專利名稱：一種吸氣劑串及其使用安全大抽速吸氣劑泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種操作簡(jiǎn)便使用安全大抽速吸氣劑泵，屬于真空技術(shù)領(lǐng)域。可 用于真空排氣、粒子加速器、表面分析系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室真空系統(tǒng)、薄膜淀積、真空 加工系統(tǒng)、激光器、等離子機(jī)、中子發(fā)生器、便攜式儀器、核聚變裝置、宇宙模 擬裝置等近代科學(xué)技術(shù)及工業(yè)中，可提高系統(tǒng)的真空度，可使系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可 靠性好、壽命長(zhǎng)。
背景技術(shù)：
在80年代，北京有色金屬研究總院申請(qǐng)過專利"寬激活溫度范圍吸氣劑和 吸氣元件"(專利號(hào)CN85102889),該吸氣劑在鋯-石墨中添加LaNi5，使吸氣 劑能夠在一個(gè)較寬的溫度范圍內(nèi)激活。在該專利中還公丌了吸氣元件，以及吸氣 劑及吸氣元件的制備方法。這樣，使用吸氣劑及吸氣元件制成吸氣劑泵，并使吸 氣劑泵在真空技術(shù)領(lǐng)域中得到應(yīng)用。
吸氣劑泵沒有運(yùn)動(dòng)部件是靜止泵、吸氣劑泵清潔無油、結(jié)構(gòu)緊湊、無高壓高 頻、可通過多次再生重復(fù)使用、吸氣劑泵可對(duì)H2可逆吸放、對(duì)活性氣體的抽速 大、吸附容量高、壽命長(zhǎng)、無磁場(chǎng)干擾、低能耗、無振動(dòng)、維護(hù)費(fèi)用低。超高真 空系統(tǒng)中主要?dú)垰獬煞轂镠2和CO,非蒸散型吸氣劑(NEG)對(duì)這兩種氣體卻有良 好的吸氣性能。在其它抽氣手段抽氣速率跌至最低時(shí)，NEG泵是最好的后續(xù)抽 氣手段，節(jié)省了抽氣時(shí)間，提高了系統(tǒng)的效率， 一般情況下可使極限真空提高 1.5 2個(gè)數(shù)量級(jí)。吸氣劑泵還可和濺射離子泵配合起來使用。由于吸氣劑泵具有 眾多優(yōu)點(diǎn)而備受人們關(guān)注。
現(xiàn)有吸氣劑泵多是在金屬鎳或鍍鎳鐵基帶上軋制厚度達(dá)50~15(Vm的ZrAl 16合金帶，在基帶上(0.15mm厚的Ni帶，退火后很軟)覆蓋150~200pm厚的Zr-V-Fe顆粒，軋制前Zr-V-Fe顆粒尺寸為80 15(Vm)，由于吸氣劑帶只用一薄層吸 氣劑，則吸氣劑的用量很少，因而氣體吸附容量就很小。作為吸氣劑泵的主體， 在泵體中心軸線位置裝有熱子以便于加熱，由于熱子占用泵體空間，所以吸氣劑
的用量就更少了。在這些泵的泵體內(nèi)壁與吸氣劑接近部分，氣體的傳導(dǎo)性減弱， 吸氣劑不能被完全激活，降低了泵的抽氣速率。另外，由于現(xiàn)有吸氣劑泵所用 的吸氣劑都是通過軋制的方式固定到金屬帶上，所以這種泵中的吸氣劑耐振動(dòng) 沖擊性能較差，就可能掉顆粒，造成嚴(yán)重后果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種吸氣劑串，該吸氣劑串有利于氣體擴(kuò)散，可以釆用 外部烘烤加熱激活的方式。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用安全低溫激活大抽速室溫吸氣劑泵。該
泵采用外部烘烤加熱方式激活吸氣劑，具有有利于氣體擴(kuò)散的通道設(shè)計(jì)，提高泵
的抽氣能力，并提高泵的使用安全性、降低能耗。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案
一種吸氣劑串，在一根支撐桿上串接數(shù)片吸氣劑片。吸氣劑串上的吸氣劑片 排列方式有利于氣體擴(kuò)散，并可以采用外部烘烤加熱激活的方式。
