本發(fā)明創(chuàng)造屬于真空技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種內(nèi)置加熱器超大抽速吸氣劑泵。

背景技術(shù)：
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現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)密閉空間進(jìn)行抽真空處理是采用機(jī)械泵、分子泵、離子濺射泵、鈦生化泵等來(lái)完成。經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證，前述方式都是動(dòng)態(tài)抽真空和維持真空，在對(duì)高真空度要求的產(chǎn)品(例如，大功率微波管、行波管、波導(dǎo)管、粒子加速器、中子發(fā)生器、核科學(xué)及應(yīng)用，真空排氣臺(tái)、超高真空系統(tǒng)、惰性氣體純化、氫及氫同位素的儲(chǔ)存及釋放，真空反應(yīng)爐等的真空系統(tǒng)中)中僅采用動(dòng)態(tài)抽真空和維持真空是無(wú)法滿足要求的，需要一種大抽速的吸氣劑泵提高真空系統(tǒng)的極限真空并靜態(tài)維持真空。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明創(chuàng)造提出一種內(nèi)置加熱器的超大抽速吸氣劑泵。

一種超高真空吸氣劑泵，包括吸氣劑片、電加熱器和結(jié)構(gòu)連接件；所述電加熱器設(shè)有封閉的殼體；所述吸氣劑片直接連接在電加熱器的殼體外壁上，或者，吸氣劑片通過(guò)導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)連接在電加熱器的殼體外壁上；吸氣劑片有多個(gè)，各個(gè)吸氣劑片相互平行，且兩兩之間留有間隙；

所述連接結(jié)構(gòu)包括真空法蘭；真空法蘭的中間位置開(kāi)有通孔，所述電加熱器的尾端自真空法蘭的一側(cè)面穿過(guò)該通孔，并且，電加熱器的殼體外壁與該通孔內(nèi)壁焊接密封；在真空法蘭的另一側(cè)面設(shè)有電連接器，電連接器的接線端子與電加熱器的引線連接。

所述真空法蘭是標(biāo)準(zhǔn)CF真空刀口紫銅密封法蘭，或者是標(biāo)準(zhǔn)KF快接頭法蘭，或者是標(biāo)準(zhǔn)ISO氟橡膠圈密封法蘭。

