CN1495362A - 流体泵 - Google Patents

Abstract

一种流体泵包括壳体，驱动源，转动单元和泵装置。该驱动源容纳于壳体内并且包括一用以旋转的转动部件。该转动单元包括转动部件和转轴，该转动单元可操作地连接到转动部件上用以旋转。该转动单元形成接合部分用以与壳体外制备的维护工具接合。该泵装置位于壳体内，并根据转轴的旋转进行操作。允许装置形成于壳体内，用以允许维护工具与接合部分接合，从而使得维护工具面对该接合部分。在维护工具和接合部分接合的状态下通过旋转维护工具从而使转轴进行旋转。

Description

流体泵

技术领域

本发明涉及一种流体泵，其包括位于壳体内的一泵装置和一驱动源，此泵装置通过一转轴的旋转而运行，并且该泵装置的转轴由驱动源驱动。

背景技术

一个公开号为8-78300的未审日本专利公开了一种流体泵。在这个现有技术中，真空泵被应用到半导体的生产过程中，用它来排放半导体加工设备中产生的气体反应生成物。在真空泵中，气体反应生成物在其中可能凝固。在真空泵的运行过程中，这种凝固的物质随同气体反应生成物被排放到真空泵的外部。因此，只要没有过量的气体生成物凝固，就能够保证真空泵的连续运行。

然而，真空泵在凝固的物质仍存在于其中的情况下停止运行后，当真空泵再次启动时就需要一个很大的启动转矩。因此，真空泵依靠象电动机这样的驱动源再次进行启动是不可能的。也就是说，如果凝固的物质进入到位于转动部件和壳体之间的间隙中，那么该间隙将会由于真空泵的温度的下降而减小。因此，转动部件和泵壳体将被压紧并粘附到一起以至于将凝固物质夹于其间。

为了解决上述问题，真空泵在重新启动前通常对其进行检查。从而，将积聚在真空泵中的凝固的物质除去。

然而，在现有的技术中，真空泵每一次的重新启动都不得不进行检查，这种检查给操作者带来了很大的麻烦。

发明内容

本发明涉及一种易维护的流体泵。本发明具有以下特征：

一流体泵包括一壳体，一驱动源，一转动单元和一泵装置。驱动源容纳于壳体中并具有用以旋转的转动部件。转动单元包括转动部件和转轴，其可操作地与转动部件连接用以旋转。该转动单元构成接合部分用以与壳体外制备的维护工具接合。泵装置位于壳体内，并根据转轴的旋转进行操作。一允许装置位于壳体内用于允许维护工具与接合部分接合，以使维护工具面对该接合部分。在维护工具与接合部分接合的情况下转动维护工具就可使转轴转动。

附图说明

本发明技术特征被认为具有新颖性的部分尤其体现在从属权利要求中，通过参考下面的优选实施例的描述并结合附图将能更好地理解本发明及本发明的发明目的和其优点，其中：

图1为根据本发明的第一优选实施例的真空泵的纵剖面图；

图2A为图1的局部放大图；

图2B为根据本发明第一优选实施例的真空泵维护过程示意图；

图3A为根据本发明第二优选实施例的真空泵的局部纵向剖视图；以及

图3B为根据本发明第二优选实施例的真空泵维护过程的局部视图。

具体实施方式

现参照图1、2A和2B对根据本发明第一优选实施例的流体泵予以说明。在第一优选实施例中，流体泵采用真空泵。在图1中，图的左侧为前侧，图的右侧为后侧。

如图1所示，真空泵用于半导体的制造过程中，以排放在半导体加工设备中产生的例如氯化铵之类的气体反应生成物，这部分在附图中未示出。氯化铵在此后都指的是一种气体。

仍然参照图1，该真空泵包括泵壳体(或泵室)H1、齿轮壳体(或齿轮室)H2和电机壳体(或电机室)H3。泵壳体H1的后端与齿轮壳体H2的前端相连，齿轮壳体H2的后端与电机壳体H3的前端相连。泵壳体H1、齿轮壳体H2和电机壳体H3构成该真空泵的一壳体或一真空泵的壳体。泵壳体H1包括一转子壳体(或转子室)12、一前壳体(或前室)13和一后壳体(后室)14。前壳体13的后端与转子壳体12的前端相连。同时，转子壳体12的后端与后壳体14的前端相连。泵壳体H1包括一个多级根形(rootstype)泵装置(或泵机构)P。

