[发明专利]真空泵

说明书

本发明涉及真空泵，特别是涡轮分子泵或者侧槽泵。该真空泵具有工作空间、轴承空间、设置在工作空间和轴承空间之间的分隔壁以及延伸通过该分隔壁的转子轴。

真空泵在不同的技术工艺中使用，用以给各个工艺提供所需的真空。真空泵通常包括工作空间、轴承空间、设置在工作空间和轴承空间之间的分隔壁以及转子轴。真空泵的泵结构设置在工作空间内，该泵结构将工作空间内的工艺气体从真空泵的入口传输到出口从而抽取该工艺气体。用于支撑转子轴的轴承，以及非必要地，例如用于转子轴的驱动器设置在轴承空间。转子轴延伸通过分隔壁并形成间隙。在这方面，位于转子侧的，承载部分泵结构的一段转子轴延伸到工作空间。转子轴的另一段，例如连接到轴承的转子轴的一段延伸到轴承空间。

已知的真空泵的一个问题是存在腐蚀性气体和其它的有害气体。这些气体包含在输送的工艺气体中，穿过转子轴和分隔壁之间形成的间隙，并且从工作空间进入轴承空间。这些气体腐蚀轴承、操作介质、以及轴承空间内的其它组件，这将导致泵的损坏和过早的失效。

为了阻挡开工作空间与轴承空间，即阻止在工作空间和轴承空间之间的不需要的气体的交换，在转子轴和分隔壁之间可以设有迷宫式(labyrinth)密封件。该迷宫式密封件可以包括转子盘的多个轴向凹口，这些凹口在径向方向前后相接，这些凹口与周围的分隔壁的对应的凸起相啮合，从而在转子轴和分隔壁之间形成长而窄的间隙，起密封作用。原则上，迷宫式密封件还可包括多个转子轴的径向凹口，这些径向凹口在轴向方向前后相接，并与分隔壁形成长而窄的密封间隙。

具有这种迷宫式密封件的真空泵的缺点是，对于高密封效果，需要非常窄的间隙，由于真空泵运行期间的热膨胀以及由于在高转速时发生的基于离心力的膨胀，形成该窄间隙是非常困难的。另外，提供具有该迷宫式密封件的真空泵需要额外的制造工作。转子盘中的凹口可进一步导致在泵运行期间的转子中出现不利的机械应变，这将影响真空泵的使用寿命和操作安全。由于在该窄间隙中的气体摩擦，迷宫式密封件将额外地产生轴向结构高度和真空泵的功率需求的大幅增加。

因此，本发明的目的在于提供一种克服了上述缺点的真空泵。即在该真空泵中，能够避免工作空间和轴承空间之间的破坏性的气体交换，同时真空泵的制造需要很小的工作量，真空泵能够在小的结构空间内实现，并且需要的功率也很小，其使用寿命也很长。

通过具有权利要求1中的特征的真空泵来满足上述目标。

该真空泵，特别为涡轮分子泵或者侧槽泵，包括工作空间、轴承空间、设置在工作空间和轴承空间之间的分隔壁以及至少一个转子轴，该转子轴延伸通过分隔壁，并与分隔壁形成间隙。该真空泵还包括用于在工作空间和轴承空间之间阻挡的阻挡装置。该阻挡装置由塞班泵级(Siegbahn pump stage)形成，该塞班泵级用于提供穿过工作空间和轴承空间之间的间隙的泵动。

人们已经认识到，通过塞班泵级可实现工作空间和泵空间之间的有效的阻挡，而不需要制造上的工作(effort)，真空泵的轴向结构高度或需要的功率将增加或者真空泵的稳定性以及使用寿命将减少。

因为通过间隙且指向塞班泵级的抽取方向的气流被塞班泵级的泵动有效地阻止，塞班泵级提供工作空间和轴承空间之间的有效的阻挡。在这方面，可以非必要地省去阻隔气体。然而，使用阻隔气体原则上也是可能的。塞班泵级的运行不会导致真空泵需要的功率的大幅的上升。

可以通过简单的装置提供塞班泵级。例如，塞班泵级可以包括朝向径向的盘形定子部件，以及朝向径向的盘形转子部件，该定子部件和转子部件形成相对设置的起泵作用的表面，起泵作用的一个表面是光滑的或者是平面的，另一个表面是带纹路的。可以简单地制造该定子部件和转子部件，能够避免转子盘的复杂加工，以及能够避免相对设置的定子为形成多个轴向凹口而进行的复杂加工，并且能够避免弱化与之相关的转子盘。

由于塞班泵级的径向对准，轴向结构高度至多轻微地增加。塞班泵级可具有轴向密封间隙，尽管有真空泵的热膨胀，通过较少的工作就能够达到密封间隙较小的间隙宽度。

本发明有利的实施例在附属权利要求、说明书和附图进行描述。

塞班泵级优选地用于通过间隙提供从轴承空间到工作空间的泵动。轴承空间从而相对于工作空间被阻挡，因此，没有有害的工艺气体能够从工作空间进入轴承空间。