外周减
小。
12.如权利要求11所述的真空泵,包括:定子体(11),其在两个表
面(11a,11a′)上都设有螺旋通道;第一转子(17),其具有光滑表面,
面对所述定子体(11)的第一表面(11a),并与所述定子体(11)的第
一表面(11a)合作以形成所述至少一个向心螺旋泵级;第二转子
(19),其具有光滑表面,面对所述定子体(11)的第二表面(11a′),
并与所述定子体(11)的第二表面(11a′)合作以形成所述气体沿离心方
向流动的螺旋泵级。
13.如权利要求9所述的真空泵,其中,所述至少一个向心泵级串联
连接到多个彼此并联连接的螺旋泵级,在这些螺旋泵级中,所述气体沿离
心方向流动。
14.如权利要求13所述的真空泵,其中,所述气体沿离心方向流动的
螺旋泵级各自具有定子体,所述定子体设有多个螺旋通道,这些螺旋通道
的横截面积从所述定子体的中心向着外周减小。
15.如权利要求9或10或13所述的真空泵,其中,所述至少一个向心
泵级并联连接到所述向心泵级的至少第二泵级。
16.如权利要求9-15中任意一项所述的真空泵,其中,所述至少一个
向心泵级串联连接到涡轮分子泵级和/或Gaede泵级和/或再生泵级。

说明书

向心泵级和包含该泵级的真空泵

相关申请交叉引用

本申请与2008年12月24日递交的、题为″SPIRAL PUMPING 
STAGE AND VACUUM PUMP INCORPORATING SUCH PUMPING 
STAGE″的美国专利申请No.12/343,980相关。

技术领域

本发明涉及用于真空泵的螺旋泵级(pumping stage)。更具体地,本
发明涉及改进的螺旋分子泵级以及包含该泵级的真空泵。

背景技术

分子拖曳泵级通过从快速移动表面(以与分子的热运动相当的速度移
动)直接向气体分子的动量传递产生泵送作用。一般来说,该泵级包括转
子和定子,转子和定子彼此合作并在二者之间限定泵送通道:泵送通道中
的气体分子与在非常高的速度下旋转的转子的碰撞导致通道中的气体被从
通道本身的入口泵送到出口。

参考图1,在1920-1930之间,Karl Manne Georg Siegbahn开发了分子
泵设备10,其中泵送作用通过与旋转轴30一体的转子盘20和一对定子体
40和50之间的合作来获得,所述转子盘20具有的光滑表面,定子体40
和50分别面对转子盘表面,并且具有相应的螺旋形沟槽60,所述螺旋形
沟槽60分别朝向转子盘的相应表面开口并且由其限定相应的泵送通道。

Siegbahn的专利GB 332,879公开了上述类型的结构。将被泵送的气体
通过各个泵送沟槽的外周上的入口70进入,如箭头CP所示沿向心方向
(即从外周朝向泵送沟槽)在两个螺旋沟槽中流动。在此情况下,考虑两
个并联的螺旋泵送通道,气体在两个通道中沿向心方向流动。

根据Siegbahn专利,为了控制泵送通过螺旋通道60的气体的阻力,
沿气体流动方向从定子体的外周朝向其中心、根据盘的切向速度的减小而
减小这些通道的横截面积。

美国专利No.6,394,747(M.Hablanian)公开了一种整体尺寸和重量减小
的真空泵,为此,一对Siegbahn型泵送级被串联而不是并联连接。

根据US 6,394,747的公开内容,具有光滑表面的转子盘被布置在第一
定子体和第二定子体之间,这些定子体分别具有螺旋形沟槽,所述螺旋形
沟槽分别朝向转子盘的相应表面开口并且由其限定相应的泵送通道。开始
时,将被泵送的气体在第一定子体和转子盘之间沿离心方向(从转子盘的
中心到外周)流动,然后在第二定子体和转子盘之间沿向心方向(即,从
转子盘的外周到中心)流动。

限定了第一定子盘中的泵送通道(其中气体沿离心方向流动)的沟槽
的横截面积从中心向外周减小,而限定了第二定子盘中的泵送通道(其中
气体沿向心方向流动)的沟槽的横截面积从外周向中心减小。

在两个通道中,限定泵送通道的沟槽的横截面积被与被泵送通过该通
道的气体流动前进方向一致地减小。这样,US 6,394,747的目的在于优化
泵送速度和压缩比。

在已知的具有上述几何构造的Siegbahn型泵级中,体积内部通道速度
(L/s)(由通道横截面积与所述面积法向的转子速度的一半的乘积给出)与
气体流动方向一致地减少。这可能在具有高气体流率的应用中带来缺点,
因为其产生如下风险:内部压缩和随后的再膨胀以及相应的功率损耗。

本发明的主要目的是提供一种用于真空泵的向心泵级,其在若干级被
串联连接时可以克服上述缺点并减少功率损耗。本发明的向心和离心泵级
实现了该目的和其它目的。

发明内容

根据本发明的泵级包括在第一表面上具有至少一个螺旋通道的定子
体,其中,气体沿向心方向流动,所述通道的横截面积沿与气流的前进方
向相反的方向减小。

定子体可以在其相反两侧的表面上包含额外的螺旋通道,其中,气体
沿离心方向流动。所述额外的通道的横截面积与气流的前进方向一致地减
小。

有利地,根据本发明,可以避免螺旋通道的气体泵送速度的减小,以
及避免内部压缩或膨胀的相应风险。

根据本发明,基于几何结构设计限定泵级定子体的螺旋通道的沟槽的
横截面积的变化,而不依赖于气流的前进方向,并且更具体地,不管是被
泵送气体的哪种流动方向,从定子体的中心朝向外周所述面积减小,从而
补偿盘切向速度的增大。由于该结构,根据本发明的优选实施方式,体积
通道速度可以在整个泵送通道上保持恒定。

对于本领域技术人员清楚的是,除了减小功率损耗之外,上述的结构
特征还在制造过程中就简化和减少成本而言带来显著优点,因为所有的定
子体可以除了螺旋的缠绕方向之外被制造成相同的,而不管其被用于向心
泵送部分还是离心泵送部分。

