一種采用蒸散型吸氣合金的吸氣劑泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種采用蒸散型吸氣合金的吸氣劑泵，屬于真空領(lǐng)域及氣體純化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]真空泵用于真空腔體中起到獲得、維持真空的作用。真空泵根據(jù)抽氣方式大致可分為抽氣型真空泵和吸收型真空泵。抽氣型真空泵主要是通過將真空腔體內(nèi)的氣體排出獲得或維持真空，吸收型真空泵主要通過將真空腔體內(nèi)的氣體捕集吸收以獲得或維持真空。吸收型真空泵主要有吸氣劑泵、濺射離子泵、低溫冷凝泵、鈦升華泵等。其中吸氣劑泵具有體積小、安裝靈活、功耗低、使用簡單等優(yōu)勢。
[0003]一些小型化、高價值、對真空要求嚴格的真空器件或氣體純化器件經(jīng)常需要使用吸氣劑泵。
[0004]吸氣劑泵由吸氣劑發(fā)展而來。吸氣劑按工作原理分為蒸散型吸氣劑和非蒸散型吸氣劑兩大類，他們的吸氣原理和工作方式略有不同。
[0005]I)蒸散型吸氣劑:將鋇、鍶、鈣等活性金屬的鋁合金與還原劑(如鐵粉、鎳粉、鈦粉等)組成的混合物壓制成型制成吸氣劑。使用時將蒸散型吸氣劑在真空中加熱激活，使其中的活性金屬蒸散出來并蒸鍍在器件的內(nèi)壁形成吸氣薄膜。活性金屬蒸汽及其形成的吸氣薄膜與真空腔體內(nèi)的氣體分子相互碰撞，并產(chǎn)生化學(xué)作用產(chǎn)生相應(yīng)的化合物，以此吸收消除真空腔體的氣體已達到獲得、維持真空的目的。最常見的蒸散型吸氣材料為鋇鋁合金與鎳粉的混合物。
[0006]2 )非蒸散型吸氣劑:將鋯、鈦、釔材料或其與釩、鐵、錳、鈷、鋁、鉬、稀土組成的二元或多元合金的粉末壓制或燒結(jié)成型制成非蒸散型吸氣劑。使用時，將非蒸散型吸氣劑在真空中加熱(激活)，使其表面的氧化層向內(nèi)部擴散，暴露出新鮮表面。激活后的非蒸散型吸氣劑主要通過表面吸附和內(nèi)部擴散兩種機制吸收氣體。非蒸散型吸氣劑對任何氣體均可產(chǎn)生表面吸附，但在常溫下僅對4具有良好的內(nèi)部擴散。在表面吸附了一定量的co、co2、n2、02等氣體后，其吸氣能力會顯著下降，需要再次進行激活。廣泛應(yīng)用的非蒸散型吸氣材料有鋯鋁合金、鉬鈦合金、鋯釩鐵合金等。
[0007]傳統(tǒng)的吸氣劑泵一般由非蒸散型吸氣合金作為有效吸氣材料，通常的結(jié)構(gòu)為多片非蒸散型吸氣劑薄片串聯(lián)或并聯(lián)，使用時在真空環(huán)境下加熱激活非蒸散型吸氣劑薄片。這類吸氣劑泵的特點是對氫氣具有較大的抽速和吸氣容量，而對co、co2、n2、h2、o2等氣體及其氣態(tài)化合物吸氣量較低。并且在吸收一定量的0)、0)2、隊、02類氣體后需要再次進行激活才能維持泵體的吸氣能力，相應(yīng)的增加了使用的復(fù)雜程度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提出的是一種采用蒸散型吸氣合金的吸氣劑泵系統(tǒng)，其目的在于解決傳統(tǒng)吸氣劑泵在常溫下對CO、CO2, N2, 02等氣體吸收量小，并需反復(fù)激活使用不便等缺陷。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種采用蒸散型吸氣合金的吸氣劑泵系統(tǒng)，其特征是它包括:
1)采用蒸散型吸氣合金作為有效吸氣材料；
2)自帶吸氣合金載體；
