全文摘要
本实用新型公开了一种涡轮分子泵转子，涉及气体流体领域。该涡轮分子泵转子包括多组堆叠设置的转子本体，每组转子本体包括同轴设置的两个转子环和一个翼板，且翼板设置于两个转子环之间；转子环具有台阶部和凹口部，翼板的一端用于与台阶部的侧壁抵接，另一端向远离台阶部的方向延伸，且当翼板位于两个转子环之间时，上方的转子环的凹口部用于套设于下方的转子环的台阶部上。通过将上方转子环的凹口部套设于下方转子环的台阶部，并使得翼板位于两个转子环之间，使得该涡轮分子泵转子在进行焊接作业时，无需使用任何工装夹具进行辅助，即可保证良好的中心精度，从而可保证焊后涡轮分子泵转子具有高的尺寸精度。
主设计要求
1.一种涡轮分子泵转子，其特征在于，包括：多组堆叠设置的转子本体，每组转子本体包括同轴设置的两个转子环和一个翼板，且所述翼板设置于两个所述转子环之间；所述转子环具有台阶部和凹口部，所述翼板的一端用于与所述台阶部的侧壁抵接，另一端向远离所述台阶部的方向延伸，且当所述翼板的一端与所述台阶部的侧壁抵接时，上方的所述转子环的凹口部用于套设于下方的所述转子环的台阶部上。
设计方案
1.一种涡轮分子泵转子，其特征在于，包括：
多组堆叠设置的转子本体，每组转子本体包括同轴设置的两个转子环和一个翼板，且所述翼板设置于两个所述转子环之间；
所述转子环具有台阶部和凹口部，所述翼板的一端用于与所述台阶部的侧壁抵接，另一端向远离所述台阶部的方向延伸，且当所述翼板的一端与所述台阶部的侧壁抵接时，上方的所述转子环的凹口部用于套设于下方的所述转子环的台阶部上。
2.根据权利要求1所述的涡轮分子泵转子，其特征在于：
所述翼板具有叶片部和叶盘部，且所述叶盘部设置于两个所述转子环之间，且所述叶盘部的端部与所述台阶部的侧壁抵接，所述叶片部朝远离所述转子环的方向延伸。
3.根据权利要求2所述的涡轮分子泵转子，其特征在于：
所述台阶部的高度大于所述叶盘部的厚度。
4.根据权利要求3所述的涡轮分子泵转子，其特征在于：
所述台阶部的高度等于所述凹口部的深度与叶盘部的厚度之和。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮分子泵转子，其特征在于：
所述台阶部的高度和所述凹口部的深度均为1～50mm；
所述转子环和所述翼板的厚度为1～100mm。
6.根据权利要求5所述的涡轮分子泵转子，其特征在于：
所述转子环和所述翼板的材料为铝金属材料、铝合金材料、钛金属材料以及钛合金材料中的任一种。
7.根据权利要求6所述的涡轮分子泵转子，其特征在于：
当所述转子环的材料为钛或钛合金材料时，所述转子环的单层厚度为1～100mm，当所述翼板的材料为钛或钛合金材料时，所述翼板单层厚度为1～50mm。
8.根据权利要求2至4中任一项所述的涡轮分子泵转子，其特征在于：
所述台阶部包括呈多个呈环状阵列设置的凸起，所述翼板靠近所述叶盘部的一端环设有用于与多个所述凸起配合的通槽；
当所述转子环与所述翼板层叠设置时，所述凸起与所述通槽插接配合。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及气体流体领域，具体而言，涉及一种涡轮分子泵转子。
背景技术
由于用于核聚变装置等的用于超高真空抽空的涡轮分子泵的转子是高速旋转体，其每分钟旋转几万转，以保持整个转子的旋转平衡，必须保证整个转子中心轴的精度良好。
传统涡轮分子泵的制造过程为：首先，预加工的多个转子环2和翼板1，随后顺序堆叠和集成，最后采用焊接方法将其高强连接为整体结构，图1示出了现有技术中，扩散焊焊前装配体纵剖视图。但是需要解决的技术难题有：1)转子环2和翼板1精密机加工后，还需要采用与转子内径对准方式高精度加工组装夹具3的外径以保证同轴度，否则难以保证转子获得足够的中心精度。2)由于钛合金转子基座和钢组装夹具之间存在热膨胀系数差异，当温度升高时，夹具产生向外膨胀的热应力，导致焊接界面容易存在未焊合缺陷，连接强度有限，并且难以保证转子的尺寸精度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种涡轮分子泵转子，该涡轮分子泵转子在安装和焊接作业时无需引入任何工装夹具即可保证良好的中心精度，从而可保证涡轮分子泵转子的焊后尺寸精度。
