带有级间入口的多级涡轮分子泵制造技术

公开了一种多级涡轮分子泵。泵包括：较高真空级，其包括多个转子叶片排；较低真空级，其包括直径比较高真空级的转子叶片排大的多个转子叶片排；级间入口，其用于在较高真空级与较低真空级之间将气体输入到涡轮分子泵中，该入口从泵的外圆周延伸至在较大直径内的径向位置，并包括用于在轴向方向上引导气体进入泵的气体引导构造。

Multistage Turbomolecular Pump with Interstage Inlet

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有级间入口的多级涡轮分子泵
本专利技术的领域涉及涡轮分子泵，并且尤其地涉及带有级间入口的多级涡轮分子泵。
技术介绍
已知提供高真空和超高真空的涡轮分子泵。这些泵是动量传递泵，其中进入泵的气体分子由旋转的转子叶片给予动量。泵包括多个有角度的转子叶片与定子叶片的排对，转子叶片排的叶片是有角度的，以朝着泵的排出端推动气体分子。在一些情况下，可存在比定子多的转子叶片排，使得一个或多个转子叶片排不与对应的定子配对。已开发了多端口或分流的泵，以能够实现在不同压力下的几个不同腔室通过单个泵的泵送。第一级从非常低的压力的高真空腔室接收气体，并且随后的级从较高压力的较低真空腔室接收气体。传统地，气体已经由位于泵的级中的两级之间的圆周上的孔隙在径向方向上进入泵。这样的孔隙在两级之间需要合理的距离，以便为该气体输入提供空间。图1示出了这样的传统涡轮分子泵。期望的是，提供带有级间入口的紧凑的多级涡轮分子泵，其提供不同级的有效泵送。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供一种多级涡轮分子泵，包括：较高真空级，其包括多个转子叶片排；较低真空级，其包括直径比所述较高真空级的所述转子叶片排的直径大的多个转子叶片排；级间入口，其用于在所述较高真空级与所述较低真空级之间将气体输入到所述涡轮分子泵中，所述入口从所述泵的外圆周延伸至在所述较大直径内的径向位置，并包括用于在轴向方向上引导进入所述泵的所述气体的气体引导构造。本专利技术的专利技术人认识到，允许在径向方向上的气体输入的多级涡轮分子泵的不同级的转子叶片排之间的间隙导致泵不紧凑。他们还认识到，涡轮分子泵中的泵送级可具有朝着下游方向直径逐渐增大的转子叶片排。涡轮分子泵中的最高真空级的转子直径受其附接至的腔室的出口尺寸支配，并且这可由标准设定。随后的转子叶片排不那么受约束，并且可具有较大的直径。相邻级的转子叶片排之间的尺寸差异为能在轴向方向上并且朝着较大直径的转子叶片排的外圆周引导气体的气体入口提供机会。这不仅减轻两级之间相当大的间隙的需求，而且其还提供朝着转子尖端引导的气体流动，所述转子尖端是泵的最有效的泵送位置，在那里，转子叶片具有最高的速度。因而，提供一种带有改善的泵送效率的紧凑的泵。在一些实施例中，所述入口包括所述气体引导构造和至少一个孔隙，所述至少一个孔隙在所述较大直径与所述较高真空级的至少一个转子的直径之间朝着所述泵的径向外部位置定位。在一些实施例中，所述至少一个孔隙在大致与所述泵的轴线垂直的平面中。将在大致与泵轴线垂直的平面中的入口的孔隙设置在较大直径内的位置，允许气体垂直地流过该孔隙，以在轴向方向上进入泵中并到该较大直径的转子的外尖端上。大致与轴线垂直的平面被认为是与轴线成70°与110°之间的角度的平面。在一些实施例中，所述泵包括位于围绕所述泵的圆周的不同位置的多个孔隙。尽管可只有单个孔隙，但在一些实施例中，有多个孔隙，并且它们位于围绕泵的圆周的不同位置，从而改善流动均匀性并提高泵的有效性和效率。在一些实施例中，所述气体引导构造的所述至少一部分包括大致轴向取向的表面。在一些实施例中，所述气体引导构造包括从在所述泵的外圆周处的大致径向取向的表面变成在所述气体引导构造的径向最里面的点处的大致轴向取向的表面的表面。