一种抽真空机构的制作方法

1.本实用新型涉及抽真空技术领域，尤其涉及一种抽真空机构。


背景技术：

2.杜瓦瓶、快意冷等深冷产品生产制造过程中，抽真空工艺是比较重要的一个环节，真空度的好坏，往往决定杜瓦瓶、快意冷的基本性能指标，从而影响产品整个生命周期的质量。
3.目前，市面上常用的真空抽气机构由真空泵、管道和阀门等简单的零件组成，仅采用单个真空泵对产品进行抽真空作业，无法对产品精确监控，无法保证每个产品内的真空度。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提出一种抽真空机构，能够实现全自动抽真空操作，同时保证对产品的真空度达标。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种抽真空机构，包括抽空工装、加热装置、氮气置换装置、开关阀组、冷阱、粗抽装置、精抽装置、测量装置和控制装置；
7.所述抽空工装安装在待加工的容器上，用于连通待抽真空的夹层；所述抽空工装设有抽取真空口、真空阀和真空软管，所述真空软管的一端连通所述抽取真空口，所述真空软管的另一端连通有主管路，所述真空阀设置在所述真空软管的中间，用于连通或关闭所述真空软管；
8.所述加热装置安装在所述抽空工装，所述氮气置换装置和所述开关阀组分别通过所述主管路连通所述夹层；所述冷阱连通于所述开关阀组，所述粗抽装置和所述精抽装置通过同一管路分别连通于所述冷阱；所述测量装置连接于机构的多处管路；所述加热装置、氮气置换装置、开关阀组、冷阱、粗抽装置、精抽装置和测量装置分别通过导线电连接所述控制装置；
9.所述加热装置用于提高夹层的温度以活化夹层内的气体分子；所述氮气置换装置用于置换出所述夹层内的气体；所述开关阀组用于连通或关闭所述冷阱与所述抽空工装之间的所述主管路，且所述开关阀组可调节所述主管路的流通流量；所述冷阱用于吸附抽取的气体分子；所述粗抽装置用于为容器的夹层抽真空以获取低真空，所述精抽装置用于为容器的夹层抽真空以获取高真空；所述测量装置用于测量各管路的真空度。
10.优选的，所述粗抽装置包括粗抽阀组、粗抽主泵和粗抽辅助泵；
11.所述粗抽阀组、粗抽主泵和粗抽辅助泵依次顺序连接于所述冷阱，所述粗抽阀组用于连通或关闭所述粗抽主泵和所述粗抽辅助泵与所述冷阱之间的管路，且所述粗抽阀组可调节管路的流通流量。
12.优选的，所述精抽装置包括精抽阀组、精抽主泵和精抽辅助泵；
13.所述精抽阀组、精抽主泵和精抽辅助泵依次顺序连接于所述冷阱，所述精抽阀组用于连通或关闭所述精抽主泵和所述精抽辅助泵与所述冷阱之间的管路，且所述粗抽阀组可调节管路的流通流量。
14.优选的，所述粗抽辅助泵和精抽辅助泵分别为旋片式真空泵，所述粗抽主泵为罗茨真空泵，所述精抽主泵为分子泵。
15.优选的，所述粗抽阀组包括旁通阀和插板阀，所述精抽阀组包括旁通阀和插板阀；
16.所述旁通阀用于控制连接管路的小流量流速，所述插板阀用于控制连接管路的大流量流速。
17.优选的，所述开关阀组包括旁通阀和高阀，所述旁通阀用于控制连接管路的小流量流速，所述高阀用于控制连接管路的大流量流速。
18.优选的，所述氮气置换装置包括控制阀和液氮瓶，所述液氮瓶内存储有液氮，所述控制阀设置在所述液氮瓶与所述主管路的连通管路之间，所述控制阀用于连通或关闭所述液氮瓶与所述主管路的连通管路。
19.优选的，所述加热装置包括加热棒和加热电缆，所述加热棒设置在所述抽空工装上，所述加热电缆的一端连接所述加热棒，所述加热电缆的另一端连接所述控制装置。
20.优选的，所述测量装置包括真空仪和若干真空规管，所述真空规管均电连接于所述真空仪，所述真空仪电连接于所述控制装置，所述真空仪用于显示所述真空规管测量的真空度指数。
21.优选的，所述控制装置为plc控制器，所述plc控制器包括计时模块。