所述真空法蘭是KF快接頭法蘭或ISO氟橡膠密封圈密封法蘭，真空法蘭內(nèi)部設(shè)有用于冷卻密封圈(例如氟橡膠密封圈)的冷卻水循環(huán)槽。

所述電加熱器是不銹鋼單頭電加熱桿；所述電加熱桿內(nèi)置有熱偶測(cè)溫線；電加熱桿的加溫上限為650攝氏度；電加熱桿焊接在真空法蘭上。

載有吸氣劑片的電加熱器外罩有濾筒，防止脫落的吸氣劑片粉末顆粒掉入真空系統(tǒng)中。

吸氣劑片與電加熱器的連接結(jié)構(gòu)為：

電加熱器的殼體為圓柱形狀；在殼體的首端連接有螺桿，螺桿的外徑不大于殼體的外徑；在螺桿上可拆卸旋有螺母；

各個(gè)吸氣劑片通過(guò)自身開(kāi)設(shè)的孔套裝在殼體上，相鄰吸氣劑片之間隔有墊片；

所述墊片是陶瓷材質(zhì)墊片、金屬材質(zhì)墊片(如不銹鋼墊片、鉬墊片或鈦墊片等)或金屬合金材質(zhì)墊片。

所述吸氣劑片為環(huán)狀的多孔燒結(jié)型吸氣劑片；吸氣劑片的厚度為1.5mm～2.5mm。

吸氣劑片尺寸包括：內(nèi)孔徑為6mm、外徑為23mm、厚度為1.5mm；或者內(nèi)孔徑為10mm、外徑為30mm、厚度為1.5mm。

所述電連接器是卡口連接方式或螺紋連接方式(例如航空插頭)；電連接器的外殼是不銹鋼材質(zhì)；所述電連接器通過(guò)支座連接在法蘭上。

上述真空泵可以多次激活使用。

一種超高真空大抽速吸氣劑泵，包括上述的超高真空吸氣劑泵，超高真空吸氣劑泵的數(shù)量是至少2個(gè)；

各個(gè)超真空吸氣劑泵并列連接，且它們的電加熱器共用同一真空法蘭和同一電連接器；

還包括金屬外殼；金屬外殼的一端開(kāi)口，該開(kāi)口端焊接有真空法蘭；金屬外殼上的真空法蘭與超高真空吸氣劑泵上的真空法蘭緊密連接；

所述金屬外殼的側(cè)壁上開(kāi)有連接口，該連接口的向外延長(zhǎng)段上設(shè)有法蘭接口。

金屬外殼側(cè)壁上的連接口處設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)；金屬外殼上的真空法蘭與超高真空吸氣劑泵上的真空法蘭之間連接有紫銅密封圈。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本吸氣劑泵操作簡(jiǎn)便、安全、抽速大。本吸氣劑泵是靜態(tài)泵，在工作時(shí)，具備自帶加熱系統(tǒng)烘烤激活，吸氣速率大、吸附容量高、不產(chǎn)生油、無(wú)振動(dòng)、無(wú)磁場(chǎng)干擾、耐沖擊震動(dòng)等特點(diǎn)。對(duì)多種活性氣體諸如：H2及氫同位素、CO、O2、CO2、N2、CH4、H2O等活性氣體都有較大的抽速。在工作時(shí)，主要用于真空技術(shù)領(lǐng)域：大功率微波管、行波管、波導(dǎo)管、粒子加速器、中子發(fā)生器、核科學(xué)及應(yīng)用，真空排氣臺(tái)、超高真空系統(tǒng)、惰性氣體純化、氫及氫同位素的儲(chǔ)存及釋放，真空反應(yīng)爐等各種技術(shù)領(lǐng)域，通過(guò)吸氣劑泵的使用，可以提高真空系統(tǒng)的真空度，靜態(tài)維持系統(tǒng)的真空度，創(chuàng)造良好的真空環(huán)境，保證各種真空光電器件的可靠性及使用壽命，吸氣劑泵還可以在抽速下降時(shí)，通電再激活使用，且可以多次激活再使用。

附圖說(shuō)明：

圖1是超高真空吸氣劑泵(單根電加熱器吸氣劑泵)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是超高真空大抽速吸氣劑泵(多根電加熱器吸氣劑泵)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1：電加熱桿；2：吸氣劑片；3：金屬外殼；4：真空法蘭；5：電連接器；6：墊片；7：螺母；8：支座；9：不銹鋼螺栓螺母；10：紫銅密封圈；11：法蘭接口；12：過(guò)濾網(wǎng)；13濾筒。

具體實(shí)施方式：

如圖1，一種超高真空吸氣劑泵，包括吸氣劑片、電加熱器和結(jié)構(gòu)連接件；所述電加熱器設(shè)有封閉的殼體；所述吸氣劑片直接連接在電加熱器的殼體外壁上，或者，吸氣劑片通過(guò)導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)連接在電加熱器的殼體外壁上；吸氣劑片有多個(gè)，各個(gè)吸氣劑片相互平行，且兩兩之間留有間隙；

所述連接結(jié)構(gòu)包括真空法蘭；真空法蘭的中間位置開(kāi)有通孔，所述電加熱器的尾端自真空法蘭的一側(cè)面穿過(guò)該通孔，并且，電加熱器的殼體外壁與該通孔內(nèi)壁焊接密封；在真空法蘭的另一側(cè)面設(shè)有電連接器，電連接器的接線端子與電加熱器的引線連接。

所述真空法蘭是標(biāo)準(zhǔn)CF真空刀口紫銅密封法蘭，或者是標(biāo)準(zhǔn)KF快接頭法蘭，或者是標(biāo)準(zhǔn)ISO氟橡膠圈密封法蘭。

