一种高效防湍流抽真空系统的制作方法

1.本实用新型涉及抽真空系统，具体涉及一种能够高效率进行抽真空的装置，且使用该装置进行抽真空操作时能够防止湍流的产生。


背景技术：

2.传统工业用抽真空系统一般不设置细抽管或只设置一根细抽管。以晶体生长炉为例，如果没有细抽管，直接开启粗抽管的阀门时，由于炉腔内外压差过大，单位时间气体抽量大，炉腔内会瞬间形成气体湍流，冲击炉腔内部件，导致坩埚内原料或掺杂物质会被湍流带出坩埚，而炉腔内杂质却可能会被带入坩埚，破坏原有的工艺设计，影响晶体生长的质量，情况严重时还会损坏设备。
3.为了解决上述问题，在抽真空系统与炉腔之间安装一根细抽管，但会带来另外一个弊端：粗抽管道阀门的开启对腔体真空度要求的真空度高，以真空连成计为例，需要达到左右表示数均为-102kpa时，才能开启粗抽管道阀门，要达到这个真空度，一根细抽管的抽吸效率是很低的，尤其当需要生长大尺寸晶体时，炉膛的尺寸较大，细抽步骤完成的时间很长，这就降低了生产的时效性。此外，单一细抽管基本都需要手动开启/关闭阀门，增加了工作人员的操作量。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种高效防湍流抽真空系统，能够快速高效地完成容器抽真空的同时防止容器中产生湍流。
5.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
6.一种高效防湍流抽真空系统，包括：真空泵，粗抽阀，所述粗抽阀与待抽真空的腔体通过粗抽管连接，所述粗抽阀与所述真空泵通过第一管路连接，靠近所述腔体安装与所述粗抽管连通的真空连成计，若干细抽管将所述粗抽管和所述第一管路连通，每根所述细抽管上安装控制阀；其中，所述真空连成计用于监测所述腔体压力，所述细抽管直径小于所述粗抽管直径。
7.进一步，所有所述控制阀依次开启，与所述控制阀开启顺序对应的所述细抽管直径逐渐增大。
8.进一步，所述高效防湍流抽真空系统还包括连成计控制器，所述连成计控制器分别与所述真空连成计和所有所述控制阀电连接，其中，所述控制阀为真空电磁阀；所述连成计控制器用于根据所述真空连成计反馈的压力值控制所述控制阀开启或关闭。
9.进一步，所述高效防湍流抽真空系统还包括：高真空设备和高真空阀；所述粗抽阀为三通阀，所述三通阀的第一接口和第二接口分别与所述第一管路和所述粗抽管连接，所述三通阀第三接口与所述高真空设备通过第二管路连接，所述高真空设备与所述粗抽管通过高真空抽管连接，所述高真空抽管上安装所述高真空阀。
10.进一步，所述高效防湍流抽真空系统还包括过滤器，所述过滤器安装在所述细抽
管和所述第一管路连接端与所述真空泵之间。
11.本实用新型的高效防湍流抽真空系统，设置与粗抽管连通的若干细抽管，先开启细抽管上的控制阀，使用真空泵通过直径较小的细抽管抽吸待抽真空腔体中的气体，防止在腔体中形成湍流，设置的多根细抽管能够增加抽气效率；当腔体内气压达到可采用粗抽管抽真空的临界值时，关闭细抽管上的控制阀，开启粗抽阀，采用粗抽管对腔体抽真空，防止腔体中形成湍流的同时，充分利用粗抽管进行抽真空，保证腔体的抽真空效率。
附图说明
12.图1为本实用新型示例提供的高效防湍流抽真空系统结构组成示意图；
13.图中：
14.1—真空机械泵；1-1—排气口；2—粗抽阀；3—粗抽管；4—第一管路；5—真空连成计；6—第一细抽管；7—第二细抽管；8—第三细抽管；9—第一控制阀；10—第二控制阀；11—第三控制阀；12—连成计控制器；13—高真空设备；14—高真空阀；15二第二管路；16—高真空抽管；17—过滤器；18—腔体；18-1—原料；18-2—杂质颗粒；18-3—盖板。
具体实施方式
15.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的方案，下面结合本实用新型示例中的附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例仅仅是本实用新型的一部分示例，而不是全部的示例。基于本实用新型中的示例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施方式都应当属于本实用新型保护的范围。
16.在本实用新型的描述中，术语“粗抽管”是指原有抽真空系统中带有的较大直径的抽真空管，其能够提供足够的抽气量，以便快速使炉腔等待抽真空容器的腔体压力值达到预定的真空状态。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区别类似的对象，应该理解这样的使用在适当情况下可以互换。
17.传统的工业用抽真空系统，没有使用或者只设计了一根细抽管。直接使用粗抽管抽真空时会影响产品的生产工艺，即使不影响某些工业产品的生产工艺，腔体内气体湍流的出现也会对零部件产生冲击，在晶体生长炉中，腔体内的气体湍流会导致坩埚内原料（尤其是粉料）被气流带出，而杂质也很可能进入坩埚中污染原料。若只使用一根细抽管先抽腔体，可避免这种情况，但是效率低下。