转子壳体12包括一气缸体15和若干隔壁(或隔板)16。隔壁16在转子壳体12从其前侧至后侧彼此平行布置。泵腔18限定于前壳体13和隔壁16的空间中，位于转子壳体12的前端。以类似的方式，泵腔18限定于隔壁16之间的空间中，彼此相邻。泵腔18还以类似的方式限定于隔壁16之间的空间中，位于转子壳体12的后端和后壳体14处。通道17延伸穿过每个隔壁16。因此泵腔18通过通道17彼此连通。

在泵壳体H1内，每一转轴19和20通过径向轴承21和双列球轴承22支撑进行旋转。特别的是，每个转轴19和20的前端通过位于前壳体13内的径向轴承21支撑进行旋转。同样，每个转轴19和20的后端通过位于后壳体14内的双列球轴承22支撑进行旋转。因此，当径向轴承21使转轴19和20在转轴19和20的转动轴线方向上发生移动时，双列球轴承22承受所产生的推力载荷。因此，双列球轴承22使转轴19、20在其转动轴线方向上定位。转轴19和20都以其转动轴线相互平行的方式进行设置。也就是说，转轴19的转动轴线和转轴20的转动轴线具有相同的方向。转轴19和20延伸穿过隔壁16。若干转子23同转轴19形成为一体。在本实施例中，转子23的数量有5个。与转子23数量相同的转子28与转轴20形成为一体。若干转子23在转轴19的转动轴线方向上具有同样的形状和尺寸。同样，若干转子28在转轴20的转动轴线方向上也有同样的形状和尺寸。然而，转子23和28的厚度，即沿着转轴19和20的转动轴线方向转子23和28的长度彼此不同，且从轴线的前侧至后侧依次减少。

转子23和转子28位于每一个泵腔18中，以便能彼此相互接合。转子23和对应的转子28之间保持微小的间隙，每一个泵腔的容积从前侧到后侧依次减少。也就是说，与前壳体13相邻的泵腔容积最大，而与后壳体14相邻泵腔18的容积最小。

齿轮壳体H2容纳一个传动齿轮39和一个联轴器40。同样，电机壳体H3容纳一个用作驱动源的电动机M。位于罩51内的真空泵壳体包含有泵壳体H1、齿轮壳体H2和电机壳体H3。因此，即使真空泵壳体中的气体泄漏到泵壳体外，罩51也能够阻止泄漏的气体被扩散到环境中。泄漏到罩51的气体通过排气处理装置收集起来，并除去毒性，这部分未在图1中示出。

电动机M包括输出轴41、转子48和定子49。输出轴41通过电机壳体H3内的轴承46和47支撑进行旋转。转子48安装在输出轴41上。定子49安装在电机壳体H3的内周表面上。输出轴41与泵装置P的转轴19的转动轴线同轴。输出轴41延伸穿过电机壳体H3和齿轮壳体H2。因此，输出轴41的前端连接到联轴器40的后端上，用作转动部件，位于齿轮壳体H2内。联轴器40的前端与转轴19的后端相连。该转动部件包括有联轴器40和输出轴41。值得注意的是，转动单元包括转动部件和转轴19。

一唇形密封50设置在电机壳体H3内，用以使输出轴41相对电机壳体H3的密封，在本实施例中，唇形密封50用作轴密封装置。同样，唇形密封55设置在泵壳体H1的后壳体14内，用以使转轴19相对后壳体14的密封。以同样的方式，唇形密封56还设置在泵壳体H1的后壳体14内，用以使转轴20相对泵壳体14的密封。在此实施例中，每个唇形密封55和56都用作轴密封装置。因此，甚至在同一真空泵壳体中，位于泵装置P侧的泵壳体H1和位于电机M侧的电机壳体H3之间的环境由于密封装置50、55和56的作用而被相互阻塞。

