專利名稱：五級(jí)金屬直腔型高真空油擴(kuò)散泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高真空油擴(kuò)散泵，具體地說(shuō)是一種五級(jí)金屬直腔
型高真空油擴(kuò)散泵。
技術(shù)背景 高真空油擴(kuò)散泵是基礎(chǔ)的真空獲得設(shè)備。廣泛用于航空航天、原
子能、真空冶金、真空熱處理、真空鍍膜、化工工業(yè)等領(lǐng)域。
長(zhǎng)期以來(lái)，由于國(guó)內(nèi)直腔型高真空油擴(kuò)散泵工作范圍窄、抽速低、高壓強(qiáng) 端性能差、返油大等缺點(diǎn)，使得直腔型高真空油擴(kuò)散泵的應(yīng)用受到很大的約束。
參見(jiàn)圖5與圖6:傳統(tǒng)高真空油擴(kuò)散泵，泵體3上方設(shè)有進(jìn)氣口 17，泵體3 底部作為油室9，油室裝有泵油，泵體外部、底部設(shè)有敞開(kāi)式加熱器10，敞開(kāi) 式加熱器的加熱絲23直接盤繞在耐火粘土制成的電爐盤25中，加熱絲直接暴 露在大氣中，加熱過(guò)程中不斷受到大氣的氧化，加熱絲會(huì)不斷剝落外皮，加熱 絲的線徑會(huì)逐漸變細(xì)，這樣大大減少了加熱絲23的使用壽命。加熱器是通過(guò)熱 輻射方式對(duì)擴(kuò)散泵的工作介質(zhì)即泵油進(jìn)行加熱，熱效率只能達(dá)到70%左右。敞開(kāi) 式加熱器與泵體的底部不能很好的接觸，要使加熱器為擴(kuò)散泵提供足夠的能量， 則需增加加熱功率，電耗高。泵芯包括與沒(méi)油室相連通的一級(jí)導(dǎo)流管2與一級(jí) 噴嘴l、 二級(jí)導(dǎo)流管6與二級(jí)噴嘴5和三級(jí)導(dǎo)流管7與三級(jí)噴嘴5;它有共三級(jí) 擴(kuò)散、 一級(jí)噴射，包括完成三級(jí)擴(kuò)散的一級(jí)噴嘴l、 二級(jí)噴嘴4、三級(jí)噴嘴5和 完成一級(jí)噴射的噴射嘴8，噴射嘴8出口連接排氣管11，冷卻管12裝在泵體與 排氣管外表面。為了彌補(bǔ)抽氣速率的不足，泵體中端擴(kuò)大泵體的環(huán)形面積，使 一級(jí)噴嘴、二級(jí)噴嘴及三級(jí)噴嘴在泵體中所處位置的環(huán)形面積增加，即增大抽 氣面積。泵體的加工過(guò)程比較繁瑣，比如增加泵體的焊接工序，頻繁的焊接會(huì) 降低擴(kuò)散泵的氣密性，材料的焊接變形增加，所以對(duì)泵體的加工精度就要求比 較高
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便、泵 體制作方法簡(jiǎn)單、泵體加工精度要求低的五級(jí)金屬直腔型高真空油擴(kuò)散泵；它 抽氣速率高、返油率低，工作范圍寬，在高壓強(qiáng)端仍有較大的抽速，并且提高 了臨界前級(jí)壓力。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案如下 一種五級(jí)金屬直 腔型高真空油擴(kuò)散泵，包括泵體，設(shè)置在泵體內(nèi)泵芯、油室和噴射嘴，位于泵 體外面、底部的加熱器，其特征在于泵體為直容腔；泵芯包括一級(jí)導(dǎo)流管及 其一級(jí)噴嘴、二級(jí)導(dǎo)流管及其二級(jí)噴嘴、三級(jí)導(dǎo)流管及其三級(jí)噴嘴、四級(jí)導(dǎo)流 管及其四級(jí)噴嘴，二級(jí)導(dǎo)流管、三級(jí)導(dǎo)流管和四級(jí)導(dǎo)流管與油室連接， 一級(jí)導(dǎo) 流管裝在二級(jí)導(dǎo)流管的上面；二級(jí)噴嘴、三級(jí)噴嘴和四級(jí)噴嘴的間隙為固定間 隙。