3)自帶激活熱源。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點:通過自帶殼體解決了某些真空器件無法接受活性金屬附著的問題；通過采用蒸散型吸氣材料的主材解決了傳統(tǒng)吸氣劑泵吸收C、0、N等類型的氣體效率偏低的問題，并使本系統(tǒng)不需反復(fù)激活，一次激活便可釋放全部吸氣能力；通過自帶激活熱源解決了部分真空器件無法高頻激活吸氣劑的問題，通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計增大了有效面積，提高了吸氣速率和吸氣量；外形尺寸及安裝方式靈活。通過本發(fā)明，可滿足真空領(lǐng)域及氣體純化領(lǐng)域一些器件對吸氣劑泵的要求。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中的I是活性金屬源、2是激活熱源、3是殼體、4是多級葉片、5是底座。
【具體實施方式】
[0014]一種采用蒸散型吸氣合金的吸氣劑泵系統(tǒng)，其特征是它包括:
1)采用蒸散型吸氣合金作為有效吸氣材料；
2)自帶吸氣合金載體；
3)自帶激活熱源。
[0015]所述蒸散型吸氣合金如鋇合金、鈣合金作為有效吸氣材料，并可添加金屬鎳還原劑提尚性能。
[0016]所述自帶吸氣合金載體是以自帶的殼體或(和)葉片作為吸氣合金蒸鍍的載體。
[0017]所述自帶激活熱源是帶有電加熱激活裝置，一次激活釋放全部吸氣能力，可使吸氣劑泵一次激活可釋放全部的活性吸氣材料，并將其蒸鍍在葉片上，從而發(fā)揮全部吸氣潛力，而無需重復(fù)激活。
[0018]所述蒸散型吸氣劑材料可以吸收CO、CO2, N2, H2, O2多種氣體及其氣態(tài)化合物。
[0019]所述蒸散型吸氣合金材料采用表面增大，能使該吸氣劑泵具有較大的吸氣量。
[0020]實施例1
如圖1所示，采用蒸散型吸氣合金的吸氣劑泵系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)是殼體3的內(nèi)中央是一根中心軸，中心軸的兩側(cè)是多級葉片4，所述中心軸的下端穿過活性金屬源1、激活熱源2，接在底座5上的中央；所述的底座5上方接激活熱源2，激活熱源2上方接活性金屬源I。
[0021]本實例在真空腔體中通用性較強。
[0022]所述活性金屬源1:采用外徑20mm，高度5mm圓片狀不銹鋼容器，內(nèi)裝混合金屬粉，壓制成型。本實例的金屬粉采用鋇鋁合金粉與鎳粉按1:1混合。壓制成型后做400°C除氣處理。
[0023]所述激活熱源2:采用Φ 20mm，厚度Imm的耐熱金屬片作為激活熱源，耐熱金屬片與活性金屬源的容器焊接相連，該耐熱金屬片下部兩端各接Φ2_的電極，采用電加熱的方式產(chǎn)生熱量并傳導(dǎo)至金屬源。
[0024]所述殼體3:采用Φ24πιπι，長1mm不銹鋼套筒作為殼體，殼體下端采用喇叭口，可增大泵的吸氣速率。
[0025]所述葉片4:本實例采用雙層不銹鋼網(wǎng)作為葉片，增加活性金屬的蒸鍍面積，以增大蒸散型吸氣劑泵的吸氣效率。
[0026]所述底座5:本實例采用?70mm(CF35)不銹鋼法蘭作為底座，法蘭帶兩個電極，法蘭與激活熱源之間襯陶瓷隔熱片。
[0027]組裝時，蒸散型吸氣劑泵的各組件通過Φ2_不銹鋼中心軸連接，殼體3與底座5之間通過4個Φ2_不銹鋼中心軸加固連接。
