專利名稱：帶真空泵的檢漏器及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢漏器，它有一個(gè)設(shè)計(jì)為阻尼真空泵的高真空泵和另外兩個(gè)針對(duì)大氣壓力工作的真空泵。此外，本發(fā)明還涉及一種此類檢漏器的工作方法。
由EU-A-283543已知此類檢漏器。它依照逆流原理(用氦作測(cè)試氣體)進(jìn)行工作，并能確定檢測(cè)對(duì)象的密封性或它的泄漏性，而且可從大泄漏量至極小泄漏(漏泄率至10-10mbar l/s)。在用已知檢漏器進(jìn)行氦氣檢漏時(shí)，存在著碳?xì)浠衔镂廴驹嚇雍?或檢測(cè)腔的危險(xiǎn)。這些污染源自于油密的針對(duì)大氣壓力工作的真空泵吸氣腔的分子造成，這些分子逆真空泵的輸送方向直至滲回高真空區(qū)。
本發(fā)明的目的是要避免在試樣和/或檢測(cè)腔內(nèi)的碳?xì)浠衔镂廴尽?br> 按本發(fā)明為達(dá)到上述目的是使這兩個(gè)另外的真空泵設(shè)計(jì)為干式密封真空泵。所謂干式密封真空泵指的是，這些泵工作時(shí)在它們的吸腔沒(méi)有密封油。屬于這類泵的有隔膜式真空泵或按螺旋原理工作的真空泵(螺桿泵)，如例如由DE-A-2831179已知的那種。
在一個(gè)或兩個(gè)干式密封真空泵的入口區(qū)中最好與一根吹氣管連通，在檢測(cè)過(guò)程或檢測(cè)時(shí)間之間可通過(guò)此管道供入吹洗氣體(例如空氣)。其結(jié)果是，盡管采用了干式密封真空泵，檢漏器的動(dòng)作時(shí)間仍可很短，并可保持其有高的檢測(cè)靈敏度。若沒(méi)有吹洗氣體進(jìn)入，會(huì)使得由于用干式密封真空泵，取代針對(duì)大氣壓工作的油封真空泵，延長(zhǎng)了動(dòng)作時(shí)間和惡化了檢漏器的檢測(cè)靈敏度。亦即上述類型的干式密封真空泵具有這樣的特性，它的抽氣能力在其較高的最終壓力附近趨向于零的抽氣能力。因此延長(zhǎng)了動(dòng)作時(shí)間。此外，這一特性還導(dǎo)致在泵內(nèi)形成因泄漏帶來(lái)的氦基底，它惡化了檢測(cè)靈敏度。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和詳情可借助于附圖
所表示的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明。
附圖示意表示了檢漏器，它的入口用數(shù)字1表示。入口1通過(guò)互相平行的管段2(帶有節(jié)流器3和閥4)和5(帶有閥6)以及導(dǎo)管7，與高真空泵9的進(jìn)口端8連通。
高真空泵9是阻尼真空泵的一個(gè)級(jí)，最好是兩級(jí)渦輪分子泵11的一級(jí)，它的第二級(jí)用數(shù)字12來(lái)表示。在第二級(jí)12的進(jìn)口端13連接著測(cè)試氣體檢驗(yàn)器，最好是一個(gè)質(zhì)譜計(jì)14。高真空泵9和12的兩個(gè)出口端15和16，共同地往導(dǎo)管17與阻尼泵19(最好是渦輪分子泵)的進(jìn)口端18相連。渦輪分子泵19的壓力端經(jīng)連接導(dǎo)管20與隔膜泵21相連，后者針對(duì)大氣壓力工作。導(dǎo)管20與帶節(jié)流器23的吹洗氣體輸入管22連通。此外，在導(dǎo)管17上還連接有測(cè)壓點(diǎn)25。
這兩級(jí)渦輪分子泵9和12裝在一根共同的軸上。接頭8和13位于渦輪分子泵11的外端。在工作過(guò)程中，這兩級(jí)泵9和12的流向?yàn)閺耐庀蚶?沿箭頭26)流過(guò)，所以只有一個(gè)初真空接頭27。