电动机M的驱动力通过联轴器40传递到转轴19，同时通过联轴器40和传动齿轮39传递到转轴20上。转轴20和转子28以与转轴19和转子23相反的方向旋转，这是通过设置在齿轮壳体H2中的转轴19和20之间的传动齿轮39来实现的。半导体加工设备设置在罩51的外部，其中的气体首先被导入到与前壳体13相邻的泵腔18中。与前壳体13相邻的泵腔18中的气体经过隔壁16上的通道17，通过泵腔18中的转子23和28的转动，然后被传递到泵腔18中，其位于泵腔18的后部，与泵腔18相邻。以类似的方式，泵腔18中的气体从前侧传递到后侧，同时，其体积依次减少。传递到与后壳体14相通的泵腔18中的气体将被排向位于罩51的外部的废气处理装置，该装置未在图1中示出。

真空泵停止运行后，反应生成物的凝固物质存在真空泵内部，当真空泵重新启动时，需要很大的启动转矩，因此，真空泵依靠电机M重新启动是不可能的。特别是在真空泵的运行期间，转轴19和20由于真空泵的温度的升高而在转轴的转动轴线方向上产生膨胀。因此，这样会导致与转轴19形成一体的转子23和面对转子23的例如隔壁16之间在转子23的转动轴线方向上的间隙增加。同样，与转轴20形成一体的转子28和面对转子28的例如隔壁16之间在转子28的转动轴线方向的间隙也会增加。由于双列球轴承22将转轴19和20定位于其转动轴线方向上，如果真空泵停止运行，该间隙将随真空泵的温度的降低而减小。因此，如果凝固的物质进入到转子23和隔壁16之间的间隙中，这个间隙就会由于真空泵的温度的降低而减小。故而转子23和隔壁16彼此会受压并粘附在一起以至于将此凝固的物质夹于其间。同样，如果凝固物质进入到转子28和隔壁16之间的间隙中，这个间隙也会由于真空泵的温度的降低而减小。故而转子28和隔壁16彼此受压并且粘附在一起以至于将此凝固的物质夹于其间。

在本实施例中，在重新启动真空泵之前为了维护真空泵，即为了去掉转子23、28和隔壁16之间的粘附，此真空泵具有如下结构。

如图1、2A和2B所示，在电机M中一个六边形承窝41a形成在作为转动部件的输出轴41的后端的端面上。输出轴41的后端和联轴器40位于输出轴41的相对侧。六边形承窝41a用作一接合部分。工具插入孔43延伸穿过电机壳体H3的后壁以面对输出轴41的六边形承窝41a。工具插入孔43用作一种允许装置。如图2A所示，在真空泵的运行期间，工具插入孔43用密封螺栓45封闭，该密封螺栓密封该工具插入孔43。在本实施例中，密封螺栓45用作一种开闭工具插入孔的装置或者工具插入孔开闭装置。相反，真空泵停止运行期间，如图2B所示，当需要对真空泵进行维护时，通过将密封螺栓45从电机壳体H3上移去从而将工具插入孔43打开。

参见附图2A和2B，通孔51a延伸穿过罩51的后壁面对工具插入孔43。如图2A所示，在真空泵运行期间，通孔51a由封件52封住。在本实施例中，封件52用作一种开闭通孔装置或者通孔开闭装置。相反，在真空泵停止运行期间，如图2B所示，当需要对真空泵进行维护时，将封件52从罩51上移去从而将通孔51a打开。

仍然参见图2B，在真空泵停止运行期间，当需要对真空泵进行保养时，首先将封件52从罩51上移去，然后一种用于驱动螺栓的装置或者一种螺钉驱动装置，该装置未在本附图中示出，通过通孔51a插入到罩51内。由此，将密封螺栓45将从电机壳体H3中移去。