[0028]使用時:本實例通過不銹鋼法蘭安裝在真空腔體上，在真空腔體的排氣過程中對該泵通3V、4A的直流電維持5min，對金屬源進行排氣預(yù)處理。在需要本蒸散型吸氣劑泵工作時，對本泵通電10V、9A的直流電維持40s，試活性金屬源激活并將活性金屬蒸鍍至葉片和殼體，此時該蒸散型吸氣劑泵已可發(fā)揮全部吸氣潛力，進入工作狀態(tài)。
[0029]實施例2
只是將實例I中的活性金屬源中的鋇鋁合金替換成鈣鋁合金，其他同實例I。本實例壽命相對較長。
[0030]實施例3
如圖2所示，將實例I的殼體、中心軸、多級葉片更改為如圖的形式，其他同實例I。本實例占用空間較小，便于安裝。
[0031]實施例4
去除實例I中活性金屬源內(nèi)包含的鎳粉，使用時將激活電流提高至10A，其他同實例I。本實例吸氣量更大。
[0032]綜上，用本發(fā)明所提出的一種采用蒸散型吸氣合金的吸氣劑泵系統(tǒng)具有較高的創(chuàng)新性和靈活性。
【主權(quán)項】
1.一種采用蒸散型吸氣合金的吸氣劑泵系統(tǒng)，其特征包括: 1)采用蒸散型吸氣合金作為有效吸氣材料； 2)自帶吸氣合金載體； 3)自帶激活熱源。
2.如權(quán)利要求1所述的一種采用蒸散型吸氣合金的吸氣劑泵系統(tǒng)，其特征是所述蒸散型吸氣合金以鋇合金、鈣合金作為有效吸氣材料，并添加金屬鎳還原劑提高性能。
3.如權(quán)利要求1所述的一種采用蒸散型吸氣合金的吸氣劑泵系統(tǒng)，其特征是所述自帶吸氣合金載體是以自帶的殼體或/和葉片作為吸氣合金蒸鍍的載體。
4.如權(quán)利要求1所述的一種采用蒸散型吸氣合金的吸氣劑泵系統(tǒng)，其特征是所述自帶激活熱源是帶有電加熱激活裝置，一次激活釋放全部吸氣能力，使吸氣劑泵一次激活釋放全部的活性吸氣材料，并將其蒸鍍在葉片上，從而發(fā)揮全部吸氣潛力，而無需重復(fù)激活。
5.如權(quán)利要求1所述的一種采用蒸散型吸氣合金的吸氣劑泵系統(tǒng)，其特征是所述蒸散型吸氣劑材料吸收CO、CO2, N2, H2, 02氣體及其氣態(tài)化合物。
6.如權(quán)利要求1所述的一種采用蒸散型吸氣合金的吸氣劑泵系統(tǒng)，其特征是所述采用蒸散型吸氣合金材料載體增大表面，使該吸氣劑泵提高吸氣量。
【專利摘要】本發(fā)明是一種采用蒸散型吸氣合金的吸氣劑泵系統(tǒng)，其特征是它包括:1) 采用蒸散型吸氣合金作為有效吸氣材料；2) 自帶吸氣合金載體；3) 自帶激活熱源。本發(fā)明的優(yōu)點：通過自帶殼體解決了某些真空器件無法接受活性金屬附著的問題；通過采用蒸散型吸氣材料的主材解決了傳統(tǒng)吸氣劑泵吸收C、O、N等類型的氣體效率偏低的問題，并使本系統(tǒng)不需反復(fù)激活，一次激活便可釋放全部吸氣能力；通過自帶激活熱源解決了部分真空器件無法高頻激活吸氣劑的問題，通過內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計增大了有效面積，提高了吸氣速率和吸氣量；外形尺寸及安裝方式靈活。通過本發(fā)明，可滿足真空領(lǐng)域及氣體純化領(lǐng)域一些器件對吸氣劑泵的要求。
【IPC分類】F04B37-02, F04B37-04
【公開號】CN104595154
【申請?zhí)枴緾N201410803728
【發(fā)明人】王瀏杰, 薛函迎, 柴云川, 郭衛(wèi)斌
【申請人】南京華東電子真空材料有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月23日