尽管气体引导构造可具有许多形式，但构造的至少一部分包括用于使在径向方向上移动的气体偏转的大致轴向取向的表面。大致轴向取向的表面被认为是与泵的轴线成小于20°的角度的表面。在一些实施例中，气体引导构造包括从将气体从气体源带到泵的大致径向取向的表面(与泵的半径成小于20°的角度的表面)变成当气体进入泵时的大致轴向取向的表面的表面。以这种方式，气体流动从径向方向朝着泵输送，并且流动方向在其实际输入泵之前改变成轴向方向。在其他实施例中，气体可在轴向方向上输送，并且气体引导构造没有径向取向的表面。在一些实施例中，所述气体引导构造的至少一部分邻近所述较高真空级的一部分的外圆周或者由其形成。泵的不同级的不同尺寸允许气体引导构造中的至少一些气体引导构造位于邻近带有较小直径的级的外圆周或者由其形成。以这种方式，气体的流动能由沿着带有较小直径的级定位的构造引导，并且入口孔隙与较大的直径重叠，使得入口不需要级之间的任何显著的间隙，以允许泵的更紧凑的设计。在一些实施例中，所述泵包括用于桥接在所述较高真空级中的较小直径的定子与在所述较低真空级中的较大直径的定子之间的定子桥部件，所述定子桥部件包括在大致与泵轴线垂直的平面中的环，所述环包括多个孔隙。定子桥部件用在多级泵中，以桥接在可具有不同直径的不同级的定子之间。在本专利技术的实施例中，定子桥包括大致与泵轴线垂直的环。环包括接近较低真空级的转子叶片的多个孔隙。环的多个孔隙围绕环的圆周布置，并形成气体入口的孔隙。在一些实施例中，所述环的内径包括所述较高真空级的定子的直径，并且所述环的外径包括所述较低真空级中的所述定子的直径。为了利用用于输入的可用空间，如果定子桥的环从高真空级的定子的直径延伸至较低真空级中的定子的较大直径，是有利的。除在径向平面(与泵的轴线垂直的平面)中的环之外，定子桥具有轴向部分，所述轴向部分具有由两个相邻级的转子叶片排之间的距离设定的高度。在实施例中，定子桥具有等于或大于级内的两个相邻转子叶片排之间的距离并且等于或小于不相邻但由一个转子叶片排彼此分开的两个转子叶片排之间的距离的高度。由于入口的布置，不再需要级之间专用于气体输入的间隙，因而设定相邻级的转子叶片排之间的距离的定子桥高度可使得转子叶片排可如它们在级内一样靠近，或者至少不超过它们在级内的距离的两倍。在一些实施例中，所述较高真空级内的所述转子叶片排中的至少一些转子叶片排具有不同的直径，朝着所述较低真空级的至少一个转子叶片排的直径小于离所述较低真空级更远的转子叶片排的直径。尽管不同级内的转子叶片排可具有均匀的、但与其他级中的转子叶片排不同的直径，但在一些实施例中，较高真空级内的转子叶片排本身可具有不同的直径，转子叶片排的直径随着其朝着入口前进而变小。朝着入口的较小直径为该入口提供较大的空间。在一些实施例中，较高真空级内的所述转子叶片排具有朝着所述较低真空级成锥形的直径。尽管转子叶片排的直径的变化可采取许多形式，但有时变化可以是连续的，转子叶片排的直径朝着较低真空级成锥形。在一些实施例中，所述转子叶片排中的每个转子叶片排具有多个叶片，所述级间入口转子叶片排的所述叶片具有适于泵送在所述级间入口处接收的所述气体的所述叶片的外部分的角度和适于泵送在所述较高真空级的入口处接收的所述气体的内部分的角度，所述级间入口转子叶片排是邻近所述级间入口的所述较低真空级的所述转子叶片排。由于泵的构造并且尤其地由于级间入口的构造，由较高真空级泵送的气体朝着中间进入较低真空级并离开该级的转子叶片排的边缘，而在级间入口处的气体输入将被引导至该级的转子叶片排的外部分。因而，两股气体流至少在该泵送级的早期部分主要地在泵的不同区域内。专利技术人认识到，这些流的这一实质分离意味着转子叶片的不同部分主要泵送不同的气体流。因而，可调整叶片，使得主要泵送从较高真空级接收的气体的内部分以适合于该气体流的方式成角度，而在外部分处的叶片适于泵送在级间入口处接收的气体。