CN103380358A

CN103380358A - 检漏装置

Info

Publication number: CN103380358A
Application number: CN2012800077572A
Authority: CN
Inventors: 克里斯蒂安·拜尔; 罗伯特·施奈德斯; 萨沙·韦尔克
Original assignee: Oerlikon Leybold Vacuum GmbH
Current assignee: Leybold GmbH
Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2012-02-02
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2032-02-02
Also published as: EP2671060B1; WO2012104387A1; JP2014504735A; JP5948349B2; CN103380358B; EP2671060A1

Abstract

一种检漏装置具有与测试腔室（42）经由测试气体管道（48）连接的前级真空泵。此外，设有高真空泵（10），在所述高真空泵的入口（36）处设置有测试气体检测器（38）。出口（34）与前级真空泵（40）连接。测试气体管道（44）为了粗略检查物体而经由连接管道（48）与设置在高真空泵（10）的入口（36）和出口（34）之间的中间区域（50）连接。在此，测试气体的从中间区域（50）延伸至入口（36）的反流路径短于从高真空泵（10）的入口（36）到出口（34）的主流路径。此外，在连接管道（48）中设置有用于将测试气体减压到一定压力上的气体减压装置（44），所述压力匹配于高真空泵（10）在中间区域（50）中的内部压力水平和吸气能力。

Description

检漏装置

技术领域

本发明涉及一种检漏装置。

背景技术

涡轮分子泵应用例如从EP1585951中已知的反流式检漏装置来进行泄漏寻找。要测试的物体或者设置有要测试的物体的测试腔室经由测试气体管道与前级真空泵连接。此外，测试气体管道与涡轮分子泵的两个或多个中间入口连接。前级真空泵与涡轮分子泵的出口连接。在涡轮分子泵的入口上设置有测试气体检测器，所述测试气体检测器尤其设置在通过涡轮分子泵抽真空的腔室中。由此，能够使用具有极其高灵敏度的测试气体检测器。测试气体的检测通过使测试气体相反于涡轮分子泵的主流动方向在涡轮分子泵之内朝入口流动并且能够通过测试气体检测器来检查测试气体的方式来进行，所述测试气体尤其为氦。

在EP1585951中将测试气体管道与涡轮分子泵的出口区域连接以用于粗略检查物体。由于测试气体管道与涡轮分子泵的出口区域连接，测试气体在涡轮分子泵之内的反流路径和主流路径相对长。在测试气体管道中的压力较小的情况下，才能够进行测试气体管道与涡轮分子泵的中间区域的连接，使得反流路径被缩短。当测试气体管道中的压力除少量的偏差之外相应于涡轮分子泵的中间区域中的压力时，测试气体流入到涡轮分子泵的所述中间区域中才成为可能。因此，在稍后的、实现测试压力继续降低的时间点才可以通过进一步缩短反流路径来实现测试气体管道与另一中间入口的连接。由于尤其在物体测试开始时长的反流路径或者逆流路径，测试时间和相应时间相对长。

在进一步在EP1585951的图3中示出的实施形式中，能够将测试气体管道与在双级的霍尔维克泵（Holweckpumpe）之内的区域连接来替代将高真空泵的出口侧与测试气体管道连接。此后，高真空泵的与前级真空泵连接的出口在霍尔维克泵的相同的压力范围中与前级真空泵连接并且不经由高真空泵的出口与前级真空泵连接。由此，缩短主流路径以及反流路径，其中两个路径保持同样长。通过高真空泵与测试气体管道或者与连接前级真空泵的管道的不同的连接方案能够以简单的方式实现不同的应用范围。然而，将反流路径相对于主流路径缩短在EP1585951的图3中描述的实施形式中也是不可能的。

从DE19735250中已知另一种检漏装置。所述检漏装置以沿主流动方向依次设置的方式具有涡轮分子泵、气体摩擦泵和前级真空泵。为了粗略检查，测试气体管道与气体摩擦泵的出口连接。为了精细寻找，能够将测试气体管道与涡轮分子泵和气体摩擦泵之间的区域连接。在此，为了精细调节，所述测试气体管道设有节流阀。然而，粗略检查、也就是说检查开始总是通过在气体摩擦泵的出口处供给测试气体介质来进行。在粗略检查时将测试气体介质输送到气体摩擦泵和涡轮分子泵之间的区域中是不可能的，因为由于大的压力差，将测试气体直接地输送至涡轮分子泵会引起涡轮分子泵的损坏。

