TW202037814A - 轉子及魯氏幫浦 - Google Patents

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Abstract

一種轉子,用於一魯氏幫浦。轉子包含一中心軸、一葉輪以及一披覆層,葉輪環繞中心軸,披覆層覆蓋於葉輪上,其中披覆層之一材質與葉輪之一材質不同。

Description

轉子及魯氏幫浦
本發明是有關於一種轉子及幫浦,且特別是有關於一種用於魯氏幫浦的轉子及魯氏幫浦。
隨著科技產業的發展,真空技術被廣泛使用,舉例來說,半導體製程中的薄膜沉積、乾蝕刻、離子植入或微影製程,皆需在真空環境下進行,連帶帶動了真空幫浦(又稱真空泵)的發展。
在眾多真空幫浦中,由於乾式真空幫浦在進氣、壓縮、排氣等行程中,轉子運動所掃過的行程並不需要油脂來潤滑或密封,可避免油氣回流而可維持較高的潔淨度,故被大量應用於科技產業。
乾式真空幫浦依據其所使用轉子型態的不同,可分為魯氏幫浦、爪式幫浦、螺旋式幫浦等,其中魯氏幫浦因工作特性穩定,結構簡單、製造容易、操作方便、維修週期長而引起廣泛注意,魯氏幫浦的工作原理,乃是藉由二個轉子以相反方向旋轉而壓縮空氣,並將氣體由低壓端帶至高壓端以達到抽真空的效果。
習用於魯氏幫浦的轉子,包含中心軸與葉輪,中心軸與葉輪皆採用高強度的金屬材質製造,藉以提供所需的結構強度。然而,採用高強度的金屬材料會導致整體重量過重。此外,葉輪的輪廓線(又稱型線)是由一組特定曲線組合而成,在製造葉輪時通常先預鑄一塊材,再透過加工除去大部分材料並銑出輪廓線(例如使用球刀銑),其具有浪費材料、加工時間長以及不利於量產的缺失。
本發明之目的在於提供一種轉子及魯氏幫浦,以解決上述問題。
依據本發明之一實施方式是提供一種轉子,用於一魯氏幫浦,轉子包含一中心軸、一葉輪以及一披覆層,葉輪環繞中心軸,披覆層覆蓋於葉輪上,其中披覆層之一材質與葉輪之一材質不同。
依據前述的轉子,其中披覆層與葉輪可以埋入射出成型(insert molding)的方式一體成型。
依據前述的轉子,其中披覆層之一密度可小於中心軸之一密度,披覆層之材質可為塑膠。
依據前述的轉子,其中葉輪之一密度可小於中心軸之一密度。葉輪可以擠型(extrusion)的方式製成。葉輪之材質可為含鋁金屬。葉輪可包含一中空部。葉輪可為二葉型、三葉型或五葉型。
依據前述的轉子,其中中心軸之一材質可為中碳鋼或合金鋼。
依據本發明之另一實施方式是提供一種魯氏幫浦,包含一幫浦本體以及前述的轉子,幫浦本體其內形成有一幫浦腔室、一入口及一出口,入口與出口均連通於幫浦腔室,轉子設置於幫浦腔室內,且轉子用以將氣體由入口排放至出口。
本發明的轉子,藉由披覆層之一材質與葉輪之一材質不同,有利於採用其他方式製造葉輪,進而有利於降低材料成本、縮短加工時間並有利於量產。為使本發明的上述特徵和優點更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖示做詳細說明如下。
請參照第1圖,其係依據本發明一實施方式的轉子110的立體示意圖。轉子110適用於一魯氏幫浦,轉子110包含一中心軸111、一葉輪112以及一披覆層113,葉輪112環繞中心軸111,披覆層113覆蓋於葉輪112上,其中披覆層113之一材質與葉輪112之一材質不同。
披覆層113與葉輪112可以埋入射出成型的方式一體成型。藉此,不需透過加工使葉輪112達到所需的表面精度,而可透過埋入射出成型的模具賦予披覆層113所需的表面精度,有利於縮短加工時間,進而有利於量產。
中心軸111可採用強度較高的金屬材質製成,藉以提供所需的結構強度,例如,中心軸111可採用強度大於或等於中碳鋼的材質製成,具體舉例來說,中心軸111的材質可為中碳鋼或合金鋼。中心軸111可以車床及研磨加工製成。
葉輪112可透過熱套或冷壓與中心軸111結合,但本發明不以此為限,只要可使葉輪112與中心軸111結合的方法皆可適用於本發明。葉輪112可採用相較於中心軸111較輕的材質製成,藉由葉輪112之密度小中心軸111之密度,有利於降低轉子110的整體重量,例如,葉輪112的材質可為含鋁金屬,具體舉例來說,葉輪112的材質可為純鋁或鋁合金。葉輪112可以擠型的方式製成,藉此,有別於以往葉輪112是先預鑄成塊材再透過加工除去大部分材料並銑出輪廓線,透過擠型製造有利於大幅縮減加工的時間,並可節省材料成本。在本實施例中,葉輪112為二葉型,藉此,具有掃氣面積大的優點,然而本發明不以此為限,葉輪112可依實際需求配置為其他型態,例如,葉輪112可為三葉型或五葉型。葉輪112可包含中空部114,藉此可進一步降低轉子110的整體重量,並且節省材料成本。
披覆層113之一密度可小於中心軸111之一密度,藉此,可進一步降低轉子110的整體重量。披覆層113的材質可為塑膠,可使用的塑膠包含但不限於丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Copolymer,ABS)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚合物(Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer,EVA)、高密度聚乙烯 (High Density Polyethylene,HDPE)、聚醯胺(Polyamide,PA)或聚對苯二甲酸丁二醇酯 (Polybutylene Terephthalate,PBT)。
請參照第2圖及第3圖,第2圖是依據本發明另一實施方式的魯氏幫浦200的剖視示意圖,第3圖是第2圖中魯氏幫浦200的另一剖視示意圖,第2圖與第3圖的視角不同,此外,轉子210的旋轉角度也不同。魯氏幫浦200包含轉子210以及幫浦本體220。
轉子210的數量為二個,轉子210包含一中心軸211、一葉輪212以及一披覆層213,葉輪212環繞中心軸211,披覆層213覆蓋於葉輪212上,葉輪212為二葉型且包含中空部214,關於轉子210的細節在不產生矛盾的情況下可與第1圖之轉子110相同,在此不另贅述。
幫浦本體220其內形成有一幫浦腔室221、一入口222及一出口223,入口222與出口223均連通於幫浦腔室221,轉子210設置於幫浦腔室220內,且轉子210用以將氣體由入口222排放至出口223。關於魯氏幫浦200的操作原理為本領域具有通常知識者所熟知,在此不另贅述。藉由使用轉子210,有利於降低魯氏幫浦200的材料成本、加工時間並有利於量產。
請參照第4圖,其是依據本發明又一實施方式的魯氏幫浦300的剖視示意圖。魯氏幫浦300包含轉子310以及幫浦本體320。
轉子310的數量為二個,轉子310包含一中心軸311、一葉輪312以及一披覆層313,葉輪312環繞中心軸311,披覆層313覆蓋於葉輪312上,葉輪312為三葉型且包含中空部314,關於轉子310的細節在不產生矛盾的情況下可與第1圖之轉子110相同,在此不另贅述。
幫浦本體320其內形成有一幫浦腔室321、一入口322及一出口323,入口322與出口323均連通於幫浦腔室321,轉子310設置於幫浦腔室320內,且轉子310用以將氣體由入口322排放至出口323。關於魯氏幫浦300的操作原理為本領域具有通常知識者所熟知,在此不另贅述。藉由使用轉子310,有利於降低魯氏幫浦300的材料成本、加工時間並有利於量產。
相較先前技術,本發明的轉子,藉由披覆層之材質與葉輪之材質不同,有利於採用其他方式製造葉輪,進而有利於降低材料成本、縮短加工時間並有利於量產。 以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
110、210、310:轉子 111、211、311:中心軸 112、212、312:葉輪 113、213、313:披覆層 114、214、314:中空部 200、300:魯氏幫浦 220、320:幫浦本體 221、321:幫浦腔室 222、322:入口 223、323:出口
第1圖是依據本發明一實施方式的轉子的立體示意圖。 第2圖是依據本發明另一實施方式的魯氏幫浦的剖視示意圖。 第3圖是第2圖中魯氏幫浦的另一剖視示意圖。 第4圖是依據本發明又一實施方式的魯氏幫浦的剖視示意圖。
110:轉子
111:中心軸
112:葉輪
113:披覆層
114:中空部