在一些实施例中，所述级间入口转子的所述叶片在适于泵送在所述级间入口处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级涡轮分子泵，包括：较高真空级，其包括多个转子叶片排；较低真空级，其包括直径比所述较高真空级的所述转子叶片排的直径大的多个转子叶片排；级间入口，其用于在所述较高真空级与所述较低真空级之间将气体输入所述涡轮分子泵，所述入口从所述泵的外圆周延伸至在所述较大直径内侧的径向位置，并包括用于在轴向方向上引导所述气体进入所述泵的气体引导构造。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.20 GB 1700992.91.一种多级涡轮分子泵，包括：较高真空级，其包括多个转子叶片排；较低真空级，其包括直径比所述较高真空级的所述转子叶片排的直径大的多个转子叶片排；级间入口，其用于在所述较高真空级与所述较低真空级之间将气体输入所述涡轮分子泵，所述入口从所述泵的外圆周延伸至在所述较大直径内侧的径向位置，并包括用于在轴向方向上引导所述气体进入所述泵的气体引导构造。2.根据权利要求1所述的多级涡轮分子泵，其中，所述入口包括所述气体引导构造和至少一个孔隙，所述至少一个孔隙在所述较大直径与所述较高真空级的至少一个转子的直径之间位于所述泵的径向外部位置。3.根据权利要求2所述的多级涡轮分子泵，其中，所述至少一个孔隙在大致与所述泵的轴线垂直的平面中。4.根据权利要求2或3所述的多级涡轮分子泵，其中，所述泵包括位于围绕所述泵的圆周的不同位置的多个孔隙。5.根据任一前述权利要求所述的多级涡轮分子泵，其中，所述气体引导构造的至少一部分包括大致轴向取向的表面。6.根据权利要求5所述的多级涡轮分子泵，其中，所述气体引导构造包括从在所述泵的外圆周处的大致径向取向的表面变成在所述气体引导构造的径向最里面的点处的大致轴向取向的表面的表面。7.根据任一前述权利要求所述的多级涡轮分子泵，其中，所述气体引导构造的至少一部分邻近所述较高真空级的一部分的外圆周或者由所述较高真空级的一部分的外圆周形成。8.根据任一前述权利要求所述的多级涡轮分子泵，所述泵包括用于桥接在所述较高真空级中的较小直径的定子与所述较低真空级中的较大直径的定子之间的定子桥部件，所述定子桥部件包括在大致与所述泵的轴线垂直的平面中的环，所述环包括多个孔隙。9.根据权利要求8所述的多级涡轮分子泵，其中，所述环的内径包括所述较高真空级的定子的直径，并且所述环的外径包括所述较低真空级中的所述定子的较大直径。10.根据权利要求8或9所述的多级涡轮分子泵，其中，所述定子桥包括等于或大于两个相邻转子叶片排之间的距离并且等于或小于不相邻但由一个转子叶片排彼此分开的两个转子叶片排之间的距离的高度。11.根据任一前述权利要求所述的多级涡轮分子泵，其中，所述较高真空级内的所述转子叶片排中的至少一些转子叶片排具有不同的直径，朝着所述较低真空级的至少一个转子的直径小于离所述较低真空级更远的转子的直径。12.根据权利要求11所述的多级涡轮分子泵，其中，所述较高真空级内的所述转子叶片排具有朝着所述较低真空级成锥形的直径。13.根据任一前述权利要求所述的多级涡轮分子泵，其中，所述转子叶片排中的每个转子叶片排具有多个叶片，所述级间入口转子叶片排的所述叶片具有适于泵送在所述级间入口处接收的所述气体的所述叶片的外部分的角度和适于泵送在所述较高真空级的入口处接收的所述气体的内部分的角度，所述级间入口转子叶片排是邻近所述级间入口的所述较低真空级的所述转子叶片排。14.根据权利要求13所述的多级涡轮分子泵，...

【专利技术属性】
技术研发人员：A科贝特，M加尔特里，
申请(专利权)人：爱德华兹有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB