一种多功能真空泵测试罩的制作方法

本发明涉及真空泵测试领域，具体地说是一种多功能真空泵测试罩。

背景技术：

近年来，随着半导体电子、光伏、平板显示、半导体照明、太阳能光伏等新兴战略行业的大规模兴起，以及化工、制药和食品包装等传统行业的产业升级，各行业对于真空泵的需求越来越多，并且对于真空泵的要求也越来越苛刻，因此为了保证产品质量，真空泵在出厂前的性能测试愈发重要。

目前绝大多数真空泵厂家都需要按照相关技术标准对真空泵产品进行抽气性能指标，抽气性能指标包括抽速、极限真空度、电机功率、噪声等多个指标，而目前进行抽气性能测试时所使用的真空泵测试罩，其结构比较简单，在测试结果的准确度及可靠性方面很难得到保障，并且功能相对单一，大多只能对常温下的气体进行测试。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多功能真空泵测试罩，集加热、冷却、抽气、进气、测压、测温、piv观察等一系列功能于一身，能够使真空泵测试罩内的气体环境满足要进行的真空泵性能测试的要求，同时也保证了测试结果的稳定性和准确性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种多功能真空泵测试罩，包括外壳、水冷管、加热丝和反射罩，所述外壳外侧设有水冷管，所述外壳内部设有反射罩和加热丝，所述外壳一端设有可打开的第一密封盖，另一端闭合且设有待测泵口；所述外壳上设有进气口、测温口、测压口、piv观测口和多个抽气口，其中所述多个抽气口包括与主泵连接的主抽气口和与粗抽泵连接的粗抽口。

所述进气口与一个进气管道相连，且所述进气管道置于所述外壳内，所述进气管道出气端折弯使管道出气口位于外壳的中轴线上，并且所述管道出气口朝向与所述待测泵口相反一侧。

所述外壳的内径为d，所述进气管道口径为0.1d。

所述测温口内设有测温热电偶，所述测压口内设有真空计。

所述测压口设于外壳轴向方向距离闭合端0.5d位置处。

所述外壳上设有两个piv观测口，且沿着所述外壳轴向看去，第一piv观测口和第二piv观测口轴线呈90度，其中第一piv观测口设于外壳上侧，第二piv观测口与进气口相对分设于外壳两侧。

所述加热丝包括中心加热丝和外加热丝，所述中心加热丝沿着外壳中轴线设置且呈螺旋状，外加热丝设于外壳内壁上且设于反射罩内侧，所述外加热丝呈鼠笼状。

述外壳内设有不同长度的陶瓷杆，其中中心加热丝通过沿着外壳径向设置的第一陶瓷杆固定，外加热丝和反射罩通过第二陶瓷杆固定于外壳内壁上。

所述外壳一侧设有可打开的第一密封盖，另一侧固设有第二密封盖，所述外壳以及第一密封盖和第二密封盖上均设有水冷管，所述主抽气口和粗抽口均设于外壳上且轴线位于同一平面，并且沿着所述外壳轴向看去，所述主抽气口和粗抽口轴线呈90度。

所述外壳一侧设有可打开的第一密封盖，另一侧设有带主抽气口的法兰盘，所述外壳上设有与不同粗抽泵相连的粗抽口和侧抽气口，所述粗抽口和侧抽气口轴线处于同一平面，且沿着所述外壳轴向看去，所述粗抽口轴线与侧抽气口轴线呈90度。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明集加热、冷却、抽气、进气、测压、测温、piv观察等一系列功能于一身，能够使真空泵测试罩内的气体环境满足要进行的真空泵性能测试的要求，同时也保证了测试结果的稳定性和准确性。

2、本发明上的抽气口分为粗抽口和主抽口，其分别与粗抽泵和主泵进行连接，可实现测试罩内不同压力环境下的气体参数测试。本发明外壳上的测压口的位置设于外壳轴向方向距离闭合端0.5d位置处，并且测压口的正负90度方向上无进气或出气源，提高了真空计测量结果的准确性，能够更加真实的反应真空泵测试罩内的实际气体压力情况。本发明外壳上设有piv观测口实现了对真空泵测试罩内部流场的可视化，根据示踪粒子的位移矢量可分析气体具体运动规律。

3、本发明的进气口与一个进气管道相连，且所述进气管道的出气端折弯使管道出气口位于外壳的中轴线上，并且所述管道出气口朝向与待测泵口相反一侧，避免出现外壳内压力不均匀的情况，为测试罩内提供了一个稳定的气体入口环境，降低了由于不断进气对真空泵测试稳定性产生的影响。

4、本发明的加热丝分为中心加热丝与外加热丝，分区域加热保证了真空罩内的气体加热均匀，并且外加热丝设置成鼠笼状，中心加热丝设置成螺旋状，增大了加热面积，提高加热效率，另外本发明设有反射罩，使加热的效果更集中，而且减少了对外壁的加热，防止外壁温度过高对操作人员造成伤害，并且加热丝与反射罩做成分体多段式，方便对测试罩进行清洁维修时的拆装。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为图1中的a-a剖视图；