此外，檢漏器的入口1經(jīng)帶閥29的導(dǎo)管28與第二個(gè)真空泵31的進(jìn)口端30連接。泵31所涉及的是一種按螺旋原理工作的真空泵。在導(dǎo)管28上還連接有通風(fēng)閥32和測(cè)壓點(diǎn)33。在閥29和真空泵31的進(jìn)口30之間，導(dǎo)管28還與帶閥35的吹洗氣體輸入管34相連。
這兩個(gè)真空泵19和31的進(jìn)口端18和30通過(guò)導(dǎo)管37互相連接。導(dǎo)管37上配備有調(diào)節(jié)閥40。
為了使檢漏過(guò)程自動(dòng)化，沒(méi)有中央控制器41，它通過(guò)在圖上設(shè)有用符號(hào)詳細(xì)注明的控制線路，與調(diào)節(jié)閥以及與測(cè)壓點(diǎn)連接。
在用圖中所表示的檢漏器實(shí)施檢漏時(shí)的方法如下首先在關(guān)閉閥4、6、29、35、40的情況下，將檢漏器置于其準(zhǔn)備好工作的狀態(tài)，為此，先接通真空泵19、20和31，然后接通渦輪分子泵11。當(dāng)質(zhì)譜計(jì)14中的壓力低于10-4mbar，亦即當(dāng)渦輪分子泵11的轉(zhuǎn)速達(dá)到其額定值，以及當(dāng)初真空壓力(測(cè)量?jī)x器25)小于最大允許壓力(例如0.1mbar)時(shí)，檢測(cè)器便準(zhǔn)備工作就緒。
放在檢測(cè)腔43內(nèi)要檢測(cè)的試樣42連接在檢漏器的入口1處。。在檢測(cè)腔43內(nèi)放有測(cè)試氣體，最好是氦氣，若試樣是漏泄的，則在檢漏過(guò)程中氦將侵入試樣中。也可以取消檢測(cè)腔43，只要用氦氣噴射試樣42。在另一種可供選擇的方案中，試樣42本身充填有氦氣。在圖示的這種情況下，腔43與入口1連接。
為了開(kāi)始檢漏，關(guān)閉也許還開(kāi)著的通風(fēng)閥32，打開(kāi)導(dǎo)管28中的閥29。其結(jié)果是使試樣42與真空泵31連通，從而將試樣抽成真空。
若試樣不是嚴(yán)重不密封，則由測(cè)壓點(diǎn)33記錄下來(lái)的試樣內(nèi)的壓力較快下降。當(dāng)壓力值到達(dá)約100mbar時(shí)將閥4打開(kāi)，于是高真空泵9通過(guò)節(jié)流器3與導(dǎo)管28亦即與入口1連通，并因而與試樣42連通。當(dāng)進(jìn)一步抽真空至壓力約0.1mbar時(shí)，若氦氣侵入試樣42，則然后氦氣經(jīng)節(jié)流器3和兩高級(jí)真空泵9和12到達(dá)質(zhì)譜計(jì)14。在這種情況下檢漏可以停止進(jìn)行。在這一檢漏階段可以確定，泄漏的漏泄率為數(shù)量級(jí)約從10至10-5mbarl/s之間。
如果在這一檢漏階段中質(zhì)譜計(jì)14還沒(méi)有記錄到有氦氣，則通過(guò)將去往高真空泵9的導(dǎo)管解除節(jié)流開(kāi)通連接，用更高的靈敏度開(kāi)始進(jìn)一步地檢漏。為此，當(dāng)試樣42中的壓力約為0.1mbar時(shí)關(guān)閉閥29，打開(kāi)閥6和40。因此試樣的抽真空通過(guò)高真空泵9和所有的泵19、21和31來(lái)進(jìn)行。被一起輸送的氦可能通過(guò)渦輪分子泵12到達(dá)質(zhì)譜計(jì)14。在這一檢漏階段中，可以確定泄漏的漏泄率約從10-3至10-10mbarl/s之間。
若試樣仍舊是密封的，則其內(nèi)部壓力將進(jìn)一步下降。當(dāng)壓力降至約2.10-2mbar時(shí)(測(cè)量?jī)x器33)，接著開(kāi)始更靈敏的檢漏階段，此時(shí)關(guān)閉閥40。因此初真空系統(tǒng)的吸氣能力急劇降低，所以檢測(cè)也相應(yīng)地更靈敏。若在這一階段氦氣仍未被質(zhì)譜計(jì)14記錄到，則可以認(rèn)為此試樣42是密封的。
