真空装置及其排气方法与流程

本发明属于真空加工技术领域，更具体地说，是涉及一种真空装置及排气方法。

背景技术：

真空装置多用于零件处理中，如铜、铝等钎焊制品，以保障零件在加工的过程中，不受空气、杂质等干扰，使零件的加工在真空状态下进行。如真空加热炉，零件可在真空加热炉内进行淬火、退火、回火、烧结、加磁等，以满足生产需求。但是，目前市场上的真空装置，将其抽到高真空所需的时间较长，而且在批量生产的过程中，分子泵需要多次停机，以便于在停机时更换所需加工的零件。分子泵需要在达到一定真空度后才能启动，每次在更换零件后，需要重新对真空装置抽真空，达到分子泵所需的真空度，再启动真空泵。这样，导致批量生产时的生产周期较长。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种真空装置，以解决现有技术中存在的分子泵需要多次启停导致的生产周期较长的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种真空装置，包括：

工作腔室，用于加工零件，所述工作腔室连通有用于破除真空的排气阀；

初抽泵，所述初抽泵的吸气口与所述工作腔室连通；

辅助腔室，其与所述工作腔室连通，所述辅助腔室和所述工作腔室之间通过第一通道及第二通道连通，且所述初抽泵的吸气口设于所述第二通道上；

分子泵，所述分子泵的吸气口所述辅助腔室连通；

第一气阀，设于所述第一通道上，用于控制所述第一通道的开闭；

第二气阀，设于所述初抽泵的吸气口和所述工作腔室之间的第二通道上，用于控制所述初抽泵的吸气口和所述辅助腔室之间的通路；

第三气阀，设于所述初抽泵的吸气口和所述辅助腔室之间的第二通道上，用于控制所述工作腔室和所述初抽泵的吸气口之间的通路。

进一步地，还包括用于检测所述工作腔室的真空度的第一真空计，以及用于检测所述辅助腔室的真空度的第二真空计。

进一步地，所述工作腔室用于加热零件，所述工作腔室内设有加热器以及温度传感器。

进一步地，所述加热器环设于所述工作腔室的外周，所述加热器的外周设有防护罩，所述防护罩内设有冷却水管。

进一步地，所述工作腔室具有开口，所述开口处设有用于密封所述开口的防护门，所述防护门内设有冷却水环，所述真空装置还包括冷水机，所述冷水机与所述冷却水管及所述冷却水杯均连通。

进一步地，所述第一气阀为插板阀。

进一步地，所述排气阀为手动排气阀、气动排气阀或者两者的组合。

本发明的另一目的在于提供一种排气方法，采用上述的真空装置，包括以下步骤：

s10：通过控制系统开启初抽泵、分子泵以及第三气阀，排出辅助腔室内的空气；

s20：当辅助腔室内的真空度达到预设数值时，关闭第三气阀，开启第二气阀，排出工作腔室内的空气；

s30：当真空腔室内的真空度达到所述预设数值时，关闭第二气阀，开启第三气阀，开启第一气阀，同时排出工作腔室和辅助腔室内的空气使其真空度达到工作数值；

s40：加工工作腔室内的零件，且加工完毕后，关闭第一气阀及第二气阀，开启排气阀，破除工作腔室内的真空状态，更换零件并关闭排气阀；

s50：重复步骤s20至s40。

进一步地，工作腔室用于加热零件，工作腔室内设有加热器以及温度传感器；

在步骤s40中，温度传感器实时检测工作腔室内的温度并将其检测结果反馈至控制系统，并将该检测结果与标准温度实时对比，当检测结果组成的温度曲线在标准温度曲线允许的误差范围内，则零件加热完毕。