发明内容

本发明的目的是，提供一种检漏装置或者一种用于检漏的方法，借助所述方法或者所述装置能够降低检查时间。

根据本发明，通过权利要求1或12的特征实现所述目的。

根据本发明的检漏装置具有带有多个级的高真空泵。优选构成为气体摩擦泵的、尤其构成为霍尔维克级的第二级连接到尤其能够构成为涡轮分子泵的第一级上。高真空泵与设置在其入口上的测试气体检测器连接。此外，高真空泵的出口与前级真空泵连接，使得高真空泵的至少一个转子元件限定从入口沿着至少一个转子元件到出口的主流路径。至少一个转子元件优选包括涡轮分子泵的多个转子叶片，以及例如构成为霍尔维克级的第一级的基本上构成为柱形的转子元件。根据本发明，高真空泵还具有在主流动方向上连接到第二级上的至少一个另外的级、也就是说至少一个第三级。在优选的实施形式中，该级也为霍尔维克级。必要时，在其上还连接有第四级或者必要时还有在优选的实施形式中分别构成为霍尔维克级的另外的级。在此，霍尔维克级的基本上构成为柱形的转子元件优选彼此同心地设置。为了实现缩短测试时间，只要设有另外的级中的一个即第三级或者另外的级，测试气体管道就为了粗略地检查物体而经由连接管道与另外的级中的一个即第三级或者另外的级在该级的中间区域中连接。在此，高真空泵的出口与前级真空泵保持连接，以便实现主流路径和反流路径之间的路径长度差。反流路径是测试气体从中间区域到测试气体检测器或者到高真空泵的入口所经过的路径。此外，为了实现测试气体以根据本发明的方式流到中间区域中，在连接管道中设有气体减压装置，如孔板或者节流阀。通过在连接管道中设有气体减压装置可以将测试气体减压到一定压力上，所述压力匹配于高真空泵内部吸气能力和在中间区域中直到出口所具有的压缩比。由此可在首先粗略检查要测试的物体的气密性的检查开始时，将测试气体经由缩短的反流路径引导至气体检测器。由于反流路径缩短，测试气体检测器的响应时间更快。因此，测试时间能够被显著地缩短。特别地，当检测到要测试的物体的相对强的非气密性时，所述非气密性能够显著更快地被确定。在此优选地，在高真空泵的前级真空稳定性最大的情况下开始进行泄漏寻找，也就是说在高真空泵的出口侧上的不会影响高真空泵的压力的最大允许压力下开始进行泄漏寻找。

通过以根据本发明的方式将气体减压装置设置在连接管道中，在中间区域中能够进行高真空泵直至出口所具有的压缩比和内部的吸气能力的匹配。在此优选的是，气体减压装置是可变化的或者可调节的。尤其在开始检查要测试的物体时，通过气体减压装置将测试气体的压力降低至少30%，优选降低至少40%。

优选地，根据本发明的机构设为：在泄漏寻找开始时，已经将反流路径相对于主流路径缩短至少1/5，尤其缩短至少1/4。

在尤其优选的实施形式中，中间区域设置在沿主流动方向最后的分子泵或者气体摩擦泵的区域中，经由所述中间区域将测试腔室或者要测试的物体在检查开始时与高真空泵连接。关于流路径在该分子级或者气体摩擦级中的长度，中间区域优选设置成与距该分子级或者气体摩擦级的入口处相比距出口处更近。因此，在优选的实施形式中，中间区域在流动方向上关于最后的分子级或气体摩擦级中的流的路径长度设置在主流路径的第二半部中。在优选的实施形式中，所述分子泵或者气体摩擦泵中的总气流路径相对于中间区域和出口之间的路径的比例小于1/2，尤其小于1/3并且尤其优选小于1/4。设置有中间区域的最后的级之内的反流路径优选小于在所述级之内的主流路径的80%、尤其小于60%。特别地，反流路径相对于下述级为50%：在所述级中中间区域例如设置在所述级的中央。根据本发明，中间区域和出口之间的间距大于0，并且优选相对于分子泵或者气体摩擦泵之内的总的流路径的比例大于1/6、尤其大于1/5。

在本发明的另一优选的实施形式中设有气体选择性的气体减压装置、即尤其设有气体选择性的节流阀或者孔板。由此，如氦气或者氢气的测试气体或者相应的测试气体组成部分比其他气体流动通过气体减压装置更快，使得能够在更短的测试时间中由测试气体检测器测得所述测试气体。因此，通过设有气体选择性的气体减压装置能够尤其在泄漏寻找开始时进一步降低测试时间。