本實(shí)用新型其噴嘴間隙除第一級(jí)在調(diào)試過(guò)程中需調(diào)整外，其余各級(jí)均采用 固定間隙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、調(diào)整方便，改善了傳統(tǒng)擴(kuò)散泵每級(jí)都需要間隙墊片進(jìn)行 調(diào)整的缺陷，提高了工作效率；能夠獲得10—2 10—6 Pa高真空和超高真空環(huán)境。 本實(shí)用新型的顯著提高了高真空油擴(kuò)散泵的抽氣速率、拓寬了抽氣范圍、 有比較高的前級(jí)壓力、低的返油率；它還具有擴(kuò)散泵和增擴(kuò)泵的雙重性，融兩 種泵的優(yōu)良性能于一體，應(yīng)用范圍有很大發(fā)展。
本實(shí)用新型與現(xiàn)階段有代表性的兩種擴(kuò)散泵的抽速特性曲線對(duì)比情況見(jiàn)圖 7，圖中C曲線是本實(shí)用新型抽速特性曲線，D曲線與E曲線是現(xiàn)有技術(shù)有代 表性的兩種擴(kuò)散泵的抽速特性曲線。由圖7能夠醒目看出在泵口壓力在1.3 X10—2pa時(shí)，各泵的抽速值為滿值，在6.7X10—^a時(shí)D泵和E泵，抽速只有時(shí) 抽速的10%左右；充分證明本實(shí)用新型具有突出的抽氣性能。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2是本實(shí)用新型的加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖， 圖3是一級(jí)噴嘴與擋油帽及隔熱套的關(guān)系示意圖， 圖4是圖2中A部放大圖， 圖5是傳統(tǒng)高真空油擴(kuò)散泵的結(jié)構(gòu)示意圖， 圖6是傳統(tǒng)高真空油擴(kuò)散泵的加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖， 圖7是本實(shí)用新型與兩種傳統(tǒng)擴(kuò)散泵的抽速特性曲線對(duì)比圖。 圖中1—一級(jí)噴嘴，2——級(jí)導(dǎo)流管，3—泵體，4—二級(jí)噴嘴，5—三級(jí)噴 嘴，6—二級(jí)導(dǎo)流管，7— 級(jí)噴嘴，8—噴射嘴，9一油室，IO—加熱器，ll一 排氣管，12—冷卻水管，13—四級(jí)導(dǎo)流管，14一四級(jí)噴嘴，15—四級(jí)保溫?fù)醢澹?6—三級(jí)保溫?fù)醢澹?7—進(jìn)氣口， 18—聚流管，19一二級(jí)保溫?fù)醢澹?0_擋油帽，21—鑄鐵板，22—不銹鋼套管，23—加熱絲，24—氧化鎂粉，25—電爐盤。
具體實(shí)施方式
如圖1所示 一種五級(jí)金屬直腔型高真空油擴(kuò)散泵，包括泵體3，設(shè)置在泵體3內(nèi)泵芯、油室9和噴射嘴8，位于泵體3外面、底部的加熱器10，在泵體3與排氣管11外面裝有用于冷卻的冷卻水管12;其特征在于泵體3為直容腔；泵芯包括一級(jí)導(dǎo)流管2及其一級(jí)噴嘴1、 二級(jí)導(dǎo)流管6及其二級(jí)噴嘴4、三級(jí)導(dǎo)流管7及其三級(jí)噴嘴5、四級(jí)導(dǎo)流管13及其四級(jí)噴嘴14， 二級(jí)導(dǎo)流管6、三級(jí)導(dǎo)流管7和四級(jí)導(dǎo)流管13與油室9連接， 一級(jí)導(dǎo)流管2裝在二級(jí)導(dǎo)流管6的上面；泵體3上方設(shè)有進(jìn)氣口 17; 二級(jí)噴嘴4、三級(jí)噴嘴5和四級(jí)噴嘴14的間隙為固定間隙。只有一級(jí)噴嘴1的間隙在調(diào)試過(guò)程可進(jìn)行調(diào)節(jié)。