一種使用安全大抽速吸氣劑泵，該吸氣劑泵是在殼體內(nèi)均布排列若干根上述 的吸氣劑串，在殼體上設(shè)有一個(gè)丌口為氣劑泵口，并在殼體外部設(shè)有烘烤加熱 裝置。
本發(fā)明是采用外部烘烤加熱方式激活泵體內(nèi)吸氣劑，泵體內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。 采用外部烘烤加熱方式激活泵體內(nèi)吸氣劑，使用方便，安全可靠，避免內(nèi)部加熱 體出現(xiàn)故障需要打丌泵體進(jìn)行修理或更換加熱體的操作。泵體內(nèi)不設(shè)加熱體，節(jié)
省了泵體內(nèi)部空間，可多放置吸氣劑，較覆蓋厚度只有50 150卩un的ZrA116或Zr-V-Fe吸氣劑帶，能更有效地發(fā)揮吸氣劑的吸氣性能，提高吸氣速率和吸氣量，提 高泵的抽速。吸氣劑泵體內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理，吸氣劑片串成串通過金屬桿固定 到定位板上，有利于氣體擴(kuò)散的通道設(shè)計(jì)，導(dǎo)熱方式更有利于吸氣劑加熱，保證 泵體內(nèi)各部位吸氣劑均能有效激活。增大吸氣劑的吸氣表面積(吸氣劑內(nèi)外環(huán)表 面及上下表面均為活性表面)，提高抽速。該吸氣泵使用壓片型吸氣劑，不需將 吸氣劑顆粒軋制在鎳帶上。
在本發(fā)明的使用安全大抽速吸氣劑泵中，所述的殼體為圓筒狀，若干根吸氣 劑串的支撐桿的兩端分別固定在兩塊定位板上，兩塊定位板分別與圓筒狀殼體的
兩個(gè)端面相對(duì)，并在兩塊定位板上分別均布設(shè)有若干個(gè)通孔，且殼體上的氣劑泵 口設(shè)在殼體的其中一個(gè)端面上。
在本發(fā)明的使用安全大抽速吸氣劑泵中，所述的烘烤加熱裝置為電阻絲爐， 其形狀為圓筒狀，套裝在殼體外。
在本發(fā)明的使用安全大抽速吸氣劑泵中，所述的殼體為金屬殼體，所述的吸 氣劑串的支撐桿為不銹鋼桿，所述的定位板為不銹鋼圓形板。
在本發(fā)明的使用安全大抽速吸氣劑泵中，所述的吸氣劑串上兩片吸氣劑片用 環(huán)形金屬絲分隔丌。
在本發(fā)明的使用安全大抽速吸氣劑泵中，在所述的殼體內(nèi)的氣劑泵口處設(shè)有 過濾板。
在本發(fā)明的使用安全大抽速室溫吸氣劑泵中，所述的吸氣劑可以采用CN 85102889專利中的吸氣劑，其中，Zr粉、石墨粉C 、 LaNi5粉的成份范圍位于 三角形a、 b、 c中，三角形頂點(diǎn)的成份(重量％)是
a. 93%Zr+5% LaNi5+2%C
b. 50%Zr+48% LaNi5+20/0C
c. 70%Zr+15% LaNi5+15%C 。
三種粉末均通過200目/英寸或400目/英寸標(biāo)準(zhǔn)篩。三種組份充分混合后， 可以壓在預(yù)先準(zhǔn)備好的各種支撐件上，也可以制成懸浮體涂覆在預(yù)先制好的熱子 上，在真空中經(jīng)85(TC 95(TC加熱10 '30分鐘達(dá)到部分燒結(jié)。吸氣元件再經(jīng)400 。C 90(TC激活處理10 30分鐘。
本發(fā)明的吸氣劑采用CN 85102889專利中的吸氣劑，經(jīng)壓制、燒結(jié)工藝制 成多孔粉末燒結(jié)體吸氣劑片，在強(qiáng)度上有很大提高，耐振動(dòng)沖擊性能較ZrA116 合金吸氣劑帶有很大的提高，提高了其在使用過程中的可靠性。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果在于
本發(fā)明的吸氣劑泵，是采用外部烘烤加熱方式激活泵體內(nèi)吸氣劑，可以避免 采用內(nèi)部加熱激活吸氣劑時(shí)若加熱體出現(xiàn)故障，需要打開泵體進(jìn)行修理或更換加 熱體的操作，因此，本發(fā)明的吸氣劑泵使用維修方便安全。泵體內(nèi)不設(shè)加熱體，
