一种带充气功能的超高真空自动排气台的制作方法

本实用新型属于真空排气装置领域，具体涉及一种带充气功能的超高真空自动排气台。

背景技术：

现代科技的发展对真空技术的要求越来越高，许多器件需要在其内部形成超高真空条件然后再定压充入微量气体，激光陀螺的制造过程就是一个典型例证。超高真空的获得过程需要较长时间（有时要数天），要满足对超高真空器件日益增加的需求量就必须增加超高真空排气台的数量，为了减少人为失误并降低人工成本就需要带充气功能的超高真空自动排气台。

要获得超高真空除了需要合适的真空泵外更重要的是系统能承受较高温度的烘烤，所以超高真空排气台要求用全金属超高真空阀。对于带充气功能的超高真空自动排气台，当然就需要自动控制的全金属超高真空截止阀和自动控制的全金属超高真空微调阀，目前国际上只有极少的公司提供气动全金属超高真空阀，但尚未发现能自动控制的超高真空微调阀，这就给研制带充气功能的超高真空自动排气台造成了极大的困难。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种带充气功能的超高真空自动排气台，这种排气台不仅能对系统自动烘烤至所需温度̖自动排气至超高真空，更重要的是解决了自动定压充入微量气体的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种带充气功能的超高真空自动排气台，包括机架，所述机架内侧分别设有检测组件、充气抽气组件和真空组件，所述充气抽气组件和真空组件均通过连接管路与检测组件连通，所述检测组件包括检测台，所述检测台侧面设有数个工位截止阀，所述工位截止阀远离检测台的一端设有工位波纹管可伐玻璃，所述充气抽气组件包括充气用不锈钢接管、充气用气动截止阀和抽气用气动截止阀，所述充气用气动截止阀通过微孔管道与充气用不锈钢接管连通，所述微孔管道内部的小孔直径小于0.05mm，所述抽气用气动截止阀通过大孔抽气管与充气用不锈钢接管连通，所述充气用气动截止阀和抽气用气动截止阀通过连接管路与检测台连通，所述真空组件包括干泵、涡轮分子泵和离子泵，所述干泵通过连接管路与涡轮分子泵连通，所述连接干泵和涡轮分子泵的连接管路上分别设有压差阀、热偶规和检漏阀，所述涡轮分子泵和离子泵通过连接管路与检测台连通，所述连接涡轮分子泵和离子泵与检测组件的连接管路上分别设有电容薄膜规和电离规。

其中一个实施例中，所述涡轮分子泵通过分子泵固定支架与机架连通，所述涡轮分子泵通过分子泵过渡法兰与连接管路连通。

其中一个实施例中，所述离子泵通过离子泵固定支架与机架连通，所述离子泵通过离子泵过渡法兰与连接管路连通。

其中一个实施例中，所述连接管路上靠近离子泵和涡轮分子泵的一端分别设有离子泵阀和分子泵阀。

其中一个实施例中，所述充气用不锈钢接管上设有减压阀。

本实用新型的有益效果在于：

1、通过干泵、涡轮分子泵、离子泵和各种管路所组成的真空组件，可保证真空度达到一个很高的标准；

2、通过热偶规、电容薄膜规和电离规组成的测量系统，可对抽真空过程中的参数进行测量；

3、通过充气用不锈钢接管、充气用气动截止阀和抽气用气动截止阀组成的充气抽气组件，可实现迅速的充气和抽气；

4、通过压差阀和检漏阀的设置，可保证抽真空过程的安全。

附图说明

图1为本实用新型主视图；

图2为本实用新型左视图；

图3为本实用新型右视图；

图4为本实用新型俯视图；

图5为本实用新型充气控制结构示意图；

图6为本实用新型系统原理图；

图7为本实用新型自动充气原理图。

图中：1、离子泵；2、涡轮分子泵；3、干泵；4、检漏阀；5、离子泵阀；6、电离规；7、机架；8、连接管路；9、工位波纹管可伐玻璃；10、工位截止阀；11、电容薄膜规；12、热偶规；13、压差阀；14、充气用不锈钢接管；15、分子泵阀；16、充气用气动截止阀；17、微孔管道；18、抽气用气动截止阀；19、大孔抽气管；20、离子泵固定支架；21、离子泵过渡法兰；22、分子泵过渡法兰；23、分子泵固定支架；24、检测台；25、钢瓶；26、工件；27、减压阀。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种带充气功能的超高真空自动排气台，包括机架7，所述机架7内侧分别设有检测组件、充气抽气组件和真空组件，所述充气抽气组件和真空组件均通过连接管路8与检测组件连通，所述检测组件包括检测台24，所述检测台24侧面设有数个工位截止阀10，所述工位截止阀10远离检测台24的一端设有工位波纹管可伐玻璃9，所述充气抽气组件包括充气用不锈钢接管14、充气用气动截止阀16和抽气用气动截止阀18，所述充气用气动截止阀16通过微孔管道17与充气用不锈钢接管14连通，所述微孔管道17内部的小孔直径小于0.05mm，所述抽气用气动截止阀18通过大孔抽气管19与充气用不锈钢接管14连通，所述充气用气动截止阀16和抽气用气动截止阀18通过连接管路8与检测台24连通，所述真空组件包括干泵3、涡轮分子泵2和离子泵1，所述干泵3通过连接管路8与涡轮分子泵2连通，所述连接干泵3和涡轮分子泵2的连接管路8上分别设有压差阀13、热偶规12和检漏阀4，所述涡轮分子泵2和离子泵1通过连接管路8与检测台24连通，所述连接涡轮分子泵2和离子泵1与检测组件的连接管路8上分别设有电容薄膜规11和电离规6。

