一种真空泵轴结构及多级真空泵

1.本发明涉及一种真空泵，特别涉及一种真空泵轴结构及多级真空泵。
技术背景
2.多级罗茨泵一般包括一对轴，每一个轴都支撑腔体中的多个转子，该腔体提供用于泵的定子部件。一对轴分为主动轴和从动轴，电机转子安装于电机轴上，使真空泵的轴向尺寸比较大，从而增大了泵的体积。在半导体工业中，场地空间有限，使用的设备种类多，占地面积大，空间利用率低，因此为提高半导体厂空间利用率，急需一种小型化、轻型化的泵轴结构及真空泵。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明的目的在于提供一种真空泵轴结构及多级真空泵，以实现真空泵的小型化和轻型化，提高半导体厂空间的利用率。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
5.一种真空泵轴结构，包括真空泵轴及设置于所述真空泵轴上的多组转子组件；
6.多组转子组件的直径沿真空泵内气流方向逐渐减小；
7.多组转子组件的厚度沿真空泵内气流方向逐渐减小；
8.多组转子组件与所述真空泵轴为一体式结构。
9.多组转子组件包括转子组ⅰ和转子组ⅱ，所述转子组ⅰ的直径大于所述转子组ⅱ的直径；所述转子组ⅰ的厚度大于所述转子组ⅱ的厚度。
10.所述转子组ⅰ的各级转子的直径相等，并且厚度沿靠近所述转子组ⅱ的方向逐渐减小。
11.所述转子组ⅱ的各级转子的直径相等，并且厚度沿远离所述转子组ⅱ的方向逐渐减小。
12.所述转子组ⅰ的级数小于所述转子组ⅱ的级数；所述转子组ⅰ的级数为1-3级，所述转子组ⅱ的级数为2-4级。
13.所述转子组ⅰ和所述转子组ⅱ中的各级转子均为叶状结构，包括沿周向均布的多个叶状部。
14.一种多级真空泵，包括壳体和设置于所述壳体内的电机及两个如上所述的真空泵轴结构；两个所述真空泵轴结构相互啮合，所述电机与一所述真空泵轴结构同轴，电机转子设置于该真空泵轴结构的真空泵轴上。
15.两个所述真空泵轴结构与所述壳体之间形成的腔室容积由进气端到排气端逐渐变小。
16.所述真空泵轴结构的转子组ⅰ靠近进气端，所述转子组ⅱ靠近排气端。
17.所述壳体与所述转子组ⅰ相对应的壁厚小于与所述转子组ⅱ相对应的壁厚。
18.本发明的优点及有益效果是：
19.本发明提供一种真空泵轴结构，一方面将转子与轴通过加工而成为一个整体，从而保证了轴的完整性，提高了轴的强度，转子与轴之间无需拆装，提高了装配效率，节省了连接件的数量，降低装配难度，提高装配精度。
20.本发明提供的多级真空泵采用多级转子组合，尤其是七级，可获得较高的容积比，降低能耗；另一方面电机转子安装在主动转子轴上，借用泵的轴，省去联轴器、电机轴、轴承等零件，在轴向上缩短了泵的尺寸，使泵的整体尺寸减小。
附图说明
21.图1为本发明一实施例中一种真空泵轴结构的示意图。
22.图2为本发明另一实施例中多级真空泵的结构示意图。
23.图中：1为壳体，10为一级转子，11为二级转子，12为三级转子，13为四级转子，14为五级转子，15为六级转子，16为七级转子，20为轴承ⅰ，21为轴承ⅱ，30为真空泵轴，31为主动轴，32为从动轴，40为电机转子，100为叶状部。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
25.实施例一
26.如图1所示，本发明提供的一种真空泵轴结构，包括真空泵轴30及设置于真空泵轴30上的多组转子组件；多组转子组件的直径沿真空泵内气流方向逐渐减小；多组转子组件的厚度沿真空泵内气流方向逐渐减小；多组转子组件与真空泵轴30为一体式结构。
