高极限真空的高速扩散泵的制作方法

本实用新型涉及真空机械设备领域，具体涉及一种高极限真空的高速扩散泵。

背景技术：

高速扩散泵又叫油扩散泵，是获得高真空的主要设备，广泛用于真空冶炼、真空镀脱、空间模拟试验和对油污染不敏感的一此真空系统中。通常的油扩散泵采用水冷却系统，主要由泵体、扩散喷嘴、喷射喷嘴、蒸气导管、油锅、加热器、水冷却系统和前级挡油器部分组成。当油扩散泵用前级泵顶抽到低于7帕真空时，油锅可开始加热。油沸腾时沿蒸气导管上升至喷嘴处喷出高速的油蒸气射流，被抽气体分子扩散到蒸气射流中，与定向运动的油蒸气分子碰撞。气体分子因此而获得动量，产生和油蒸气分子运动方向相同的定向流动。射流射向被冷却的泵壁，油蒸气被冷凝，释出气体分子，并被逐级的携带、压缩最后被前级泵抽走而达到抽气目的。

目前的高真空油扩散泵的抽速小，抽气速率最大仅能达到8500L/S，极限真空低，极限真空度最高为7×10^-5Pa，达到极限真空时间长，返油率高，耗电量大。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题在于，提供一种高极限真空的高速扩散泵。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：高极限真空的高速扩散泵，包括泵体，位于泵体外面、底部的加热器，泵体上下两侧分别连有吸气管和抽气管，泵体内设有输油管，输油管上从上至下设有至少三级喷嘴，所述喷嘴形状为伞帽形，伞帽形喷嘴的下表面上设有若干个和喷嘴一体成型的间隔设置的凸条。喷嘴下凸条的设置使得油蒸汽在喷出时其喷射口变小，根据伯努利方程式可知，这样可以在不改变喷嘴喷射角度的情况下增加油蒸汽的喷射速度，使得抽气速率高、达到极限真空时间短，极限真空也得到提高。

作为本实用新型高极限真空的高速扩散泵的进一步改进，凸条与喷嘴的下表面以平滑曲线过渡，凸条以竖直轴为中心呈锥状均匀分布在喷嘴下表面；所述喷嘴的喷射角为50°~75°。这样的设置能够避免油蒸汽喷射时积聚在凸条与喷嘴相接处；相比于采用相同喷射角度的同类型高速扩散泵，本高速扩散泵抽气速率提高47%以上，抽速为12500L/S。

作为本实用新型高极限真空的高速扩散泵的进一步改进，加热器包括呈倒 “冂”字形的铸铁板、不锈钢套管和加热丝；所述铸铁板内设有不锈钢套管，所述不锈钢套管内装有所述加热丝，所述不锈钢套管内填充有氧化镁粉，所述加热丝均匀分布在倒 “冂”字形的铸铁板的水平板及竖直板内。将加热丝装入不锈钢套管内，将氧化镁粉装入不锈钢套管，再将不锈钢套管按间距盘绕后浇铸在铸铁板中，这样加热丝不会受到大气的氧化，由铸铁板表面对高速扩散泵进行加热，这样大大增了加热面积，加热表面的单位热载荷大大增加，加热器直接接触泵底，大大提高了热效率，降低了热损耗。并且考虑到油液的高度，将铸铁板设置成倒 “冂”字形，使得加热器完全“包覆”有泵油的泵体底部，使得加热速度得以提高，减少热传导所需的时间。

作为本实用新型高极限真空的高速扩散泵的进一步改进，倒 “冂”字形的铸铁板的水平板内的不锈钢套管的顶端与铸铁板通过铜制传热柱固定相连，倒 “冂”字形的铸铁板的竖直板内的不锈钢套管的面向泵体外壁的一端通过铜制传热柱与铸铁板固定相连。铜制传热柱的设置起到极佳的热传导作用，使得不锈钢套管的热量更趋向于通过铜制传热柱传导至铸铁板上，传热速度得到提高。

作为本实用新型高极限真空的高速扩散泵的进一步改进，不锈钢套管的外表面套设设有缺口的绝热材料，缺口的形状为不影响铜制传热柱与不锈钢套管相连。这样的设置减小不锈钢套管的热量的散发，使得加热集中，直接传到至铸铁板上，最大限度避免热量散发至不锈钢套管旁的空气中，加热速度快。

作为本实用新型高极限真空的高速扩散泵的进一步改进，泵体的侧壁上固定设有风扇，风扇位于泵体底壁的泵油液面之上。风扇可以采用和加热器串联的方式，一旦加热器开始工作风扇也开始工作；风扇横向吹风加速泵油的蒸发，再配合加热器可以加速泵油的汽化过程，因此进一步使得抽气速率高、达到极限真空时间更短。

本实用新型由于采用加热丝加热铸铁板的方式，使得加热器与泵体底部完整接触，不锈钢套管上包裹绝热材料配合铜制传热柱避免加热丝的热量散热至周边空气，加热集中且加热速度快；喷嘴下凸条的设置增加了油蒸汽的喷射速度，使得抽气速率高、达到极限真空时间短，极限真空高。并且考虑到油液的高度，将铸铁板设置成倒 “冂”字形，使得加热器完全“包覆”有泵油的泵体底部，使得加热速度得以提高，减少热传导所需的时间。

附图说明

图1为本实用新型高极限真空的高速扩散泵的结构示意图；

图2为图1中喷嘴的放大示意图；

图3为图1中加热器的放大示意图；

图4为图3中加热丝和铜制传热柱部分的放大示意图。

图中：1、泵体 2、加热器 3、吸气管 4、抽气管 5、输油管 6、喷嘴 7、凸条 8、铜制传热柱 9、设有缺口的绝热材料 10、风扇 2-1、铸铁板 2-2、不锈钢套管 2-3、加热丝 2-4、氧化镁粉 2-1-1、水平板 2-1-2、竖直板。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的以及效果有更加清楚地了解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1至图4所示，高极限真空的高速扩散泵，包括泵体1，位于泵体1外面、底部的加热器2，泵体1上下两侧分别连有吸气管3和抽气管4，泵体1内设有输油管5，输油管5上从上至下设有至少三级喷嘴6，所述喷嘴6形状为伞帽形，伞帽形喷嘴6的下表面上设有若干个和喷嘴6一体成型的间隔设置的凸条7。凸条7与喷嘴6的下表面以平滑曲线过渡，凸条7以竖直轴为中心呈锥状均匀分布在喷嘴6下表面；所述喷嘴6的喷射角为50°~75°。加热器2包括呈倒 “冂”字形的铸铁板2-1、不锈钢套管2-2和加热丝2-3；所述铸铁板2-1内设有不锈钢套管2-2，所述不锈钢套管2-2内装有所述加热丝2-3，所述不锈钢套管2-2内填充有氧化镁粉2-4，所述加热丝2-3均匀分布在倒 “冂”字形的铸铁板2-1的水平板2-1-1及竖直板2-1-2内。倒 “冂”字形的铸铁板2-1的水平板2-1-1内的不锈钢套管2-2的顶端与铸铁板2-1通过铜制传热柱8固定相连，倒 “冂”字形的铸铁板2-1的竖直板2-1-2内的不锈钢套管2-2的面向泵体1外壁的一端通过铜制传热柱8与铸铁板2-1固定相连。不锈钢套管2-2的外表面套设设有缺口的绝热材料9，缺口的形状为不影响铜制传热柱8与不锈钢套管2-2相连。泵体1的侧壁上固定设有风扇10，风扇10位于泵体1底壁的泵油液面之上。

以上内容是结合具体的优选技术方案对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术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，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。