22.与现有技术相比，上述技术方案具有以下有益效果：本实用新型通过同一管路分别连通主管路的粗抽装置和精抽装置，实现对连通主管路的待抽真空产品的夹层彻底的抽真空操作，包括先进行粗抽真空处理，然后进行精抽真空处理，避免因抽真空处理不彻底而有空气或杂质残余，影响产品的使用性能；并在进行粗抽真空处理和精抽真空处理后，对待抽真空产品的夹层进行再加工处理，包括加热装置的加热处理、氮气置换装置的置换处理和冷阱的吸附处理，将夹层内部不易被抽取的其它气体分子一并抽取，由控制装置结合测量装置的真空度测量数据进行判断和控制各机构的开启与关闭，实现本机构的自动化和智能化，各机构各司其职，互不影响，并相互协助，满足真空度要求的同时，提高了产品抽真空的质量。
附图说明
23.图1是本实用新型抽真空机构的装置连接示意图；
24.图2是本实用新型抽真空机构的结构示意图；
25.图3是图2中a区域的局部放大图；
26.附图中：抽空工装1、抽取真空口11、真空阀12、真空软管13、加热装置2、加热棒21、加热电缆22、氮气置换装置3、控制阀31、液氮瓶32、开关阀组4、高阀42、冷阱5、粗抽装置6、粗抽阀组61、粗抽主泵62、粗抽辅助泵63、精抽装置7、精抽阀组71、精抽主泵72、精抽辅助泵73、测量装置8、真空仪81、真空规管82、控制装置9、plc控制器91、待加工的容器100、主管路200、旁通阀611/711/41、插板阀612/712。
具体实施方式
27.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
29.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。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.如图1-3所示，一种抽真空机构，包括抽空工装1、加热装置2、氮气置换装置3、开关阀组4、冷阱5、粗抽装置6、精抽装置7、测量装置8和控制装置9；
32.所述抽空工装1安装在待加工的容器100上，用于连通待抽真空的夹层；所述抽空工装1设有抽取真空口11、真空阀12和真空软管13，所述真空软管13的一端连通所述抽取真空口11，所述真空软管13的另一端连通有主管路200，所述真空阀12设置在所述真空软管13的中间，用于连通或关闭所述真空软管13；
33.所述加热装置2安装在所述抽空工装1，所述氮气置换装置3和所述开关阀组4分别通过所述主管路200连通所述夹层；所述冷阱5连通于所述开关阀组4，所述粗抽装置6和所述精抽装置7通过同一管路分别连通于所述冷阱5；所述测量装置8连接于机构的多处管路；所述加热装置2、氮气置换装置3、开关阀组4、冷阱5、粗抽装置6、精抽装置7和测量装置8分别通过导线电连接所述控制装置9；
34.所述加热装置2用于提高夹层的温度以活化夹层内的气体分子；所述氮气置换装置3用于置换出所述夹层内的气体；所述开关阀组4用于连通或关闭所述冷阱5与所述抽空工装1之间的所述主管路200，且所述开关阀组4可调节所述主管路200的流通流量；所述冷阱5用于吸附抽取的气体分子；所述粗抽装置6用于为容器100的夹层抽真空以获取低真空，所述精抽装置7用于为容器100的夹层抽真空以获取高真空；所述测量装置8用于测量各管路的真空度。
35.本实用新型通过同一管路分别连通主管路的粗抽装置6和精抽装置7，实现对连通主管路200的待抽真空产品的夹层彻底的抽真空操作，包括先进行粗抽真空处理，然后进行精抽真空处理，避免因抽真空处理不彻底而有空气或杂质残余，影响产品的使用性能；并在进行粗抽真空处理和精抽真空处理后，对待抽真空产品的夹层进行再加工处理，包括加热装置2的加热处理、氮气置换装置3的置换处理和冷阱5的吸附处理，将夹层内部不易被抽取的其它气体分子一并抽取，由控制装置9结合测量装置8的真空度测量数据进行判断和控制各机构的开启与关闭，实现本机构的自动化和智能化，各机构各司其职，互不影响，并相互
