[发明专利]一种浮动加热式快速启动扩散泵

说明书

一种浮动加热式快速启动扩散泵，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，使加热区在正常的泵油范围内始终保持恒定不变；喷射系统中的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。

技术领域

本发明涉及真空泵领域，尤其是一种浮动加热式快速启动扩散泵。

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；现有扩散泵启动时间需要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。

发明内容

本发明的目的是提供一种浮动加热式快速启动扩散泵，通过对泵油进行局部加热、使其即时产生蒸气，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：

一种浮动加热式快速启动扩散泵，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；喷射系统中的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：

一种快速启动扩散泵，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：泵芯内部或泵芯上或泵芯周围设置有加热装置，加热装置的加热温度接近但低于蒸气的分解温度，优选低于1-10℃，加热装置与蒸发系统的加热器同时开关，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。

其中：

蒸发系统优选做成一个整体，蒸发器一般与泵体的形状相适应、呈圆盆或圆盘状，内有中间隔板、泵油和加热器以及测温电偶等，悬空安装在泵体内底部，优选采用隔热或绝热方式安装，即隔绝与泵体之间的热量传递，如减小两者的接触面积、采用绝热垫、隔热螺栓等；