进一步地，在步骤s30中，当真空腔室内的真空度达到预设数值时，检测辅助腔室内的真空度是否达到所述预设数值：

若辅助腔室内的真空度是否达到所述预设数值时，则关闭第二气阀，开启第三气阀，开启第一气阀；

若辅助腔室内的真空度未达到预设数值时，则重复s20。

本发明提供的真空装置及排气方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明真空装置包括工作腔室和辅助腔室，零件放置于工作腔室中进行加工，工作腔室与初抽泵连通，辅助腔室与分子泵连通，辅助腔室和工作腔室之间通过第一通道及第二通道连通，第一气阀控制第一通道的开闭，第二气阀控制初抽泵和辅助腔室之间的通路，第三气阀控制工作腔室和辅助腔室之间的通路；在零件加工完毕后，更换下一个零件时，第一气阀、第二气阀关闭，将第一通道和第二通道断开，工作腔室和辅助腔室互不连通，并通过排气阀破除工作腔室的真空，辅助腔室的真空度保持不变，使得分子泵可以在此真空度下继续工作，避免分子泵停机造成的时间浪费，还能充分利用辅助腔室的真空度，缩短下一次抽真空所需的时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的真空装置的主视图；

图2为本发明实施例提供的真空装置的侧视图；

图3为本发明实施例提供的排气方法的工作流程图。

其中，图中各附图标记：

1-工作腔室；11-初抽泵；12-手动排气阀；13-气动排气阀；14-第一真空计；141-高真空传感器；142-低真空传感器；15-温度传感器；16-加热器；17-防护罩；171-冷却水管；18-防护门；2-辅助腔室；21-分子泵；22-冷水水环；23-第二真空计；3-第一通道；4-第二通道；5-第一气阀；6-第二气阀；7-第三气阀。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1及图2，现对本发明提供的真空装置进行说明。该真空装置，包括工作腔室1、辅助腔室2、初抽泵11、分子泵21、排气阀、第一气阀5、第二气阀6以及第三气阀7。待加工的零件放置于工作腔室1中，工作腔室1内达到一定的真空度时，可对零件进行加热、加磁等操作。初抽泵11的吸气口与工作腔室1连通，初抽泵11可抽取空气，使工作腔室1形成初步真空状态。排气阀也与工作腔室1连通，用于破除工作腔室1的真空状态，使工作腔室1达到大气压状态，以便更换工作腔室1内的零件。辅助腔室2与工作腔室1通过第一通道3和第二通道4连通，第一气阀5设于第一通道3上，第一气阀5可直接控制第一通道3的开闭。初抽泵11的吸气口连通于第二通道4，且初抽泵11的吸气口和工作腔室1之间的第二通道4设有第二气阀6，第二气阀6用于控制初抽泵11的吸气口和辅助腔室2之间的通路；第三气阀7设于初抽泵11和辅助腔室2之间的第二通道4上，用于控制工作腔室1和初抽泵11的吸气口之间的通路。更具体地，第一气阀5和第二气阀6同时关闭、第三气阀7打开时，分子泵21、初抽泵11均与辅助腔室2连通，抽取辅助腔室2内的空气；第一气阀5关闭、第二气阀6打开、第三气阀7关闭时，辅助腔室2和工作腔室1之间的通道全部关闭，初抽泵11、分子泵21分别抽取工作腔室1、辅助腔室2内的空气；第一气阀5打开、第二气阀6关闭、第三气阀7打开时，辅助腔室2和工作腔室1通过第一通道3连通，初抽泵11和分子泵21可以同时抽取辅助腔室2及工作腔室1的空气。

在对第一个零件进行加工时，第一气阀5和第二气阀6同时关闭、第三气阀7打开，初抽泵11对辅助腔室2内的空气进行初抽；当辅助腔室2内的空气达到第一真空度时，第一气阀5关闭、第二气阀6打开、第三气阀7关闭，初抽泵11对工作腔室1进行初抽，使工作腔室1达到第一真空度；然后将第一气阀5打开、第二气阀6关闭、第三气阀7打开，初抽泵11和分子泵21可以同时抽取辅助腔室2及工作腔室1的空气，使工作腔室1和辅助腔室2尽快达到第二真空度，第二真空度能够满足零件的加工条件。第一真空度可为10^-2torr，第二真空度可为10^-6torr。第一个零件加工完成后，关闭第一气阀5和第二气阀6，将辅助腔室2和工作腔室1隔绝，并将排气阀打开，破除工作腔室1的真空状态，关闭排气阀，打开工作腔室1并更换零件，关闭工作腔室1后，打开第二气阀6，初抽泵11排出工作腔室1内的空气，如此循环。