在电机M的输出轴41的六边形承窝41a暴露在罩51的外部的情况下，预备在罩51外部的六边形扳手KG穿过通孔51和工具插入孔43，插入并且与输出轴41的六边形承窝41a接合。在本实施例中，六边形扳手KG用作一种维护真空泵的维护工具。因此，虽然电机M不能产生一相对较大的转矩，但是在六边形扳手KG的工作杆的作用下产生出较大转矩使六边形扳手KG发生旋转。这部分转矩通过联轴器40从输出轴41传递到转轴19上。同时，这部分力矩还通过联轴器40和传动齿轮39从输出轴41传递到转轴20上。因此，由凝固的物质导致的转子23和例如隔壁16之间的相互粘接的粘附状态通过力被解除。同样，由凝固的物质导致的转子28和例如隔壁16之间的相互粘接的粘附状态通过力被解除。在位于转子23和28及隔壁16之间的粘附状态被解除后，六边形扳手KG从六边形承窝41a中移开。然后，工具插入孔43被密封螺栓封住，接着，通孔51a由封件52封住。这个过程完成后，真空泵便可重新启动。

需要提到的是，在真空泵的维护中，六边形扳手KG的旋转方向可以与电机M的输出轴41的旋转方向相同或相反。

根据本发明的第一优选实施例，可以实现如下效果。

(1)如上所述，通过使用六边形扳手KG旋转泵装置P的转轴19和20，使转子23、28和隔壁16之间的粘附被解除，即进行简单的维护。因此，真空泵不需要常规的检查就可以重新启动。省去了操作者的麻烦。

(2)在电机壳体H3中，形成工具插入孔43，用以允许将六边形扳手KG插入到电机壳体H3中。六边形扳手KG通过一个如工具插入孔43的简单结构，与电机壳体H3的输出轴41接合。另外，当通过接附密封螺栓45密封工具插入孔43，且通过将密封螺栓45移去使此孔打开。因此在真空泵的运行期间，如果工具插入孔43被密封螺栓45封住，真空泵壳体的密封将得到令人满意的保证。另外，当真空泵在维护过程中，只要进行一个简单的操作比如把密封螺栓45从电机壳体H3移去即可实现把工具插入孔43打开。这样，六边形扳手KG可插入导电机壳体H3内。

(3)在罩51内，形成一个通孔51a以允许六边形扳手KG接近电机壳体H3或者工具插入孔43。六边形扳手KG通过诸如通孔51a这样简单的结构，不但能插入罩51内还能与电动机M的输出轴41接合。另外，将封件52接附在罩51上将通孔51a封闭，并且通过将封件52从罩51移去而使通孔51a打开。因此，在真空泵的运行期间，如果通孔51a被封件52封住时，罩51的密封就得到很好的保证。另外，当对真空泵进行维护时，通孔51a通过一个简单的操作，比如将封件52从罩51移去就可将其打开。于是，六边形扳手KG就能够插入到罩51中。

(4)通过唇形密封50、55和56将位于泵壳体H1的环境和电机壳体H3的环境之间的真空泵壳体的内部空间封闭。因此，如本优选实施例所述，即使泵装置P处理半导体加工设备所产生的如有害气体的气体反应生产物时，和在维护真空泵时，电机壳体H3的内部空间与环境相通，操作者的安全仍能得到充分的保证。

现在参见通过附图3A、3B对根据本发明的第二优选实施例的流体泵进行进一步的说明。在第二优选实施例中，流体泵也采用真空泵，这里只对区别于第一实施例中的方面加以说明。与第一实施例中相同的参考标记被完全应用到第二优选实施例的相同或对应的部件中并且不再赘述。在第二优选实施例中，对真空泵进行维护去除产生于转子23、28以及隔壁16之间的粘附时，不必使电机壳体H3的内部空间与环境相通。

一圆孔61延伸穿过电机壳体H3的后壁，以面对输出轴41的六边形承窝41a。一圆柱形的中间部件62插入到圆孔61中并使其沿着圆孔的轴线方向滑动并绕该轴线旋转。在本实施例中，中间部件62用作一种允许装置。该中间部件62的前端有一个六边形突起62a，并且在它的后端有一个突缘62b。该六边形突起62a向前突出且与电机M的输出轴41的六边形承窝41a接合。突缘62b位于真空泵壳体的外部，并在罩51的内部。一六边形承窝62c形成在中间部件62的后端面内以与六边形扳手KG接合。

