本發(fā)明涉及真空獲得設(shè)備，具體涉及一種渦輪分子泵。

背景技術(shù)：

1、作為真空獲得設(shè)備，渦輪分子泵在獲得高真空行業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用，例如半導(dǎo)體行業(yè)，芯片加工制作要求要有較高的真空環(huán)境，渦輪分子泵能夠抽出封閉空間內(nèi)大部分空氣，剩下少量殘余氣體為氫氣等小分子氣體，使空間達(dá)到要求的極限真空環(huán)境。渦輪分子泵高抽氣特性，即高抽速、高壓縮比是渦輪分子泵渦輪葉片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，也是評(píng)判此分子泵產(chǎn)品獲得極限真空能力強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn)，其性能直接影響半導(dǎo)體制造、納米材料沉積等尖端領(lǐng)域的工藝精度。

2、傳統(tǒng)渦輪分子泵通常包括軸向布置的抽氣段和壓縮段，抽氣段采用多級(jí)(5級(jí)以上)葉列結(jié)構(gòu)，用于確保渦輪分子泵的抽速；壓縮段通常包括軸向布置的壓縮葉輪組和牽引筒，壓縮葉輪組采用多級(jí)(四級(jí)以上)葉列結(jié)構(gòu)，牽引筒采用旋轉(zhuǎn)的筒式結(jié)構(gòu)，筒式結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)或外側(cè)沿軸向分布有固定的牽引槽，壓縮葉輪組和牽引筒共同用于確保氣體的壓縮比。然而，傳統(tǒng)渦輪分子泵在以下方面存在顯著瓶頸：

3、1)傳統(tǒng)的抽氣段通過(guò)增加葉片層數(shù)試圖提升抽速，但葉片層數(shù)的增加導(dǎo)致渦輪分子泵整體在軸向上的長(zhǎng)度和結(jié)構(gòu)復(fù)雜度都大大增加，從而增加了其體積和占用空間。同時(shí)，多層葉列的精密加工要求導(dǎo)致加工難度大，加工周期和生產(chǎn)成本也都大大增加。

4、2)牽引筒與牽引槽之間的間隙難以控制，較大間隙難以保證壓縮比，較小間隙導(dǎo)致?tīng)恳才c牽引槽之間易發(fā)生刮碰，存在風(fēng)險(xiǎn)。

5、3)傳統(tǒng)的渦輪分子泵為追求高壓縮比，往往過(guò)度強(qiáng)化壓縮段而弱化抽氣段，在體積和占用空間一定的條件下，使得壓縮段占用的軸向空間相比于抽氣段更大，導(dǎo)致抽氣段葉片層數(shù)不足，抽速大小嚴(yán)重被限制，難以滿足高流量工藝需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了同時(shí)提高抽速和壓縮比，并降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明提供了一種渦輪分子泵。

2、根據(jù)本發(fā)明的渦輪分子泵，包括：殼組，具有出氣口的底座和扣設(shè)在底座上且具有進(jìn)氣口的殼體；渦輪部件，包括與進(jìn)氣口相連通的抽氣段和設(shè)置于抽氣段下游且與底座固定的壓縮段。其中，抽氣段包括軸向設(shè)置的三層渦輪轉(zhuǎn)子葉片組，和固定在殼體的內(nèi)周壁上的渦輪定子葉片組，渦輪定子葉片組位于相鄰渦輪轉(zhuǎn)子葉片組之間，壓縮段包括與底座固定的單層壓縮盤和形成在單層壓縮盤的表面上的沿徑向分布的多個(gè)螺旋線槽，各螺旋線槽分別自單層壓縮盤的外邊緣向單層壓縮盤的內(nèi)邊緣延伸，以在單層壓縮盤的外邊緣形成周向分布的多個(gè)螺旋線槽進(jìn)氣口，在單層壓縮盤的內(nèi)邊緣形成周向分布的多個(gè)螺旋線槽出氣口，螺旋線槽進(jìn)氣口與抽氣段的出氣端相連通，螺旋線槽出氣口與底座上的出氣口相連通。

3、進(jìn)一步地，螺旋線槽為阿基米德螺旋線槽。

4、進(jìn)一步地，螺旋線槽的槽深自螺旋線槽進(jìn)氣口至螺旋線槽出氣口線性減小。

5、進(jìn)一步地，螺旋線槽的螺距為2～5mm，螺旋線槽進(jìn)氣口的槽深為3～5mm，螺旋線槽出氣口的槽深為1～3mm。

6、進(jìn)一步地，在自上而下的方向上，每層渦輪轉(zhuǎn)子葉片組的軸向長(zhǎng)度逐漸減小，葉片大小逐漸減小，個(gè)數(shù)逐漸增多。

7、進(jìn)一步地，每層渦輪轉(zhuǎn)子葉片組包括16～33片葉片，葉片傾角為15°～50°，葉片間距為0.5～2.0mm，每層渦輪轉(zhuǎn)子葉片組的最大外徑尺寸為270mm，軸向長(zhǎng)度為5～20mm，螺旋線槽的數(shù)量為25～36條，槽深為2～4mm，槽寬為0.3～1.5mm，螺距為2～5mm。