本发明提供的真空装置，与现有技术相比，本发明真空装置包括工作腔室1和辅助腔室2，零件放置于工作腔室1中进行加工，工作腔室1与初抽泵11连通，辅助腔室2与分子泵21连通，辅助腔室2和工作腔室1之间通过第一通道3及第二通道4连通，第一气阀5控制第一通道3的开闭，第二气阀6控制初抽泵11和辅助腔室2之间的通路，第三气阀7控制工作腔室1和初抽泵11之间的通路；在零件加工完毕后，更换下一个零件时，第一气阀5、第二气阀6关闭，将第一通道3和第二通道4断开，工作腔室1和辅助腔室2互不连通，并通过排气阀破除工作腔室1的真空，辅助腔室2的真空度保持不变，使得分子泵21可以在此真空度下继续工作，避免分子泵21停机造成的时间浪费，还能充分利用辅助腔室2的真空度，缩短下一次抽真空所需的时间。

在其中一个实施例中，请参阅图1，第二通道4靠近辅助腔室2一端直接与分子泵21的排气口连接，辅助腔室2、分子泵21、第三气阀7、初抽泵11和工作腔室1依次通过第二通道4依次连通，第三气阀7打开时，初抽泵11与分子泵21同时抽取辅助腔室2的空气。

在另一实施例中，第二通道4靠近辅助腔室2一端直接与辅助腔室2连通，辅助腔室2、第三气阀7、初抽泵11和工作腔室1通过第二通道4依次连通，第三气阀7打开时，初抽泵11与分子泵21也可同时抽取辅助腔室2的空气。

在其中一个实施例中，请参阅图1，真空装置还包括检测工作腔室1的真空度的第一真空计14，以及用于检测辅助腔室2的真空度的第二真空计23。可选地，第一真空计14包括低真空传感器142和高真空传感器141，低真空传感器142可检测工作腔室1是否达到第一真空度，高真空传感器141可检测工作腔室1是否达到第二真空度。第二真空计23可为低真空传感器，可检测辅助腔室2是否达到第一真空度。

在其中一个实施例中，第二真空计23设于辅助腔室2中。在另一实施例中，第二真空计23设于第二通道4上，位于辅助腔室2和第三气阀7之间。

可选地，该真空装置通过可编程控制器(plc)控制初抽泵11、分子泵21、第一气阀5、第二气阀6、第三气阀7、第一真空计14、第二真空计23等。第一气阀5、第二气阀6及第三气阀7均可选为电磁阀。更具体地，当第二真空计23检测到的真空度达到第一真空度时，第二真空计23将该信息反馈至plc，plc控制继电器，继电器使第一气阀5打开、第二气阀6关闭、第三气阀7打开，初抽泵11对工作腔室1进行初步抽真空；当第一真空计14检测到的真空度达到第一真空度时，第一真空计14将该信息反馈至plc，plc控制继电器，继电器使第一气阀5打开、第二气阀6关闭、第三气阀7打开，分子泵21和初抽泵11继续抽取工作腔室1和辅助腔室2内的空气，工作腔室1和辅助腔室2的真空度达到第二真空度时，第二真空计23将该信息反馈至plc，plc控制继电器，继电器控制温度控制器、电力调整器等，使零件在预定的温度曲线下进行加工。

在其中一个实施例中，请参阅图1及图2，工作腔室1用于加热零件，工作腔室1内设有加热器16以及温度传感器15，使该真空装置可为零件加热，通过设置不同的工作温度使零件完成退火、回火等工艺。加热器16用于加热工作腔室1，使工作腔室1达到预定温度。可选地，加热器16呈环形，设于工作腔室1的外周，使工作腔室1能够迅速升温。加热器16可选为加热灯管。加热器16及温度传感器15均由plc控制，温度传感器15可将工作腔室1内的温度值上传至plc，plc通过温度值计算得出加热器16的电流，并通过电流调整其来调整加热器16的电流。