本实用新型的另一目的在于提供一种涡轮分子泵转子的扩散焊接方法，该方法对上述的涡轮分子泵转子进行扩散焊接作业，无需使用工装夹具即可保证良好的中心精度，从而可保证涡轮分子泵转子自身的尺寸精度。
本实用新型的实施例是这样实现的：
一种涡轮分子泵转子，包括：
多组堆叠设置的转子本体，每组转子本体包括同轴设置的两个转子环和一个翼板，且翼板设置于两个转子环之间；
转子环具有台阶部和凹口部，翼板的一端用于与台阶部的侧壁抵接，另一端向远离台阶部的方向延伸，且当翼板的一端与台阶部的侧壁抵接时，上方的转子环的凹口部可套设于下方的转子环的台阶部上。
进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，翼板具有叶片部和叶盘部，且叶盘部设置于两个转子环之间，且叶盘部的端部与台阶部的侧壁抵接，叶片部朝远离转子环的方向延伸。
进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，台阶部的高度大于叶盘部的厚度。
进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，台阶部的高度等于凹口部的深度与叶盘部的厚度之和。
进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，台阶部的高度和凹口部的深度均为1～50mm；
转子环和翼板的厚度为1～100mm。
进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，转子环和翼板的材料为铝金属材料、铝合金材料、钛金属材料以及钛合金材料中的任一种。
进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，当转子环的材料为钛或钛合金材料时，转子环的单层厚度为1～100mm，当翼板的材料为钛或钛合金材料时，翼板单层厚度为1～50mm。
进一步地，在本实用新型的较佳实施例中，台阶部包括呈多个呈环状阵列设置的多个凸起，翼板靠近叶盘部的一端环设有用于与多个多数凸起配合的通槽；
当转子环与翼板层叠设置时，凸起与通槽插接配合。
本实用新型的实施例至少具备以下优点或有益效果：
本实用新型的实施例提供了一种涡轮分子泵转子，其包括多组堆叠设置的转子本体，每组转子本体包括同轴设置的两个转子环和一个翼板，且翼板设置于两个转子环之间；转子环具有台阶部和凹口部，翼板的一端用于与台阶部的侧壁抵接，另一端向远离台阶部的方向延伸，且当翼板位于两个转子环之间时，上方的转子环的凹口部用于套设于下方的转子环的台阶部上。通过将上方转子环的凹口部套设于下方转子环的台阶部，并使得翼板位于两个转子环之间，使得该涡轮分子泵转子在进行焊接作业时，无需使用任何工装夹具进行辅助，即可保证良好的中心精度，从而可保证涡轮分子泵转子自身的尺寸精度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为现有技术提供的涡轮分子泵转子的结构示意图；
图2为本实用新型的实施例提供的涡轮分子泵的结构示意图；
图3为本实用新型的实施例提供的第一种转子环的平面结构示意图；
图4为图3的A-A处的剖面示意图；
图5为本实用新型的实施例提供的第一种翼板的平面结构示意图；
图6为图5的B-B处的剖面示意图；
图7为本实用新型的实施例提供的第二种转子环的平面结构示意图；
图8为图3的C-C处的剖面示意图；
图9为本实用新型的实施例提供的第二种翼板的平面结构示意图。