协助，满足真空度要求的同时，提高了产品抽真空的质量。
36.具体的，冷阱5储存的物质为液氮，温度-196℃，压力常压，纯度约99.999％。且在实际运行时冷阱5不存有液氮，只在机构运行到精抽阶段时才会开始往冷阱5内充入液氮进行吸附处理。
37.更进一步的说明，所述粗抽装置6包括粗抽阀组61、粗抽主泵62和粗抽辅助泵63；
38.所述粗抽阀组61、粗抽主泵62和粗抽辅助泵63依次顺序连接于所述冷阱5，所述粗抽阀组61用于连通或关闭所述粗抽主泵62和所述粗抽辅助泵63与所述冷阱5之间的管路，且所述粗抽阀组61可调节管路的流通流量。
39.更进一步的说明，所述精抽装置7包括精抽阀组71、精抽主泵72和精抽辅助泵73；
40.所述精抽阀组71、精抽主泵72和精抽辅助泵73依次顺序连接于所述冷阱5，所述精抽阀组71用于连通或关闭所述精抽主泵72和所述精抽辅助泵73与所述冷阱5之间的管路，且所述粗抽阀组71可调节管路的流通流量。
41.更进一步的说明，所述粗抽辅助泵63和精抽辅助泵73分别为旋片式真空泵，所述粗抽主泵62为罗茨真空泵，所述精抽主泵72为分子泵。
42.本实用新型通过旋片式真空泵先行运转，使抽取的真空度满足罗茨真空泵和分子泵规定条件的最佳运转条件，再让罗茨真空泵和分子泵进行运转，使罗茨真空泵和分子泵在更短的时间内投入正常运转，可降低不必要的功率消耗。此外粗抽装置6的罗茨真空泵主要用于粘滞流状态大量气体分子的抽除，以获得容器100夹层的低真空度，同时作为精抽装置7的前机泵使用，使其能够顺利启动，精抽装置7主要用于分子流状态气体分子的捕捉，以获得容器100夹层的高真空度。
43.更进一步的说明，所述粗抽阀组61包括旁通阀611和插板阀612，所述精抽阀组71包括旁通阀711和插板阀712；
44.所述旁通阀611/711用于控制连接管路的小流量流速，所述插板阀612/712用于控制连接管路的大流量流速。
45.更进一步的说明，所述开关阀组4包括旁通阀41和高阀42，所述旁通阀41用于控制连接管路的小流量流速，所述高阀42用于控制连接管路的大流量流速。控制装置9根据管路内流量设定值控制小流量流速的阀门和大流量流速的阀门切换，缩短了管路切换时间，提高生产效率。
46.更进一步的说明，所述氮气置换装置3包括控制阀31和液氮瓶32，所述液氮瓶32内存储有液氮，所述控制阀31设置在所述液氮瓶32与所述主管路200的连通管路之间，所述控制阀31用于连通或关闭所述液氮瓶32与所述主管路200的连通管路。由于容器100夹层内气体为大气组分，含有不易抽除的h20和h2等，因此需要用高纯氮气进行置换，将其置换为易于抽除的氮气，以获得高真空。
47.具体的，液氮瓶32储存的物质为液氮，温度-196℃，压力常压，纯度约99.999％。液氮瓶32提供高集成度且功能一体化的液氮供给，并经转化后可连续提供恒温恒压的氮气以满足多个容器100进行氮气置换的使用需求。
48.更进一步的说明，所述加热装置2包括加热棒21和加热电缆22，所述加热棒21设置在所述抽空工装1上，所述加热电缆22的一端连接所述加热棒21，所述加热电缆22的另一端连接所述控制装置9。加热装置2主要是为夹层内部的物质加热，以活化夹层内的气体分子，
提高抽取效率，加热方式为间接加热，即通过加热棒21与夹层的热传导来实现加热的，并且连接加热电缆22依靠控制装置9对加热棒21实现自动加热控制。
49.更进一步的说明，所述测量装置8包括真空仪81和若干真空规管82，所述真空规管82均电连接于所述真空仪81，所述真空仪81电连接于所述控制装置9，所述真空仪81用于显示所述真空规管82测量的真空度指数。
50.真空规管82是一种检测真空度的传感器，并将检测到的真空度发送给真空仪81，通过真空仪81将真空度的数值显示出来，同时控制装置9与测量装置8电连接，实时获取检测的各处管路的真空度，便于控制装置9判断各处管路的真空度是否达到下一步骤开启的条件，进而对待抽真空的容器100进行连续的处理，确保抽真空机构的可靠性和精确性。