所述真空法蘭是KF快接頭法蘭或ISO氟橡膠密封圈密封法蘭，真空法蘭內(nèi) 部設(shè)有用于冷卻密封圈(例如氟橡膠密封圈)的冷卻水循環(huán)槽。

所述電加熱器是不銹鋼單頭電加熱桿；所述電加熱桿內(nèi)置有熱偶測(cè)溫線；電加熱桿的加溫上限為650攝氏度；電加熱桿焊接在真空法蘭上。

載有吸氣劑片的電加熱器外罩有濾筒，防止脫落的吸氣劑片粉末顆粒掉入真空系統(tǒng)中。

吸氣劑片與電加熱器的連接結(jié)構(gòu)為：

電加熱器的殼體為圓柱形狀；在殼體的首端連接有螺桿，螺桿的外徑不大于殼體的外徑；在螺桿上可拆卸旋有螺母；

各個(gè)吸氣劑片通過(guò)自身開(kāi)設(shè)的孔套裝在殼體上，相鄰吸氣劑片之間隔有墊片；所述墊片是陶瓷材質(zhì)墊片、金屬材質(zhì)墊片(如不銹鋼墊片、鉬墊片或鈦墊片等)或金屬合金材質(zhì)墊片。

所述吸氣劑片為環(huán)狀的多孔燒結(jié)型吸氣劑片；吸氣劑片的厚度為1.5mm～2.5mm。具體來(lái)說(shuō)，吸氣劑片尺寸包括：內(nèi)孔徑為6mm、外徑為23mm、厚度為1.5mm；或者內(nèi)孔徑為10mm、外徑為30mm、厚度為1.5mm。

所述電連接器是卡口連接方式或螺紋連接方式(例如航空插頭)；電連接器的外殼是不銹鋼材質(zhì)；所述電連接器通過(guò)支座連接在法蘭上。

如圖2，一種超高真空大抽速吸氣劑泵，包括上述的超高真空吸氣劑泵，超高真空吸氣劑泵的數(shù)量是至少2個(gè)；各個(gè)超真空吸氣劑泵并列連接，且它們的電加熱器共用同一真空法蘭和同一電連接器；還包括金屬外殼；金屬外殼的一端開(kāi)口，該開(kāi)口端焊接有真空法蘭；金屬外殼上的真空法蘭與超高真空吸氣劑泵上的真空法蘭緊密連接；所述金屬外殼的側(cè)壁上開(kāi)有連接口，該連接口的向外延長(zhǎng)段(圖2中顯示為一管體)上設(shè)有法蘭接口。

金屬外殼側(cè)壁上的連接口處設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)；金屬外殼上的真空法蘭與超高真空吸氣劑泵上的真空法蘭之間連接有紫銅密封圈。

這種吸氣劑泵是將帶有自動(dòng)測(cè)溫裝置的電加熱桿焊接在真空法蘭上，然后將環(huán)狀吸氣劑片安裝串聯(lián)在電加熱桿上，通過(guò)外部溫度控制器連接電連接器控制加熱桿溫度，從而通過(guò)加熱烘烤的方式激活吸氣劑泵。這種吸氣劑泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，安裝使用方便，可以根據(jù)不同的抽速需求，安裝多組電加熱器吸氣劑片組件。另外這種吸氣劑泵采用內(nèi)加熱方式激活，加熱均勻，可以適合不同激活溫度的吸氣劑片的激活使用。

具體到本例的實(shí)現(xiàn)中：

1：電加熱桿：該加熱桿為內(nèi)置熱偶測(cè)溫線的不銹鋼單頭電加熱桿，可即時(shí)測(cè)得加熱桿上的溫度，從而通過(guò)外部溫控系統(tǒng)精確控制吸氣劑的烘烤激活溫度。加熱桿的另一端需焊接有6-10mm長(zhǎng)的螺桿，通過(guò)螺母可以將吸氣劑片固定在加熱桿上。該加熱桿加溫范圍：常溫～650攝氏度，可以激活不同種激活溫度的吸氣劑片。該加熱桿無(wú)須在真空系統(tǒng)中另外封接電極連接熱偶及測(cè)溫系統(tǒng)，且加熱桿為直接焊接在真空法蘭上，減少了真空系統(tǒng)及法蘭的電極接頭，減少了真空系統(tǒng)漏率。還可根據(jù)抽速及安裝空間要求增長(zhǎng)或減短加熱桿長(zhǎng)度。