优选地,根据本发明的泵级可以与其它相同种类或不同种类的泵级组
合用于真空泵中。例如,泵级可以被设置在多个涡轮分子轴向泵级的下
游。并且,泵级可以设置在Gaede泵级和/或再生泵级的上游。

根据本发明的对于真空泵的第一优选应用,泵级串联连接到要被泵送
的气体沿离心方向流动的另一螺旋泵级。泵级还包括螺旋通道,所述螺旋
通道的横截面积从定子体的中心向外周减小,所述螺旋通道优选地在其中
泵级被限定的同一定子体的相反两侧的表面上获得,并且最优选地,包含
其横截面积根据与本发明的泵级相同的几何变换的螺旋通道。根据本发明
的对于真空泵的第二优选应用,泵级串联连接到要被泵送的气体沿离心方
向流动的两个或更多个彼此并联连接的螺旋泵级,所述泵级也包括螺旋通
道,所述螺旋通道的横截面积从定子体的中心向外周减小。

根据本发明的对于真空泵的第三优选应用,根据本发明的泵级并联连
接到一个或多个根据本发明的的其它螺旋泵级(其中,要被泵送的气体沿
向心方向流动),所述泵级包括螺旋通道,所述螺旋通道的横截面积从定
子体的中心向外周减小。

附图说明

参考附图,根据对于作为非限制性实施例的本发明的一些优选实施方
式的详细描述,本发明的其它目的和特征将变得清楚,其中:

图1是已知的Siegbahn型泵的横截面图;

图2a是根据本发明的泵级的定子体的透视图;

图2b是包含图2a的定子体的泵级的横截面图;

图3是根据本发明的第一实施方式的真空泵的横截面图;

图4是图3的真空泵的细节的放大图;

图5是根据本发明的第二实施方式的真空泵的横截面图;

图6是根据本发明的第三实施方式的真空泵的横截面图;

图7是用于本发明的真空泵的不同实施方式的泵级的定子体的透视
图。

具体实施方式

参考图2a和2b,泵级包括转子盘7,转子盘7与定子体1合作并具有
光滑表面,定子体1在面对转子盘7的表面上包含多个螺旋通道3a,3b,3c,
3d,这些螺旋通道3a,3b,3c,3d并联连接,并且由相应的螺旋肋5a,5b,5c,
5d彼此分离。泵级包含处于定子体1的外周或在该外周附近的气体入口
6,以及处于所述定子体的中心或在该中心附近的气体出口8,使得所要泵
送的气体如图2a中的箭头CP所示沿向心方向流动通过通道3a,3b,3c,
3d。

根据本发明,通道3a,3b,3c,3d的横截面积σ从定子体1的中心向外
周减小,即随着离定子体1的中心的距离R的增大而减小。

如已知的,转子的切向速度VT=ωR从定子体的外周朝向中心与半径
R相应地减小。

根据优选的实施方式,通道3a,3b,3c,3d的横截面积σ变化,使得体
积通道速度(Volumetric channel speed)(S)满足如下条件:

S=Vn×σ=常数        (1)

其中,Vn是面积σ的法向的转子速度的一半。

更具体地,根据本发明的优选实施方式,定子体1的螺旋通道的形状
被限定成使得沿每一个螺旋通道总是满足如下的条件:


其中,ω=VT/R为转子角速度;

H(R)为通道的高度,可以作为以R为变量的函数而变化;

φ是通道螺旋的缠绕角度。

本领域技术人员可以理解的是,即使R和φ的值不代表方程(1)和(2)的
精确解,但只要是方程(1)和(2)的精确解的良好近似,那么这样的螺旋泵级
(其通道具有由R和φ的这些值所确定的形状)也落入本发明的保护范围
内。具体地,下述的螺旋泵级可以有效地达到本发明的目的:在所述螺旋
泵级中,R和φ相对于如上所述的方程(1)和(2)的精确解的偏差不高于
±10%,或者,沿通道本身,通道速度S在±10%偏差内是常数。

根据上述方程的一阶近似,并且为了简化制造考虑,通道具有恒定的
高度H,通道形状可以被限定为:


通过积分,得到:

R 2 - R 1 2 R 2 2 - R 1 2 = φ φ 0 ]]>

其中,R1和R2分别是定子通道的内半径和外半径;

φ0是螺旋的总缠绕角度(在图2a的实施例中为360°)。

如上所述,通过使得体积通道速度保持不变,避免了内部膨胀或压缩
的风险,限制了功率损耗。

对于本领域技术人员将清楚的是,泵级的几何构型不仅不同于已知技
术中所使用的几何构型,而且甚至与已知技术中所使用的几何构型相反。

此外,为了补偿可能的压缩比的减小,只要在定子体中限定适当数量
的肋(限定同样多的并联螺旋通道)(在图2a的实施例中是4个)即可。
根据优选的实施方式,通道的数量被选择成如下:处于定子体中心的假想
观察者当沿径向从定子体的中心向外周运动时总是会遇到至少两个肋。换
句话说,以定子体的中心为原点的任意半径矢量当沿所示的方向运动时与
至少两个弯曲导板(curved vane)相交。

现在转到示出了真空泵P的第一实施方式的图3和4。根据本领域的
技术,真空泵包括用于要被泵送的气体(处于较低压力下)的入口、用于
所泵送的气体(处于较高压力下)的出口以及设置在所述入口和所述出口
之间的多个泵级。本发明的泵P还包括三个区域。第一区域A处于低压,
其中设有多个串联连接的涡轮分子轴向泵级;第二区域B处于中压,其中
设有若干个串联连接的螺旋泵级;第三区域C处于高压,其中设有一个或
多个Gaede泵级,所述Gaede泵级之后可以有再生级(regenerative 
stage),或者,所述Gaede泵级也可以由再生级替换。

更具体地,真空泵P的中间区域B包括一个或多个根据本发明的泵级
301a,301b,301c(在图3所示的实施例中为3个)。有利地,泵级301a,
301b,301c与同样多的离心螺旋泵级303a,303b,303c(与根据本发明的向
心泵级交替)串联连接,以使得真空泵P更紧凑。