在本发明的一个优选的改进型式中，设有跨接气体减压装置的旁通管道。具有阀的旁通管道用于在相对于粗略检查而降低的测试气体压力下将测试气体输送到中间区域。因此，一旦不再必须对充斥于测试气体管道中的测试气体压力进行减压以便能够对高真空泵的中间区域进行输送，就跨接气体减压装置。同样可能的是，将气体减压装置构造成，使得其能够被完全地打开进而不再作用为节流阀。

优选地，气体减压装置是高真空泵的组成部分。因此，气体减压装置尤其设置在泵壳体中或者至少直接地与所述泵壳体连接。这具有下述优点：简化高真空泵到测试气体管道上的连接，因为不必在中间接入气体减压装置。

此外可能的是，除了将测试气体管道与中间区域连接的连接管道之外，还设有至少一个另外的连接管道。能够经由至少一个另外的连接管道将测试气体管道与高真空泵的另外的中间区域连接。在此，该中间区域设置得距高真空泵的入口更近，使得相对于主流路径进一步缩短反流路径。在此，另外的连接管道优选设有阀，因为当测试气体管道中的压力相应低时，才能够将所述连接通道打开进而将测试气体输送经过高真空泵的相应的区域。

此外，本发明涉及一种用于检漏的方法。在此，测试腔室和/或要测试的物体经由测试气体管道与前级真空泵连接。此外，设有高真空泵，在所述高真空泵的入口处设置有测试气体检测器并且所述高真空泵的出口与前级真空泵连接。高真空泵具有至少一个转子元件，使得限定从入口沿着至少一个转子元件到出口的主流路径。此外，高真空泵具有尤其构成为涡轮分子泵的第一级以及沿主流动方向连接在所述第一级上的、尤其构成为气体摩擦级的第二级。此外，根据本发明，设有沿主流动方向连接在第二级上的、还优选构成为气体摩擦泵的第三级.

根据本发明，测试气体管道为了粗略地检查物体而经由连接管道与设置在另外的级或者第三级中的中间区域连接。因为高真空泵的出口还与前级真空泵保持连接，所以由此相对于主流路径缩短反流路径。优选直接在泄漏寻找开始时进行粗略检查。在优选的实施方式中，在粗略检查成功的情况下，然后将测试腔室和/或要检查的物体经由与测试气体管道连接的另外的连接管道与高真空泵的另外的中间区域连接，从而实现反流路径的进一步缩短。此外优选的是，尤其在粗略检查时，进行尤其气体选择性的节流或者对输送给高真空泵的测试气体减压。

在尤其优选的实施形式中，借助于之前描述的根据本发明的检漏装置执行根据本发明的方法。

附图说明

下面，根据一个优选的实施形式在参考附图的情况下详细阐明本发明。

其示出：

图1示出根据本发明的检漏装置的一个优选的实施形式是示意剖面图；并且

图2示出高真空泵的第二至第五级的另一优选的实施形式的示意侧视图。

具体实施方式

在所示出的实施例中，高真空泵为涡轮分子泵10，在运输方向上在所述涡轮分子泵的下游设置有两个霍尔维克级11（第二和第三级）。涡轮分子泵10的转子12与多个转子元件14连接。叶片形的转子元件14与设置在转子元件14之间的定子元件16共同作用。定子元件16经由定子环18固定在泵壳体20中。通过转子叶片14以及定子叶片16沿箭头22的方向进行气体运输。连接到涡轮分子泵10的霍尔维克级11具有与转子元件12连接的柱形的转子元件13，所述转子元件设置在螺纹轨道之间。因此，柱形的转子元件与相应的螺纹轨道相结合地构成第二和第三泵级15、17。由此首先在第二级15之内沿箭头26的方向进行气体运输以用于在测试气体检测器38的区域中产生真空，并且此后沿箭头28在第三级17之内将气体运输至出口区域30。第一级由涡轮分子泵10构成。

出口区域30在所示出的实施例中经由出口通道32与高真空泵10的泵出口34连接。

测试气体检测器38与高真空泵10的入口36连接。前级真空泵40经由设置有阀39的管道37与高真空泵的出口34连接。设置有要测试的物体的测试腔室42经由测试气体管道44同样与前级真空泵40连接。代替设置测试腔室42，测试气体管道44也可以直接地与要测试的物体连接。在测试气体管道44中设置有另一阀46。