2：吸氣劑片：吸氣劑片為環(huán)狀的多孔燒結(jié)型吸氣劑片，采用的吸氣劑片尺寸一般為兩種：一種為內(nèi)孔6mm外徑23mm厚度1.5mm，一種為內(nèi)孔10mm外徑30mm厚度1.5mm具體的燒結(jié)片尺寸還可根據(jù)加熱桿的直徑及真空腔室的尺寸決定，要求串聯(lián)在電加熱器后吸氣劑泵外緣不能接觸到真空腔室或金屬外殼。吸氣劑片的厚度經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)得，在1.5mm-2.5mm之間是吸氣性能及機(jī)械強(qiáng)度的最佳結(jié)合點(diǎn)。不同種原料配比的吸氣劑片激活及工作溫度不同，以下配方的吸 氣劑激活溫度都在300℃-750℃之間

吸氣劑片原料配方(已有公知/專利技術(shù))：

A：84％～94％鋯粉、6％～16％石墨粉

B：36％～60％鋯粉、40％～64％鋯釩鐵合金粉

C：100％鈦粉

D：86％～92％鈦粉、8％～14％鉬粉

吸氣劑片制作工藝：通過(guò)由200目/英寸和400目/英寸的篩網(wǎng)過(guò)濾出200-400范圍內(nèi)的粉末，通過(guò)壓制及真空燒結(jié)工藝燒結(jié)成吸氣劑片。

3：金屬外殼：金屬外殼為不銹鋼材質(zhì)，壁厚一般為0.8～3mm，外殼尺寸可根據(jù)串聯(lián)有吸氣劑片的電加熱桿外尺寸決定。金屬外殼有兩個(gè)真空法蘭接口，兩個(gè)接口位置中心線成90°直角，一個(gè)接口為安裝焊接有電加熱桿的真空法蘭，另外一個(gè)接口為外安裝接口，在金屬外殼的側(cè)壁，主要用于安裝在需要吸氣劑泵的真空腔室上。真空法蘭一般采用標(biāo)準(zhǔn)CF真空刀口紫銅密封法蘭，標(biāo)準(zhǔn)KF快接頭法蘭、也可以使用標(biāo)準(zhǔn)ISO氟橡膠圈密封法蘭，但使用KF快接頭法蘭和ISO氟橡膠密封圈密封法蘭時(shí)因氟橡膠圈耐溫受限，法蘭內(nèi)部需要有冷卻水循環(huán)槽，用于通冷卻水冷卻氟橡膠密封圈。需接真空系統(tǒng)的法蘭接口，可焊接不銹鋼濾網(wǎng)，阻隔防止脫落的吸氣劑片粉末顆粒掉入真空系統(tǒng)中。

4：真空法蘭：真空法蘭一般采用標(biāo)準(zhǔn)CF真空刀口紫銅密封法蘭，標(biāo)準(zhǔn)KF快接頭法蘭、也可以使用標(biāo)準(zhǔn)ISO氟橡膠圈密封法蘭，材質(zhì)一般采用304、316等牌號(hào)的不銹鋼。真空法蘭上可焊接單根或多根電加熱器用于串聯(lián)吸氣劑片，焊接多根電加熱器時(shí)，法蘭規(guī)格尺寸也隨之變大，真空法蘭上開(kāi)有盲螺孔，用于安裝電連接器支架。