真空泵21是一種隔膜泵。為了能為渦輪分子泵11造成所要求的初真空壓力，在渦輪分子泵11前預(yù)置一臺(tái)渦輪分子泵19。渦輪分子泵的抽吸能力被限制成使之能具有高的檢測(cè)靈敏度。為了解決氦基底和惡化動(dòng)作時(shí)間的問(wèn)題，將氣流持續(xù)地經(jīng)節(jié)流器23(例如50塊擋板)流入中間導(dǎo)管20。這股氣流將到達(dá)中間管道20的氦原子不斷地帶走，所以不再會(huì)造成不希望有的氦基底。
為了消除在螺桿泵31中的氦基底，必須泵入較多的氣體。因此，在閥35打開(kāi)時(shí)壓力急劇上升，測(cè)試工作不能同時(shí)進(jìn)行。所以只有在至少閥29、39、40被關(guān)閉或甚至全部閥(直至閥35)關(guān)閉時(shí)，閥35才自動(dòng)打開(kāi)。
權(quán)利要求
1.帶有一個(gè)設(shè)計(jì)為阻尼真空泵(11)的高真空泵和兩個(gè)另外的針對(duì)大氣壓力工作的真空泵(21、31)的檢漏器，其特征為這兩個(gè)另外的真空泵(21、31)設(shè)計(jì)為干式密封真空泵。
2.按照權(quán)利要求1所述之檢漏器，其特征為干式密封真空泵是螺桿泵(31)和/或隔膜泵(21)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述之檢漏器，其特征為兩個(gè)干式密封真空泵(21、31)中的第一個(gè)，即與阻尼真空泵(11)的初真空接頭(27)相連的那一個(gè)，設(shè)計(jì)為隔膜泵(21)。
4.按照權(quán)利要求3所述之檢漏器，其特征為在隔膜泵(21)與阻尼真空泵(11)之間，有一個(gè)渦輪分子泵(19)。
5.按照權(quán)利要求4所述之檢漏器，其特征為為提高檢測(cè)靈敏度，限制渦輪分子泵(19)的抽氣能力。
6.按照權(quán)利要求3、4或5所述之檢漏器，其特征為吹洗氣體輸入管(22)與隔膜泵(21)的入口區(qū)連通。
7.按照權(quán)利要求6所述之檢漏器，其特征為在吹洗氣體輸入管(22)中裝有一個(gè)節(jié)流器(23)。
8.按照權(quán)利要求1至7之一所述之檢漏器，其特征為兩個(gè)干式密封真空泵(21、31)中之第二個(gè)，即經(jīng)由帶閥(24)的導(dǎo)管(23)直按與檢漏器入口(1)連接的那一個(gè)，設(shè)計(jì)為螺桿泵(31)。
9.按照權(quán)利要求8所述之檢漏器，其特征為吹洗氣體輸入管與螺桿泵(31)的入口區(qū)連通。
10.按照權(quán)利要求7所述之檢漏器的工作方法，其特征為在實(shí)施檢漏測(cè)量時(shí)，經(jīng)帶有節(jié)器(23)的吹洗氣體輸入管(22)，持續(xù)地流入一股氣流。
11.按照權(quán)利要求8所述之檢漏器的工作方法，其特征為只是當(dāng)至少關(guān)閉閥(29、40)時(shí)，才經(jīng)由帶閥(35)的吹洗氣體輸入管(34)，流入吹洗氣體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種檢漏器，它有一個(gè)設(shè)計(jì)為阻尼真空泵(11)的高真空泵和兩個(gè)另外的針對(duì)大氣壓力工作的真空泵(21、31)，為避免在試樣(42)所在區(qū)內(nèi)和/或檢測(cè)腔(43)內(nèi)碳氦化合物污染，建議將兩個(gè)另外的真空泵(21、31)設(shè)計(jì)為干式密封真空泵。
文檔編號(hào)G01M3/20GK1132855SQ95120249
公開(kāi)日1996年10月9日 申請(qǐng)日期1995年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月26日
發(fā)明者托馬斯·伯姆 申請(qǐng)人:萊波爾德股份公司