专利名称：五级金属直腔型高真空油扩散泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高真空油扩散泵，具体地说是一种五级金属直腔
型高真空油扩散泵。
技术背景 高真空油扩散泵是基础的真空获得设备。广泛用于航空航天、原
子能、真空冶金、真空热处理、真空镀膜、化工工业等领域。
长期以来，由于国内直腔型高真空油扩散泵工作范围窄、抽速低、高压强 端性能差、返油大等缺点，使得直腔型高真空油扩散泵的应用受到很大的约束。
参见图5与图6:传统高真空油扩散泵，泵体3上方设有进气口 17，泵体3 底部作为油室9，油室装有泵油，泵体外部、底部设有敞开式加热器10，敞开 式加热器的加热丝23直接盘绕在耐火粘土制成的电炉盘25中，加热丝直接暴 露在大气中，加热过程中不断受到大气的氧化，加热丝会不断剥落外皮，加热 丝的线径会逐渐变细，这样大大减少了加热丝23的使用寿命。加热器是通过热 辐射方式对扩散泵的工作介质即泵油进行加热，热效率只能达到70%左右。敞开 式加热器与泵体的底部不能很好的接触，要使加热器为扩散泵提供足够的能量， 则需增加加热功率，电耗高。泵芯包括与没油室相连通的一级导流管2与一级 喷嘴l、 二级导流管6与二级喷嘴5和三级导流管7与三级喷嘴5;它有共三级 扩散、 一级喷射，包括完成三级扩散的一级喷嘴l、 二级喷嘴4、三级喷嘴5和 完成一级喷射的喷射嘴8，喷射嘴8出口连接排气管11，冷却管12装在泵体与 排气管外表面。为了弥补抽气速率的不足，泵体中端扩大泵体的环形面积，使 一级喷嘴、二级喷嘴及三级喷嘴在泵体中所处位置的环形面积增加，即增大抽 气面积。泵体的加工过程比较繁琐，比如增加泵体的焊接工序，频繁的焊接会 降低扩散泵的气密性，材料的焊接变形增加，所以对泵体的加工精度就要求比 较高
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种结构简单、调整方便、泵 体制作方法简单、泵体加工精度要求低的五级金属直腔型高真空油扩散泵；它 抽气速率高、返油率低，工作范围宽，在高压强端仍有较大的抽速，并且提高 了临界前级压力。为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案如下 一种五级金属直 腔型高真空油扩散泵，包括泵体，设置在泵体内泵芯、油室和喷射嘴，位于泵 体外面、底部的加热器，其特征在于泵体为直容腔；泵芯包括一级导流管及 其一级喷嘴、二级导流管及其二级喷嘴、三级导流管及其三级喷嘴、四级导流 管及其四级喷嘴，二级导流管、三级导流管和四级导流管与油室连接， 一级导 流管装在二级导流管的上面；二级喷嘴、三级喷嘴和四级喷嘴的间隙为固定间 隙。
本实用新型其喷嘴间隙除第一级在调试过程中需调整外，其余各级均采用 固定间隙，结构简单、调整方便，改善了传统扩散泵每级都需要间隙垫片进行 调整的缺陷，提高了工作效率；能够获得10—2 10—6 Pa高真空和超高真空环境。 本实用新型的显著提高了高真空油扩散泵的抽气速率、拓宽了抽气范围、 有比较高的前级压力、低的返油率；它还具有扩散泵和增扩泵的双重性，融两 种泵的优良性能于一体，应用范围有很大发展。