本实施例中，所述涡轮分子泵2通过分子泵固定支架23与机架7连通，所述涡轮分子泵2通过分子泵过渡法兰22与连接管路8连通。

本实施例中，所述离子泵1通过离子泵固定支架20与机架7连通，所述离子泵1通过离子泵过渡法兰21与连接管路8连通。

本实施例中，所述连接管路8上靠近离子泵1和涡轮分子泵2的一端分别设有离子泵阀5和分子泵阀15。

本实施例中，所述充气用不锈钢接管14上设有减压阀27。

本排气台通过干泵3、涡轮分子泵2和离子泵1配合使用，可实现对检测台24的抽真空作业。干泵3可在大气压状态工作，为涡轮分子泵2启动创造条件，作为涡轮分子泵2的前级泵；涡轮分子泵2对系统抽真空，为离子泵1启动创造条件；离子泵1可使得检测台24保证达到超高真空度。热偶规12、电容薄膜规11和电离规6组成的测量系统，可对抽真空过程中的参数进行测量。其中热偶规12为zj54d热偶规12、电离规6为zj12电离规6、充气压力测量由电容薄膜规11完成，电容薄膜规11量程为100torr。电离规6用于系统真空度测量，电容薄膜规11用于对充气压力进行测量，热偶规129用于前级压力的测量。

检漏阀4可以检漏仪连接，实现对系统密封处检漏；压差阀13可防止突然断电时，造成大气反冲进入涡轮分子泵2，对其造成压力冲击，可对系统进行保护。

大孔抽气管19由于抽气管的孔径较大，抽真空的速度较快，可迅速使管道达到超高真空度，保证充入气体纯度；微孔管道17由于孔径较小，可通过小孔的尺寸实现流量控制。微孔管道17的小孔直径小于0.05mm。

本系统可与plc控制系统连接，若与plc控制系统连接，本排气台可配合plc系统实现调节；充气用气动截止阀16和抽气用气动截止阀18实现对气体充入的开启与关闭，小孔控制工艺气体充入系统的流量，实现微小流量气体进入系统、防止过充，控制充入气体压力精度＜1pa；电容薄膜规11测量充入系统中的工艺气体的压力；微孔管道17的充气管路旁设有大孔抽气管19，用于辅助抽气，使管路能快速达到所需真空度，然后关闭充气用气动截止阀16和抽气用气动截止阀18，实现微小管路的充气。本排气台如不与plc控制系统连接也可单独使用。

检测台24外侧的工位截止阀10为手动调节阀。检漏阀4和压差阀13为现有技术，其型号和测量外围根据工位多少确定，不再详细说明。充气用不锈钢接管14与用户钢瓶25端相接，工位波纹管可伐玻璃9用于与工件26的可伐玻璃进行对接、实现对工件26的抽气和充气。充气抽气组件通过充气用气动截止阀16和抽气用气动截止阀18配合，可实现对产品的抽气和充气。本排气台中的管路连接处通过三通卡套接头和直角卡套接头进行连接。

本申请的主要功能和创新在于自动充气，如图7所示：

工件26腔内需要充入两种以上的气体，充入气体压力不但低而且还有严格的比例混合（充入气体压力范围10pa到几十pa），一旦充入气体过压会影响工件质量，严重则工件报废。因此在自动控制充入气体时绝不允许过压存在。

当真空管路及工件26被抽到超高真空（电离规6测量、真空计显示10^-7pa）可以近似认为其内部压力为“0”，根据q（气体量）=pv（压力×容积）的原理，可知p1v1=p2v2。

如果p2=100000pa（1个大气压），v2=0.0001l，则p1=p2v2/v1，此时v1的容积只需要大于1l，打开充气用气动截止阀16时，真空管路的压力就不会超过10pa，此时通过微孔管道17内部的小孔继续充气，一旦电容薄膜规11测量充气压力到已设定压力，立即给出信号自动关闭气用气动截止阀16，然后进行下一种气体的充入。

本系统中系统压力p1=5×10^-7pa、系统总体积（含管路及阀门）v1=1.3l，充气端压力p2=100000pa（1个大气压）、不受控制的容积v2≈40mm³（0.00004l）。因此压力平衡后p≈3pa。

因此系统在刚刚开启充气用气动截止阀16时，充气用气动截止阀16中不受控制的容积中的气体，在充入系统后不会影响系统过压，然后微孔管道17内部的小孔继续限流让气体缓慢充入系统。当电容薄膜规11测量到充入气体压力到达预设的压力后，立即给出信号自动关闭充气用气动截止阀16（控制充入系统气体压力精度＜1pa），然后再进行下一种气体的充入。系统中控制气体流量的微孔管道17内部的小孔直径＜ø0.05mm。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。