测试气体管道44经由连接管道48与霍尔维克级11的中间区域50连接。中间区域50为沿主流动方向22、26、28设置在出口区域30上游的区域。因此，测试气体的反流路径短于主流路径，因为测试气体仅必须从第三级17中的中间区域50流动至高真空泵的入口36。出口区域30和中间区域50之间的路程不必须被测试气体穿流。

在连接管道48中除阀52之外还设置有尤其为节流阀的气体减压装置54。节流阀54能够通过设置有阀58的旁通管道56跨接。高真空泵10的另一中间区域60经由设有阀64的另一连接管道62与测试气体管道44连接。中间区域60在此位于高真空泵的入口附近，使得进一步降低反流路径。

必要时，如在所示出的实施例中示出，高真空泵10的另一中间区域66能够经由具有阀70的另一连接管道68与测试气体管道44连接。另外的中间区域66与距中间入口60相比距入口36更近，使得又进一步缩短反流路径。

在开始检查要测试的物体时首先打开阀46，以便借助于前级真空泵40在测试腔室42中或者直接在要测试的物体中降低压力。同时，借助于高真空泵将测试气体检测器38的区域中的压力保持在所需要的低压力上。

一旦压力下降到高真空泵的前级真空稳定的水平上，就开始进行粗略检查。

为此，保持阀46打开，而附加地也保持阀39和阀52打开。因此，引导旁通流经过气体摩擦泵的区域并且现有的测试气体能够到达检测器。那么，在进一步降低压力水平的情况下，关闭阀46并且将整个要泵出的气体流引导经过气体摩擦泵的出口侧的区域。

例如，涡轮分子泵在中间区域50的区域中的内部吸气能力为5l/s。在例如15mbar的相对高的压力下，借助节流阀54的例如2mm的横截面能够将气体减压到中间区域50中的允许的压力上，例如7mbar。

只要在第一粗略测试中没有检测到要测试的物体的非气密性，就进一步降低压力。在此，此后关闭阀52并且打开阀58，使得测试气体能够经由旁通管道56流动至中间区域50。在所述压力范围中，不再需要通过气体减压装置54对测试气体压力进行减压。

只要在此也不能够由测试气体检测器38检测到测试气体，就进一步降低压力，其中保持阀52关闭，关闭阀58并且打开另一连接管道62的阀64。在进一步降低压力的情况下，能够将测试气体输送到中间区域60中，其具有进一步缩短的反流路径进而具有测试气体到测试气体检测器38的缩短的路径。

必要时，能够进一步降低压力，其中能够关闭阀64并且打开阀70，以便实现经由另一连接管道68将测试气体输送给区域66。

图2示出根据本发明的检漏装置的另一实施形式的细节图。在此，仅示出连接到尤其构成为涡轮分子泵的第一级10的区域。在该区域中类似的和相同的构件设有与图1中示出的实施形式相同的附图标记。

代替根据在图1中示出的实施形式的两个霍尔维克泵，即级二和三，在图2中示出的实施形式具有四个霍尔维克泵。所述霍尔维克泵形成第二级15、第三级17、第四级72和第五级74。

由测试气体检测器38抽吸的介质沿着主流路径首先如通过箭头22示出的那样流动经过涡轮分子级10。此后，气体通过构成为霍尔维克级的第二级15（箭头26）并且此后到达到第三级17中（箭头28）。气体如通过箭头76示出那样在所述霍尔维克级17的主流动方向末端处重新换向并且到达第四级72中，在所述第四级中所述气体沿箭头78流动。所述气体从第四级中通过换向（箭头80）到达到最后的级中、或者到达在所示出的实施例中的第五级74中。气体从所述级中到达出口通道32中，所述出口通道通到高真空泵的出口34处。

在所述实施例中，与连接管道48连接的中间区域50在最后的或者第五级74的中间区域中与所述最后的或者第五级连接。

Claims

1.一种检漏装置，具有：

与测试腔室（42）和/或要测试的物体和前级真空泵（40）连接的测试气体管道（44），和

高真空泵（10，11），在所述高真空泵的入口处设置有测试气体检测器（38）并且所述高真空泵的出口（34）与所述前级真空泵（40）连接，其中所述高真空泵（10，11）具有至少一个转子元件（12，13），使得限定从所述入口（36）沿着所述至少一个转子元件（12，13）到所述出口（34）的主流路径，并且其中所述高真空泵（10，11）具有第一级（10）、沿主流动方向连接在所述第一级处的第二级（15）和沿主流动方向连接在所述第二级处的至少一个另外的级（17，72，74），

