[发明专利]一种快速启动浮动加热旋转喷射的扩散泵

说明书

一种快速启动浮动加热旋转喷射的扩散泵，包括泵体、泵油、泵芯、蒸发系统、冷却系统、喷射系统和控制系统，其蒸发系统采用浮动加热的加热方式，蒸发系统包括蒸发器、加热器和测温控温元件，蒸发器具有加热区和储油区，两者通过中间隔板分开并通过隔板上的油孔相连通，加热器设置在加热区内，对加热区内的泵油进行加热使其即时蒸发变成蒸气；加热器固定在中间隔板上，中间隔板能够漂浮在泵油中；喷射系统中蒸气导管的顶部是旋转喷头，旋转喷头的周围有一系列喷嘴，喷嘴喷出蒸气时能够使旋转喷头高速旋转；蒸气导管上或周围有加热装置，能够提高泵芯和蒸气的温度，并能实现扩散泵的快速启动。

技术领域

本发明涉及真空泵领域，尤其是一种快速启动浮动加热旋转喷射的扩散泵。

背景技术

真空扩散泵是目前获得高真空的最广泛、最主要的工具之一，扩散泵主要由泵体、泵油、泵芯、蒸发系统、冷却系统、喷射系统和控制系统等部分组成，在前级真空泵所形成的低真空条件下，蒸发系统使泵油沸腾蒸发，生成的蒸气以极高速度通过喷射系统喷出，使泵内上部的气体分子扩散到蒸气中，通过冷却系统使油蒸气在泵下部被冷凝，释放出的气体分子，即被前级泵抽走，而冷凝后的泵油又返回到蒸发系统中重新被加热，如此循环工作达到抽气的目的。蒸发系统是扩散泵最重要的组成部分之一，现有的蒸发系统是利用电阻加热（电阻丝等）或电磁感应加热对全部泵油以及扩散泵的底部进行加热，其存在的不足之处是扩散泵的泵油加热量大、升温速度慢、加热不均匀，扩散泵启动时间长，热能散失多、加热炉的功率大，耗能高、效率低，泵油的底部温度高、易爆沸、易分解变质，蒸发系统与冷却系统不能完全分开（通过泵体连在一起）内耗大，电阻丝容易烧断、更换电阻丝需要较长的停机时间，扩散泵停止工作后泵油长时间处在高温状态、容易氧化变质、降低了泵油的使用寿命，蒸发系统降温速度慢、需要冷却系统延长工作时间、增加了运行成本；此外，由于扩散泵在工作过程中，泵油的数量在不断减少、组成在不断变化，致使扩散泵的工作状况也不断发生变化，使真空度容易产生波动；频繁添加新油，不仅费时费力，而且也不利于泵油的净化和分馏；现有扩散泵的启动时间较长，大约需要20-80分钟，其启动慢的原因是泵油加热速率慢和泵芯需要泵油来加热；现有扩散泵的喷嘴是固定不动的伞帽形扩散喷嘴，蒸气从喷嘴喷出后形成稳定的伞状气流，依靠扩散运动使被抽取的空气分子进入蒸气流中，其不足之处是蒸气与空气的接触面小、结合方式被动、抽取力小、抽真空效率低、极限真空低。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速启动浮动加热旋转喷射的扩散泵，通过对泵油进行局部加热、使其即时产生蒸气，通过对泵芯加热、使其快速启动，通过采用旋转式喷头、使其抽力大和极限真空高，并将蒸发系统与冷却系统完全分开，同时使加热区始终保持恒定不变，达到蒸发系统加热功率小、扩散泵启动时间短、能耗低、泵油降温快、工作状况稳定、使用寿命长等效果，从而提高扩散泵的抽气量和抽气速度、减少能量损耗、降低扩散泵的使用成本。

本发明的主要技术方案如下：

一种快速启动浮动加热旋转喷射的扩散泵，包括泵体、泵油、泵芯、蒸发系统、冷却系统、喷射系统和控制系统，其特征在于：蒸发系统采用浮动加热的加热方式，蒸发系统包括蒸发器、加热器和测温控温元件，蒸发器具有加热区和储油区，两者通过中间隔板分开并通过隔板上的油孔相连通，加热器设置在加热区内，对加热区内的泵油进行加热使其即时蒸发变成蒸气；加热器固定在中间隔板上，中间隔板能够漂浮在泵油中，使加热区在正常的泵油范围内始终保持恒定不变；喷射系统中蒸气导管的顶部是旋转喷头，旋转喷头的周围有一系列喷嘴，喷嘴喷出蒸气时产生的反作用力能够使旋转喷头高速旋转；蒸气导管上或周围有加热装置，能够提高泵芯和蒸气的温度，增加喷射蒸气的速率和动能，并能实现扩散泵的快速启动。

为了提高现有扩散泵的启动速度、抽气速率和极限真空度，本发明还提供了一种简化的技术方案如下：