参考图4,详细示出了串联连接的根据本发明的第一泵级S1和第二离
心螺旋泵级S2。提供定子体11,所述定子体11在两个表面11a,11a′上具
有螺旋通道13a,13b,13c,13d和13a′,13b′,13c′,13d′,这些螺旋通道13a,
13b,13c,13d和13a′,13b′,13c′,13d′分别由相应的螺旋肋15a,15b,15c,15d
和15a′,15b′,15c′,15d′分离。

具有光滑表面的第一转子盘17与定子11的第一表面11a相对布置,
并且与其合作以形成根据本发明的第一泵级S1。具有光滑表面的第二转子
盘19相对于定子11的第二表面11a′布置,并且与其合作以形成也是螺旋
形的第二泵级S2。

来自位于第一泵级S1的外周处的入口21的气体沿向心方向(如箭头
CP所示)流动通过第一泵级S1,通过设置在所述定子体11的中心处或中
心附近的、连接这两级S1和S2的通道23,然后沿离心方向(如箭头CF
所示)流动通过第二泵级S2,接着通过位于第二泵级S2的外周处的出口
25排出。

再次参考图3,清楚的是,入口21可以使得区域A中的涡轮分子泵级
或在前的离心螺旋泵级或其它类型的泵级与区域B中的第一泵级S1连
通;同样,区域B的最后泵级的出口25可以使得泵级S2与区域C中的根
据本发明的后续泵级或与Gaede泵级或者甚至与再生泵级或其他类型的泵
级连通。

如上所述,根据本发明,第一泵级S1的通道13a,13b,13c,13d的横截
面积从定子体11的中心向外周减小。优选地,第二泵级S2的通道13a′,
13b′,13c′,13d′的横截面积也从定子体11的中心向外周减小。更具体地,
通道13a′,13b′,13c′,13d′的横截面积优选以与第一泵级S1的通道13a,13b,
13c,13d相同的方式变化。更优选地,第一泵级S1的通道13a,13b,13c,
13d的横截面积和第二泵级S2的通道13a′,13b′,13c′,13d′的横截面积变
化,使得内部泵送速度沿泵级S1和S2是恒定的,并且更具体地,满足式
(1)或(2)或(3)的条件。

现在转到图5,示出了真空泵P′的第二实施方式。泵P′包括:处于低
压的第一区域A′,其中设有多个并联连接的离心螺旋泵级(在图5所示的
实施例中为5个);处于中压的第二区域B′,其中设有若干串联连接的螺
旋泵级;以及处于高压的第三区域C′,其中设有一个或多个Gaede泵级
(所述Gaede泵级之后可以有再生级,或者,所述Gaede泵级可以由再生
级替换)。

真空泵P′的处于中压的中间区域B′包括一个或多个泵级501a,501b,
501c(在图5所示的实施方式中为3个)。泵级501a,501b,501c与同样多
的离心螺旋泵级503a,503b,503c(与根据本发明的向心泵级交替)串联连
接。

对于处于低压的第一区域A′,为了获得并联连接的离心螺旋泵级505a,
505b,505c,505d,505e,转子E′的中心腔D′的壁包含径向通孔F′,使得从
入口G′来的气体穿透到转子E′的中心腔D′内部,通过通孔F′,并且在第一
区域A′的若干泵级之间再分,接着被收集在孔H′限定的收集器中。

与根据本发明的泵级类似,优选地,处于低压的区域A′的离心螺旋泵
级也包含横截面积从定子体的中心向外周减小的螺旋通道。更优选地,所
述通道的横截面积变化,使得内部泵送速度沿泵级封顶,并且具体地,满
足等式(1)或(2)或(3)。

参考图5,注意可以在第一区域A′的上游设置另一区域。该另一区域
包括例如多个涡轮分子轴向泵级。在此情况下,最后的涡轮分子级的出口
将与第一区域A′的泵级的入口G′连接。

现在转到图6,示出了真空泵P″的第三实施方式。泵P″包括:处于低
压的第一区域A″,其中设有多个并联连接的根据本发明的泵级(在图6所
示的实施例中为5个);处于中压的第二区域B″,其中设有若干串联连接
的螺旋泵级;以及处于高压的第三区域C″,其中设有一个或多个Gaede泵
级(所述Gaede泵级之后可以有再生级,或者,所述Gaede泵级可以由再
生级替换)。

真空泵P″的处于中压的中间区域B″包括一个或多个泵级601a,601b,
601c(在图6所示的实施方式中为3个)。这些泵级601a,601b,601c与同
样多的离心螺旋泵级603a,603b,603c串联连接。

对于处于低压的第一区域A″,转子E″的壁D″包含一个或多个径向通
孔F″,并且其上侧被封闭构件J″封闭,从而限定用于气体的收集器。从入
口G″来的气体通过适当地形成在泵级605a,605b,605c,605d,605e的定子
的壁中的径向通孔H″,并且在第一区域A″的若干泵级之间再分,沿向心
方向流动通过泵级并且聚集到转子E″的腔D″中,气体从所述腔D″通过离
心螺旋泵级607a相继进入泵P″的处于中压的区域B″。

参考图6,注意可以在第一区域A″的上游设置另一区域。该另一区域
包括例如多个涡轮分子轴向泵级。在此情况下,最后的涡轮分子级的出口
将与第一区域A″的泵级的入口G″连接。

根据图3、5和6,本领域技术人员可以理解的是,不管将被泵送的气
体沿向心方向还是离心方向流动通过,所示的螺旋泵级可以被制造成在结
构上在基本相同(但是螺旋缠绕方向不同),这显著地简化了制造,相应
地降低了制造成本。

参考图7,其示出了泵级的定子21,其特别适用于图6中所示类型的
应用,其中一对泵级被限定在该定子的两侧表面上,并且并联连接。在此
情况下,不是在定子体的两侧表面上设置分离的通道,而是可以提供包括
外环27的定子体21,所述外环27支承悬臂弯曲导板25a,25b,25c,25d,
25e,25f,所述悬臂弯曲导板25a,25b,25c,25d,25e,25f在其之间限定相应
的螺旋通道23a,23b,23c,23d,23e,23f。定子体21可以位于两个具有光滑
表面的转子盘之间,并且与其合作以形成一对根据本发明的并联连接的向
心螺旋泵级,其中,被泵送的气体流动通过所述一对向心螺旋泵级。