图标：1-翼板；2-转子环；3-组装夹具；100-涡轮分子泵转子；101-转子环；103-翼板；105-台阶部；107-凹口部；109-叶盘部；111-叶片部；113-凹槽；115-凸起；116-通槽。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
图1为现有技术提供的涡轮分子泵转子的结构示意图。请参阅图1，现有技术中制造涡轮分子泵转子的过程为：预加工的多个转子环2和翼板1，随后顺序堆叠和集成，最后采用焊接方法将其高强连接为整体结构，这样制造的过程会存在以下问题，1)转子环2和翼板1精密机加工后，还需要采用与转子内径对准方式高精度加工组装夹具3的外径以保证同轴度，否则难以保证转子获得足够的中心精度。2)由于钛合金转子基座和钢组装夹具3之间存在热膨胀系数差异，当温度升高时，夹具产生向外膨胀的热应力，导致焊接界面容易存在未焊合缺陷，连接强度有限，并且难以保证转子的尺寸精度。
图2为本实施例提供的涡轮分子泵的结构示意图。请参阅图2，为了解决现有技术的问题，本实施例提供了一种结构改良后的涡轮分子泵转子100。其包括多组堆叠设置的转子本体，每组转子本体包括同轴设置的两个转子环101和一个翼板103。
图3为本实施例提供的第一种转子环101的平面结构示意图；图4为图3的A-A处的剖面示意图；图5为本实施例提供的第一种翼板103的平面结构示意图；图6为图5的B-B处的剖面示意图。请参阅图1至图6，详细地，每个转子本体中，翼板103设置于两个转子环101之间。转子环101具有台阶部105和凹口部107，翼板103的一端用于与台阶部105的侧壁抵接，另一端向远离台阶部105的方向延伸，且当翼板103位于两个转子环101之间时，上方的转子环101的凹口部107用于套设于下方的转子环101的台阶部105上。通过将上方转子环101的凹口部107套设于下方转子环101的台阶部105，并使得翼板103位于两个转子环101之间，使得该涡轮分子泵转子100在进行焊接作业时，无需使用任何工装夹具进行辅助，即可保证良好的中心精度，从而可保证涡轮分子泵转子100自身的尺寸精度。
请再次参阅图1至图6，在本实施例中，翼板103具有叶片部111和叶盘部109，且叶盘部109设置于两个转子环101之间，且叶片部111的端部与台阶部105的侧壁抵接，叶盘部109朝远离转子环101的方向延伸。需要说明的是，叶片部111可以设置为完整的圆环状，当翼板103设置于上下两个转子环101之间时，翼板103的叶盘部109可得到稳定地挤压力，从而便于进行后续的焊接作业。
图7为本实用新型的实施例提供的第二种转子环101的平面结构示意图；图8为图3的C-C处的剖面示意图；图9为本实用新型的实施例提供的第二种翼板103的平面结构示意图。在本实用新型的其他实施例中，为了进一步地提高中心精度，台阶部105包括多个环状阵列设置的凸起115，凹口部107包括多个环状阵列设置的凹槽113；翼板103靠近叶盘部109的一端环设有用于与多个凸起115相配合的通槽116。通过环状设置的凸起115和通槽116，使得转子环101和翼板103配合时，二者的中心精度得到提高，从而有效地保证整个装配体的中心精度。
请参阅图1至图9，在本实施例中，为了保证装配图装配过程中，上方的转子环101的凹口部107套设于下方的转子环101的台阶部105上，在本实施中，台阶部105的高度大于叶盘部109的厚度。
作为优选的，为了保证各层转子环101和翼板103的紧密配合，台阶部105的高度等于凹口部107的深度与叶盘部109的厚度之和。转子环101的台阶部105与叶盘部109的内径加工为配合尺寸，且满足台阶部105高度H1＞叶盘部109厚度D，同时将转子环101的凹口部107与转子环101的台阶部105和叶盘部109加工为配合尺寸。通过以上结构形式，涡轮分子泵转子100在扩散焊过程中不引入任何工装夹具即可保证良好的中心精度。并且，在具体的参数选择上，台阶部105的高度和凹口部107的高度均为1～50mm；转子环101和翼板103的厚度为1～100mm。当然，在本实用新型的其他实施例中，台阶部105和凹口部107的高度以及转子环101和翼板103的厚度均可以根据需求进行选择，本实用新型的实施不做限定。
