[发明专利]一种多级高真空干泵

说明书

本发明涉及一种多级高真空干泵，包括转子组装体、各级定子、电机、底座和外壳，其中，转子组装体包括套装固定在所述电机的主轴上端的涡轮级转子和复合转子体；复合转子体包括由内向外依次固定连接的盘型牵引级转子、筒式牵引级转子、旋涡级转子；各级定子由内向外包括涡轮级定子，复合定子一，复合定子二和旋涡级定子，分别与所述转子组装体各部分对应设置；底座固定于各级定子与转子组装体下方，电机固定于所述底座，外壳固定连接于旋涡级定子与底座的外侧。本发明有效提高干泵抽气速率，降低级间返流与泄露，在筒式牵引级外侧设置了侧槽式旋涡级，降低了旋涡级抽气通道加工难度，同时利用旋涡级叶片高速旋转对气体的搅动作用，保证了高真空干泵可以直排大气。

技术领域

本发明涉及真空获得设备技术领域，具体涉及一种多级高真空干泵。

背景技术

国外干泵市场需求量的不断增长,其主要驱动来自于半导体行业、化学工业、薄膜产业的迅速发展。干泵或干泵机组维护简单、清洁无油，越来越成为真空获得设备的首选。

高真空干泵作为干泵机组的替代品，可以实现抽气范围从大气压到高真空，与干泵机组相比，高真空干泵减少了真空泵、连接管道、阀门、真空计等辅助元件以及它们的控制单元的使用，占地空间小，使用维护方便，抽气效率高，十分有利于半导体工艺过程的进行，是目前干泵发展研究方向之一。以下几种为目前比较典型的高真空获得设备。

英国EDWARDS公司生产的EPX系列高真空干泵采用模块化设计，入口抽气部分为螺旋级，使抽气速率最高可达500m³/h，利用牵引分子级压缩比高的特点，使EPX干泵对于N₂的压缩比高达10⁹，排气部分设有再生旋涡级，通过叶片的高速旋转对气体的搅动作用使干泵可以直排大气，EPX干泵的极限压力可达10-⁴Pa。但是由于EPX系列干泵抽气级结构的限制，入口部分的单轴大螺旋结构无法更有效的提高抽气速率，螺旋级与相邻筒式牵引级抽速差较大，使气体不能做到级间充分混合易造成返流从而使抽速下降，最后一级再生级采用同心圆弧沟槽的结构，增加了加工制造难度，从而提高了生产成本。

英国EDWARDS公司生产的nEXT系列涡轮分子泵抽气部分由涡轮级，盘型牵引级和两级再生旋涡级组成，nEXT系列干泵由于入口部分采用涡轮级结构使抽速可达400L/s，盘型牵引级的设置提高了整体的压缩比，使得对N₂压缩比高达10¹¹，两级再生旋涡级的主要作用是提高排气压力，该产品抽气性能优越，但是串联盘型牵引级结构由于气体在盘间作由内向外、由外向内的往复折回运动，气流运动方向的多次改变必然在转折处出现气体分子的淤积，造成局部高压，形成返流，而且由于转子结构空间的限制使再生级转子级数较少，通过牵引级的气体被进一步压缩的程度较低，导致其排气压力最高为10³Pa，无法做到直排大气，应用时需要与前级泵构成高真空机组。

德国PFEIFFER公司生产的OnTool系列高真空干泵采用卧式结构，抽气部分由螺旋槽牵引级和侧槽旋涡级组成，泵体重量小，所需电机功率低，极限真空度可达10-³Pa，抽气速率最高可达130m³/h，也可作为高真空机组前级泵，该型号的高真空干泵侧槽旋涡级的结构设计降低了定子加工难度，但是OnTool系列干泵入口部分螺旋槽牵引级抽气速率与转子外径、螺旋槽几何尺寸、进排气口内径等密切相关，其结构的限制导致干泵入口抽气速率较低，而且干泵采用卧式结构对于气流路径及杂物排出有所限制。