密封部件63置于圆孔61的内周面和中间部件62的外周面之间以阻止电机壳体H3的内部和外部之间的连通。密封部件63是一个“O”形环。弹簧64设置在电机壳体H3的后壁的外表面和中间部件62的突缘62b的前表面之间，并对中间部件62施力使其向远离输出轴41的方向移动。因此，在正常状态下，中间部件62的六边形突起62a由于弹簧64的推力作用下向远离输出轴41的方向移动。也就是说，在正常状态下，中间部件62的六边形突起62a与输出轴41的六边形承窝41a之间的接合被释放。

当维护真空泵时，首先移去罩51上的封件52，继而将六边形扳手KG插入到罩51内部。于是六边形扳手KG插入并与中间部件62的六边形承窝62c接合。在这种情况下，当中间部件62在六边形扳手KG的作用下，克服弹簧的张力向电机壳体H3的内部推进时使中间部件62靠近输出轴41的后端。于是，六边形突起62a插入并与输出轴41的六边形承窝41a接合。这样，六边形扳手KG与输出轴41通过中间部件62相互连接从而一起旋转。在这种情况下，位于转子23、28与隔壁16之间的粘附通过转动六边形扳手KG被解除。

在本实施例中，产生的效果与第一优选实施例的效果(1)、(3)和(4)相同。另外，真空泵在维护时不用使电机壳体H3的内部空间与大气相通，就可以解除转子23、28和隔壁16之间的粘附。因此，如本实施例所述，在维护真空泵时，如果泵装置P处理由半导体加工设备产生的如有害气体的气体反应生产物，操作者的安全将得到进一步改善。

那也就是说，虽然在第一和第二实施例中位于泵壳体H1和电机壳体H3之间的真空泵壳体的内部空间被唇形密封50、55和56封闭，但是唇形密封50、55和56并不完全阻止泵壳体H1中的气体泄漏到电机壳体H3内。因此，在本实施例的结构中操作者的安全被充分考虑到了。

在本发明中，下列替代实施例也是可行的。

在第一和第二优选实施例中，用作接合部分的六边形承窝41a形成在用作转动部件的电动机M的输出轴41内。也就是说，当维护真空泵时，泵装置P的转轴19和20通过电机M的输出轴41进行旋转。

在第一、二优选实施例的第一替代实施例中，六边形承窝形成在转轴19或20的前端面内，在第一替代实施例的替代实施例中，工具插入孔形成在前壳体13内，以与六边形承窝面对。工具插入孔允许六边形扳手KG插入泵壳体H1内。在第一替代实施例的另一替代实施例中，中间部件61、62、62a、62b、62c、63和64与第二优选实施例中的圆孔61、中间部件62、六边形突起62a、突缘62b、六边形承窝62c、密封部件63和弹簧64相似，它们形成在前壳体13内以与六边形承窝面对。也就是说，在第一替代实施例中，真空泵具有以下结构，在维护真空泵时，转轴19和20直接由六边形扳手KG转动。尤其是后者的第一替代实施例包括中间部件，甚至当维护真空泵时，泵壳体H1的内部空间也不会与大气相通。因此，当泵装置P处理由半导体加工设备产生的如有害气体的气体反应生产物，操作者的安全也将得到极大的保证。

在第一和第二优选实施例中，用作接合部分的六边形承窝41a形成在用作转动部件的电动机M的输出轴41内。即，真空泵具有如下结构，当对其进行维护时，泵装置P的转轴19和20通过电机M的输出轴41转动。

在第一和第二优选实施例的第二替代实施例中，传动齿轮39中的一齿轮被认为是一转动部件，并且该齿轮的轮齿被认为是啮合部分。另外，工具插入孔形成在齿轮壳体H2内，以面对齿轮的轮齿。进一步说，真空泵具有如下结构，在对真空泵进行维护时，通过维护真空泵的维护工具经过工具插入孔的轮齿与传动齿轮39的齿轮相互啮合，通过经过传动齿轮39转动转轴19和20。在此实施例中，甚至当对真空泵进行维护时，泵壳体H1的内部空间也不会与环境相通。因此，当泵装置P处理由半导体加工设备产生的如有害气体的气体反应生成物时，操作者的安全也将得到极大的保证。

在第一优选实施例中，转轴19通过联轴器40与用作转动部件的输出轴41相连。但是联轴器40不是在任何情况下都是必须的。在以上实施例的第三替代实施例中，转轴19和输出轴41彼此形成一整体用作传动单元。