節(jié)省了泵體內(nèi)部空間，可以多添加吸氣劑，更有效地發(fā)揮吸氣劑的吸氣性能，增
加泵的吸氣量，提高泵的抽速。本發(fā)明的吸氣劑泵使用維修方便安全。
泵體內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，有利于均勻加熱吸氣劑、有利于氣體擴(kuò)散的通道設(shè) 計(jì)。吸氣劑采用燒結(jié)工藝制成多孔吸氣劑片，在強(qiáng)度和振動(dòng)沖擊性能上較ZrA116 或Zr-V-Fe合金帶有很大的提高。將燒結(jié)制成的多孔吸氣劑片串成串通過金屬桿 固定到定位板上，吸氣劑片與片之間分隔開并保持一個(gè)適當(dāng)?shù)木嚯x，使吸氣劑露 出更多的活性表面積，從而提高抽氣時(shí)吸氣劑對(duì)氣體的粘附幾率以及活性氣體與 吸氣劑的碰撞幾率，進(jìn)而提高抽速。被吸氣的裝置中的被吸氣的對(duì)象是104Pa 的H2，吸氣劑泵抽速大于1001/s。本發(fā)明的吸氣劑泵中的吸氣劑的激活溫度為 500°C，對(duì)周圍環(huán)境的熱負(fù)載降低，室溫工作。


圖l是吸氣劑泵的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1 —圓筒形的金屬殼體，2 —吸氣劑串，3 —吸氣劑串的定位板，4一塵 埃過濾板，5 —吸氣劑泵口、 6—吸氣劑定位板上的孔、7—烘烤加熱裝置。 圖2是吸氣劑定位板及吸氣劑串結(jié)構(gòu)。其中，圖2 (a)為吸氣劑定位板及吸氣 劑串結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖2 (b)為圖2 (a)的A-A剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一歩說明。
如圖l、圖2所示，本發(fā)明的吸氣劑泵包括一個(gè)圓筒形的金屬殼體l、在其 腔體內(nèi)，均布設(shè)有33串吸氣劑串2，每串吸氣劑串2是以不銹鋼桿作為支撐物 串接數(shù)片吸氣劑片，每吸氣劑片燒結(jié)而成，吸氣劑串2的不銹鋼桿的兩端固定在 打了孔6的吸氣劑串2的定位板3上，吸氣劑串所在的定位板3為圓形金屬定位 板，吸氣劑片之間以環(huán)形金屬絲分隔開，以提高吸氣劑的比表面積。吸氣劑泵的 圓筒形的金屬殼體1 一端有一個(gè)開口為氣劑泵口 5，在腔體內(nèi)具有氣劑泵口 5的 一側(cè)的設(shè)有可以與預(yù)抽真空的空間相通的塵埃過濾板4，以避免顆粒物進(jìn)入真空 腔體。在圓筒形的金屬殼體l的外部設(shè)有烘烤加熱裝置7。烘烤加熱裝置7為電 阻絲爐，電阻絲爐的內(nèi)徑略大于金屬殼體l的外徑，并套裝在金屬殼體l外。
如圖2(a)所示，吸氣劑定位板3上開有若干孔6，兩塊吸氣劑定位板3所 開的孔6是相互對(duì)稱的，以利于氣流的通過，在吸氣劑定位板3上的中心開有①
12mm大孔，其四周開有78個(gè)。5 mm孔，33個(gè)^6mm孑L， 3個(gè)cD4.5mm孔。 如圖2 (b)所示，與吸氣劑串1平行的各孔的中心線的距離為12 mm，吸氣劑 串1的不銹鋼桿的直徑為Ol mm。
其它的表征吸氣劑泵的性能的參數(shù)如下 吸氣劑片尺寸內(nèi)徑6mm,外徑12mm,高1.3mm;
共計(jì)33串吸氣劑，每串吸氣劑約有33片吸氣劑，每片質(zhì)量約0.35g ; 吸氣劑泵外形尺寸(p90mmx68mm，壁厚2mm,泵口直徑cp50mm; 吸氣劑泵有效吸氣面積約2800cm2; 激活功率1800w;
泵的抽速>1001/s (lO^Pa的H2而言)； 泵的重量約2.5公斤；
工作溫度室溫。 實(shí)施例
