一种高频超导腔用超高真空热处理炉的制作方法

本发明涉及一种双真空热处理装置，特别涉及一种高频超导腔用超高真空热处理炉。

背景技术：

高频腔是高能粒子回旋加速器上一个重要部件，为粒子在真空管道内加速到接近高速旋转运行提供能量。普通高频腔为铜材料，功耗p为470kw，超导材料铌制造的功耗p为1w。但铌的临界超导温度为9k，必须浸泡在4.2k的液氦里才能使用，为铌腔镀上一层特殊材料可以提高超导温度，节约大量制冷设备的费用。按理论结算，温度提高1倍，制冷费用降低10倍，超低温制冷设备均为进口，为国家节约大量外汇。

铌蒸镀特殊材料后，必须经过一道超高真空洁净热处理，才能使蒸镀材料性能稳定。作为超导材料，必须在真空度非常高(10-7pa)，非常洁净的环境下热处理，否则极微小的氧化及污染，都会造成电阻的提高，从而在高频超大电流下局部快速升温，导致烧毁整个部件。现有市场的真空热处理装置无法满足此要求，一般真空炉炉内有加热器，绝缘材料，热屏蔽等大量零件，真空度最好在10-5pa，并且高温下挥发物多，必然污染高频腔。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种高频超导腔用超高真空热处理炉，新增一个外真空腔，将加热器，热屏蔽等布置在炉腔外，从而使炉内除了炉壳的金属材料外，无其它物质，为超高真空和无污染源的环境提供了实现的可能性。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种高频超导腔用超高真空热处理炉，包括机架，以及安装于机架上的离子泵，离子泵包括离子泵外壳，外壳内部具有一个加热内胆，加热内胆与外壳之间形成一个外真空腔室，加热内胆内部形成一个内真空腔室，外壳的顶部设置一个工件输送管，工件输送管与内真空腔室相通，工件自工件输送管输送至内真空腔室中，所述外真空腔室内安装有加热器以及热屏蔽层，所述热屏蔽层环绕着外真空腔室内壁一圈设置，加热器对加热内胆进行加热。

作为优选的技术方案，所述工件输送管内插入设置一根工件监测热电偶，工件监测热电偶向着底部的内真空腔室延伸。

作为优选的技术方案，所述外壳的外部设置有一个外腔室充气口以及一个外真空抽气口，所述外腔室充气口以及外真空抽气口均与内部的外真空腔室相通。

作为优选的技术方案，所述壳体的顶部正对着内部的内真空腔室设置有内腔室离子泵抽口以及内腔室分子泵抽口。

作为优选的技术方案，所述内腔室离子泵抽口的一侧安装电离规、微调阀，内腔室分子泵抽口顶部安装压阻规，一侧安装充气阀。

作为优选的技术方案，所述离子泵的外部设置电极。

作为优选的技术方案，所述加热器紧贴在加热内胆外侧面，通过加热器加热内胆。

作为优选的技术方案，所述外壳采用耐高温金属材料制成。

本发明的有益效果是：一、本发明将加热器，热屏蔽等布置在炉腔外，从而使炉内除了炉壳的金属材料外，无其它物质，为超高真空和无污染源的环境提供了实现的可能性；

二、在炉壳外布置了一个外真空夹层，将加热器、绝缘材料、热屏蔽等安装在真空夹层内，如此结构设计，使真空炉既能实现超高真空，无污染，又能实现设备的可靠运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的总装图；

图2是本发明的离子泵的俯视图；

图3是本发明的离子泵的正面结构图；

图4是图3中a-a向剖视图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1和图4所示，包括机架2，以及安装于机架2上的离子泵1，离子泵1包括离子泵外壳，外壳209内部具有一个加热内胆203，加热内胆203与外壳之间形成一个外真空腔室204，加热内胆203内部形成一个内真空腔室201；

外壳的顶部设置一个工件输送管207，工件输送管207与内真空腔室201相通，工件自工件输送管207输送至内真空腔室201中，外真空腔室204内安装有加热器203以及一层热屏蔽层208，热屏蔽层208环绕着外真空腔室204内壁一圈设置，加热器203对加热内胆进行加热。

本发明在炉壳外布置了一个真空夹层，将加热器，绝缘材料，热屏蔽等安装在真空夹层内，如此结构设计，使真空炉既能实现超高真空，无污染，又能实现设备的可靠运行。

如图4所示，工件输送管207内插入设置一根工件监测热电偶206，工件监测热电偶206向着底部的内真空腔室延伸，外壳209的外部设置有一个外腔室充气口205以及一个外真空抽气口202，外腔室充气口205以及外真空抽气口202均与内部的外真空腔室204相通，工件可以自外部装入于内真空腔室201中，无需打开壳体，简单方便，通过工件监测热电偶206实时检测加热腔内工件温度值。

如图2所示，壳体209的顶部正对着内部的内真空腔室设置有内腔室离子泵抽口105以及内腔室分子泵抽口101，内腔室离子泵抽口105的一侧安装电离规106、微调阀103，内腔室分子泵抽口101顶部安装压阻规107，一侧安装充气阀102，离子泵的外部设置电极104。

其中，加热器紧贴在加热内胆外侧面，通过加热器加热内胆。外壳采用耐高温金属材料制成，由于本发明设置了外真空室，既平衡压力，减少炉壳变形，又保护加热器，热屏蔽不氧化损坏。

本实施例中加热器的型号结构可选用任意一种能够加热的加热器均可，将原来与产品设置于一个腔室内的方式改为设置于外部加热的方式，使炉内除了炉壳的金属材料外，无其它物质。

本发明的有益效果是：一、本发明将加热器，热屏蔽等布置在炉腔外，从而使炉内除了炉壳的金属材料外，无其它物质，为超高真空和无污染源的环境提供了实现的可能性；

二、在炉壳外布置了一个外真空夹层，将加热器、绝缘材料、热屏蔽等安装在真空夹层内，如此结构设计，使真空炉既能实现超高真空，无污染，又能实现设备的可靠运行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种高频超导腔用超高真空热处理炉，包括机架，以及安装于机架上的离子泵，离子泵包括离子泵外壳，外壳内部具有一个加热内胆，加热内胆与外壳之间形成一个外真空腔室，加热内胆内部形成一个内真空腔室，外壳的顶部设置一个工件输送管，工件输送管与内真空腔室相通，工件自工件输送管输送至内真空腔室中，所述外真空腔室内安装有加热器以及热屏蔽层，所述热屏蔽层环绕着外真空腔室内壁一圈设置，加热器对加热内胆进行加热。本发明为双真空热处理装置，将加热器，热屏蔽等布置在炉腔外，从而使炉内除了炉壳的金属材料外，无其它物质，为超高真空和无污染源的环境提供了实现的可能性。

技术研发人员：郑承业
受保护的技术使用者：深圳四维高科技术有限公司
技术研发日：2018.12.19
技术公布日：2019.04.09