图3为本发明实施例二的结构示意图。

其中，1为第一密封盖；2为电极口；3为把手；4为锁紧装置；5为吊环；6为第一piv观测口；7为测温口；8为安全阀口；9为进气口；10为粗抽口；11为第二密封盖；12为第一待测泵口；13为第二待测泵口；14为外壳；15为主抽口；16为预留口；17为放气口；18为水冷管；19为折页；20为密封槽；21为第一陶瓷杆；22为第二piv观测口；23为反射罩；24为进气管道；241为管道出气口；25为外加热丝；26为测压口；27为第二陶瓷杆；28为中心加热丝；29为法兰盘；30为侧抽气口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～3所示，本发明包括外壳14、水冷管18、加热丝和反射罩23，所述外壳14外侧设有往复折弯的水冷管18，且所述水冷管18的进水端和出水端与提供循环冷却水的冷却机构相连，所述冷却机构为本领域公知技术，所述外壳14上设有多个法兰口用于实现各种功能，所述外壳14内部设有反射罩23和加热丝，且所述反射罩23设于外壳14内壁上，所述外壳14一端设有可打开的第一密封盖1，另一端闭合且设有待测泵口。

如图1～3所示，所述外壳14上设有的多个法兰口包括进气口9、测温口7、测压口26、piv观测口、放气口17、安全阀口8、预留口16和多个抽气口，其中不同的抽气口分别与不同的抽气泵连接。

如图2所示，所述进气口9与一个进气管道24相连，且所述进气管道24置于所述外壳14内，所述进气管道24呈l型且出气端折弯使管道出气口241位于外壳14的中轴线上，并且所述管道出气口241朝向与所述待测泵口相反一侧，以避免出现外壳14内压力不均匀的情况。所述外壳14的内径d根据真空罩的国家标准及外壳的体积进行选取，所述进气管道24口径为0.1d。

如图1所示，所述外壳14上设有多个测温口7，每个测温口7内安装测温热电偶，且所述测温口7沿着外壳14轴向等间距设置，且环绕外壳14圆周方向均布，以保证各部分温度测量的精确性。所述测温热电偶为本领域公知技术。

如图2～3所示，所述测压口26设于外壳14轴向方向距离闭合端0.5d位置处，并且测压口26周围无进气或出气源口，在所述测压口26内设有真空计用于测量外壳14内压力，所述真空计为本领域公知技术。

本发明根据测得的温度和压力对真空测试罩内的气体进行温度控制和压力调控，从而可测得真空泵在相应气体状态下的性能参数。

如图1～2所示，所述外壳14上设有两个piv观测口，且沿着所述外壳14轴向看去，第一piv观测口6和第二piv观测口22轴线呈90度，其中如图1所示，第一piv观测口6设于外壳14上侧，如图2所示，第二piv观测口22与进气口9相对分设于外壳14两侧。在利用piv技术(粒子图像测速法)研究外壳14内部流场时，所述两个piv观测口便于观察气体流场的运动规律。所述piv观测口上设有耐高温的透明玻璃便于观察同时也起到防护作用。

所述放气口17上装有放气阀，且所述放气口17布置在朝向人的一侧，便于作业人员操作。所述安全阀口8上装有安全阀，防止外壳14内气体压力过高导致安全问题。所述放气阀和安全阀均为本领域公知技术。

如图1和图3所示，在外壳14上设有预留口16为后续功能的补充提供了可能。

如图2所示，为了使外壳14内气体加热均匀，本发明采用分区域加热方式，其中加热丝分为中心加热丝28和外加热丝25，中心加热丝28沿着外壳14中轴线设置且呈螺旋状，外加热丝25设于外壳14内壁上且设于反射罩23内侧，所述外加热丝25呈鼠笼状。

如图1所示，所述外壳14上设有电极口2，给加热丝供电的导线由相应电极口2进出外壳14，使加热丝实现通电加热，所述外壳14内设有不同长度的陶瓷杆用于固定加热丝，其中中心加热丝28通过沿着外壳14径向设置的第一陶瓷杆21固定，外加热丝25通过第二陶瓷杆27固定于外壳14内壁上，同时所述第二陶瓷杆27外端穿过反射罩23后与外壳14内壁螺纹连接，且在反射罩23内侧的第二陶瓷杆27上设有螺母用于将所述反射罩23固定。所述加热丝和反射罩23可设计成分体多段式结构，方便清洁维修时的拆装。

