[实用新型]一种直排大气的罗茨干式真空泵转子结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及罗茨泵设计，具体地说是一种直排大气的罗茨干式真空泵转子结构。

背景技术

罗茨真空泵由罗茨鼓风机演变而来，包括高真空多级罗茨泵、中真空罗茨增压泵和直排大气的干式罗茨泵，广泛用于化工、造纸、冶金、薄膜制备、食品等行业，也是IC装备行业中常用的一种真空泵。国内罗茨真空泵的研究和制造较早，但适合于IC装备行业严格要求的罗茨干泵并不多见，致使该设备长期依赖进口。

罗茨转子是罗茨真空泵的最关键的核心部件。在用于IC装备行业的干式罗茨泵中，一对罗茨转子的生产成本占总成本的40％左右。

直排大气罗茨干泵的发展情况如下：

1854年，美籍以色列人FRANCISM.ROOTS和PHILANDH.ROOTS两兄弟在旋转鼓风机的基础上实用新型了罗茨鼓风机(P.H.ROOTS.ROTARY BLOWER[P].US PATENT.No.30157.1860.9；F.M.ROOTS.ROTARY PUMP[P].US PATENI.No.325276.1885.9)，并陆续申请了多项美国专利，并对型线进行了修改。在随后的近150年里，许多学者和机械师相继对罗茨型线进行修正和发展，以满足不同场合的需求。

1900年，美国人RALPH C.ENYART对罗茨型线作了改进，实用新型了如图1所示的罗茨型传输泵。1954年，出现了罗茨真空泵；在罗茨真空泵应用20年之后，CLAUS WINKELSTRATER等德国人将这种结构用于罗茨真空泵的设计上，从而实用新型了具有气冷式结构、可直排大气的干式罗茨真空泵(CLAUSWINKELSTRATER，et a1.ROTARY-PISTON MACHINE[P].US PATENT.No.3817667.1974.6)。德国学者J Henning撰文(J Henning，Hlang.Roots pumps for highdifference pressures with cooling by gas circulation[J].Vacuum 1976：26(7)：273-276；J.Henning，H.Lang.WGK_C pumps：Gas-cooled roots pumps-chemical series.Joumal ofVacuum Science and Technology[J].1978，Vol.15No.2，pp.784.)介绍了这种罗茨干泵的气冷原理、极限压力、抽气性能、能量消耗和加热控温等，指出这种泵采用两根转子轴在齿轮端固定的悬壁梁式结构，保证齿轮的润滑油不进入到真空泵腔，特别适合于抽除半导体工业中的含有大量可凝性气体和化工废气，获得清洁无油的真空环境。法国学者L.C.Valdes等(L.C.Valdes，Renaud Theis，et al.Calculating transient flows through ductsof nonconstant rectangular shape.Vacuum 1997：48(839-843)；L.C.Valdes，Benoit Barthod，etal.Accurate prediction of internal leaks in stationary dry roots vacuum pumps.Vacuum1999：52(451459))，推导了通过非恒定矩形截面下过渡流的流导计算，并结合Knudsen-Dong法则研究了非运转状态下通过气冷式罗茨干泵间隙的静态泄漏理论，并通过试验进行了验证，但曾指出：Knudsen-Dong法则不适用于罗茨干泵的运转模拟。

国内对于直排大气罗茨真空泵的专门研究则起步较晚。曹羽等(曹羽，罗根松，气冷式直排大气罗茨真空泵及机组的热平衡计算[J].真空2002，(2).)进行了气冷式直排大气罗茨真空泵及机组的热平衡计算，指出其具有抽速大、许用压差高、无污染、低功耗等特点。段永利(段永利。多级三叶干式罗茨真空泵若干问题的研究[M]，沈阳：东北大学硕士论文，2004)分析了气冷式三叶罗茨转子的冷却效果。王晓虎、张宝夫等(王晓虎，俞玲华，张宝夫，罗根松.适用于气冷式直排大气罗茨泵的一种转子型线[J].真空，2005，(5))研究了圆弧摆线型宽头双叶转子型线的组成。李德才等研究了罗茨感崩的磁流体密封技术。