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一种外置式 真空维持装置及方法

阅读：1019发布：2020-05-25

专利汇可以提供一种外置式真空维持装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种外置式真空维持装置及方法，能够实现低温容器夹层的真空获得与维持，结构简单、安装方便、工作可靠。本发明装置属于外置式真空维持装置，可以外部完成激活，避免了高温对夹层的影响，特别适用于活性气体的真空维持装置；本发明装置采用非蒸散型吸气片实现吸气，非蒸散型吸气片平衡气压低、吸气容量大、吸气速率高，能够有效抽除夹层出气并维持较高真空度；本发明的非蒸散型吸气片泵采用法兰安装，易于更换吸气片，能有效抽除低温容器夹层产生的气体。，下面是一种外置式真空维持装置及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种外置式真空维持装置，用于对低温容器夹层(11)进行真空维持，其特征在于，包括吸气室(4)、非蒸散型吸气片泵、温控单元(9)以及抽气机组(10)；
其中，非蒸散型吸气片泵设置在吸气室(4)内部，包括非蒸散型吸气片(5)以及加热棒(6)；其中非蒸散型吸气片(5)安装在加热棒(6)上；
吸气室(4)通过装有截止阀(3)的进气管道分别连通抽气机组(10)和低温容器夹层(11)；其中，通过设有夹层连接阀(1)的管路与低温容器夹层(11)连接，通过设有旁抽阀(2)的管路与抽气机组(10)连接；吸气室(4)上设有电源接口(8)，加热棒(6)通过电源接口(8)连接温控单元(9)；
温控单元(9)用于调控非蒸散型吸气片(5)的温度。
2.如权利要求1所述的外置式真空维持装置，其特征在于，所述非蒸散型吸气片(5)采用多孔结构的锆钒铁非蒸散型吸气材料。
3.如权利要求1所述的外置式真空维持装置，其特征在于，所述吸气室(4)材料为不锈钢材料。
4.如权利要求1所述的外置式真空维持装置，其特征在于，所述吸气室(4)结构为圆柱结构。
5.如权利要求1所述的外置式真空维持装置，其特征在于，两个以上的所述非蒸散型吸气片(5)沿加热棒(6)轴向均匀间隔排布安装在加热棒(6)上，并通过不锈钢垫圈隔开相邻两片非蒸散型吸气片。
6.如权利要求1所述的外置式真空维持装置，其特征在于，吸气室(4)设有电源接口(8)的一端壁面为连接法兰(7)。
7.如权利要求1所述的外置式真空维持装置，其特征在于，所述加热棒(6)采用镍铬合金制作；所述温控单元(9)采用热电偶实现对非蒸散型吸气片(5)温度的测量。
8.一种真空维持方法，采用如权利要求1所述的外置式真空维持装置，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，打开旁抽阀(2)和截止阀(3)，通过抽气机组(10)将吸气室(4)抽真空，真空度达到设定值后，关闭旁抽阀(2)和截止阀(3)；
步骤2，启动加热棒(6)加热非蒸散型吸气片(5)，开启温控单元(9)对非蒸散型吸气片(5)的温度进行调整，使其达到激活温度；非蒸散型吸气片(5)的温度达到激活温度设定时间之后，关闭温控单元(9)；
步骤3，将所述外置式真空维持装置与低温容器夹层(11)连接起来，打开旁抽阀(2)以及截止阀(3)，利用抽气机组(10)将连接段抽真空后，关闭旁抽阀(2)，打开夹层连接阀(1)，利用外置式真空维持装置抽除低温容器夹层(11)放出的气体，维持低温容器夹层(11)真空。
9.如权利要求8所述的真空维持方法，其特征在于，若低温容器夹层(11)的真空度小于设定值，断开所述外置式真空维持装置与低温容器夹层(11)，重复步骤2－步骤3。
10.如权利要求8所述的真空维持方法，所述步骤1中，当吸气室(4)的内部压力小于1×-2
10 Pa后，开启温控单元(9)，温控单元(9)控制加热棒(6)对非蒸散型吸气片(5)进行加热；
所述步骤2中，使非蒸散型吸气片(5)在400℃～450℃激活温度下保温30min以上后，关闭温控单元(9)，停止加热，使非蒸散型吸气片(5)自然冷却至环境温度。