8、進(jìn)一步地，抽氣段與壓縮段的軸向長(zhǎng)度比為4～10。

9、進(jìn)一步地，底座沿軸向形成有導(dǎo)流通道，導(dǎo)流通道一端與螺旋線槽出氣口相連通，另一端與底座上的出氣口相連通。

10、進(jìn)一步地，底座的底面設(shè)有冷卻通道。

11、進(jìn)一步地，抽氣段與壓縮段分別一體成型，表面粗糙度小于等于1.6μm。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的渦輪分子泵采用三層渦輪轉(zhuǎn)子葉片組，減少了層數(shù)并優(yōu)化了布局，有效提升了抽速，渦輪定子葉片組與轉(zhuǎn)子葉片組交替排列，結(jié)合葉片參數(shù)梯度設(shè)計(jì)(軸向長(zhǎng)度逐漸減小、葉片數(shù)量逐漸增多等)，適應(yīng)了不同抽氣階段的壓力變化，實(shí)現(xiàn)更均勻高效的氣體輸運(yùn)；單層壓縮盤+螺旋線槽的設(shè)計(jì)中，壓縮盤表面設(shè)置阿基米德螺旋線槽，槽深漸變，適應(yīng)了氣體壓縮過(guò)程中的體積變化，有效地抑制返流并提升了壓縮比，壓縮比可從傳統(tǒng)的1e3提升至1e7。本發(fā)明的渦輪分子泵通過(guò)“減少抽氣段葉片層數(shù)+單層壓縮盤和螺旋線槽”的創(chuàng)新組合，抽氣段的三層葉片設(shè)計(jì)與壓縮段的螺旋線槽在結(jié)構(gòu)上協(xié)同作用，不僅實(shí)現(xiàn)了抽速和壓縮比的同步提升，滿足高流量、高真空工藝需求，還使得渦輪分子泵的結(jié)構(gòu)更緊湊，從而大大降低了其占用空間和加工周期，成本更低。

技術(shù)特征：

1.一種渦輪分子泵，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪分子泵，其特征在于，所述螺旋線槽為阿基米德螺旋線槽。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦輪分子泵，其特征在于，所述螺旋線槽的槽深自所述螺旋線槽進(jìn)氣口至所述螺旋線槽出氣口線性減小。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪分子泵，其特征在于，所述螺旋線槽的螺距為2～5mm，所述螺旋線槽進(jìn)氣口的槽深為3～5mm，所述螺旋線槽出氣口的槽深為1～3mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪分子泵，其特征在于，在自上而下的方向上，每層所述渦輪轉(zhuǎn)子葉片組的軸向長(zhǎng)度逐漸減小，葉片大小逐漸減小，葉片個(gè)數(shù)逐漸增多。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪分子泵，其特征在于，每層所述渦輪轉(zhuǎn)子葉片組包括16～33片葉片，葉片傾角為15°～50°，葉片間距為0.5～2.0mm，每層所述渦輪轉(zhuǎn)子葉片組的最大外徑尺寸為270mm，軸向長(zhǎng)度為5～20mm，所述阿基米德螺旋線槽的數(shù)量為25～36條，槽深為2～4mm，槽寬為5～8mm，螺距為2～5mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的渦輪分子泵，其特征在于，所述抽氣段與所述壓縮段的軸向長(zhǎng)度比為4～10。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦輪分子泵，其特征在于，所述底座沿軸向形成有導(dǎo)流通道，所述導(dǎo)流通道一端與所述螺旋線槽出氣口相連通，另一端與所述底座上的所述出氣口相連通。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦輪分子泵，其特征在于，所述底座的底面設(shè)有冷卻通道。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的渦輪分子泵，其特征在于，所述抽氣段與所述壓縮段分別一體成型，表面粗糙度小于等于1.6μm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于真空獲得設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種渦輪分子泵。包括殼組，具有出氣口的底座和扣設(shè)在底座上且具有進(jìn)氣口的殼體；渦輪部件，包括與進(jìn)氣口相連通的抽氣段和位于抽氣段下游的壓縮段。抽氣段包括軸向設(shè)置的三層渦輪轉(zhuǎn)子葉片組和固定在殼體內(nèi)的位于相鄰渦輪轉(zhuǎn)子葉片組之間的渦輪定子葉片組，壓縮段包括與底座固定的單層壓縮盤和位于其表面上的沿徑向分布的多個(gè)螺旋線槽，各螺旋線槽分別自單層壓縮盤的外邊緣向內(nèi)邊緣延伸，以在單層壓縮盤的外邊緣形成周向分布的多個(gè)與抽氣段的出氣端相連通的螺旋線槽進(jìn)氣口，在內(nèi)邊緣形成周向分布的多個(gè)與底座上的出氣口相連通的螺旋線槽出氣口。本發(fā)明的渦輪分子泵同時(shí)提高了抽速和壓縮比并降低了生產(chǎn)成本。

技術(shù)研發(fā)人員：陳林,溫福強(qiáng),劉強(qiáng),徐榮輝,孫靈豪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京中科九微科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15