由于泵體3為直腔形，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，由原先的五道焊縫變?yōu)閮傻篮缚p，泵體3焊縫的減少，氣密性高，焊接變形小，大大提高效率。
本實(shí)用新型的加熱器10為封閉式結(jié)構(gòu)，參見(jiàn)圖2與圖3:加熱器10包括鑄鐵板21、不銹鋼套管22和加熱絲23;鑄鐵板21內(nèi)設(shè)有不銹鋼套管22，不銹鋼套管22內(nèi)裝有加熱絲23，不銹鋼套管22內(nèi)填充有絕緣用的氧化鎂粉24。制作時(shí)，將加熱絲23裝入不銹鋼套管22內(nèi)，將氧化鎂粉24裝入不銹鋼套管22，再將不銹鋼套管22按間距盤繞后澆鑄在鑄鐵板21中，這樣加熱絲23不會(huì)受到大氣的氧化，加熱絲23通過(guò)對(duì)鑄鐵板的加熱，由鑄鐵板21表面對(duì)擴(kuò)散泵進(jìn)行加熱，這樣，大大增了加熱面積，加熱表面的單位熱載荷大大增加；加熱器10直接接觸泵底，大大提高了熱效率，降低了熱損耗。
為便于二級(jí)導(dǎo)流管6的油蒸汽快速高效地輸送至一級(jí)導(dǎo)流管2，強(qiáng)化一級(jí)噴嘴1的抽取效果；作為本實(shí)用新型的完善，在二級(jí)導(dǎo)流管6的上方中心位置設(shè)有聚流管18。
為了既提高高真空擴(kuò)散泵的返油效果，又不影響擴(kuò)散泵的抽氣性能，作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步完善， 一級(jí)噴嘴1外面裝有擋油帽20;為了充分保證擋油帽20的冷卻效果，在擋油帽20與一級(jí)噴嘴1之間裝有陶瓷隔熱柱25，將擋油帽20與一級(jí)噴嘴1間隔開(kāi)，這樣一級(jí)噴嘴1的溫度不會(huì)傳到擋油帽20上，有效阻擋油蒸汽的蒸發(fā)，使其返油率降為1.5X10—3 1.5X10—4 mg/cm2*min。作為本實(shí)用新型的又一步完善，為一方面防止二級(jí)噴嘴4、三級(jí)噴嘴5與四級(jí)噴嘴14凝結(jié)的油霧再次蒸發(fā)，另一方面保證各級(jí)的噴嘴溫度，使油蒸汽維持一定的溫度，保證射流正常工作，在二級(jí)噴嘴4、三級(jí)噴嘴5與四級(jí)噴嘴14上面分別裝有二級(jí)保溫?fù)醢?9、三級(jí)保溫?fù)醢?6和四級(jí)保溫?fù)醢?5。
本實(shí)用新型的噴射嘴8的喉部即錐端小頭處的直徑為60mm，噴射嘴8的噴射面積為11304ram2，而傳統(tǒng)擴(kuò)散泵噴射嘴8噴射面積為3215 mm2，本實(shí)用新型噴射面積是傳統(tǒng)擴(kuò)散泵噴射面積的三倍多。
本實(shí)用新型共有四級(jí)擴(kuò)散、 一級(jí)噴射，包括完成四級(jí)擴(kuò)散的一級(jí)噴嘴l、 二級(jí)噴嘴4、三級(jí)噴嘴5、四級(jí)噴嘴14和完成一級(jí)噴射的噴射嘴8。并且，噴射嘴8的噴射面積是傳統(tǒng)泵的三倍多，極大地提高了擴(kuò)散泵的抽氣性能，提高了擴(kuò)散泵在高壓強(qiáng)端的抽氣能力。
