一种涡轮分子泵叶片、涡轮转子及涡轮分子泵

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一种涡轮分子泵叶片、涡轮转子及涡轮分子泵
申请号	CN202111479235.X	申请日	2021-12-03	公开(公告)号	CN116221151A	公开(公告)日	2023-06-06
申请人	北京中科九微科技有限公司;			发明人	温福强; 张亮; 陈林;
摘要	本发明涉及涡轮分子泵技术领域，具体涉及一种涡轮分子泵叶片、涡轮转子及涡轮分子泵。涡轮分子泵叶片，叶片本体的压力面与吸力面均为曲面，所述叶片本体的厚度从根部向顶部逐渐减小，所述叶片本体根部的叶片厚度为3.5mm－4.5mm，所述叶片本体顶部的叶片厚度为1.5mm－2.5mm，所述叶片本体的进口角为25°－35°，所述叶片本体的出口角为40°－50°，所述叶片本体的叶片倾角为0°－20°。设计为较小的进口角度和较大的出口角度，能够提高对被抽气体捕捉能力、排出能力及反向阻止回流能力。在其他参数相同的情况下，能够提高涡轮分子泵的抽速和压缩比，能够大大提升涡轮分子泵在低压工况下的抽气能力。
权利要求	1.一种涡轮分子泵叶片，其特征在于，叶片本体的压力面(1)与吸力面(2)均为曲面，所述叶片本体的厚度从根部向顶部逐渐减小，所述叶片本体根部的叶片厚度为3.5mm－ 4.5mm，所述叶片本体顶部的叶片厚度为1.5mm－2.5mm，所述叶片本体的进口角(3)为25°－ 35°，所述叶片本体的出口角(4)为40°－50°，所述叶片本体的叶片倾角(5)为0°－20°。 2.根据权利要求1所述的涡轮分子泵叶片，其特征在于，所述叶片本体根部的叶片厚度为4mm，所述叶片本体顶部的叶片厚度为2mm。 3.根据权利要求1或2所述的涡轮分子泵叶片，其特征在于，所述叶片本体的进口角(3)为30°，所述叶片本体的出口角(4)为45°。 4.根据权利要求1或2所述的涡轮分子泵叶片，其特征在于，所述叶片本体的叶片倾角(5)从进口端向出口端逐渐增大，所述叶片本体进口端的叶片倾角(5)为0°，所述叶片本体出口端的叶片倾角(5)为10°－20°。 5.一种涡轮转子，其特征在于，包括依次连接的抽气段、过渡段和压缩段，所述抽气段、所述过渡段和所述压缩段上均沿轴向设置有多级叶片；所述抽气段上每一级叶片均沿周向安装有16－33个权利要求1至4任一项所述的涡轮分子泵叶片；所述过渡段上每一级叶片均沿周向安装有37－57个过渡叶片(7)；所述压缩段上每一级叶片均沿周向安装有65－66个压缩叶片(8)。 6.根据权利要求5所述的涡轮转子，其特征在于，所述过渡叶片(7)的进口角(3)为 25°－35°，出口角(4)为40°－50°，叶片倾角(5)为0°－10°，叶片厚度为1.5mm－3mm。 7.根据权利要求5所述的涡轮转子，其特征在于，所述压缩叶片(8)的进口角(3)为 20°－30°，出口角(4)为40°－50°，叶片倾角(5)为0°－10°，叶片厚度为1.5mm－3mm。 8.根据权利要求5至7任一项所述的涡轮转子，其特征在于，所述抽气段上的叶片不多于两级。 9.根据权利要求5至7任一项所述的涡轮转子，其特征在于，所述过渡叶片(7)和所述压缩叶片(8)的压力面(1)与吸力面(2)均为曲面。 10.一种涡轮分子泵，其特征在于，具有权利要求5至9任一项所述的涡轮转子。
说明书全文	一种涡轮分子泵叶片、涡轮转子及涡轮分子泵技术领域 [0001] 本发明涉及涡轮分子泵技术领域，具体涉及一种涡轮分子泵叶片、涡轮转子及涡轮分子泵。背景技术 [0002] 作为真空获得设备，复合式涡轮分子泵在获得高真空行业中具有广泛的应用，例如半导体行业，芯片加工制作要求要有较高的真空环境，复合式涡轮分子泵能够抽出封闭空间内大部分空气，使空间达到要求的极限真空环境。 [0003] 现有技术中的传统复合式涡轮分子泵，为了降低成本缩短加工周期，通常将分子泵的叶片的压力面和吸力面均设置为平面，叶片根部到叶片顶部倾角相同，当封闭空间内的压力降低时，叶片抽速和压缩比会大大降低，导致空间内会遗留有氢气等分子量较小的气体，抽气效果较差。发明内容 [0004] 因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中涡轮分子泵对分子量较小的气体抽气效果差的缺陷，从而提供一种涡轮分子泵叶片、涡轮转子及涡轮分子泵。 [0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种涡轮分子泵叶片，叶片本体的压力面与吸力面均为曲面，所述叶片本体的厚度从根部向顶部逐渐减小，所述叶片本体根部的叶片厚度为3.5mm－4.5mm，所述叶片本体顶部的叶片厚度为1.5mm－2.5mm，所述叶片本体的进口角为25°－35°，所述叶片本体的出口角为40°－50°，所述叶片本体的叶片倾角为0°－20°。 [0006] 可选地，所述叶片本体根部的叶片厚度为4mm，所述叶片本体顶部的叶片厚度为2mm。 [0007] 可选地，所述叶片本体的进口角为30°，所述叶片本体的出口角为45°。 [0008] 可选地，叶片本体的叶片倾角从进口端向出口端逐渐增大，叶片本体进口端的叶片倾角为0°，叶片本体出口端的叶片倾角为10°－20°。 [0009] 本发明还提供一种涡轮转子，包括依次连接的抽气段、过渡段和压缩段，所述抽气段、所述过渡段和所述压缩段上均沿轴向设置有多级叶片； [0010] 所述抽气段上每一级叶片均沿周向安装有16－33个本发明所述的涡轮分子泵叶片； [0011] 所述过渡段上每一级叶片均沿周向安装有37－57个过渡叶片； [0012] 所述压缩段上每一级叶片均沿周向安装有65－66个压缩叶片。 [0013] 可选地，所述过渡叶片的进口角为25°－35°，出口角为40°－50°，叶片倾角为0°－10°，叶片厚度为1.5mm－3mm。 [0014] 可选地，所述压缩叶片的进口角为20°－30°，出口角为40°－50°，叶片倾角为0°－10°，叶片厚度为1.5mm－3mm。 [0015] 可选地，所述抽气段上的叶片不多于两级。 [0016] 可选地，所述过渡叶片和所述压缩叶片的压力面与吸力面均为曲面。 [0017] 本发明还提供一种涡轮分子泵，具有本发明所述的涡轮转子。 [0018] 本发明技术方案，具有如下优点： [0019] 1.本发明提供的涡轮分子泵叶片，叶片本体的压力面与吸力面均为曲面，所述叶片本体的厚度从根部向顶部逐渐减小，所述叶片本体根部的叶片厚度为3.5mm－4.5mm，所述叶片本体顶部的叶片厚度为1.5mm－2.5mm，所述叶片本体的进口角为25°－35°，所述叶片本体的出口角为40°－50°，所述叶片本体的叶片倾角为0°－20°。 [0020] 本发明提供的涡轮分子泵叶片，设计为较小的进口角度，能够提高对被抽气体捕捉能力；设计为较大的出口角度，能够提高被抽气体排出能力及反向阻止回流能力。将压力面和吸力面均设置为曲面，叶片本体根部到叶片本体顶部采用不同倾角和渐变厚度的叶片，能够进一步提高叶片对气体的捕捉能力及阻止反向回流的能力，在其他参数相同的情况下，能够提高涡轮分子泵的抽速和压缩比，能够大大提升涡轮分子泵在低压工况下的抽气能力。 [0021] 2.本发明提供的涡轮分子泵叶片，叶片本体的叶片倾角从进口端向出口端逐渐增大，叶片本体进口端的叶片倾角为0°，叶片本体出口端的叶片倾角为10°－20°。将叶片本体的倾角设置为渐变角度，能够增强叶片本体对气体分子的捕捉能力，使得气体分子能够紧贴叶片本体进行运动，防止气体在随叶片运动过程中发生多角度碰撞而反向回流，进而提升分子泵的抽气能力。 [0022] 3.本发明提供的涡轮转子，包括依次连接的抽气段、过渡段和压缩段，所述抽气段、所述过渡段和所述压缩段上均沿轴向设置有多级叶片；所述抽气段上每一级叶片均沿周向安装有16－33个本发明所述的涡轮分子泵叶片；所述过渡段上每一级叶片均沿周向安装有37－57个过渡叶片；所述压缩段上每一级叶片均沿周向安装有65－66个压缩叶片。通过将涡轮转子的抽气段设置为本发明提供的涡轮分子泵叶片，抽气段尤其是第一级的叶片只接决定了整个涡轮分子泵整体的抽速大小，通过对抽气段的叶片进行改进，能够提高涡轮分子泵整体的抽速和压缩比，提升涡轮分子泵的抽气能力。附图说明 [0023] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0024] 图1为本发明的实施方式中提供的涡轮分子泵叶片的结构示意图。 [0025] 图2为本发明的实施方式中提供的抽气叶片的结构示意图。 [0026] 图3为本发明的实施方式中提供的涡轮转子的结构示意图。 [0027] 附图标记说明：1、压力面；2、吸力面；3、进口角；4、出口角；5、叶片倾角；6、抽气叶片；7、过渡叶片；8、压缩叶片。具体实施方式 [0028] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0029] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0030] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0031] 此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。 [0032] 实施例1 [0033] 如图1所示为本实施例提供的一种涡轮分子泵叶片，叶片本体的压力面1与吸力面2均为曲面，叶片本体的厚度从根部向顶部逐渐减小，叶片本体根部的叶片厚度为3.5mm－ 4.5mm，叶片本体顶部的叶片厚度为1.5mm－2.5mm，叶片本体的进口角3为25°－35°，叶片本体的出口角4为40°－50°，叶片本体的叶片倾角5为0°－20°。在本实施例中，叶片本体根部的叶片厚度为4mm，叶片本体顶部的叶片厚度为2mm。叶片本体的进口角3为30°，叶片本体的出口角4为45°。叶片本体的叶片倾角从进口端向出口端逐渐增大，叶片本体进口端的叶片倾角从端部到顶部均为0°，叶片本体出口端的叶片倾角从端部到顶部逐渐从10°增大至 20°。 [0034] 作为替代的实施方式，叶片本体的厚度从根部向顶部逐渐减小，叶片本体根部的叶片厚度为3.5mm，叶片本体顶部的叶片厚度为1.5mm。叶片本体的进口角3为25°，叶片本体的出口角4为40°。 [0035] 作为替代的实施方式，叶片本体的厚度从根部向顶部逐渐减小，叶片本体根部的叶片厚度为4.5mm，叶片本体顶部的叶片厚度为2.5mm。叶片本体的进口角3为35°，叶片本体的出口角4为50°。 [0036] 实施例2 [0037] 如图2和图3所示为本实施例提供的一种涡轮转子，包括依次连接的抽气段、过渡段和压缩段，抽气段、过渡段和压缩段上均沿轴向设置有多级叶片。具体地，涡轮转子的中轴上设置有八级转子叶片，其中前两级为抽气段，中间三级为过渡段，后三级为压缩段。 [0038] 抽气段上每一级叶片均沿周向安装有16－33个抽气叶片6，抽气叶片6均选用实施例1中提供的涡轮分子泵叶片。过渡段上每一级叶片均沿周向安装有37－57个过渡叶片7。压缩段上每一级叶片均沿周向安装有65－66个压缩叶片8。具体地，第一级叶片上设有16个抽气叶片6，第二级叶片上设有33个抽气叶片，第三、四、五级叶片上分别设置有37、47、57个过渡叶片7，第六级叶片上设置65个压缩叶片8，第七、八级叶片上设置有66个压缩叶片8。 [0039] 过渡叶片7的进口角3为25°－35°，出口角4为40°－50°，叶片倾角5为0°－10°，叶片厚度为1.5mm－3mm。具体地，过渡叶片7的进口角3为25°，出口角4为50°，叶片厚度从根部到顶部逐渐由3mm减小为1.5mm。 [0040] 压缩叶片8的进口角3为20°－30°，出口角4为40°－50°，叶片倾角5为0°－10°，叶片厚度为1.5mm－3mm。具体地，压缩叶片8的进口角3为20°，出口角4为50°，叶片厚度从根部到顶部逐渐由3mm减小为1.5mm。过渡叶片7和压缩叶片8的压力面1与吸力面2也均为曲面。 [0041] 涡轮转子安装在涡轮分子泵内，涡轮分子泵工作过程中，涡轮转子绕轴向转动，涡轮转子上的叶片带动气体分子运动并将气体分子带出到封闭空间外，以对封闭空间进行抽真空处理。涡轮转子的抽气段尤其是第一级的叶片只接决定了整个涡轮分子泵整体的抽速大小，通过对抽气段的叶片进行改进，设计为较小的进口角度和较大的出口角度，能够提高对被抽气体捕捉能力，提高被抽气体的排出能力及反向阻止回流能力。将压力面和吸力面均设置为曲面，叶片本体根部到叶片本体顶部采用不同倾角和渐变厚度的叶片，能够进一步提高叶片对气体的捕捉能力及阻止反向回流的能力，在其他参数相同的情况下，能够提高涡轮分子泵的抽速和压缩比，能够大大提升涡轮分子泵在低压工况下的抽气能力。 [0042] 实施例3 [0043] 本实施例提供一种涡轮分子泵，具有实施例2中所述的涡轮转子。 [0044] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。