【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种霍尔维克(holweck)拖曳泵，并且具体而言，涉及一种具有用于输送气体介质的非金属螺旋开槽表面的霍尔维克拖曳泵。本专利技术还涉及一种用于真空泵中的永磁马达以及一种包括所述永磁马达和/或所述霍尔维克拖曳泵的真空泵。
技术介绍
1、包括例如涡轮分子泵机构的已知真空泵包括提供入口和出口的壳体。该壳体可收容一个或多个泵机构。涡轮分子泵机构可形成这些机构中的一个，并且一般包括具有倾斜转子叶片的多个轴向隔开的环形阵列的至少一个转子。通常，这些叶片在每个阵列内规则地隔开，并且从转子轴径向向外延伸。泵的定子围绕转子，并且包括在轴向方向上与转子叶片的阵列交替的倾斜定子叶片的至少一个环形阵列。各对相邻转子叶片阵列和定子叶片阵列在本文中称为一层级(level)。涡轮分子泵机构可包括多个这样的层级。
2、通常，马达被布置在壳体内，以在泵的操作期间旋转转子轴。该马达可为感应马达或永磁马达。随着转子旋转，转子叶片冲击气体介质的进入分子。该冲击将叶片的机械能转换成气体分子动量，这些分子通过泵被引向泵出口。
3、真空泵通常可包括涡轮分子泵级，继之以至少一个分子拖曳级，诸如霍尔维克拖曳泵或西格班(siegbahn)泵。已知的霍尔维克分子拖曳级包括与定子相邻布置的旋转缸体，其间具有间隙，本文中称为通道，其中，该定子或缸体具有螺旋槽或螺纹。气体分子与旋转转子的冲击对其赋予刺激速度，从而导致气体介质沿该通道的位移。
4、为了提高分子拖曳级的效率，并且由此提高作为整体的真空泵的压缩比，可绕转子轴设置若干同心分子拖曳
5、由于分子拖曳级通道同心布置，因此当真空泵处于使用中时，气流通过的方向在每个相邻通道之间逆转。因此，出于实用目的，通常仅使用奇数个分子拖曳级，使得最后通道的出口远离可容易定位泵出口的涡轮分子泵机构定位。因此，当前的霍尔维克分子拖曳泵的设计自由度在一定程度上受到约束，这可能会降低泵系统的效率。
6、不断需要改进的霍尔维克分子拖曳级，其制造更高效、更简单且更便宜，提高真空泵的压缩比，并且在设计上提供高自由度。
7、本专利技术至少部分地解决现有技术的这些和其他问题。
技术实现思路
1、因此，在第一方面，本专利技术提供了一种霍尔维克拖曳泵，其包括用于输送气体介质的非铁磁螺旋开槽表面。该表面由该霍尔维克拖曳泵的马达定子的面向转子轴的表面或由转子轴的外表面提供。优选地，该表面由该霍尔维克拖曳泵的马达定子的面向转子轴的表面或转子轴的面向马达定子的外表面提供。
2、优选地，该表面提供该霍尔维克拖曳泵的最内和/或最后通道。该最后最内和/或最后通道可直接流体连接到该霍尔维克拖曳泵的出口。
3、马达定子优选地构造成产生用于将扭矩传输到转子上的电磁驱动场。马达定子可具有芯，其包括优选地绕中心磁性、特别是软磁性和/或金属的材料设置的绕组。通常，这些绕组为金属的。优选地，该霍尔维克拖曳泵包括围绕转子轴的马达定子，并且基本上没有铁磁材料位于该马达定子的线圈缠绕的芯的面向转子轴的表面与该转子轴的金属表面之间。
4、在该马达定子与转子轴之间为一间隙，特别是径向延伸的间隙。优选地，该间隙沿轴向方向、即沿平行于转子的旋转轴线的方向沿该马达定子延伸。该电磁驱动场跨越该间隙延伸，以将驱动扭矩传输至转子轴。
5、本专利技术人已发现，特别是在马达定子上采用铁磁螺旋开槽表面可能是不利的。在使用中，这样的铁磁表面可存在于由该霍尔维克拖曳泵的马达产生的电磁驱动场中。铁磁表面的存在可通过形成寄生涡流来破坏该电磁驱动场，并且因此可降低马达的效率。此外，在这样的表面中诱发的寄生涡流当存在于电磁场中时可导致该表面的局部温度增加和热膨胀。该表面的热膨胀是不期望的，因为必须提供增大的容限，这又可能会降低马达的效率。