本实用新型与现阶段有代表性的两种扩散泵的抽速特性曲线对比情况见图 7，图中C曲线是本实用新型抽速特性曲线，D曲线与E曲线是现有技术有代 表性的两种扩散泵的抽速特性曲线。由图7能够醒目看出在泵口压力在1.3 X10—2pa时，各泵的抽速值为满值，在6.7X10—^a时D泵和E泵，抽速只有时 抽速的10%左右；充分证明本实用新型具有突出的抽气性能。
图1为本实用新型的结构示意图，
图2是本实用新型的加热器的结构示意图， 图3是一级喷嘴与挡油帽及隔热套的关系示意图， 图4是图2中A部放大图， 图5是传统高真空油扩散泵的结构示意图， 图6是传统高真空油扩散泵的加热器的结构示意图， 图7是本实用新型与两种传统扩散泵的抽速特性曲线对比图。 图中1—一级喷嘴，2——级导流管，3—泵体，4—二级喷嘴，5—三级喷 嘴，6—二级导流管，7— 级喷嘴，8—喷射嘴，9一油室，IO—加热器，ll一 排气管，12—冷却水管，13—四级导流管，14一四级喷嘴，15—四级保温挡板，16—三级保温挡板，17—进气口， 18—聚流管，19一二级保温挡板，20_挡油帽，21—铸铁板，22—不锈钢套管，23—加热丝，24—氧化镁粉，25—电炉盘。
具体实施方式
如图1所示 一种五级金属直腔型高真空油扩散泵，包括泵体3，设置在泵体3内泵芯、油室9和喷射嘴8，位于泵体3外面、底部的加热器10，在泵体3与排气管11外面装有用于冷却的冷却水管12;其特征在于泵体3为直容腔；泵芯包括一级导流管2及其一级喷嘴1、 二级导流管6及其二级喷嘴4、三级导流管7及其三级喷嘴5、四级导流管13及其四级喷嘴14， 二级导流管6、三级导流管7和四级导流管13与油室9连接， 一级导流管2装在二级导流管6的上面；泵体3上方设有进气口 17; 二级喷嘴4、三级喷嘴5和四级喷嘴14的间隙为固定间隙。只有一级喷嘴1的间隙在调试过程可进行调节。
由于泵体3为直腔形，结构简单，制作容易，由原先的五道焊缝变为两道焊缝，泵体3焊缝的减少，气密性高，焊接变形小，大大提高效率。
本实用新型的加热器10为封闭式结构，参见图2与图3:加热器10包括铸铁板21、不锈钢套管22和加热丝23;铸铁板21内设有不锈钢套管22，不锈钢套管22内装有加热丝23，不锈钢套管22内填充有绝缘用的氧化镁粉24。制作时，将加热丝23装入不锈钢套管22内，将氧化镁粉24装入不锈钢套管22，再将不锈钢套管22按间距盘绕后浇铸在铸铁板21中，这样加热丝23不会受到大气的氧化，加热丝23通过对铸铁板的加热，由铸铁板21表面对扩散泵进行加热，这样，大大增了加热面积，加热表面的单位热载荷大大增加；加热器10直接接触泵底，大大提高了热效率，降低了热损耗。
为便于二级导流管6的油蒸汽快速高效地输送至一级导流管2，强化一级喷嘴1的抽取效果；作为本实用新型的完善，在二级导流管6的上方中心位置设有聚流管18。
为了既提高高真空扩散泵的返油效果，又不影响扩散泵的抽气性能，作为本实用新型的进一步完善， 一级喷嘴1外面装有挡油帽20;为了充分保证挡油帽20的冷却效果，在挡油帽20与一级喷嘴1之间装有陶瓷隔热柱25，将挡油帽20与一级喷嘴1间隔开，这样一级喷嘴1的温度不会传到挡油帽20上，有效阻挡油蒸汽的蒸发，使其返油率降为1.5X10—3 1.5X10—4 mg/cm2*min。作为本实用新型的又一步完善，为一方面防止二级喷嘴4、三级喷嘴5与四级喷嘴14凝结的油雾再次蒸发，另一方面保证各级的喷嘴温度，使油蒸汽维持一定的温度，保证射流正常工作，在二级喷嘴4、三级喷嘴5与四级喷嘴14上面分别装有二级保温挡板19、三级保温挡板16和四级保温挡板15。
