[发明专利]一种磁悬浮分子泵及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及真空获得设备技术领域，特别是一种磁悬浮分子泵及其制造方法。

背景技术

分子泵是一种真空泵，它是利用高速旋转的转子叶轮把动量传递给气体分子，使之获得定向速度，从而使气体被压缩、并被驱向至排气口、再被前级泵抽走。磁悬浮分子泵是一种采用磁轴承（又称主动磁悬浮轴承）作为分子泵转子的支承的分子泵，它利用磁轴承将转子稳定地悬浮在空中，使转子在高速工作过程中与定子之间没有机械接触，具有无机械磨损、能耗低、允许转速高、噪声低、寿命长、无需润滑介质等优点，目前磁悬浮分子泵广泛地应用于高真空度、高洁净度真空环境的获得等领域中。

磁悬浮分子泵的内部结构如图1所示，所述磁悬浮分子泵的转子包括转子轴7和与所述转子轴7固定连接的叶轮1，若所述磁悬浮分子泵竖直设置，则所述叶轮1固定安装在所述转子轴7的上部；所述转子轴7的中部依此间隔地套设有第一径向磁轴承6、电机8和第二径向磁轴承9等装置，上述装置共同构成了所述磁悬浮分子泵的转子轴系。

现有技术的磁悬浮分子泵，常态下，转子质心2设置于所述转子轴7的轴线上并位于所述第一径向磁轴承6和所述第二径向磁轴承9之间，如图2所示。在工作过程中，所述转子会受到源于分子泵自身或者外界的扰动力，引起所述转子产生平动（即水平运动）、轴向运动和所述转子绕所述转子质心2的转动。其中，所述轴向运动可通过改变第一轴向磁轴承13和/或第二轴向磁轴承15的参数来调节，而所述转子的平动或者所述转子绕所述转子质心2的转动则需要通过同时调整所述第一径向磁轴承6和所述第二径向磁轴承9的控制参数来调节，也即所述转子的平动及所述转子绕所述转子质心2的转动是由所述第一径向磁轴承6和所述第二径向磁轴承9共同控制的。

如果所述转子受扰动力影响，同时产生了所述转子的平动和所述转子绕所述转子质心2的转动，这两种运动就会相互耦合，使所述转子的运动情况变得很复杂。在消除扰动力影响、使所述转子恢复常态时，需要同时改变所述第一径向磁轴承6和所述第二径向磁轴承9的控制参数来调整上述转子平动和转子转动，使得控制过程非常复杂，控制难度大，不利于磁悬浮分子泵系统的稳定运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术中由于转子的质心设置在第一径向磁轴承和第二径向磁轴承之间，受扰动力影响转子同时产生平动和转动时转子运动情况复杂，调整磁轴承参数的难度较大、控制过程复杂，所需调整时间长、效率低的技术问题，而提供一种在转子同时发生平动和转动时能使转子的平动和转动两种运动基本相互解耦，大大简化磁悬浮分子泵控制过程，降低控制难度、提高磁悬浮分子泵系统控制效率和稳定性的磁悬浮分子泵及其制造方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种磁悬浮分子泵，包括泵体和设置在所述泵体内腔的转子轴系；所述转子轴系包括转子、第一径向磁轴承、第二径向磁轴承、第一轴向磁轴承和第二轴向磁轴承，所述转子包括转子轴和与所述转子轴固定的叶轮；所述转子轴的中部依此间隔地套设有所述第一径向磁轴承和所述第二径向磁轴承，所述转子轴的下部套设有所述第一轴向磁轴承和所述第二轴向磁轴承，所述转子轴由所述第一径向磁轴承、所述第二径向磁轴承、所述第一轴向磁轴承和所述第二轴向磁轴承支承；常态下，转子质心设置于所述转子轴的轴线上并与所述第一径向磁轴承的质心重合。

一种上述磁悬浮分子泵的制造方法，包括通过改变转子轴的结构、质量分布，或者改变叶轮的结构、质量分布，以使转子的转子质心设置于所述转子轴的轴线上并与第一径向磁轴承的质心重合。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

①                  本发明提供的磁悬浮分子泵，常态下转子质心设置于转子轴的轴线上并与第一径向磁轴承的质心重合，在转子同时发生平动和转动时，能使转子的平动和转动两种运动基本相互解耦，转子平动主要由第一径向磁轴承来调整控制，转子转动由第二径向磁轴承来调整控制，从而大大简化了控制过程，降低了控制难度、提高了分子泵系统控制效率和稳定性；

②                  本发明提供的磁悬浮分子泵的制造方法，通过改变转子轴的结构、质量分布，或者改变叶轮的结构、质量分布，以使转子质心设置于转子轴的轴线上并与第一径向磁轴承的质心重合，上述方法都比较简单，易于实现。