在第一优选实施例中，工具插入孔开闭的装置采用密封螺栓45。然而，工具插入孔的开闭装置不仅限于密封螺栓45。然而，在上述实施例的第四替代实施例中，工具插入孔的开闭装置不仅限于密封螺栓45。在本实施例中，一种可移动的嵌板作为工具插入孔的开闭装置。嵌板固定地连接在泵壳体H1、齿轮壳体H2和电机壳体H3的外表面上，以覆盖工具插入孔43。

在第一优选实施例中，封件52用作通孔开闭装置。然而，在上述实施例的第五替代实施例中，通孔开闭装置不仅限于封件52，在本实施例中，通孔的开闭装置采用一种可移动的嵌板，该嵌板固定地连接到罩51的外表面上以覆盖通孔51a。

在以上所有实施例中，维护真空泵的工具是一种手动工具。然而，在以上实施例的第六替代实施例中，该工具不仅限于手动工具，在本实施例中采用电动工具。

在以上所有实施例的第七替代实施例中，能够有效解除由于真空泵长期未使用而在其转子23、28，泵壳体H1、齿轮壳体H2和电机壳体H3中产生的锈蚀粘附。

在以上所有实施例中，流体泵采用一种真空泵。然而，在以上实施例的第八替代实施例中，流体泵不仅限于真空泵，在本实施例中，流体泵可以是一种液压泵或者一种水泵。

因此，本发明的实施例，应该认为是一种说明而非是限制。本发明不应当局限于这里所给出的细节，而应该是可以在从属权利要求所限定的范围内进行修改。

Claims (15)

1.一种流体泵，其包括：

壳体；

容纳于壳体中的驱动源，该驱动源包括有用以旋转的转动部件；

包括有转动部件和转轴的转动单元，该转动单元可操作地连接到转动部件上用以旋转，该转动单元形成接合部分以与壳体外制备的维护工具接合；和

位于壳体内的泵装置，该泵装置根据转轴的旋转进行操作；

其中，形成于壳体内的允许装置，用以允许维护工具与接合部分接合，从而使得该维护工具面对接合部分，在维护工具与接合部分接合的状态下，通过转动维护工具而转动转轴。

2.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，驱动源是电动机。

3.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，接合部分形成在转动部件内。

4.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，转动部件是输出轴。

5.如权利要求1所述的流体泵，其中接合部分是一六边形承窝。

6.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，维护工具是六边形扳手。

7.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，允许装置是工具插入孔，该工具插入孔用于允许维护工具插入到壳体内，在此工具插入孔的开闭装置形成为用于开闭该工具插入孔。

8.如权利要求7所述的流体泵，其特征在于，工具插入孔的开闭装置是密封螺栓。

9.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，允许装置包括一中间部件，该中间部件可枢转地布置于壳体上，该中间部件能与接合部分相接触并由其移动，该中间部件能与接合部分和维护工具接合，维护工具和其上形成有接合部分的转动部件通过中间部件彼此相连，从而使得在维护工具的作用下将中间部件推向泵壳体的内部，使维护工具和转动部件一体旋转。

10.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，其还包括一具有其外部的罩，壳体位于罩内，通孔形成于罩内用于允许维护工具从外部伸入到该允许装置，从而使得维护工具面对该允许装置，形成于罩内的一通孔开闭装置用于开闭该通孔。

11.如权利要求10所述的流体泵，其特征在于，开闭通孔的装置是封件。

12.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，壳体在其内有泵装置侧和驱动源侧，转动部件是构成该驱动源的输出轴，输出轴和转轴之间具有包括输出轴和转轴在内的动力传送路径，该流体泵还包括位于动力传送路径上的轴密封装置，该轴密封装置用于阻塞泵装置侧的环境和驱动源侧的环境之间的连通，接合部分形成于输出轴内。

13.如权利要求12所述的流体泵，其特征在于，轴密封装置为唇形密封。

14.如权利要求1所述的流体泵，其特征在于，泵装置所处理的流体为半导体加工设备所产生的气体反应生成物。

15.如权利要求14所述的流体泵，其特征在于，气体反应生成物为氯化铵。

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