18.为了解决上述问题，本实施方式提供了一种高效防湍流抽真空系统，包括：真空机械泵1，粗抽阀2，粗抽阀2与待抽真空的腔体18通过粗抽管3连接，粗抽阀2与真空泵1通过第一管路4连接，靠近腔体18安装与粗抽管3连通的真空连成计5，若干细抽管将粗抽管3和第一管路4连通，每根细抽管上安装控制阀；其中，真空连成计5用于监测腔体18压力，细抽管直径小于粗抽管3直径。
19.第一管路4与细抽管采用波纹管连通，细抽管与直径较大的粗抽管3采用细钢管连通。
20.本示例的高效防湍流抽真空系统，设置与粗抽管3连通的若干细抽管，先开启细抽管上的控制阀，使用真空泵通过直径较小的细抽管抽真空，防止在待抽真空的腔体18中形
成湍流，设置的多根细抽管能够增加抽气效率；当腔体内气压达到可采用粗抽管3抽真空的临界值时，关闭细抽管上的控制阀，开启粗抽阀2，采用粗抽管3对腔体18抽真空，防止腔体中形成湍流的同时，充分利用粗抽管3进行抽真空，保证腔体18的抽真空效率。
21.具体地，本实施方式以晶体生产炉的抽真空工艺为例介绍本示例的高效防湍流抽真空系统，参见图1，该系统设置3根细抽管，即第一细抽管6、第二细抽管7和第三细抽管8，在该3根细抽管上分别安装第一控制阀9、第二控制阀10和第三控制阀11，第一控制阀9、第二控制阀10和第三控制阀11分别用于控制第一细抽管6、第二细抽管7和第三细抽管8的开启。晶体生产炉的腔体18内设置原料18-1，盖板18-3及位于盖板18-3上的杂质颗粒18-2。图中的箭头方向为气流方向。
22.在本示例中，第一控制阀9、第二控制阀10和第三控制阀11依次开启，当真空泵1开启一段时间后，打开第一控制阀9，采用第一细抽管6抽取腔体18中的气体，当腔体18内气压达到预设值a（例如-30kpa）时，打开细抽管2上的第二控制阀10，此时真空泵1通过第一细抽管6和第二细抽管7同时抽吸腔体18中的气体，当腔体18内气压达到预设值b（例如-50kpa）时，打开第三控制阀11，此时真空泵1通过第一细抽管6、第二细抽管7和第三细抽管8同时抽吸腔体18中的气体。其中，腔体18内气压可以通过真空连成计5测出，本领域技术人员可以通过试验获取预设值a和预设值b，预设值a和预设值b的获取条件为开启下一根细抽管时不会在腔体18内形成湍流。在采用粗抽管3抽气之前，依次使用三根细抽管抽气，使得抽真空的效率比一直只有一根细抽管时大大提高，减少了腔体真空度达到开启粗抽条件的时间，增加了生产的时效性。
23.优选地，与第一控制阀9、第二控制阀10和第三控制阀11开启顺序对应的第一细抽管6、第二细抽管7和第三细抽管8直径逐渐增大，以便能够进一步提升使用粗抽管3抽吸前的抽气效率。
24.在其他实施方式中，所有细抽管的直径也可以是一致的。
25.本示例的高效防湍流抽真空系统还包括连成计控制器12，连成计控制器12分别与真空连成计5和第一控制阀9、第二控制阀10、第三控制阀11电连接，其中，第一控制阀9、第二控制阀10和第三控制阀11均为真空电磁阀；连成计控制器12用于根据真空连成计5反馈的压力值控制第一控制阀9、第二控制阀10、第三控制阀11依次开启。连成计控制器12与真空连成计5之间连接有电源线和信号线。
26.真空泵1开启一段时间（可以是10s）后，连成计控制器12控制第一控制阀9开启，采用第一细抽管6抽吸腔体18中的气体，当连成计控制器12接收到真空连成计5反馈的压力值为预设值a，控制第二控制阀10开启，采用第一细抽管6和第二细抽管7同时抽吸腔体18中的气体，当连成计控制器12接收到真空连成计5反馈的压力值为预设值b时，控制第三控制阀11开启，采用第一细抽管6、第二细抽管7和第三细抽管8同时抽吸腔体18中的气体。当腔体内18气压达到可使用粗抽管3抽吸的临界值时，连成计控制器12控制第一控制阀9、第二控制阀10和第三控制阀11关闭，同时，开启粗抽阀2，使用空气泵1通过粗抽管3抽吸腔体18中的气体。
27.本示例的高效防湍流抽真空系统还包括：高真空设备13和高真空阀14；粗抽阀2为三通阀，三通阀的第一接口和第二接口分别与第一管路4和粗抽管3连接，三通阀第三接口与高真空设备13通过第二管路15连接，高真空设备13与粗抽管3通过高真空抽管16连接，高
真空抽管16上安装高真空阀14。
28.当腔体18需要达到更高的真空度时，采用粗抽管3完成粗抽后，连成计控制器12可以控制高真空阀14开启，采用高真空设备13完成抽高真空作业。
29.本示例的高效防湍流抽真空系统还包括过滤器17，过滤器安装在细抽管和第一管路4连接端与真空泵1之间。真空泵17用于过滤抽气气体中的杂质。
30.本示例的高效防湍流抽真空系统采用三根细抽管的设计兼顾了真空时效与成本因素，为了达到最高真空时效在其他实施方式中也可以再适当增加细抽管数量，并且根据细抽管上控制阀的开启顺序递增细抽管的管径。
31.最后，可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。