權(quán)利要求1、一種五級(jí)金屬直腔型高真空油擴(kuò)散泵，包括泵體，設(shè)置在泵體內(nèi)的泵芯、油室和噴射嘴，位于泵體外面、底部的加熱器，其特征在于所述泵體(3)為直容腔；所述泵芯包括一級(jí)導(dǎo)流管(2)及其一級(jí)噴嘴(1)、二級(jí)導(dǎo)流管(6)及其二級(jí)噴嘴(4)、三級(jí)導(dǎo)流管(7)及其三級(jí)噴嘴(5)、四級(jí)導(dǎo)流管(13)及其四級(jí)噴嘴(14)；所述二級(jí)導(dǎo)流管(6)、所述三級(jí)導(dǎo)流管(7)和所述四級(jí)導(dǎo)流管(13)與所述油室(9)連接，所述一級(jí)導(dǎo)流管(2)裝在所述二級(jí)導(dǎo)流管(6)的上面；所述二級(jí)噴嘴(4)、所述三級(jí)噴嘴(5)和所述四級(jí)噴嘴(14)的間隙為固定間隙。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種五級(jí)金屬直腔型髙真空油擴(kuò)散泵，其特征在 于所述加熱器(10)包括鑄鐵板(21)、不銹鋼套管(22)和加熱絲(23); 所述鑄鐵板(21)內(nèi)設(shè)有不銹鋼套管(22),所述不銹鋼套管(22)內(nèi)裝有所 述加熱絲(23)，所述不銹鋼套管(22)內(nèi)填充有氧化鎂粉(24)。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種五級(jí)金屬直腔型高真空油擴(kuò)散泵，其特征在 于，所述一級(jí)噴嘴(1)外面裝有擋油帽(20);所述擋油帽(20)與所述一 級(jí)噴嘴(1)之間裝有陶瓷隔熱柱(25)。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種五級(jí)金屬直腔型高真空油擴(kuò)散泵，其特征在 于所述二級(jí)噴嘴(4)、所述三級(jí)噴嘴(5)與所述四級(jí)噴嘴(14)上面分別 裝有二級(jí)保溫?fù)醢?19)、三級(jí)保溫?fù)醢?16)和四級(jí)保溫?fù)醢?15)。
5、 如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的一種五級(jí)金屬直腔型高真空油擴(kuò)散 泵，其特征在于所述二級(jí)導(dǎo)流管(6)的上方中心位置設(shè)有聚流管(18)。
6、如權(quán)利要求5所述的一種五級(jí)金屬直腔型高真空油擴(kuò)散泵，其特征在于: 所述噴射嘴(8)的喉部直徑為60mm，所述噴射嘴(8)的噴射面積為3215鵬2。
專利摘要本實(shí)用新型涉及高真空油擴(kuò)散泵，具體地說(shuō)是一種五級(jí)金屬直腔型高真空油擴(kuò)散泵。它包括泵體，設(shè)置在泵體內(nèi)泵芯、油室和噴射嘴，位于泵體外面、底部的加熱器；泵體為直容腔；泵芯包括一級(jí)導(dǎo)流管及其一級(jí)噴嘴、二級(jí)導(dǎo)流管及其二級(jí)噴嘴、三級(jí)導(dǎo)流管及其三級(jí)噴嘴、四級(jí)導(dǎo)流管及其四級(jí)噴嘴，二級(jí)導(dǎo)流管、三級(jí)導(dǎo)流管和四級(jí)導(dǎo)流管與油室連接，一級(jí)導(dǎo)流管裝在二級(jí)導(dǎo)流管的上面；二級(jí)噴嘴、三級(jí)噴嘴和四級(jí)噴嘴的間隙為固定間隙。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，顯著提高高真空油擴(kuò)散泵的抽氣速率、拓寬抽氣范圍，氣密性高，焊接變形小，提高工作效率；能獲得10^-2～10^-6Pa高真空和超高真空環(huán)境。廣泛用于航空航天、原子能、真空冶金、熱處理、鍍膜、化工等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)F04F9/02GK201412399SQ20092000805
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月31日
發(fā)明者莉 王 申請(qǐng)人:蘭州真空設(shè)備有限責(zé)任公司