[發(fā)明專利]一種新型結構的大抽速吸氣劑泵

無效

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• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN104728076A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設計）人: 楊志民;崔建東;苑鵬;杜軍
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: F04B37/02
• 分類號: F04B37/02;F04B37/14
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉秀青;熊國裕

技術領域

本發(fā)明涉及一種新型結構的大抽速吸氣劑泵，該吸氣劑泵適用于各類真空設備內部真空度的有效提高或長期無源維持，屬于真空技術領域。

背景技術

吸氣劑泵內部沒有活動部件，具有清潔無油、無高壓高頻、靜音運行、可長期工作、可多次使用等突出優(yōu)點，是獲得清潔超高真空的理想手段之一。并且，吸氣劑泵一經激活，可實現長期無源工作，是超高真空環(huán)境有效的長效維持手段。

超高真空系統內部的主要殘氣成分為H₂和CO，非蒸散型吸氣劑對這兩種氣體有著良好的吸附能力，吸附速率高、吸附容量大。在分子泵、離子泵等其它抽氣設備的抽氣能力接近極限時，吸氣劑泵是十分有效的后續(xù)抽氣手段，可在較短的時間內有效地進一步提升系統的真空度，并實現超高真空的長效無源維持效果。目前，吸氣劑泵在粒子加速器、薄膜沉積設備、核聚變裝置、等離子機、中子發(fā)生器等眾多需要超高真空的科技領域中應用廣泛。

現有吸氣劑泵主要有兩種結構。一種是采用帶材吸氣劑元件，亦即在金屬基帶上軋制一定厚度(通常為100～500μm)的吸氣劑材料，制成所需的吸氣劑元件，然后在泵體內部安裝若干該類吸氣劑元件(通常以泵體中心軸線為圓心呈環(huán)狀排列)；另一種是采用環(huán)狀吸氣劑元件，亦即將吸氣劑材料壓制成一定厚度(通常為1～2mm)的圓環(huán)，制成所需的吸氣劑元件，然后在泵體內部安裝若干該類吸氣劑元件(通常沿泵體中心軸線徑向疊放)。對于這兩種結構，需要在泵體內設計專門的加熱元件，吸氣劑元件的激活都依靠輻射加熱方式進行，既高溫發(fā)熱體如鉭絲或W絲等高溫合金發(fā)熱，發(fā)熱絲的溫度通常在1500℃以上，通過輻射加熱的方法使吸氣劑元件加熱到激活溫度(通常在600℃以上)，由于吸氣劑元件通常為導電材料，一旦發(fā)生位移、破損而與加熱體接觸，會導致短路現象，從而影響到吸氣材料的正常激活，因此熱絲與吸氣劑元件之間通常留有較大的間隙，不利于充分利用吸氣劑泵內部的有效空間。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種新型結構的大抽速吸氣劑泵，該吸氣泵使用安全便捷，適用于各類真空設備內部真空度的有效提高或長期無源維持。

為實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

一種新型結構的大抽速吸氣劑泵，該吸氣劑泵包括泵體和數個吸氣功能模塊，該泵體的上端為泵口，下端為帶有絕緣電極的金屬盲板，數個吸氣功能模塊通過金屬支架固定在金屬盲板上；每個吸氣功能模塊由若干個吸氣劑元件和一個金屬框架組成，若干個吸氣劑元件并列固定在該金屬框架上；若干個吸氣劑元件的加熱電極通過并聯的方式與金屬盲板上的絕緣電極連接。

本發(fā)明的吸氣劑泵采用專門設計的吸氣劑元件作為吸氣功能部件。該吸氣劑元件由高溫共燒陶瓷加熱片和貼合在該加熱片表面的吸氣材料構成。其中高溫共燒陶瓷加熱片作為加熱體，其制備方法為：直接在氧化鋁或氮化鋁陶瓷生坯上印刷電阻漿料，然后在1600℃以上的高溫下烘燒，再經電極、引線處理后即得。所述吸氣材料通過絲網印刷、燒結的方法或者采用機械固定的方式貼合在加熱片的表面。該吸氣劑元件依靠熱傳導的方式使吸氣劑材料激活。

在本發(fā)明中，由于氧化鋁或氮化鋁為絕緣材料，避免了傳統內加熱式吸氣劑元件中熱絲發(fā)生短路的可能。同時，由于依靠熱傳導的方式加熱吸氣劑材料，陶瓷加熱片的工作溫度僅需達到吸氣劑材料的激活溫度即可，從而相比于使用加熱體輻射激活吸氣劑材料的傳統吸氣劑泵而言，可以顯著降低吸氣泵泵體的溫度。

若干個吸氣劑元件采用機械固定的方式固定在金屬框架上。為保證吸氣效果，相鄰的兩個吸氣劑元件之間留有0.3mm～5mm寬的縫隙。

在本發(fā)明中，吸氣劑元件的長度為20mm～200mm，寬度為10mm～100mm，厚度為0.3mm～6.0mm，其中，加熱片的厚度為0.2mm～2mm，其余為吸氣材料的厚度。

在本發(fā)明中，位于泵體上端的泵口處設有法蘭，即吸氣劑泵的泵口為法蘭口。為避免吸氣劑泵在使用過程中由于振動、沖擊等因素導致吸氣劑材料掉粉，從而影響真空系統的安全，在泵口處焊接一層金屬過濾網。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明的吸氣劑泵采用專門設計的吸氣劑元件，該吸氣劑元件采用內加熱結構，整體呈薄片狀，可以充分增大吸氣劑材料的有效工作面積，以保證獲得足夠大的吸氣速率和吸氣總量。同時，由于加熱體集成于該吸氣劑元件內部，極大地提高了吸氣劑激活過程中的加熱效率，實現了整泵的低功率和高效率。