將0.35gZr粉、C粉和LaN i5粉的混合物在壓制壓強(qiáng)280MPa下壓制成片(內(nèi) 徑6mm，外徑12mm，高1.3mm)，之后在900。C下燒結(jié)10min，燒結(jié)制成吸氣劑 片，將吸氣劑片以不銹鋼桿作支撐物串成吸氣劑串2,裝在吸氣劑泵的定位板3 上。采用外部烘烤加熱裝置7的烘烤加熱方式激活金屬殼體1內(nèi)吸氣劑，在500 'C下保溫30min進(jìn)行激活。將0.35gZr粉、C粉和LaN i5粉的混合物在壓制壓強(qiáng) 280MPa下壓制成片
通過控制儲(chǔ)氫合金的放氫溫度控制通入真空腔體(本底真空為2xl0—spa，腔 體容積約0.5升)中的氫氣量，利用吸氣劑泵來維持真空。在通氫速率為1000Pa-1/ 天的條件下，進(jìn)行了兩個(gè)月的試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，真空腔體的真空可以維持在 2xl(rSpa。計(jì)算得出，對(duì)于10 a的H2而自'，本發(fā)明中的吸氣劑泵抽速可達(dá)1001/s。
權(quán)利要求
1、一種吸氣劑串，其特征在于在一根支撐桿上串接數(shù)片吸氣劑片。
2、 一種使用安全大抽速吸氣劑泵，其特征在于該吸氣劑泵是在殼體內(nèi)均布排 列若干根權(quán)利要求1所述的吸氣劑串，在殼體上設(shè)有一個(gè)開口為氣劑泵口，并在殼體 外部設(shè)有烘烤加熱裝置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用安全大抽速吸氣劑泵，其特征在于所述的殼體 為圓筒狀，若干根吸氣劑串的支撐桿的兩端分別固定在兩塊定位板上，兩塊定位板分 別與圓筒狀殼體的兩個(gè)端面相對(duì)，并在兩塊定位板上分別均布設(shè)有若干個(gè)通孔，且殼 體上的氣劑泵口設(shè)在殼體的其中一個(gè)端面上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的使用安全大抽速吸氣劑泵，其特征在于所述的烘烤 加熱裝置為電阻絲爐，其形狀為圓筒狀，套裝在殼體外。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的使用安全大抽速吸氣劑泵，其特征在于所述的殼體 為金屬殼體，所述的吸氣劑串的支撐桿為不銹鋼桿，所述的定位板為不銹鋼圓形板。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的使用安全大抽速吸氣劑泵，其特征在于所述的吸氣 劑串上兩片吸氣劑片用環(huán)形金屬絲分隔開。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的使用安全大抽速吸氣劑泵，其特征在于在所述的殼 體內(nèi)的氣劑泵口處設(shè)有過濾板。
全文摘要
一種吸氣劑串及其使用安全大抽速吸氣劑泵。該吸氣劑串是在一根支撐桿上串接數(shù)片吸氣劑片。該吸氣劑泵是在殼體內(nèi)均布排列若干根上述的吸氣劑串，在殼體上設(shè)有一個(gè)開口為氣劑泵口，并在殼體外部設(shè)有烘烤加熱裝置。該氣劑泵采用外部烘烤加熱方式激活泵體內(nèi)吸氣劑，使用維修方便安全；泵體內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，有利于均勻加熱吸氣劑、有利于氣體擴(kuò)散，提高抽速。
文檔編號(hào)F04B37/00GK101169112SQ20061011404
公開日2008年4月30日 申請(qǐng)日期2006年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月25日
發(fā)明者尉秀英, 軍 杜, 毛昌輝, 熊玉華, 秦光榮, 鵬 苑 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院