27.本发明的实施例中，多组转子组件包括转子组ⅰ和转子组ⅱ，转子组ⅰ的直径大于转子组ⅱ的直径；转子组ⅰ的厚度大于转子组ⅱ的厚度。转子组ⅰ的各级转子的直径相等，并且厚度沿靠近转子组ⅱ的方向逐渐减小。转子组ⅱ的各级转子的直径相等，并且厚度沿远离转子组ⅱ的方向逐渐减小。
28.进一步地，转子组ⅰ的级数小于转子组ⅱ的级数，转子组ⅰ的级数为1-3级，转子组ⅱ的级数为2-4级。具体地，转子组ⅰ和转子组ⅱ中的各级转子均为叶状结构，包括沿周向均布的多个叶状部100。具体地，每一个转子都具有两个到五个叶状部100。
29.本实施例中，一种真空泵轴结构为七级转子轴结构，其中转子组ⅰ包括三级转子，具体包括一级转子10、二级转子11及三级转子12，一级转子10、二级转子11及三级转子12的直径相等，厚度依次递减。转子组ⅱ包括四级转子，具体包括四级转子13、五级转子14、六级转子15及七级转子16，四级转子13、五级转子14、六级转子15及七级转子16的直径相等，厚度逐渐递减。
30.本发明提供的一种真空泵轴结构，将转子与真空泵轴通过加工而成为一个整体，从而保证了泵轴结构的完整性，提高了泵轴结构的强度，转子与真空泵轴之间无需拆装，提高了装配效率，节省了连接件的数量，降低装配难度，提高装配精度。
31.实施例二
32.如图2所示，本发明提供的一种多级真空泵，包括壳体1和设置于壳体1内的电机及两个如实施例一提供的真空泵轴结构；两个真空泵轴结构相互啮合，电机与一真空泵轴结
构同轴，电机转子40设置于该真空泵轴结构的真空泵轴30上。
33.本实施例中，两个真空泵轴30的两端分别通过轴承ⅰ20和轴承ⅱ21支撑。其中与电机同轴的真空泵轴30为主动轴31，另一真空泵轴30为从动轴32。电机转子40安装在主动轴31上，一端顶在轴承ⅰ20的内圈上，另一端用螺母锁紧。与电机转子40相对应的电机定子与壳体1相连，使电机在使用的过程中处于真空状态。
34.两个真空泵轴结构与壳体1之间形成的腔室容积由进气端到排气端逐渐变小。具体地，真空泵轴结构的转子组ⅰ靠近进气端，转子组ⅱ靠近排气端。壳体1与转子组ⅰ相对应的壁厚小于与转子组ⅱ相对应的壁厚。
35.本实施例中，真空泵轴结构中转子组ⅰ的三个转子与泵腔形成的空间容积逐渐减少。具体地，可以通过逐渐减少的转子和腔室的厚度来获得；而后面的转子组ⅱ的四级腔室的空间容积也是逐渐减少，具体地，可通过减小转子的直径、厚度和泵腔的厚度得到。
36.本实施例中，七级转子轴结构可获得较高的容积比，降低能耗。真空泵轴30与转子组ⅰ和转子组ⅱ的各级转子为一体式结构，中间无键连接、卡槽连接、过盈配合等，一体式转子轴结构简单，装配方便，保证了轴的完整性并提高了轴的强度，方便真空泵拆装，重复拆装不会对轴和转子造成损伤。转子与轴为一整体，提高了装配精度与装配效率，省去过盈热装、键连接、卡槽连接引起的失效，并且节省了装配时间。
37.本发明的实施例中，在泵体的进气侧转子与腔室形成的空间大于排气侧转子与腔室形成的空间，并且空间依次减小，其中，电机转子安装于泵的主动轴上；排气侧转子厚度小于进气侧转子厚度至少14％，每级转子与腔室形成的容积存在一定的比例关系，进气侧向排气侧依次减小，最高可达20:1。转子级数可为三级到七级，为获得相对高的容积比，最高级数可为七级。
38.本发明的实施例中，主动轴上的转子与电机转子共用一根轴，省去联轴器、电机轴、轴承等部件以及电机部分的润滑系统，使轴向空间更紧凑，同时方便装配电机。电机转子安装于真空泵主动轴上，从而缩短了真空泵轴向尺寸，减小了泵的轴向体积。电机与真空泵连接，因此电机工作时处于真空状态。
39.以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。