6、有利地，该非铁磁螺旋开槽表面可存在于由霍尔维克拖曳泵的马达产生的电磁驱动场中，而对该电磁驱动场具有最小的干扰。该非铁磁螺旋开槽表面可为该霍尔维克拖曳泵提供附加的泵容量。因此，设置这样的非铁磁表面可使得能够实现提高的泵送性能，而不负面影响马达效率。
7、出于本专利技术的目的，螺旋开槽表面可为限定在表面中的基本上凹形的螺旋槽。为避免疑义，所述或每个螺旋槽可由形成在该表面上的一个或多个对应的凸形螺旋螺纹限定。优选地，所有槽为非铁磁的。优选地，所述槽为整体式的。所述槽的相对厚度可取决于预期用途来选择。
8、该螺旋开槽表面可包括一个或多个螺旋槽，例如从大约1个至大约15个螺旋槽。所述螺旋槽可为基本上恒定螺距的螺旋，或替代地可为可变螺距螺旋。螺旋槽可具有基本上为矩形、梯形、半圆形或其他剖面凸形的轮廓。螺旋槽的剖面轮廓和/或尺寸可为一致的或可沿螺旋槽的长度变化。
9、有利地，由于包括该螺旋槽的表面为非铁磁的，因此存在高度的设计自由度可用于该螺旋槽的布置。与铁磁表面中的螺旋槽对比，在非铁磁表面中设置螺旋槽导致对马达的电磁驱动场的微不足道的破坏。因此，本专利技术提高了螺旋开槽表面的设计自由度，同时允许泵的高效操作。
10、优选地，该至少一个螺旋槽从马达定子的表面的第一端轴向延伸至第二端或沿转子轴的马达定子的长度延伸一定距离。
11、在实施例中，该霍尔维克拖曳泵可包括导管，其限定延伸穿过该霍尔维克拖曳泵的轴向通路。该轴向通路可从泵的基部中的开口延伸至轴向超过泵入口的开口。该转子轴和马达定子可围绕该导管延伸。该导管可与转子轴的旋转轴线同轴。
12、优选地，限定该轴向通路的导管可位于该非铁磁螺旋开槽表面的径向内部。优选地，限定该轴向通路的导管可位于转子轴内。
13、有利地，穿过该霍尔维克拖曳泵的该轴向通路可提供供连接器、安装轴、电源和/或其他部件通过该霍尔维克拖曳泵的中心路径，如关于本文限定的另一方面的实施例更详细地论述的。此可有助于提供均匀的气流，特别是当该霍尔维克拖曳泵的入口被连接到涡轮分子泵机构的出口时。
14、在另一方面，本专利技术提供了一种用于真空泵中的永磁马达。该永磁马达包括真空泵的转子轴和马达定子。该马达定子的面向转子轴的表面和该转子轴的面向马达定子的表面形成霍尔维克拖曳泵的通道。所述表面中的一个为非铁磁的，并且提供用于输送气体介质的螺旋槽。
15、优选地，包括该永磁马达的该真空泵可包括霍尔维克拖曳泵机构。更优选地，该永磁马达的霍尔维克拖曳泵的该通道可被流体连接到所述霍尔维克拖曳泵机构。
16、优选地，该表面提供该霍尔维克拖曳泵的最内和/或最后通道。该最后最内和/或最后通道可被流体连接到该霍尔维克拖曳泵的出口。
17、优选地，马达定子的面向转子轴的表面螺旋开槽以用于输送气体介质并且为非铁磁的。转子轴的面向马达定子的表面可为基本本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种霍尔维克拖曳泵，包括用于输送气体介质的非铁磁螺旋开槽表面，所述表面由所述霍尔维克拖曳泵的马达定子的面向转子轴的表面或者由转子轴的外表面提供，优选地由所述霍尔维克拖曳泵的马达定子的面向转子轴的表面或转子轴的面向马达定子的外表面提供。
2.一种用于真空泵中的永磁马达，所述永磁马达包括所述真空泵的转子轴和马达定子，其中，所述马达定子的面向转子轴的表面和所述转子轴的面向马达定子的表面形成霍尔维克拖曳泵的通道，其中，所述表面中的一个为非铁磁的，并且提供用于输送气体介质的螺旋槽。
