一种内部加热式填充结构非蒸散型吸气剂泵

技术领域

本发明属于真空泵技术领域，具体涉及一种内部加热式填充结构非蒸散型吸气剂泵。

背景技术

吸气剂泵是一种真空吸附泵，通过对组成吸气材料的活性合金材料进行升温激活处理，可以有效地吸附真空系统中的活性气体，从而获得和维持系统的真空环境。区别于传统真空泵，吸气泵内部没有活动部件，具有清洁无油，无高压高频、抗振动、可多次使用等多种优点。此外，吸气剂泵一旦加热激活，便可实现长期无源工作，是维持高真空或超高真空环境的有效手段。

现有吸气剂泵主要是将吸气剂材料压制成一定厚度(通常为1～2mm)的片状圆环，然后将其按一定排列方式分布在定位轴上，采用加热棒中心加热方式激活，但这样易导致吸气剂片芯部温度远高于边缘吸气材料，具有加热不均匀。

为使吸气元件加热均匀，部分吸气剂泵采用外部烘烤加热方式，将整个吸气泵置于加热装置中，但这种方式存在耗能高、加热效率低、激活过程长等问题，而且由于整个泵体要整体加热，泵内吸气元件所能达到的温度受到限制；或者将吸气剂材料与加热元件注射成型，成为一体式元件，但这种方法工艺复杂，且不易更换吸气剂元件。

发明内容

针对现有吸气剂泵存在的问题，本发明提出一种内部加热式填充结构非蒸散型吸气剂泵。这种吸气剂泵通过直接接触热辐射加热激活吸气剂，具有加热效率高、激活均匀的优点；将吸气材料填充在不锈钢网筛与不锈钢片的夹层里，既解决掉粉问题，又同时增大吸气材料与气体的接触面积，大大提高吸气速率；吸气元件内吸气材料容易更换，节约成本。同时，整个吸气泵便于安装使用，一旦加热激活，便可实现长期无源工作，是维持高真空或超高真空环境的有效手段。

本发明的技术方案如下：

一种内部加热式填充结构非蒸散型吸气剂泵，主要包括法兰、真空加热电极对、外壳、吸气材料、加热丝、保温材料、夹层圆筒；

外壳是一凹字型圆筒，圆台处开口，底部封闭，法兰连接在外壳的开口端，法兰中心有一气体通道，法兰上焊接有一真空加热电极对；夹层圆筒设置于外壳内，一端与外壳的底端密封，另一端与法兰密封，夹层圆筒包括内层圆筒和外层圆筒，内层圆筒为不锈钢网状圆筒或烧结不锈钢圆筒，外层圆筒为不锈钢圆筒，内层圆筒、外层圆筒与外壳同轴，内层圆筒和外层圆筒之间夹层空腔内填充吸气材料；外层圆筒的外壁上缠绕有加热丝，用于对吸气材料加热激活，加热丝的引出线与法兰上的真空加热电极对焊接；外层圆筒与外壳之间的空隙填充保温材料。

进一步地，所述加热丝为外层绝缘的金属加热丝，所述加热丝的材质包括铁铬铝合金、镍铬电热合金。

进一步地，所述吸气材料为非蒸散型吸气剂，包括ZrVFe、ZrVMnCe、Zr、TiZrV、TiCo、Ti、Ni、ZrV、ZrFe、TiMo、TiZrVAl中的一种或二种以上组合材料，所述吸气剂颗粒尺寸为5-80目。

进一步地，内层圆筒的内径与法兰中心的气体通道内径相同。

进一步地，所述不锈钢网状圆筒的孔隙为2-7μm。

进一步地，所述保温材料为硅酸铝纤维、玻璃纤维、石英纤维或气凝胶中的一种或二种以上的组合。

进一步地，所述法兰为不锈钢法兰，所述外壳与法兰之间通过O圈或紫铜圈密封，并通过螺栓与垫片将法兰和外壳固定。

进一步地，所述外壳为不锈钢外壳，外壳的内径为80-100mm，外径为120-160mm，高度为100-150mm。

进一步地，内层圆筒的直径为20-40mm，外层圆筒的直径为45-60mm。

与现有技术相比，本发明的吸气剂泵具有如下优点：

1.本发明的吸气剂泵将吸气材料填充在不锈钢网筛与不锈钢圆筒的夹层里，方便更换吸气材料，节约成本，既解决吸气剂使用过程中的掉粉问题，又同时增大吸气合金与气体的接触面积，大大提高吸气速率。

2.本发明的吸气剂泵采用加热丝在吸气剂泵内部直接加热，通过直接接触热辐射加热激活吸气剂，再在外部填充保温材料进行保温，具有加热效率高、激活均匀的优点。

3.本发明的吸气剂泵能高效可靠地吸收大量氢气、氧气、二氧化碳、水蒸气等活性气体，安装便捷、使用安全，适用于常压和低真空系统的吸气。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例涉及的附图进行简单地介绍。

图1是本发明的吸气剂泵的结构示意图；

图2是本发明的吸气剂泵内部的俯视图；

图中：1-法兰、2-真空加热电极对、3-不锈钢外壳、4-吸气材料、5-加热丝、6-保温材料、7-内层圆筒、8-外层圆筒。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的说明，但本发明的实施方式不限于此，显而易见地，下面描述中的实施例仅是本发明的部分实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，获得其他的类似的实施例均落入本发明的保护范围。

实施例1

一种内部加热式填充结构非蒸散型吸气剂泵，包括法兰1、真空加热电极对2、不锈钢外壳3、吸气材料4、加热丝5、保温材料6、内层圆筒7和外层圆筒8；

不锈钢外壳3是一内径80mm，高度120mm的凹字型圆筒，圆台外径为120mm，圆台处开口，底部封闭，法兰1连接在外壳3的开口端，法兰1的中心有一气体通道，法兰1上焊接有一真空加热电极对2；

不锈钢外壳3中设有一同心夹层圆筒，与吸气剂泵不锈钢外壳3的下端密封，夹层圆筒包括内层圆筒7和外层圆筒8，其中内层圆筒7为孔隙5μm不锈钢网状圆筒，外层圆筒8为不锈钢圆筒，内层圆筒7直径30mm，外层圆筒8直径45mm，内层圆筒7、外层圆筒8与外壳3同轴，内层圆筒7和外层圆筒8之间的夹层空腔填充40gZrVFe吸气剂颗粒(8-20目)，内层圆筒7的内径与法兰的气体通道内径相同；

外层圆筒8外壁缠绕多圈铁铬铝合金加热丝5，用于对吸气剂进行加热激活，加热丝5的引出线与法兰1上的真空加热电极对2焊接；

加热丝5与外壳3中间的空隙填充硅酸铝保温材料6；

法兰1为不锈钢法兰，不锈钢外壳3与法兰1之间用O型圈密封，并通过螺栓与垫片将法兰1和不锈钢外壳3固定；

利用上述吸气剂泵，在100W下进行激活，激活条件：500℃，激活时间：30min，吸气剂泵抽速：＞100L/s(测试压强4×10

实施例2

具体结构与实施例1相同，区别仅在于其中吸气剂为ZrVFeTi吸气剂，保温材料为玻璃棉。

实施例3

具体结构与实施例1相同，区别仅在于其中吸气剂为ZrFe吸气剂，金属加热丝为镍铬电热合金。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。