如图1～2所示，所述外壳14一端设有可打开的第一密封盖1，所述第一密封盖1通过折页19与外壳14连接，另外所述第一密封盖1上设有把手3方便第一密封盖1开启，并且为了安装方便，在所述第一密封盖1和外壳14上设有吊环5方便装置吊起，为了保持良好的密封性及保压性能，所述外壳14上设有带密封圈的密封槽20，且第一密封盖1闭合时压紧密封圈实现密封，外壳14上设有锁紧装置4用于第一密封盖1盖上时将第一密封盖1锁紧密封，所述锁紧装置4为本领域公知技术，本实施例中，所述锁紧装置4包括两个通过螺栓连接的夹块，第一密封盖1闭合后，第一密封盖1和外壳14边缘通过两个夹块夹住，并旋拧螺栓实现夹块夹紧。

所述外壳14上设有多个抽气口，且不同抽气口与不同抽气泵连接，所述抽气口包括主抽气口15和粗抽口10，其中主抽气口15的位置根据不同泵体结构设置有所不同。

实施例一：

如图1～2所示，本实施例中提供一种内体积为1m³卧式多功能真空泵测试罩，其中外壳14一侧设有可打开的第一密封盖1，另一侧固设有带第一待测泵口12和第二待测泵口13的第二密封盖11，所述第一密封盖1和第二密封盖11均为球面状，并且由于真空测试罩中真空的特殊气体环境，第二密封盖11焊接方式采取内焊连续焊的焊接方式，并在要求强度高的位置添加外焊断续焊来补充强度，另外为了增大水冷面积，提高水冷效果，所述外壳14以及第一密封盖1和第二密封盖11上均设有水冷管18，并且水冷管18应避开各个法兰口且布置需满足冷却要求，所述第二密封盖11上设有第一待测泵口12和第二待测泵口13两个法兰口，选取合适的待测泵法兰口可以连接相应合适的管道，使管道流导与待测泵的抽速进行合理匹配，可以削弱由于管道流导的存在导致待测泵测量结果的影响，其中第一待测泵口12为大抽速待测泵所连的法兰口，第二待测泵口13为中、小型待测泵所连的法兰口。

本实施例中，所述外壳14的内径d根据行业标准选取为1000mm，其高度为了满足内体积为1m³而进行调节，在所述外壳14内设置的与所述进气口9相连的进气管道24内径大小为100mm。

本实施例中，所述多个抽气口包括一个主抽气口15和一个粗抽口10，其中如图1所示，主抽气口15设于外壳14下侧，粗抽口10设于外壳14一侧，所述主抽气口15和粗抽口10轴线位于同一平面，且沿着所述外壳14轴向看去，所述主抽气口15和粗抽口10轴线呈90度。

所述主抽气口15通过管路连接主泵，所述粗抽口10通过管路连接粗抽泵，可实现测试罩内不同的压力气体环境。本实施例中，当所需压力在10pa以上时，可采取粗抽泵对外壳14内部进行抽气，当所需压力在10pa以下时，主泵进行抽气工作，同时使粗抽泵作为主泵的前级泵保证主泵的前级压力在正常启动的允许范围内。

本实施例中，所述反射罩23材质为304不锈钢。

实施例二：

如图3所示，本实施例与实施例一不同之处在于：本实施例为内体积为100l的立式真空泵测试罩，所述主抽气口15必须设于外壳14远离所述第一密封盖1一端。

本实施例中，外壳14内径d根据行业标准选取为400mm，外壳14远离所述第一密封盖1一端焊接有法兰盘29，所述主抽气口15设于所述法兰盘29中部，水冷管18的布置根据水冷量要求，仅需在外壳14上布置水冷管18，第一密封盖1上无需布置水冷管18。

本实施例中，所述多个抽气口中除所述主抽气口15和粗抽口10外，还包括一个侧抽气口30，如图3所示，所述粗抽口10和侧抽气口30轴线处于同一平面，且沿着所述外壳14轴向看去，所述粗抽口10轴线与侧抽气口30轴线呈90度。

所述主抽气口15与主泵相连，所述粗抽口10和侧抽气口30分别与不同抽气能力的粗抽泵相连，其中粗抽口10通过管路与第一粗抽泵相连，侧抽气口30通过管路与第二粗抽泵相连。当所需压力在10pa以上时，若有较大流量气体进入测试罩内时，可采取第二粗抽泵从侧抽气口30对外壳14内部进行抽气，当所需压力在10pa以上且进入测试罩内的气体流量不大时，可采取第一粗抽泵从粗抽口10对外壳14内部进行抽气，当所需压力在10pa以下时，主泵进行抽气工作，同时根据气体流量大小选取合适的粗抽泵作为主泵的前级泵保证主泵的前级压力在正常启动的允许范围内。

所述主抽气口15、粗抽口10和侧抽气口30保证测试罩在各个压力范围都有很高的抽速，从而实现了在各种压力下针对大流量的进气，并且真空泵测试罩能保持在该压力下进行泵性能测试的要求。

本实施例中，测温口7中连接一长度足够的测温热电偶可实现对测试罩中心处的温度测量。