51.具体的，其一所述真空规管82设置在所述真空软管13与所述主管路200之间，其一所述真空规管82设置在所述抽空工装1与所述氮气置换装置3的管路之间，其一所述真空规管82设置在所述冷阱5与所述粗抽装置6和所述精抽装置7的管路之间，其一所述真空规管82设置在所述精抽装置7的内部管路之间。实际中，真空规管82设置的位置不局限于上述，可根据实际情况作调整。
52.更进一步的说明，所述控制装置9为plc控制器91，所述plc控制器91包括计时模块。plc控制器91可实现本机构的智能化和自动化，通过内置的可编辑程序逻辑算法结合计时模块，自动控制氮气置换装置3、开关阀组4、冷阱5、粗抽装置6、精抽装置7、加热装置2和测量装置8按预定的抽真空流程进行抽真空处理，并在抽真空处理完成后，自动将机构的各装置进行复位，保证下一次的抽真空处理的精确性。
53.其中一个实施例的工作流程如下：
54.步骤一：把抽空工装1与杜瓦瓶连接好，打开真空阀12，按下plc控制器91上的启动按键，机构按以下操作自动运行；
55.步骤二：启动加热装置2把容器100就位加热，设定温度为180
°
。
56.步骤三：设定温度达到后，自动开启预抽和氮气置换程序：
57.(1)自动打开开关阀组4的旁通阀41、粗抽装置6的旁通阀611和旋片式真空泵，待真空仪81显示真空度达到5pa，再自动打开开关阀组4的高阀42和粗抽装置6的插板阀612，自动关闭开关阀组4的旁通阀41和粗抽装置6的旁通阀611；
58.(2)待真空仪81显示真空度达到2.0*10e-2时，自动打开粗抽装置6的罗茨真空泵，设定运转时间为15分钟；
59.(3)15分钟后，先自动关闭开关阀组4的高阀42和粗抽装置6的插板阀612，再自动关闭粗抽装置6的罗茨真空泵，等粗抽装置6的罗茨真空泵完全停下，设置为10分钟后，再自动关闭粗抽装置6的旋片式真空泵，然后自动打开氮气置换装置3，进行氮气置换处理；
60.步骤四：重复5次步骤三的操作后，自动开启粗抽程序：
61.(1)先自动打开粗抽装置6的旁通阀611和旋片式真空泵，待真空仪81显示真空度达到5pa，再自动打开开关阀组4的高阀42和粗抽装置6的插板阀612，自动关闭粗抽装置6的旁通阀611；
62.(2)待真空仪81显示真空度达到显示2.0*10e-2时,自动打开粗抽装置6的罗茨真空泵；
63.步骤五：自动开启精抽程序：
64.(1)先自动打开精抽装置7的旋片式真空泵，再自动打开精抽装置7的分子泵，等转速达10000转以上，打开精抽装置7的旁通阀711，待精抽装置7的分子泵运行稳定，设定为10分钟后，然后再打开精抽装置7的插板阀712，再关闭精抽装置7的旁通阀711；
65.(2)待真空仪81显示真空度达到2.5*10e-2时，关闭粗抽装置6的插板阀612，等粗抽装置6的罗茨真空泵完全停下，设置为10分钟后，再关闭粗抽装置6的罗茨真空泵；
66.步骤六：完成精抽程序后自动开启加热装置2，
67.(1)将加热装置2的设定温度调至250
°
，设定抽取12小时；
68.(2)接着将加热装置2的设定温度调至380
°
，再设定抽取12小时；
69.步骤七：加热抽取24小时完成后，自动关闭加热装置2，然后往冷阱5里面充装液氮，期间继续步骤五的精抽程序；
70.步骤八：待真空仪81的真空度达到3.0*10e-3，控制装置9提示程序封结，先关闭抽空工装1的真空阀12，再把真空仪81、开关阀组4的高阀42和精抽装置7的插板阀712关闭，再关闭精抽装置7的分子泵，待分子泵转速完全停止再关闭精抽装置7的旋片式真空泵，机构进入待机状态，等待下次启动。
71.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。