一种自洁式便拆冷阱装置的制作方法

本发明涉及一种自洁式便拆冷阱装置，属于真空工程。

背景技术：

1、冷阱安装在真空系统和真空室之间，不仅能有效地捕集来自真空系统中返流的水汽、油气分子、腐蚀性气体分子等可凝性挥发物，而且可抽除来自真空室中的可凝性挥发物，可提高真空室真空环境的洁净度。

2、真空工程领域，随着干泵、磁悬浮分子泵、低温泵等高洁净真空系统的应用；技术工艺的优化，此类真空泵组基本实现无油化，已大幅度提高真空系统洁净度。但是，随着遥感、激光等工程领域的发展，对真空环境品质提出了更高的要求。在真空系统抽气阶段，泵组工作时间越长温度越高，挥发出来的有害气体就越多，而且返流现象的存在，即便在洁净的无油真空系统中冷阱的设置还是很有必要的，尤其对真空环境品质要求越高的真空系统，冷阱的作用就越显著。

3、对真空环境品质较高要求的真空系统中，在抽气阶段，需要捕集真空系统和真空室挥发出来的可凝性气体。以前的冷阱装置，主要是通过液氮将冷阱冷屏冷却，抽气结束后关闭抽气阀门，冷阱自然回温。冷阱捕集的有害气体随着冷阱温度的回升逐渐释放到抽气管道或者继续吸附在冷阱冷屏上。但该系统主要存在以下3个问题：1、冷屏无法拆卸，难易维护、清洁，随着使用时间的递增，冷阱捕集能力也随之递减；2、随着使用次数的增加，冷阱冷屏捕集的杂质、油气分子等也逐渐增多，不仅失去捕集能力，而且会对真空室造成二次污染；3、没有加热功能，使用后需等其回温至常温后才能再次使用。

4、由于以前的冷阱装置设计都是一体式，清洁时需要整体拆卸后才能清洗，随着使用次数的递增，存在捕集能力降低和造成二次污染等问题，所以已不能适应当前遥感、激光等工程对高洁净、高品质的真空环境的发展需要。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种自洁式便拆冷阱装置，可持续有效的捕集有害气体的能力，又可及时方便地拆洗清洁。

2、本发明解决技术的方案是：

3、一种自洁式便拆冷阱装置，包括下冷阱壳体模块、冷阱冷屏模块和制冷机组模块，

4、制冷机组模块提供一定温度的制冷介质，冷阱冷屏模块接受制冷机组模块提供的制冷介质，温度降低至-100℃以下，实现低温吸附的功能，冷阱壳体模块两端与抽气管道连接，顶部与冷阱冷屏模块连接，实现整个装置的密封；

5、冷阱壳体模块包括进气口法兰、出气口法兰、冷屏安装法兰和壳体，进气口法兰和出气口法兰分别与真空室及抽气管道连接，真空室内的杂质及可凝性挥发物由进气口法兰向出气口法兰流动，被吸附在冷阱冷屏模块上，壳体内安装冷阱冷屏模块。

6、进一步的，冷阱壳体模块总漏率≤1×10-10pa·m3/s。

7、进一步的，冷屏安装法兰与冷阱冷屏模块的安装法兰采用o型密封圈连接。

8、进一步的，冷阱冷屏模块包括安装法兰、制冷介质管路和翅片，制冷介质管路安装在安装法兰上，翅片固定连接在制冷介质管路两侧。

9、进一步的，相邻翅片之间轴向间距为20-30mm。

10、进一步的，翅片向下倾斜，倾斜角为30°-60°。

11、进一步的，制冷介质管路和翅片采用无氧铜材料，真空钎焊成型。

12、进一步的，制冷介质管路总漏率≤1×10-10pa·m3/s。

13、进一步的，制冷机组模块包括制冷系统、加热系统和控制系统，制冷系统采用超低温复叠式制冷压缩机，加热系统采用镍铬合金电热丝式加热器，控制系统对整个装置进行启停、工作工况控制。