本实用新型的喷射嘴8的喉部即锥端小头处的直径为60mm，喷射嘴8的喷射面积为11304ram2，而传统扩散泵喷射嘴8喷射面积为3215 mm2，本实用新型喷射面积是传统扩散泵喷射面积的三倍多。
本实用新型共有四级扩散、 一级喷射，包括完成四级扩散的一级喷嘴l、 二级喷嘴4、三级喷嘴5、四级喷嘴14和完成一级喷射的喷射嘴8。并且，喷射嘴8的喷射面积是传统泵的三倍多，极大地提高了扩散泵的抽气性能，提高了扩散泵在高压强端的抽气能力。
权利要求1、一种五级金属直腔型高真空油扩散泵，包括泵体，设置在泵体内的泵芯、油室和喷射嘴，位于泵体外面、底部的加热器，其特征在于所述泵体(3)为直容腔；所述泵芯包括一级导流管(2)及其一级喷嘴(1)、二级导流管(6)及其二级喷嘴(4)、三级导流管(7)及其三级喷嘴(5)、四级导流管(13)及其四级喷嘴(14)；所述二级导流管(6)、所述三级导流管(7)和所述四级导流管(13)与所述油室(9)连接，所述一级导流管(2)装在所述二级导流管(6)的上面；所述二级喷嘴(4)、所述三级喷嘴(5)和所述四级喷嘴(14)的间隙为固定间隙。
2、 如权利要求1所述的一种五级金属直腔型髙真空油扩散泵，其特征在 于所述加热器(10)包括铸铁板(21)、不锈钢套管(22)和加热丝(23); 所述铸铁板(21)内设有不锈钢套管(22),所述不锈钢套管(22)内装有所 述加热丝(23)，所述不锈钢套管(22)内填充有氧化镁粉(24)。
3、 如权利要求1所述的一种五级金属直腔型高真空油扩散泵，其特征在 于，所述一级喷嘴(1)外面装有挡油帽(20);所述挡油帽(20)与所述一 级喷嘴(1)之间装有陶瓷隔热柱(25)。
4、 如权利要求1所述的一种五级金属直腔型高真空油扩散泵，其特征在 于所述二级喷嘴(4)、所述三级喷嘴(5)与所述四级喷嘴(14)上面分别 装有二级保温挡板(19)、三级保温挡板(16)和四级保温挡板(15)。
5、 如权利要求1至4任意一项所述的一种五级金属直腔型高真空油扩散 泵，其特征在于所述二级导流管(6)的上方中心位置设有聚流管(18)。
6、如权利要求5所述的一种五级金属直腔型高真空油扩散泵，其特征在于: 所述喷射嘴(8)的喉部直径为60mm，所述喷射嘴(8)的喷射面积为3215鹏2。
专利摘要本实用新型涉及高真空油扩散泵，具体地说是一种五级金属直腔型高真空油扩散泵。它包括泵体，设置在泵体内泵芯、油室和喷射嘴，位于泵体外面、底部的加热器；泵体为直容腔；泵芯包括一级导流管及其一级喷嘴、二级导流管及其二级喷嘴、三级导流管及其三级喷嘴、四级导流管及其四级喷嘴，二级导流管、三级导流管和四级导流管与油室连接，一级导流管装在二级导流管的上面；二级喷嘴、三级喷嘴和四级喷嘴的间隙为固定间隙。它结构简单，制作容易，显著提高高真空油扩散泵的抽气速率、拓宽抽气范围，气密性高，焊接变形小，提高工作效率；能获得10<sup>-2</sup>～10<sup>-6</sup>Pa高真空和超高真空环境。广泛用于航空航天、原子能、真空冶金、热处理、镀膜、化工等领域。
文档编号F04F9/02GK201412399SQ20092000805
公开日2010年2月24日 申请日期2009年3月31日 优先权日2009年3月31日
发明者莉 王 申请人:兰州真空设备有限责任公司