在其中一个实施例中，工作腔室1用于加热零件，工作腔室1内设有加热器16以及温度传感器15，加热器16环设于工作腔室1的外周，加热器16的外周设有防护罩17，防护罩17内设有冷却水管171。防护罩17的作用在于将工作腔室1的外壁与外周隔绝，以免烫伤工作人员，也能够减小热量散发。冷却水管171的作用在于降低工作腔室1的温度，使工作腔室1的温度曲线与待加工零件的温度曲线相同。

在另一实施例中，请参阅图1及图2，工作腔室1具有开口，开口处设有用于密封开口的防护门18，防护门18内设有冷却水环，真空装置还包括冷水机，冷水机与冷却水管171及冷却水杯均连通。在更换零件时，可打开防护门18，通过开口取放零件。冷水机为冷却水管171和冷却水环提供冷却液，便于调整工作腔室1的温度。分子泵21的一侧也设有冷却水环22，可为分子泵21降温，且由冷水机提供冷却液。

在其中一个实施例中，第一气阀5为插板阀，可保证第一通道3具有较大的横截面，使得第一气阀5打开时，分子泵21能够迅速抽吸工作腔室1内的空气，第一通道3不会影响分子泵21的抽吸速度。可选地，工作腔室1和辅助腔室2直接通过插板阀连通，插板阀即为第二通道4。在另一实施例中，第二通道4与工作腔室1及辅助腔室2平滑连接，不出现颈部形状即可。

在其中一个实施例中，请参阅图1，排气阀为手动排气阀12、气动排气阀或者两者的组合。

本发明还提供一种排气方法，采用上述任一实施例中的真空装置，包括以下步骤：

s10：通过控制系统开启初抽泵11、分子泵21以及第三气阀7，排出辅助腔室2内的空气；

s20：当辅助腔室2内的真空度达到预设数值时，关闭第三气阀7，开启第二气阀6，排出工作腔室1内的空气；

s30：当真空腔室内的真空度与辅助腔室2内的真空度相同时，关闭第二气阀6，开启第三气阀7，开启第一气阀5，同时排出工作腔室1和辅助腔室2内的空气使其真空度达到工作数值；

s40：加工工作腔室1内的零件，且加工完毕后，关闭第一气阀5及第二气阀6，开启排气阀，破除工作腔室1内的真空状态，更换零件并关闭排气阀；

s50：重复步骤s20至s40。

其中，控制系统可为plc。预设数值为上述的第一真空度，工作数值为上述的第二真空度。在步骤s10中，初抽泵11和分子泵21对辅助腔室2进行初步抽真空，使辅助腔室2达到低真空状态；在步骤s20中，初抽泵11对工作腔室1进行初步抽真空，使工作腔室1达到低真空状态；在步骤s30中，分子泵21和初抽泵11同时对工作腔室1和辅助腔室2进行再次抽真空，使工作腔室1和辅助腔室2达到高真空状态，即满足零件加工的工作状态。

在其中一个实施例中，工作腔室1用于加热零件，工作腔室1内设有加热器16以及温度传感器15，加热器16和温度传感器15可由plc等控制系统控制，从而有效控制工作腔室1内的温度，使零件的温度按照标准加工温度曲线变化。在步骤s40中，温度传感器15实时检测工作腔室1内的温度并将其检测结果反馈至控制系统，并将该检测结果与标准温度实时对比，当检测结果组成的温度曲线在标准温度曲线允许的误差范围内，则零件加热完毕。

在其中一个实施例中，步骤s30中，当真空腔室内的真空度达到预设数值时，检测辅助腔室2内的真空度是否达到所述预设数值：

若辅助腔室2内的真空度是否达到所述预设数值时，则关闭第二气阀6，开启第三气阀7，开启第一气阀5；

若辅助腔室2内的真空度未达到预设数值时，则重复s20，使辅助腔室2的真空度达到预设数值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。