说明书全文

一种外置式真空维持装置及方法

技术领域

[0001] 本发明属于真空获得与维持技术领域，具体涉及一种外置式真空维持装置及方法，用于低温容器夹层的真空维持。

背景技术

[0002] 低温容器中夹层真空的获得与维持非常重要，对绝热效果的影响很大。真空夹层内残余气体主要为H2、CO、CH4和Ar，其中H2的平均含量达到80.93％，并且随着放置时间的变长，H2的分压力一直在增加。在夹层设置吸附片对于有效保持夹层空间的真空度具有重要的作用，夹层的真空寿命很大程度上取决于吸附片的特性与装入量。低温容器夹层常使用分子筛和活性炭作为吸附片，能够有效维持真空，但它们对H2的吸附能力较差；针对H2分压力较高的问题，目前采用放置PdO的方法，能够有效抽除H2，但PdO价格较高，大大增加了低温容器的成本；非蒸散型吸气片有较强的H2抽除能力，价格便宜，但其激活温度较高，超出了夹层耐受温度，对于活性气体的真空维持并不适用。因此，急需一种成本低，并且没有激活温度限制的真空维持产品。

发明内容

[0003] 本发明提供了一种外置式真空维持装置及方法，能够实现低温容器夹层的真空获得与维持，结构简单、安装方便、工作可靠。

[0004] 为实现上述目的，本发明的外置式真空维持装置，用于对低温容器夹层进行真空维持，包括吸气室、非蒸散型吸气片泵、温控单元以及抽气机组；

[0005] 其中，非蒸散型吸气片泵设置在吸气室内部，包括非蒸散型吸气片以及加热棒；其中非蒸散型吸气片安装在加热棒上；

[0006] 吸气室通过装有截止阀的进气管道分别连通抽气机组和低温容器夹层；其中，通过设有夹层连接阀的管路与低温容器夹层连接，通过设有旁抽阀的管路与抽气机组连接；吸气室上设有电源接口，加热棒通过电源接口连接温控单元；

[0007] 温控单元用于调控非蒸散型吸气片的温度。

[0008] 其中，所述非蒸散型吸气片采用多孔结构的锆钒铁非蒸散型吸气材料。

[0009] 其中，所述吸气室材料为不锈钢材料。

[0010] 其中，所述吸气室构为圆柱结构。

[0011] 其中，两个以上的所述非蒸散型吸气片沿加热棒轴向均匀间隔排布安装在加热棒上，并通过不锈钢垫圈隔开相邻两片非蒸散型吸气片。

[0012] 其中，吸气室设有电源接口的一端壁面为连接法兰。

[0013] 其中，所述加热棒采用镍铬合金制作；所述温控单元采用热电偶实现对非蒸散型吸气片温度的测量。

[0014] 本发明的一种真空维持方法，采用上述外置式真空维持装置，包括如下步骤：

[0015] 步骤1，打开旁抽阀和截止阀，通过抽气机组将吸气室抽真空，真空度达到设定值后，关闭旁抽阀和截止阀；

[0016] 步骤2，启动加热棒加热非蒸散型吸气片，开启温控单元对非蒸散型吸气片的温度进行调整，使其达到激活温度；非蒸散型吸气片的温度达到激活温度设定时间之后，关闭温控单元；

[0017] 步骤3，将所述外置式真空维持装置与低温容器夹层连接起来，打开旁抽阀，利用抽气机组将连接段抽真空后，关闭旁抽阀，打开夹层连接阀以及截止阀，利用外置式真空维持装置抽除低温容器夹层放出的气体，维持低温容器夹层真空。

[0018] 其中，若低温容器夹层的真空度小于设定值，断开所述外置式真空维持装置与低温容器夹层，重复步骤2－步骤3。

[0019] 其中，所述步骤1中，当吸气室的内部压力小于1×10-2Pa后，开启温控单元，温控单元控制加热棒对非蒸散型吸气片进行加热；所述步骤2中，使非蒸散型吸气片在400℃～450℃激活温度下保温30min以上后，关闭温控单元，停止加热，使非蒸散型吸气片自然冷却至环境温度。

[0020] 有益效果：

[0021] 本发明装置属于外置式真空维持装置，可以外部完成激活，避免了高温对夹层的影响，特别适用于活性气体的真空维持装置；本发明装置采用非蒸散型吸气片实现吸气，非蒸散型吸气片平衡气压低、吸气容量大、吸气速率高，能够有效抽除夹层出气并维持较高真空度；本发明的非蒸散型吸气片泵采用法兰安装，易于更换吸气片，能有效抽除低温容器夹层产生的气体。附图说明

[0022] 图1是本发明装置结构示意图；

[0023] 其中，1－夹层连接阀；2－旁抽阀；3－截止阀；4－吸气室；5－非蒸散型吸气片；6－加热棒；7－安装法兰；8－电源接口；9－温控单元；10－抽气机组；11－低温容器夹层。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图，并举实施例，对本发明进行进一步详细说明。