作为优选的方案，在本实施例中，转子环101和翼板103的材料为铝金属材料、铝合金材料、钛金属材料以及钛合金材料中的任一种。且，当转子环101的材料为钛或钛合金材料时，转子环101的单层厚度为1～100mm，当翼板103的材料为钛或钛合金材料时，翼板103单层厚度为1～50mm。在本实用新型的其他实施例中，根据不同材料还可以选择不同的厚度，本实用新型的实施例不做限定。
本实用新型的实施例还提供了一种涡轮分子泵转子100的扩散焊方法，包括：将翼板103设置于两个转子环101之间，且使得上方的转子环101的凹口部107可套设于下方的转子环101的台阶部105上后得到转子本体；堆叠设置多个转子本体后得到装配体；将装配体进行扩散焊接作业。
作为优选的方案，为了保证装配体的焊接质量，还可以在焊接前对待焊的转子环101和翼板103进行焊前机械和化学清理，然后再分别依次叠加转子环101和翼板103，装配为一体结构。
其中，将装配体进行扩散焊接作业具体包括：将装配体装入真空扩散焊设备中，在1e-3<\/sup>～1e-4<\/sup>Pa的真空度下，对其进行加热、加压，焊接温度为950±10℃，焊接压力为3～5MPa，保温、保压时间为2～3h。
下面对本实施例所具体所采用的焊接参数进行详细地说明：
在本实施例中，转子环101和翼板103材质为Ti6Al4V。将上述装配体装入真空扩散焊设备中，真空度为1e-3<\/sup>Pa，焊接温度950℃，并施加4MPa的轴向焊接压力，随后保温保压2h。当然，在本实用新型的其他实施例中，焊接的参数还可以根据需求进行选择，本实用新型的实施例不做限定。
综上所述，本实用新型的实施例提供的涡轮分子泵转子100，其包括多组堆叠设置的转子本体，每组转子本体包括同轴设置的两个转子环101和一个翼板103，且翼板103设置于两个转子环101之间；转子环101具有台阶部105和凹口部107，翼板103的一端用于与台阶部105的侧壁抵接，另一端向远离台阶部105的方向延伸，且当翼板103位于两个转子环101之间时，上方的转子环101的凹口部107用于套设于下方的转子环101的台阶部105上。通过将上方转子环101的凹口部107套设于下方转子环101的台阶部105，并使得翼板103位于两个转子环101之间，使得该涡轮分子泵转子100在进行焊接作业时，无需使用任何工装夹具进行辅助，即可保证良好的中心精度，从而可保证涡轮分子泵转子100的焊后尺寸精度。
本实用新型的实施例提供的涡轮分子泵转子100的扩散焊接方法，该方法对上述的涡轮分子泵转子100进行扩散焊接作业，无需使用工装夹具即可保证良好的中心精度，从而可保证涡轮分子泵转子100的焊后尺寸精度。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920706380.9
申请日:2019-05-16
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209838714U
授权时间:20191224
主分类号:F04D19/04
专利分类号:F04D19/04;F04D29/32;F04D29/02;B23K20/02
范畴分类:28D;
申请人:江苏博联硕焊接技术有限公司
第一申请人:江苏博联硕焊接技术有限公司
申请人地址:226600 江苏省南通市海安市城东镇立发大道169号
发明人:孙福;张昊;王桂龙;邵长斌;王莉敏;王蒙蒙
第一发明人:孙福
当前权利人:江苏博联硕焊接技术有限公司
代理人:孔鹏
代理机构:11463
代理机构编号:北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙) 11463
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计