14、进一步的，冷阱冷屏模块的进液口与制冷机组模块的供液口通过不锈钢金属软管连接，冷阱冷屏模块的出液口与制冷机组模块的回液口通过不锈钢金属软管连接，金属软管采用保温棉进行包覆。

15、本发明与现有技术相比的有益效果是：

16、(1)本发明对冷阱结构的优化，可实现冷阱冷屏的拆装，及时清洁吸附在冷屏上的杂质；

17、(2)本发明对冷阱供液系统的改进，实现冷阱的低温吸附能力和加热去污自洁功能；

18、(3)本发明利用低温吸附原理，有效吸附真空系统中的水汽、油气分子、腐蚀性气体分子等可凝性挥发物，提供高洁净、高品质的真空环境；利用高温脱附原理，可定期加热将吸附物体通过粗抽管道排出室外；通过结构优化，吸附冷屏设计安装法兰，便于拆卸清洁，有效地提高吸附效率。

技术特征：

1.一种自洁式便拆冷阱装置，其特征在于，包括下冷阱壳体模块(1)、冷阱冷屏模块(2)和制冷机组模块(3)，

2.根据权利要求1所述的一种自洁式便拆冷阱装置，其特征在于，冷阱壳体模块(1)总漏率≤1×10-10pa·m3/s。

3.根据权利要求1所述的一种自洁式便拆冷阱装置，其特征在于，冷屏安装法兰(7)与冷阱冷屏模块(2)的安装法兰(9)采用o型密封圈连接。

4.根据权利要求1所述的一种自洁式便拆冷阱装置，其特征在于，冷阱冷屏模块(2)包括安装法兰(9)、制冷介质管路(10)和翅片(11)，制冷介质管路(10)安装在安装法兰(9)上，翅片(11)固定连接在制冷介质管路(10)两侧。

5.根据权利要求4所述的一种自洁式便拆冷阱装置，其特征在于，相邻翅片之间轴向间距为20-30mm。

6.根据权利要求4所述的一种自洁式便拆冷阱装置，其特征在于，翅片向下倾斜，倾斜角为30°-60°。

7.根据权利要求1所述的一种自洁式便拆冷阱装置，其特征在于，制冷介质管路(10)和翅片(11)采用无氧铜材料，真空钎焊成型。

8.根据权利要求1所述的一种自洁式便拆冷阱装置，其特征在于，制冷介质管路(10)总漏率≤1×10-10pa·m3/s。

9.根据权利要求1所述的一种自洁式便拆冷阱装置，其特征在于，制冷机组模块(3)包括制冷系统、加热系统和控制系统，制冷系统采用超低温复叠式制冷压缩机，加热系统采用镍铬合金电热丝式加热器，控制系统对整个装置进行启停、工作工况控制。

10.根据权利要求1所述的一种自洁式便拆冷阱装置，其特征在于，冷阱冷屏模块(2)的进液口与制冷机组模块(3)的供液口通过不锈钢金属软管连接，冷阱冷屏模块(2)的出液口与制冷机组模块(3)的回液口通过不锈钢金属软管连接，金属软管采用保温棉进行包覆。

技术总结
本发明涉及一种自洁式便拆冷阱装置，包括冷阱壳体模块、冷阱冷屏模块、制冷机组模块；冷阱冷屏模块为顶层模块，接受制冷机组模块提供一定温度的制冷介质，温度降低至‑℃以下，实现低温吸附的功能，制冷机组模块为冷阱冷屏模块提供一定温度的制冷介质，冷阱壳体模块两端与抽气管道连接，顶部与冷阱冷屏模块连接，实现整个装置密封的作用。本发明冷阱可吸附真空获得系统抽气管道中可凝性挥发物，实现真空设备获得高洁净、高品质的真空环境。该发明装置具备自洁功能，冷屏可方便拆装维护。

技术研发人员：邢立明,何绍栋,李云恒,臧博,王华新,马龙,施建昆,陈帅,李向阳
受保护的技术使用者：北京空间机电研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15