3.根据权利要求1或2所述的霍尔维克拖曳泵和/或永磁马达，其中，所述非铁磁表面具有小于大约1.0x10-4 H/m、优选为小于大约1.260x10-6 H/m的磁导率，和/或小于大约10、优选为小于大约1.05的相对磁导率。
4.根据任一前述权利要求所述的霍尔维克拖曳泵和/或永磁马达，其中，所述非铁磁表面具有小于大约2.0x10-8Ω·m、优选为小于大约6.9x10-7Ω·m的电阻率。
5.根据权利要求1至4所述的霍尔维克拖曳泵和/或永磁马达，其中，所述螺旋开
6.根据任一前述权利要求所述的霍尔维克拖曳泵和/或永磁马达，其中，所述螺旋开槽表面与转子或所述定子一体形成。
7.根据任一前述权利要求所述的霍尔维克拖曳泵和/或永磁马达，其中，所述非铁磁螺旋开槽表面包括聚合物材料。
8.根据权利要求7所述的霍尔维克拖曳泵和/或永磁马达，其中，所述聚合物材料选自环氧树脂、聚四氟乙烯、聚醚醚酮、聚酰胺或聚苯硫醚。
9.根据权利要求7或8所述的霍尔维克拖曳泵和/或永磁马达，其中，所述聚合物材料包括一个或多个增强元件。
10.根据任一前述权利要求所述的霍尔维克拖曳泵和/或永磁马达，其中，所述螺旋开槽表面为整体式的。
11.一种真空泵，包括根据权利要求1至10中任一项所述的永磁马达和/或霍尔维克拖曳泵。
12.根据权利要求11所述的真空泵，其中，霍尔维克拖曳泵机构包括至少一个另外的通道，优选为从大约2个至大约8个另外的通道，其中，所述通道绕转子轴同心地布置。
13.根据权利要求11或12所述的真空泵，还包括流体连接到霍尔维克拖曳泵机构的涡轮分子泵机构级的至少一个层级。
14.根据任一前述权利要求所述的霍尔维克拖曳泵、永磁马达和/或真空泵，其中，非铁磁螺旋开槽表面通过注射模制、挤压、增材制造和/或加工过程来提供。
15.根据权利要求14所述的霍尔维克拖曳泵、永磁马达和/或真空泵，其中，所述过程包括一个或多个精整加工步骤。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种霍尔维克拖曳泵，包括用于输送气体介质的非铁磁螺旋开槽表面，所述表面由所述霍尔维克拖曳泵的马达定子的面向转子轴的表面或者由转子轴的外表面提供，优选地由所述霍尔维克拖曳泵的马达定子的面向转子轴的表面或转子轴的面向马达定子的外表面提供。
2.一种用于真空泵中的永磁马达，所述永磁马达包括所述真空泵的转子轴和马达定子，其中，所述马达定子的面向转子轴的表面和所述转子轴的面向马达定子的表面形成霍尔维克拖曳泵的通道，其中，所述表面中的一个为非铁磁的，并且提供用于输送气体介质的螺旋槽。
3.根据权利要求1或2所述的霍尔维克拖曳泵和/或永磁马达，其中，所述非铁磁表面具有小于大约1.0x10-4 h/m、优选为小于大约1.260x10-6 h/m的磁导率，和/或小于大约10、优选为小于大约1.05的相对磁导率。
4.根据任一前述权利要求所述的霍尔维克拖曳泵和/或永磁马达，其中，所述非铁磁表面具有小于大约2.0x10-8ω·m、优选为小于大约6.9x10-7ω·m的电阻率。
5.根据权利要求1至4所述的霍尔维克拖曳泵和/或永磁马达，其中，所述螺旋开槽表面通过注射模制、插入件、共模和/或附接到转子或定子的涂层来提供。
6.根据任一前述权利要求所述的霍尔维克拖曳泵和/或永磁马达，其中，所述螺旋开槽表面与转子或所述定...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·苏亚雷斯阿里亚斯，
申请(专利权)人：埃地沃兹有限公司，
类型：发明
国别省市：
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