明显的是,定子体的类似结构也可以用于获得图5中所示的那些种类
的并联连接的一对离心螺旋泵级。即使在本实施方式中,如已经参考前述
的实施方式公开的,为了补偿可能的压缩比的减小,只要在定子体上限定
适当数量的肋(限定同样多的并联螺旋通道)即可。

优选地,通道的数量被选择成如下:处于定子体中心的假想观察者当
沿径向从定子体的中心向外周运动时总是会遇到至少两个弯曲导板。

还将清楚的是,上述的实施例和实施方式不是限制性的,并且可以进
行多种修改和变化,而不偏离由所附的权利要求限定的本发明的范围。

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1、(10)申请公布号 CN 102265036 A (43)申请公布日 2011.11.30 CN 102265036 A *CN102265036A* (21)申请号 200980152644.X (22)申请日 2009.12.08 12/343,961 2008.12.24 US F04C 18/02(2006.01) F04C 2/02(2006.01) (71)申请人 安捷伦科技有限公司 地址 美国明尼苏达州 (72)发明人 约翰C海尔蒙 斯威奥乔阿斯 (74)专利代理机构 北京东方亿思知识产权代理 有限责任公司 11258 代理人 柳春雷 (54) 发明名称 向心泵级和包含该泵级的真。

2、空泵 (57) 摘要 本发明涉及向心泵级和包含该泵级的真空 泵。一种分子螺旋型真空泵级包括其具有光滑表 面并与定子体合作的转子盘。所述定子体至少在 面对所述转子盘的表面上具有多个螺旋通道, 其 中, 将被泵送的气体沿向心方向流动。 从定子体的 中心向外周, 通道的横截面积 () 减小。由于这 样的结构, 可以避免沿泵级内部气体流速的减小 以及相关的内部压缩或再膨胀的风险, 这限制了 功率损耗。本发明还涉及包含至少一个如上所述 的泵级的真空泵。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2011.06.24 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2009/067196 2009.。

3、12.08 (87)PCT申请的公布数据 WO2010/074967 EN 2010.07.01 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 7 页 CN 102265042 A1/2 页 2 1. 一种分子螺旋真空泵级, 包括 : 转子盘 (7), 其具有光滑表面并与定子体 (1 ; 11 ; 21) 合作 ; 所述定子体 (1 ; 11 ; 21), 其至少在面对所述转子盘的表面上具有至少一个螺旋通道 ; 具有横截面积 () 的所述至少一个螺旋通道, 其包括 : 入口 (6), 其处于所述定子体的外周或该外周。

4、附近, 用于所要泵送的气体, 以及 出口 (8), 其处于所述定子体的中心或该中心附近, 用于所述气体, 使得所述气体沿向 心方向流动通过所述至少一个通道 ; 其中, 所述至少一个通道的所述横截面积 () 从所述定子体 (1 ; 11 ; 21) 的中心向着 外周减小。 2. 如权利要求 1 所述的分子螺旋真空泵级, 其中, 所述定子体设有多个并联连接并且 彼此分离的螺旋通道 (3a, 3b, 3c, 3d ; 13a, 13b, 13c, 13d ; 23a, 23b, 23c)。 3. 如权利要求 2 所述的分子螺旋真空泵级, 其中, 所述通道 (3a, 3b, 3c, 3d ; 13a,。

5、 13b, 13c, 13d ; 23a, 23b, 23c) 的所述横截面积 () 变化, 使得在 10的最大偏差内满足如下 条件 : 其中 S 为体积通道速度, Vn是面积 的法向的转子速度的一半, R 是离所述定子体 (1 ; 11 ; 21) 的中心的距离, VT/R 为转子角速度 ; VT为所述转子的局部速度 ; H(R) 为所述通道的高度, 可以作为以 R 为变量的函数而变化 ; 是所述通道螺旋的缠绕角度。 4. 如权利要求 1 所述的分子螺旋真空泵级, 其中, 所述通道 (3a, 3b, 3c, 3d ; 13a, 13b, 13c, 13d) 由相应的螺旋肋 (5a, 5b, 。

6、5c, 5d ; 15a, 15b, 15c, 15d) 限定和分离。 5. 如权利要求 4 所述的分子螺旋真空泵级, 其中, 所述螺旋通道 (3a, 3b, 3c, 3d ; 13a, 13b, 13c, 13d) 的数量被选择成使得 : 以所述定子体的中心为原点的任意半径矢量当沿径 向从所述定子体的中心向外周运动时与所述肋 (5a, 5b, 5c, 5d ; 15a, 15b, 15c, 15d) 中的至 少两个肋相交。 6. 如权利要求 1 所述的分子螺旋真空泵级, 其中, 所述定子体 (21) 包括外环 (27), 所述外环 (27) 支承悬臂弯曲导板 (25a, 25b, 25c, 。

7、25d, 25e, 25f), 所述悬臂弯曲导板 (25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f) 之间限定相应的螺旋通道。 7. 如权利要求 6 所述的分子螺旋真空泵级, 其中, 所述通道 (23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f) 的数量被选择成使得 : 以所述定子体的中心为原点的任意半径矢量当沿径向从所述 定子体的中心向外周运动时与所述肋 (25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f) 中的至少两个肋相交。 8. 如权利要求 1 所述的分子螺旋真空泵级, 其中, 所述定子体 (11) 在其相反两表面上 权 利 要 求 书 CN 10226503。

8、6 A CN 102265042 A2/2 页 3 都设有多个并联连接并且彼此分离的螺旋通道 (13a, 13b, 13c, 13d ; 13a, 13b, 13c, 13d )。 9. 一种真空泵, 其具有用于所要泵送的气体的入口、 用于所泵送的气体的出口以及位 于所述入口和所述出口之间的多个泵级, 所述真空泵包括 : 至少一个向心泵级 (301a, 301b, 301c, 301d ; 501a, 501b, 501c, 501d ; 601a, 601b, 601c ; 605a, 605b, 605c, 605d, 605e) ; 所述至少一个向心泵级包括 : 转子盘(7), 其具有光。

9、滑表面并与定子体(1 ; 11 ; 21)合作, 所述定子体(1 ; 11 ; 21)至少 在面对所述转子盘的表面上具有至少一个螺旋通道 ; 具有横截面积 () 的所述至少一个螺旋通道, 其包括所述定子体的外周或该外周附 近的、 用于所要泵送的气体的入口 (6), 以及处于所述定子体的中心或该中心附近的、 用于 所述气体的出口 (8), 使得所述气体沿向心方向流动通过所述至少一个通道 ; 其中, 所述至少一个通道的所述横截面积 () 从所述定子体 (1 ; 11 ; 21) 的中心向着 外周减小。 10. 如权利要求 9 所述的真空泵, 其中, 所述至少一个向心泵级串联连接到所述气体沿 离心方。

10、向流动的相应螺旋泵级。 11. 如权利要求 10 所述的真空泵, 其中, 所述气体沿离心方向流动的螺旋泵级的定子 体包括多个通道 (13a, 13b, 13c, 13d ), 这些通道 (13a, 13b, 13c, 13d ) 的 横截面积从所述定子体 (1 ; 11 ; 21) 的中心向着外周减小。 12.如权利要求11所述的真空泵, 包括 : 定子体(11), 其在两个表面(11a, 11a)上都 设有螺旋通道 ; 第一转子 (17), 其具有光滑表面, 面对所述定子体 (11) 的第一表面 (11a), 并与所述定子体(11)的第一表面(11a)合作以形成所述至少一个向心螺旋泵级 ; 。

11、第二转子 (19), 其具有光滑表面, 面对所述定子体 (11) 的第二表面 (11a ), 并与所述定子体 (11) 的第二表面 (11a ) 合作以形成所述气体沿离心方向流动的螺旋泵级。 13. 如权利要求 9 所述的真空泵, 其中, 所述至少一个向心泵级串联连接到多个彼此并 联连接的螺旋泵级, 在这些螺旋泵级中, 所述气体沿离心方向流动。 14. 如权利要求 13 所述的真空泵, 其中, 所述气体沿离心方向流动的螺旋泵级各自具 有定子体, 所述定子体设有多个螺旋通道, 这些螺旋通道的横截面积从所述定子体的中心 向着外周减小。 15. 如权利要求 9 或 10 或 13 所述的真空泵, 其。

12、中, 所述至少一个向心泵级并联连接到 所述向心泵级的至少第二泵级。 16. 如权利要求 9-15 中任意一项所述的真空泵, 其中, 所述至少一个向心泵级串联连 接到涡轮分子泵级和 / 或 Gaede 泵级和 / 或再生泵级。 权 利 要 求 书 CN 102265036 A CN 102265042 A1/6 页 4 向心泵级和包含该泵级的真空泵 0001 相关申请交叉引用 0002 本申请与 2008 年 12 月 24 日递交的、 题为 SPIRAL PUMPING STAGE AND VACUUM PUMP INCORPORATING SUCH PUMPING STAGE的美国专利申请 。

13、No.12/343,980 相关。 技术领域 0003 本发明涉及用于真空泵的螺旋泵级(pumping stage)。 更具体地, 本发明涉及改进 的螺旋分子泵级以及包含该泵级的真空泵。 背景技术 0004 分子拖曳泵级通过从快速移动表面(以与分子的热运动相当的速度移动)直接向 气体分子的动量传递产生泵送作用。 一般来说, 该泵级包括转子和定子, 转子和定子彼此合 作并在二者之间限定泵送通道 : 泵送通道中的气体分子与在非常高的速度下旋转的转子的 碰撞导致通道中的气体被从通道本身的入口泵送到出口。 0005 参考图1, 在1920-1930之间, Karl Manne Georg Siegba。

14、hn开发了分子泵设备10, 其中泵送作用通过与旋转轴30一体的转子盘20和一对定子体40和50之间的合作来获得, 所述转子盘 20 具有的光滑表面, 定子体 40 和 50 分别面对转子盘表面, 并且具有相应的螺 旋形沟槽 60, 所述螺旋形沟槽 60 分别朝向转子盘的相应表面开口并且由其限定相应的泵 送通道。 0006 Siegbahn 的专利 GB 332,879 公开了上述类型的结构。将被泵送的气体通过各个 泵送沟槽的外周上的入口 70 进入, 如箭头 CP 所示沿向心方向 ( 即从外周朝向泵送沟槽 ) 在两个螺旋沟槽中流动。 在此情况下, 考虑两个并联的螺旋泵送通道, 气体在两个通道中。

15、沿 向心方向流动。 0007 根据Siegbahn专利, 为了控制泵送通过螺旋通道60的气体的阻力, 沿气体流动方 向从定子体的外周朝向其中心、 根据盘的切向速度的减小而减小这些通道的横截面积。 0008 美国专利 No.6,394,747(M.Hablanian) 公开了一种整体尺寸和重量减小的真空 泵, 为此, 一对 Siegbahn 型泵送级被串联而不是并联连接。 0009 根据 US 6,394,747 的公开内容, 具有光滑表面的转子盘被布置在第一定子体和 第二定子体之间, 这些定子体分别具有螺旋形沟槽, 所述螺旋形沟槽分别朝向转子盘的相 应表面开口并且由其限定相应的泵送通道。开始时。

16、, 将被泵送的气体在第一定子体和转子 盘之间沿离心方向 ( 从转子盘的中心到外周 ) 流动, 然后在第二定子体和转子盘之间沿向 心方向 ( 即, 从转子盘的外周到中心 ) 流动。 0010 限定了第一定子盘中的泵送通道(其中气体沿离心方向流动)的沟槽的横截面积 从中心向外周减小, 而限定了第二定子盘中的泵送通道 ( 其中气体沿向心方向流动 ) 的沟 槽的横截面积从外周向中心减小。 0011 在两个通道中, 限定泵送通道的沟槽的横截面积被与被泵送通过该通道的气体流 动前进方向一致地减小。这样, US 6,394,747 的目的在于优化泵送速度和压缩比。 说 明 书 CN 102265036 A 。

17、CN 102265042 A2/6 页 5 0012 在已知的具有上述几何构造的 Siegbahn 型泵级中, 体积内部通道速度 (L/s)( 由 通道横截面积与所述面积法向的转子速度的一半的乘积给出 ) 与气体流动方向一致地减 少。 这可能在具有高气体流率的应用中带来缺点, 因为其产生如下风险 : 内部压缩和随后的 再膨胀以及相应的功率损耗。 0013 本发明的主要目的是提供一种用于真空泵的向心泵级, 其在若干级被串联连接时 可以克服上述缺点并减少功率损耗。本发明的向心和离心泵级实现了该目的和其它目的。 发明内容 0014 根据本发明的泵级包括在第一表面上具有至少一个螺旋通道的定子体, 其中。

18、, 气 体沿向心方向流动, 所述通道的横截面积沿与气流的前进方向相反的方向减小。 0015 定子体可以在其相反两侧的表面上包含额外的螺旋通道, 其中, 气体沿离心方向 流动。所述额外的通道的横截面积与气流的前进方向一致地减小。 0016 有利地, 根据本发明, 可以避免螺旋通道的气体泵送速度的减小, 以及避免内部压 缩或膨胀的相应风险。 0017 根据本发明, 基于几何结构设计限定泵级定子体的螺旋通道的沟槽的横截面积的 变化, 而不依赖于气流的前进方向, 并且更具体地, 不管是被泵送气体的哪种流动方向, 从 定子体的中心朝向外周所述面积减小, 从而补偿盘切向速度的增大。 由于该结构, 根据本发。

19、 明的优选实施方式, 体积通道速度可以在整个泵送通道上保持恒定。 0018 对于本领域技术人员清楚的是, 除了减小功率损耗之外, 上述的结构特征还在制 造过程中就简化和减少成本而言带来显著优点, 因为所有的定子体可以除了螺旋的缠绕方 向之外被制造成相同的, 而不管其被用于向心泵送部分还是离心泵送部分。 0019 优选地, 根据本发明的泵级可以与其它相同种类或不同种类的泵级组合用于真空 泵中。 例如, 泵级可以被设置在多个涡轮分子轴向泵级的下游。 并且, 泵级可以设置在Gaede 泵级和 / 或再生泵级的上游。 0020 根据本发明的对于真空泵的第一优选应用, 泵级串联连接到要被泵送的气体沿离 。

20、心方向流动的另一螺旋泵级。泵级还包括螺旋通道, 所述螺旋通道的横截面积从定子体的 中心向外周减小, 所述螺旋通道优选地在其中泵级被限定的同一定子体的相反两侧的表面 上获得, 并且最优选地, 包含其横截面积根据与本发明的泵级相同的几何变换的螺旋通道。 根据本发明的对于真空泵的第二优选应用, 泵级串联连接到要被泵送的气体沿离心方向流 动的两个或更多个彼此并联连接的螺旋泵级, 所述泵级也包括螺旋通道, 所述螺旋通道的 横截面积从定子体的中心向外周减小。 0021 根据本发明的对于真空泵的第三优选应用, 根据本发明的泵级并联连接到一个或 多个根据本发明的的其它螺旋泵级 ( 其中, 要被泵送的气体沿向心。

21、方向流动 ), 所述泵级包 括螺旋通道, 所述螺旋通道的横截面积从定子体的中心向外周减小。 附图说明 0022 参考附图, 根据对于作为非限制性实施例的本发明的一些优选实施方式的详细描 述, 本发明的其它目的和特征将变得清楚, 其中 : 0023 图 1 是已知的 Siegbahn 型泵的横截面图 ; 说 明 书 CN 102265036 A CN 102265042 A3/6 页 6 0024 图 2a 是根据本发明的泵级的定子体的透视图 ; 0025 图 2b 是包含图 2a 的定子体的泵级的横截面图 ; 0026 图 3 是根据本发明的第一实施方式的真空泵的横截面图 ; 0027 图 4。

22、 是图 3 的真空泵的细节的放大图 ; 0028 图 5 是根据本发明的第二实施方式的真空泵的横截面图 ; 0029 图 6 是根据本发明的第三实施方式的真空泵的横截面图 ; 0030 图 7 是用于本发明的真空泵的不同实施方式的泵级的定子体的透视图。 具体实施方式 0031 参考图 2a 和 2b, 泵级包括转子盘 7, 转子盘 7 与定子体 1 合作并具有光滑表面, 定 子体 1 在面对转子盘 7 的表面上包含多个螺旋通道 3a, 3b, 3c, 3d, 这些螺旋通道 3a, 3b, 3c, 3d 并联连接, 并且由相应的螺旋肋 5a, 5b, 5c, 5d 彼此分离。泵级包含处于定子体 。

23、1 的外周 或在该外周附近的气体入口 6, 以及处于所述定子体的中心或在该中心附近的气体出口 8, 使得所要泵送的气体如图 2a 中的箭头 CP 所示沿向心方向流动通过通道 3a, 3b, 3c, 3d。 0032 根据本发明, 通道 3a, 3b, 3c, 3d 的横截面积 从定子体 1 的中心向外周减小, 即 随着离定子体 1 的中心的距离 R 的增大而减小。 0033 如已知的, 转子的切向速度 VT R 从定子体的外周朝向中心与半径 R 相应地减 小。 0034 根据优选的实施方式, 通道 3a, 3b, 3c, 3d 的横截面积 变化, 使得体积通道速度 (Volumetric ch。

24、annel speed)(S) 满足如下条件 : 0035 S Vn 常数 (1) 0036 其中, Vn是面积 的法向的转子速度的一半。 0037 更具体地, 根据本发明的优选实施方式, 定子体 1 的螺旋通道的形状被限定成使 得沿每一个螺旋通道总是满足如下的条件 : 0038 0039 其中, VT/R 为转子角速度 ; 0040 H(R) 为通道的高度, 可以作为以 R 为变量的函数而变化 ; 0041 是通道螺旋的缠绕角度。 0042 本领域技术人员可以理解的是, 即使R和的值不代表方程(1)和(2)的精确解, 但只要是方程 (1) 和 (2) 的精确解的良好近似, 那么这样的螺旋泵级。

25、 ( 其通道具有由 R 和 的这些值所确定的形状 ) 也落入本发明的保护范围内。具体地, 下述的螺旋泵级可以有 效地达到本发明的目的 : 在所述螺旋泵级中, R 和 相对于如上所述的方程 (1) 和 (2) 的 精确解的偏差不高于 10, 或者, 沿通道本身, 通道速度 S 在 10偏差内是常数。 0043 根据上述方程的一阶近似, 并且为了简化制造考虑, 通道具有恒定的高度 H, 通道 形状可以被限定为 : 说 明 书 CN 102265036 A CN 102265042 A4/6 页 7 0044 0045 通过积分, 得到 : 0046 0047 其中, R1和 R2分别是定子通道的内。

26、半径和外半径 ; 0048 0是螺旋的总缠绕角度 ( 在图 2a 的实施例中为 360 )。 0049 如上所述, 通过使得体积通道速度保持不变, 避免了内部膨胀或压缩的风险, 限制 了功率损耗。 0050 对于本领域技术人员将清楚的是, 泵级的几何构型不仅不同于已知技术中所使用 的几何构型, 而且甚至与已知技术中所使用的几何构型相反。 0051 此外, 为了补偿可能的压缩比的减小, 只要在定子体中限定适当数量的肋 ( 限定 同样多的并联螺旋通道 )( 在图 2a 的实施例中是 4 个 ) 即可。根据优选的实施方式, 通道 的数量被选择成如下 : 处于定子体中心的假想观察者当沿径向从定子体的中。

27、心向外周运动 时总是会遇到至少两个肋。换句话说, 以定子体的中心为原点的任意半径矢量当沿所示的 方向运动时与至少两个弯曲导板 (curved vane) 相交。 0052 现在转到示出了真空泵 P 的第一实施方式的图 3 和 4。根据本领域的技术, 真空 泵包括用于要被泵送的气体 ( 处于较低压力下 ) 的入口、 用于所泵送的气体 ( 处于较高压 力下 ) 的出口以及设置在所述入口和所述出口之间的多个泵级。本发明的泵 P 还包括三个 区域。第一区域 A 处于低压, 其中设有多个串联连接的涡轮分子轴向泵级 ; 第二区域 B 处 于中压, 其中设有若干个串联连接的螺旋泵级 ; 第三区域 C 处于高。

28、压, 其中设有一个或多个 Gaede 泵级, 所述 Gaede 泵级之后可以有再生级 (regenerative stage), 或者, 所述 Gaede 泵级也可以由再生级替换。 0053 更具体地, 真空泵 P 的中间区域 B 包括一个或多个根据本发明的泵级 301a, 301b, 301c( 在图 3 所示的实施例中为 3 个 )。有利地, 泵级 301a, 301b, 301c 与同样多的离心螺 旋泵级 303a, 303b, 303c( 与根据本发明的向心泵级交替 ) 串联连接, 以使得真空泵 P 更紧 凑。 0054 参考图 4, 详细示出了串联连接的根据本发明的第一泵级 S1 和。

29、第二离心螺旋泵级 S2。提供定子体 11, 所述定子体 11 在两个表面 11a, 11a上具有螺旋通道 13a, 13b, 13c, 13d和13a, 13b, 13c, 13d, 这些螺旋通道13a, 13b, 13c, 13d和13a, 13b, 13c, 13d分别由相应的螺旋肋 15a, 15b, 15c, 15d 和 15a, 15b, 15c, 15d分离。 0055 具有光滑表面的第一转子盘 17 与定子 11 的第一表面 11a 相对布置, 并且与其合 作以形成根据本发明的第一泵级S1。 具有光滑表面的第二转子盘19相对于定子11的第二 表面 11a布置, 并且与其合作以形成。

30、也是螺旋形的第二泵级 S2。 0056 来自位于第一泵级 S1 的外周处的入口 21 的气体沿向心方向 ( 如箭头 CP 所示 ) 流动通过第一泵级S1, 通过设置在所述定子体11的中心处或中心附近的、 连接这两级S1和 S2的通道23, 然后沿离心方向(如箭头CF所示)流动通过第二泵级S2, 接着通过位于第二 泵级 S2 的外周处的出口 25 排出。 说 明 书 CN 102265036 A CN 102265042 A5/6 页 8 0057 再次参考图3, 清楚的是, 入口21可以使得区域A中的涡轮分子泵级或在前的离心 螺旋泵级或其它类型的泵级与区域 B 中的第一泵级 S1 连通 ; 同。

31、样, 区域 B 的最后泵级的出 口 25 可以使得泵级 S2 与区域 C 中的根据本发明的后续泵级或与 Gaede 泵级或者甚至与再 生泵级或其他类型的泵级连通。 0058 如上所述, 根据本发明, 第一泵级 S1 的通道 13a, 13b, 13c, 13d 的横截面积从定子 体 11 的中心向外周减小。优选地, 第二泵级 S2 的通道 13a, 13b, 13c, 13d的横截 面积也从定子体 11 的中心向外周减小。更具体地, 通道 13a, 13b, 13c, 13d的横截 面积优选以与第一泵级 S1 的通道 13a, 13b, 13c, 13d 相同的方式变化。更优选地, 第一泵级 。

32、S1 的通道 13a, 13b, 13c, 13d 的横截面积和第二泵级 S2 的通道 13a, 13b, 13c, 13d 的横截面积变化, 使得内部泵送速度沿泵级 S1 和 S2 是恒定的, 并且更具体地, 满足式 (1) 或 (2) 或 (3) 的条件。 0059 现在转到图 5, 示出了真空泵 P的第二实施方式。泵 P包括 : 处于低压的第一 区域 A, 其中设有多个并联连接的离心螺旋泵级 ( 在图 5 所示的实施例中为 5 个 ) ; 处于 中压的第二区域 B, 其中设有若干串联连接的螺旋泵级 ; 以及处于高压的第三区域 C, 其中设有一个或多个 Gaede 泵级 ( 所述 Gaed。