Claims (11)

  1. 一種轉子,用於一魯氏幫浦,該轉子包含: 一中心軸; 一葉輪,環繞該中心軸;以及 一披覆層,覆蓋於該葉輪上; 其中該披覆層之一材質與該葉輪之一材質不同。
  2. 如請求項1所述的轉子,其中該披覆層與該葉輪係以埋入射出成型(insert molding)的方式一體成型。
  3. 如請求項1所述的轉子,其中該披覆層之一密度小於該中心軸之一密度。
  4. 如請求項1所述的轉子,其中該披覆層之該材質為塑膠。
  5. 如請求項1所述的轉子,其中該葉輪之一密度小於該中心軸之一密度。
  6. 如請求項1所述的轉子,其中該葉輪係以擠型(extrusion)的方式製成。
  7. 如請求項1所述的轉子,其中該葉輪之該材質為含鋁金屬。
  8. 如請求項1所述的轉子,其中該葉輪包含一中空部。
  9. 如請求項1所述的轉子,其中該葉輪為二葉型、三葉型或五葉型。
  10. 如請求項1所述的轉子,其中該中心軸之一材質為中碳鋼或合金鋼。
  11. 一種魯氏幫浦,包含: 一幫浦本體,其內形成有一幫浦腔室、一入口及一出口,該入口與該出口均連通於該幫浦腔室;以及 如請求項1至10中任一項所述的轉子,設置於該幫浦腔室內,該轉子用以將氣體由該入口排放至該出口。
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