[發明專利]大型中、高真空抽氣機組及其抽氣工藝

無效

• 申請號: 201410043412.3
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103758733A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 儲繼國
• 申請（專利權）人: 儲繼國
• 主分類號: F04B41/06
• 分類號: F04B41/06;F04B37/14;C23C14/56
• 代理公司: 廣東國欣律師事務所 44221
• 代理人: 姜勝攀

技術領域

本發明屬于真空鍍膜技術領域，尤其涉及一種大型中、高真空抽氣機組及其抽氣工藝。

背景技術

傳統大型中、高真空抽氣機組采用擴散泵+羅茨泵+粗抽泵機組（簡稱擴散泵機組）抽氣，其存在如下缺點：

1．能耗高。擴散泵、羅茨泵都是高能耗泵，一臺有效抽速1萬L/s的擴散泵機組，標稱能耗超過40kW，年耗電超過30萬度。

2.?擴散泵利用油蒸汽射流抽氣，油蒸汽污染嚴重，影響真空產品的質量。

3.?擴散泵啟動時間長（約60min），抽氣利用率低，并且進一步增加了抽氣能耗。

上述缺點是當今大型中、高真空設備亟待解決，但一直未能攻克的難題。

近年來，多項專利，例如

專利號：ZL?201010100309.X（大型中、高真空抽氣機組）

專利號：201210170072.1（一種抽氣系統及工藝）

專利號：201310241954.7（真空爐抽氣系統及其抽氣工藝）

專利號：201310242244.6（蒸發鍍膜設備及其抽氣工藝）

專利號：201310241939.2（等離子體鍍膜設備及其抽氣工藝）

專利號：2013106902616（并聯環流泵、組合環流泵、復合環流泵及其抽氣機組）

提出了由牽引分子泵+化學吸附泵組成的多種新型抽氣機組，在中真空和高真空區段獲得了相當不錯的抽氣能力，但在中、高真空的交接（幾Pa~10^-2Pa）區段，抽速偏低，影響了抽氣機組的整體性能，限制了這些機組的推廣應用。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種大型中、高真空抽氣機組，該抽氣機組能顯著提高幾Pa~10^-2Pa區段的抽速，降低抽氣能耗，消除油蒸汽污染，提高真空產品質量。

本發明是這樣實現的，一種大型中、高真空抽氣機組，包括真空室，所述真空室分別與一粗抽泵、一牽引分子泵、一深冷水汽泵和一化學吸附泵連接，所述牽引分子泵的排氣口與一前級泵連接。?

具體地，所述真空室和粗抽泵之間設有一第一真空閥，所述真空室和牽引分子泵之間設有一第二真空閥，所述真空室和深冷水汽泵之間設有一第三真空閥，所述真空室和化學吸附泵之間設有一第四真空閥，所述牽引分子泵的排氣口和前級泵之間設有一第五真空閥。

為了清晰地了解本發明的優點，以下將本發明的抽氣機組與尺寸大體相同的傳統擴散泵機組的抽速（已扣除擋油阱的損耗）作比較。

粗抽區段：本發明與傳統抽氣機組相同，均由粗抽泵抽氣；

中真空階段：傳統抽氣機組由羅茨泵抽氣，其平均抽速較低，約1,000?L/s，而且，抽速隨壓強降低顯著下降，與真空設備的要求“壓強越低，要求抽速越高”正好相反，因此，抽氣效率較低；本發明的抽氣機組采用牽引分子泵抽氣，牽引分子泵在本區段的平均抽速約1,500?L/s，高出羅茨泵50%，加上抽速隨壓強降低迅速增大，與真空設備的要求相符，實際抽氣效率顯著優于羅茨泵。

中、高真空交接區段：該區段中，真空設備的氣體負載主要來自真空室內壁以及工件表面吸附氣體的解吸，氣體總量較大（其中水蒸汽約90%）。該區段，傳統抽氣機組由擴散泵抽氣，該區段壓強大部分超過0.1Pa（擴散泵正常運行的最高壓強），因此，抽氣效率低下，平均抽速不到10,000?L/s，成為當今真空獲得技術中的一大瓶頸。本發明的抽氣機組采用深冷水汽泵和牽引分子泵并聯抽氣，其中牽引分子泵抽速為3,000L/s，深冷水汽泵（冷凝面面積約0.2m²）對可凝氣體的抽速為20,000L/s，深冷水汽泵和牽引分子泵并聯的抽速，約為擴散泵機組的2倍。

高真空階段：傳統抽氣機組由擴散泵抽氣，抽速約15,000L/s；本發明的抽氣機組采用化學吸附泵、深冷水汽泵和牽引分子泵并聯抽氣。其中牽引分子泵抽速為3,000L/s，深冷水汽泵對可凝氣體的抽速為20,000L/s，但本區段普遍采用烘烤除氣工藝，可凝氣體比率約為10%，因此，深冷水汽泵的有效抽速僅為2,000L/s；然而，化學吸附泵利用化學反應抽氣，抽除氣體分子數總量恒定，因此，壓強越低，單位體積中的分子數少，抽速就越大，在本區段的抽速可達20,000L/s，牽引分子泵、深冷水汽泵和化學吸附泵并聯，合計抽速約為擴散泵機組的1.6倍。

本發明的抽氣機組的優化抽氣工藝如下：

（1）粗抽階段（10⁵Pa~幾百Pa）：由粗抽泵抽氣；?