33、e 泵级之后可以有再生级, 或者, 所述 Gaede 泵 级可以由再生级替换 )。 0060 真空泵 P的处于中压的中间区域 B包括一个或多个泵级 501a, 501b, 501c( 在 图 5 所示的实施方式中为 3 个 )。泵级 501a, 501b, 501c 与同样多的离心螺旋泵级 503a, 503b, 503c( 与根据本发明的向心泵级交替 ) 串联连接。 0061 对于处于低压的第一区域 A, 为了获得并联连接的离心螺旋泵级 505a, 505b, 505c, 505d, 505e, 转子E的中心腔D的壁包含径向通孔F, 使得从入口G来的气体穿 透到转子 E的中心腔 D内部, 通。

34、过通孔 F, 并且在第一区域 A的若干泵级之间再分, 接着被收集在孔 H限定的收集器中。 0062 与根据本发明的泵级类似, 优选地, 处于低压的区域 A的离心螺旋泵级也包含横 截面积从定子体的中心向外周减小的螺旋通道。 更优选地, 所述通道的横截面积变化, 使得 内部泵送速度沿泵级封顶, 并且具体地, 满足等式 (1) 或 (2) 或 (3)。 0063 参考图 5, 注意可以在第一区域 A的上游设置另一区域。该另一区域包括例如多 个涡轮分子轴向泵级。 在此情况下, 最后的涡轮分子级的出口将与第一区域A的泵级的入 口 G连接。 0064 现在转到图6, 示出了真空泵P的第三实施方式。 泵P包。

35、括 : 处于低压的第一区 域A, 其中设有多个并联连接的根据本发明的泵级(在图6所示的实施例中为5个) ; 处于 中压的第二区域 B, 其中设有若干串联连接的螺旋泵级 ; 以及处于高压的第三区域 C, 其中设有一个或多个 Gaede 泵级 ( 所述 Gaede 泵级之后可以有再生级, 或者, 所述 Gaede 泵 级可以由再生级替换 )。 0065 真空泵 P的处于中压的中间区域 B包括一个或多个泵级 601a, 601b, 601c( 在 图6所示的实施方式中为3个)。 这些泵级601a, 601b, 601c与同样多的离心螺旋泵级603a, 603b, 603c 串联连接。 0066 对于。

36、处于低压的第一区域A, 转子E的壁D包含一个或多个径向通孔F, 并 且其上侧被封闭构件 J封闭, 从而限定用于气体的收集器。从入口 G来的气体通过适当 说 明 书 CN 102265036 A CN 102265042 A6/6 页 9 地形成在泵级 605a, 605b, 605c, 605d, 605e 的定子的壁中的径向通孔 H, 并且在第一区域 A的若干泵级之间再分, 沿向心方向流动通过泵级并且聚集到转子 E的腔 D中, 气体 从所述腔 D通过离心螺旋泵级 607a 相继进入泵 P的处于中压的区域 B。 0067 参考图 6, 注意可以在第一区域 A的上游设置另一区域。该另一区域包括例。

37、如多 个涡轮分子轴向泵级。 在此情况下, 最后的涡轮分子级的出口将与第一区域A的泵级的入 口 G连接。 0068 根据图 3、 5 和 6, 本领域技术人员可以理解的是, 不管将被泵送的气体沿向心方向 还是离心方向流动通过, 所示的螺旋泵级可以被制造成在结构上在基本相同 ( 但是螺旋缠 绕方向不同 ), 这显著地简化了制造, 相应地降低了制造成本。 0069 参考图 7, 其示出了泵级的定子 21, 其特别适用于图 6 中所示类型的应用, 其中一 对泵级被限定在该定子的两侧表面上, 并且并联连接。 在此情况下, 不是在定子体的两侧表 面上设置分离的通道, 而是可以提供包括外环27的定子体21,。

38、 所述外环27支承悬臂弯曲导 板 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f, 所述悬臂弯曲导板 25a, 25b, 25c, 25d, 25e, 25f 在其之间限 定相应的螺旋通道23a, 23b, 23c, 23d, 23e, 23f。 定子体21可以位于两个具有光滑表面的转 子盘之间, 并且与其合作以形成一对根据本发明的并联连接的向心螺旋泵级, 其中, 被泵送 的气体流动通过所述一对向心螺旋泵级。 0070 明显的是, 定子体的类似结构也可以用于获得图 5 中所示的那些种类的并联连接 的一对离心螺旋泵级。 即使在本实施方式中, 如已经参考前述的实施方式公开的, 为了补偿 。

39、可能的压缩比的减小, 只要在定子体上限定适当数量的肋 ( 限定同样多的并联螺旋通道 ) 即可。 0071 优选地, 通道的数量被选择成如下 : 处于定子体中心的假想观察者当沿径向从定 子体的中心向外周运动时总是会遇到至少两个弯曲导板。 0072 还将清楚的是, 上述的实施例和实施方式不是限制性的, 并且可以进行多种修改 和变化, 而不偏离由所附的权利要求限定的本发明的范围。 说 明 书 CN 102265036 A CN 102265042 A1/7 页 10 图 1( 现有技术 ) 图 2a 说 明 书 附 图 CN 102265036 A CN 102265042 A2/7 页 11 图 2b 说 明 书 附 图 CN 102265036 A CN 102265042 A3/7 页 12 图 3 说 明 书 附 图 CN 102265036 A CN 102265042 A4/7 页 13 图 4 说 明 书 附 图 CN 102265036 A CN 102265042 A5/7 页 14 图 5 说 明 书 附 图 CN 102265036 A CN 102265042 A6/7 页 15 图 6 说 明 书 附 图 CN 102265036 A CN 102265042 A7/7 页 16 图 7 说 明 书 附 图 CN 102265036 A 。

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