一种利用电加热激活的非蒸散型吸附泵的制作方法

本发明涉及一种非蒸散型吸附泵，属于真空获得与维持领域。

背景技术：

某真空系统要求提供高能离子束流传输路径中的高真空条件，以减少束流损失。该系统现采用内置式液氮低温冷凝泵抽除大量水蒸汽，以实现所要求的真空度，但在试验过程中发现，当高能离子束流工作时，由于高热和电离作用会产生大量气体，特别是氢气，无法维持原有的真空度。调研发现，非蒸散型吸气剂是解决瞬时大量气体，特别是氢气的有效途径，但是市面上现有的非蒸散型吸气剂多制作成安装在加热管上的吸气片结构，一般多块吸气片为一组形成商业化的吸附泵腔体，封装在真空室中，安装时需要额外的安装空间，有效抽气区域无法直接安装在需要抽空的部位，无法与现有的低温冷凝泵耦合安装。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用电加热激活的非蒸散型吸附泵，所述吸附泵可以与其他类型的高真空泵(如低温泵)组成复合泵，并采用内置安装的方式与待抽空部件耦合在一起，维持工作器件的局部高真空需求，且安装体积小，抽气效率高；并可实现吸附泵的任意位置安装，无额外的真空密封要求。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种利用电加热激活的非蒸散型吸附泵，所述吸附泵主要包括吸附单元、加热器和安装接口；

其中，所述吸附单元由吸附带和附着在吸附带上的吸附材料组成；所述安装接口为真空密封的中空结构，其腔体中设有电连接器；

所述吸附单元与所述加热器间隔布置，且所述吸附单元与所述加热器相抵触；所述加热器的加热元件与所述安装接口中的电连接器通过电连接。

进一步的，所述吸附泵还包括支撑组件，所述支撑组件由隔热环、支撑环、上支撑肋和下支撑肋组成；其中，所述上支撑肋和下支撑肋上加工有与所述吸附单元和所述加热器相适应的安装孔；

所述隔热环固接在所述支撑环的内壁上；所述上支撑肋和下支撑肋沿所述隔热环的径向均匀布置，且所述上支撑肋和下支撑肋的一端与所述支撑环固接，另一端将所述吸附单元与所述加热器夹紧后通过紧固件固接。

更进一步的，所述隔热环的材质为玻璃钢。

进一步的，所述加热器由内至外依次为加热元件、绝缘材料和加热管。

更进一步的，所述加热元件为镍铬丝；所述绝缘材料为氧化镁粉；所述加热管的材质为不锈钢。

进一步的，所述吸附材料为多孔结构的锆基非蒸散型吸气合金。

进一步的，所述电连接器采用陶瓷封装。

进一步的，所述安装接口的腔壁上还设有抽空嘴。

更进一步的，所述抽空嘴的材质为无氧铜。

有益效果

(1)本发明所述吸附泵的中，间隔布置的吸附单元与加热器可是吸附材料与加热管充分接触，达到所需激活温度时间短，加热功耗低、效率高。

(2)本发明所述吸附泵的中，安装接口设计为真空密封腔，可以无额外的真空密封要求，且吸附泵安装体积小，可与其他类型的高真空泵(如低温泵)组成复合泵，采用内置安装的方式与待抽空部件耦合在一起，维持工作器件的局部高真空需求，并可实现吸附泵的任意位置安装。

(3)本发明所述吸附泵的支撑组件一方面可按照设计形状固定吸附单元和加热器，另一方面，可通过所述支撑组件实现吸附泵与待抽部件的安装。

(4)本发明所述吸附泵的支撑组件中隔热环采用玻璃钢材料制作，可有效隔离吸附泵加热激活过程中吸附泵产生的高温，保护待抽部件。

(5)本发明所述吸附泵在所述加热管内填充氧化镁粉可实现电绝缘；电源引线和真空密封腔之间采用陶瓷封装的电连接器实现电绝源；采用无氧铜材料制作抽空嘴，真空密封腔抽空完成后采用冷剪的方式实现真空密封；可防止吸附泵加热激活过程中，由于温度升高导致的镍铬丝和氧化镁粉出气效应，造成被抽真空密封腔的真空破坏，从而有效保证吸附泵的工作效率。

(6)本发明所述吸附泵对气体的具有可持续性，在吸附材料激活后，当发现抽速能力明显下降时，可以通过再次开展加热激活工作使吸附泵具有吸附能力。

附图说明

图1为本发明所述吸附泵的结构示意图；

图2为本发明所述吸附泵A-A方向的剖视图；

图3为本发明所述吸附泵的俯视图；

其中，1-电源引线；2-抽空嘴；3-电连接器；4-安装接口；5-加热元件；6-绝缘材料；7-紧固件；8-加热管；9-吸附带；10-上支撑肋；11-下支撑肋；12-隔热环；13-支撑环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来详述本发明，但不限于此。

实施例1

如图1～3所示，一种利用电加热激活的非蒸散型吸附泵，所述吸附泵主要包括吸附单元、加热器和安装接口4；

其中，所述吸附单元由吸附带9和附着在吸附带9上的吸附材料组成；所述安装接口4为真空密封的中空结构，其腔体中设有电连接器3；

所述吸附单元与所述加热器间隔布置，且所述吸附单元与所述加热器相抵触；所述加热器的加热元件5与所述安装接口4中的电连接器3通过电连接。

进一步的，所述吸附泵还包括支撑组件，所述支撑组件隔热环12、支撑环13、上支撑肋10和下支撑肋11组成；其中，所述上支撑肋10和下支撑肋11上加工有与所述吸附单元和所述加热器相适应的安装孔；

所述隔热环12固接在所述支撑环13的内壁上；所述上支撑肋10和下支撑肋11沿所述隔热环12的径向均匀布置，且所述上支撑肋10和下支撑肋11的一端与所述支撑环13固接，另一端将所述吸附单元与所述加热器夹紧后通过紧固件7固接。

其中，所述隔热环12的材质为玻璃钢。

所述加热器由内之外依次为加镍铬丝、氧化镁粉和不锈钢加热管8。

所述吸附材料为多孔结构的锆基非蒸散型吸气合金。

所述电连接器3采用陶瓷封装。

所述安装接口4的腔壁上还设有无氧铜抽空嘴2。

工作原理：

将所述吸附泵与待抽空部件耦合在一起，将耦合好的吸附泵安装到真空试验系统中，并将吸附泵的电源引线1连接到真空试验系统中的控制电源中；在吸附带9的表面安装测温传感器，并连接到真空试验系统的测量单元中；启动辅助高真空系统对真空试验系统进行抽真空，当真空试验系统的内部压力小于1×10^-2Pa后，将外部电源与电连接器3上的电源引线1连接，启动电源，加热器上的加热元件5在电流的作用下产生热量，并将产生的热量通过加热管8传递给与其相抵触的吸附带9单元；吸附带9表面在400～450℃激活温度下保温30min以上，其上的吸附材料被激活，所述吸附泵处于工作状态，关闭加热器电源，使吸附带9自然冷却至环境温度，此时吸附泵具有抽气能力，对待抽空部件进行抽真空，抽真空过程中产生的大量气体，特别是活性气体(如氢气)被吸附材料吸附，从而达到维持待抽真空部件的真空室压力不变。

真空试验系统暴露大气环境或真空器件工作过程中发现吸附泵抽气能力明显下降时，可对吸附泵进行再次加热激活。

本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。