[0025] 本发明外置式真空维持装置用于对低温容器夹层11进行真空维持，本实施例装置结构如图1所示，包括吸气室4、非蒸散型吸气片泵、温控单元9以及抽气机组10。

[0026] 其中，非蒸散型吸气片泵设置在吸气室4内部，包括非蒸散型吸气片5以及加热棒6；其中非蒸散型吸气片5沿加热棒6的轴向均匀间隔排布安装在加热棒6上并通过不锈钢垫圈隔开相邻两片，避免相邻两片非蒸散型吸气片5接触在一起，增大了非蒸散型吸气片的吸气面积，提高非蒸散型吸气片5激活的均匀性；其中，非蒸散型吸气片5为采用多孔结构的锆钒铁非蒸散型吸气材料，在常温下可以使用，具有激活温度低、吸气容量大的特点；加热棒6采用镍铬合金制作，加热效率比较高。

[0027] 吸气室4用于放置非蒸散型吸气片泵，吸气室4由不锈钢材料制作获得，可以降低放气率；吸气室4结构为圆柱结构，便于加工，空间利用率高。吸气室4一端壁面设有开口，通过装有截止阀3的进气管道分别连通抽气机组10和低温容器夹层11；其中，通过设有夹层连接阀1的管路与低温容器夹层11连接，通过设有旁抽阀2的管路与抽气机组10连接；吸气室4另一端壁面为连接法兰7，通过连接法兰7实现吸气室4的密封，连接法兰7上设有电源接口8，加热棒6通过电源接口8连接温控单元9；加热棒6和电源接口8固定在连接法兰7上。由于连接法兰7可拆卸，使得非蒸散型吸气片5激活与更换易于完成。连接法兰7采用不锈钢材料制作。

[0028] 温控单元9用于调控非蒸散型吸气片5的温度，采用热电偶实现对非蒸散型吸气片5温度的测量，进而通过控制加热棒6实现对非蒸散型吸气片5温度的调控。

[0029] 抽气机组10用于对夹层连接阀1与截止阀3之间的连接管路以及吸气室4抽真空。

[0030] 本发明装置可以与设置在低温容器夹层11内的其他类型吸附片如分子筛等同时使用，利用分子筛除去其它残余气体，保护本发明装置中的非蒸散型吸气片，同时利用本发明装置抽除H2，有效获得并维持低温容器夹层11的真空度。

[0031] 使用时，首先通过抽气机组10将吸气室4抽真空，然后通过电源接口8连接温控单元9，通过温控单元9对非蒸散型吸气片5的温度进行调整；非蒸散型吸气片5的温度达到设定值一段时间之后，非蒸散型吸气片5被激活，关闭温控单元9；将本发明装置与低温容器夹层11连接起来，利用抽气机组10将连接段抽真空，打开截止阀3，装置便能够抽除低温容器夹层11放出的气体，维持低温容器夹层11真空。非蒸散型吸气片5激活后，其工作寿命与维持低温容器夹层11中产生的气体量有关，当发现抽速能力明显下降时，可以通过温控单元9再次开展加热激活工作使非蒸散型吸气片5具有吸附能力。具体工作流程，包括如下步骤：

[0032] 步骤1，打开截止阀3和旁抽阀2，利用抽气机组10对吸气室4抽真空；

[0033] 当吸气室4的内部压力小于1×10-2Pa后，关闭截止阀3和旁抽阀2；

[0034] 步骤2，开启温控单元9，温控单元9控制加热棒6对非蒸散型吸气片5进行加热；非蒸散型吸气片5在400℃～450℃激活温度下保温30min以上后，关闭温控单元9，停止加热，使吸气片自然冷却至环境温度；

[0035] 步骤3，将吸气室4与低温容器夹层11连接，打开截止阀3和旁抽阀2，并利用抽气机组10对连接段抽真空，关闭旁抽阀2，打开夹层连接阀1，通过吸气室4抽除低温容器夹层11放出的气体，维持低温容器夹层11真空；

[0036] 低温容器夹层11工作过程中，若非蒸散型吸气片5抽气能力明显下降时(低温容器夹层的真空度小于设定值)，重复步骤1～步骤3，对非蒸散型吸气片泵进行再次加热激活。

[0037] 本发明通过将非蒸散型吸气片5与低温容器夹层11隔离，避免非蒸散型吸气片5激活时的高温对夹层造成损害，从而可以应用于低温容器夹层11的真空维持，替代昂贵的氧化钯吸气材料；本发明可以对现有低温容器直接利用或简单改造，同时可以轻松更换吸气片，使用方便。

[0038] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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