其特征在于，

为了粗略地检查物体，所述测试气体管道（44）经由连接管道（48）与所述另外的级（17，72，74）中的一个在所述另外的级（17，72，74）的中间区域（50）中连接，并且所述高真空泵（10，11）的出口（34）与所述前级真空泵（40）保持连接，使得所述测试气体的从所述中间区域（50）延伸至所述入口（36）的反流路径短于所述主流路径，并且

在所述连接管道（48）中设置有用于将所述测试气体减压到一定压力上的气体减压装置（54），所述压力匹配于所述高真空泵（10，11）在所述中间区域（50）中的内部吸气能力，并且泄漏寻找能够在所述高真空泵（10，11）的前级真空稳定性最大的情况下开始。

2.根据权利要求1所述检漏装置，其特征在于，所述高真空泵（10，11）具有作为第二级和/或另外的级的气体摩擦级、尤其是霍尔维克级，其中优选地，在所述气体摩擦级的上游连接有涡轮分子泵。

3.根据权利要求2所述检漏装置，其特征在于，所述中间区域（50）设置在所述高真空泵的在主流动方向上的最后的级（17，72，74）中。

4.根据权利要求1或2之一所述检漏装置，其特征在于，在设置有所述中间区域（50）的级之内的所述反流路径小于在所述级之内的主流路径的80%、尤其小于在所述级之内的主流路径的60%，所述反流路径比所述主流路径至少短五分之一、尤其至少短四分之一。

5.根据权利要求1至4之一所述检漏装置，其特征在于，所述反流路径比所述主流路径至少短五分之一、尤其至少短四分之一。

6.根据权利要求1至5之一所述检漏装置，其特征在于，所述气体减压装置（54）起到将所述测试气体压力降低至少30%、尤其降低至少40%的作用。

7.根据权利要求1至6之一所述检漏装置，其特征在于，所述气体减压装置（54）具有气体选择性的节流阀。

8.根据权利要求1至7之一所述检漏装置，其特征在于设有具有阀（58）的、跨接气体减压装置（54）的旁通管道（56），以用于在相对于粗略检查降低的测试气体压力下将测试气体输送到所述中间区域（50）。

9.根据权利要求1至8之一所述检漏装置，其特征在于，所述气体减压装置（54）是所述高真空泵（10，11）的组成部分。

10.根据权利要求1至9之一所述检漏装置，其特征在于，所述测试气体管道（44）经由至少一个另外的连接管道（62，68）与所述主流路径的缩短所述反流路径的另外的中间区域（60，66）连接。

11.根据权利要求10所述检漏装置，其特征在于，在所述至少一个另外的连接管道（62，68）中设置有阀（64，70）。

12.用于借助检漏装置进行检漏的方法，具有：

高真空泵（10，11），在所述高真空泵的入口处设置有测试气体检测器（38），并且所述高真空泵的出口（34）与所述前级真空泵（40）连接，其中所述高真空泵（10，11）具有至少一个转子元件（12，13），使得限定从所述入口（36）沿着所述至少一个转子元件（12，13）到所述出口（34）的主流路径，并且其中所述高真空泵（10，11）具有第一级（10），沿主流动方向连接在所述第一级上的第二级（15）和至少一个沿主流动方向连接在所述第二级上的另外的级（17，72，74），所述检漏装置尤其是根据权利要求1至11之一所述的检漏装置，

其中所述测试气体管道（44）为了粗略地检查物体而经由连接管道（48）与所述另外的级（17，72，74）中的一个在所述另外的级（17，72，74）的中间区域（50）中连接，并且所述高真空泵（10，11）的所述出口（34）与所述前级真空泵（40）保持连接，使得所述测试气体的从所述中间区域（50）延伸至所述入口（36）的反流路径短于所述主流路径。

13.根据权利要求12所述的方法，其中在泄漏检查开始时直接进行所述粗略检查。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中在进行粗略检查之后，所述测试腔室（42）和/或要检查的物体经由与所述测试气体管道（44）连接的另外的连接管道（62，68）与缩短所述反流路径的另外的中间区域（60，66）连接。