5：電連接器：主要用于溫度控制器與吸氣劑泵的連接，采用電連接器方式可以快速連接和斷開(kāi)溫控器電源與吸氣劑泵的連接，牢固度好，耐沖擊振動(dòng)且可靠性高，不會(huì)產(chǎn)生斷線漏電等現(xiàn)象。可采用卡口或螺紋連接方式能夠快速連接，電連接器采用不銹鋼外殼，不銹鋼外殼需不銹鋼鈍化保護(hù)，絕緣體采用熱固性材料，封線體及密封圈采用硅橡膠材料，整體電連接器耐溫范圍-55℃～200℃，耐震動(dòng)頻率為10-2000HZ，加速度196m/s²，耐沖擊加速度能達(dá)980m/s²，機(jī)械壽命大于1000次，電連接器的插針數(shù)量及規(guī)格，由所有電加熱桿的整體功率和電極接頭及測(cè)溫線接頭數(shù)量決定。

6：墊片：墊片主要用于吸氣劑片之間的串聯(lián)，吸氣劑片不能夠緊密串聯(lián)貼合到一起，需要環(huán)狀超薄的墊片圈阻隔在兩個(gè)吸氣劑片之間，從而能夠讓吸氣劑片外露更大的吸氣表面積，增加吸氣劑的抽速及吸附容量。墊片可采用陶瓷、不銹鋼、鉬片、鈦、鈦合金等金屬或金屬合金材料的墊片或在真空中既耐高溫且放氣量小的材料，不能夠?qū)φ婵障到y(tǒng)造成污染。

實(shí)施步驟：首先將真空法蘭開(kāi)孔，放置電加熱桿，將電加熱桿有電極接頭的一端和真空法蘭焊接在一起。然后安裝電連接器，將電加熱桿的電極接頭及測(cè)溫線接頭焊接在電連接器測(cè)電極插頭上。然后將吸氣劑片及墊片串聯(lián)在電加熱器上，然后通過(guò)螺母旋擰在加熱桿端頭，固定好吸氣劑片。最后將金屬外殼安裝組裝起來(lái)。

擁有單根加熱器吸氣劑泵：對(duì)于安裝尺寸管徑≤25mm的真空腔室，可采用CF25、KF25、ISO25的真空標(biāo)準(zhǔn)法蘭，分別采用外徑5.8mm，長(zhǎng)度在6mm-1000mm的電加熱桿，采用的吸氣劑片分別為內(nèi)徑6mm、外徑23mm、厚度1.5-2.5mm 吸氣劑片；對(duì)于安裝尺寸大于25mm且小于等于40mm的真空腔室，可采用CF35、KF40、ISO40的真空標(biāo)準(zhǔn)法蘭，采用外徑9.8mm，長(zhǎng)度10-1000mm電加熱桿，采用吸氣劑片的尺寸為：內(nèi)徑10mm、外徑30mm、厚度1.5-2.5mm的吸氣劑片。

擁有多根加熱器吸氣劑泵：當(dāng)需要更大抽速的吸氣劑泵的時(shí)候，即可采用多根電加熱器安裝吸氣劑片組合成更大抽速的吸氣劑泵，一般加熱桿數(shù)量4-32根，加熱桿外徑9.8mm，加熱桿長(zhǎng)度10-1000mm，吸氣劑采用內(nèi)徑10mm外徑30mm吸氣劑片。

通過(guò)定容法對(duì)鋯-鋯釩鐵材料吸氣劑片進(jìn)行檢測(cè)，在450℃×10min激活，在常溫下測(cè)得吸氣劑片從測(cè)試開(kāi)始10分鐘后的吸氣速率為：0.89L/s，因此如采用單根加熱器，串聯(lián)有60片內(nèi)徑為10mm，外徑為30mm，厚度為1.5mm的吸氣劑片，擁有單根加熱器的吸氣劑泵的抽速為：950L/S,若采用四根電加熱器，則吸氣劑泵的抽速可達(dá)3800L/s.在實(shí)際制作時(shí)，增大法蘭，增加電加熱桿數(shù)量可提供更大抽速的吸氣劑泵。