CN108815875A - 冷阱及真空抽气系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷阱和真空抽气系统。冷阱包括至少一组冷媒管组，每一所述冷媒管组包括多个并排且间隔布设的冷媒管；每一所述冷媒管具有一迎风侧及与所述迎风侧背对的阻油侧；所述冷媒管的所述迎风侧形成具有凸面形状的迎风面，所述冷媒管的所述阻油侧形成具有凹面形状或平面的阻油面。本发明提供的冷阱和真空抽气系统，兼顾了阻挡泵油分子扩散的功能和从冷阱靠近真空室的一侧至泵内一侧排气顺畅的功能。

Description

冷阱及真空抽气系统

技术领域

本发明涉及制冷设备领域，特别涉及一种冷阱及真空抽气系统。

背景技术

油扩散泵是利用低压、高速和定向流动的油蒸气射流抽气的真空泵，从排气口进入泵内的气体分子被油蒸汽射流带动，泵油分子碰上冷却的泵壁凝结为液体流回至蒸发器，而气体分子则被带动至抽气口由机械泵抽走。

但是，在油扩散泵使用过程中，会有很大一部泵油分子通过排气口扩散至真空室内，从而造成真空室被污染，因此，通常会在排气口处冷阱来阻挡泵油分子扩散至真空室内。

现有冷阱种类繁多，但都无法兼顾阻挡油泵分子扩散的功能和从冷阱靠近真空室的一侧至泵内一侧的排气顺畅的功能。

发明内容

基于此，有必要针对现有冷阱无法兼顾阻挡油泵分子扩散和排气顺畅功能的问题，提供一种能阻挡油泵分子扩散和排气顺畅的冷阱及真空抽气系统。

一种冷阱，包括至少一组冷媒管组，每一所述冷媒管组包括多个并排且间隔布设的冷媒管；每一所述冷媒管具有一迎风侧及与所述迎风侧背对的阻油侧；所述冷媒管的所述迎风侧形成具有凸面形状的迎风面，所述冷媒管的所述阻油侧形成具有凹面形状或平面的阻油面。

这样，在油扩散泵使用过程中，由于迎风侧具有凸面形状的迎风面，气体分子经迎风面不受阻挡，且气体分子顺着迎风面向油扩散泵泵内排气，即迎风面起到了导向作用，故使油扩散泵排气顺畅，另外，阻油侧形成具有凹面形状或平面的阻油面，泵油分子向真空室内扩散时会被阻挡，使得泵油分子不易通过冷媒管而进入真空室。因此，本发明的冷阱，兼顾了阻挡泵油分子扩散的功能和从冷阱靠近真空室的一侧至泵内一侧排气顺畅的功能。

在其中一个实施例中，所述迎风面为光滑的曲面。

在其中一个实施例中，所述迎风面为圆弧面。

在其中一个实施例中，所述迎风面为半圆弧面或优弧面。

在其中一个实施例中，当冷媒管的所述阻油侧形成具有凹面形状的所述阻油面时，所述阻油面为光滑的曲面。

在其中一个实施例中，所述阻油面为圆弧面，所述阻油面的弧长小于半个圆弧。

在其中一个实施例中，所述冷媒管还包括连接面，所述连接面连接于所述迎风面和所述阻油面之间，所述迎风面、所述阻油面及所述连接面围设形成所述冷媒管的外廓面。

在其中一个实施例中，所述迎风面与所述阻油面相连，以围设形成所述冷媒管的外廓面。

在其中一个实施例中，所述冷阱包括多组所述冷媒管组，多组所述冷媒管组沿预设方向间隔设置。

在其中一个实施例中，相邻的两组所述冷媒管组中的所述冷媒管交错布置。

在其中一个实施例中，每一所述冷媒管组的任一所述冷媒管沿预设方向的投影，覆盖于相邻的所述冷媒管组中对应的两个所述冷媒管之间的间隙。

一种真空抽气系统，包括真空室、机械泵、油扩散泵及冷阱，所述真空室与所述油扩散泵连通，所述真空室与所述机械泵连通；所述冷阱包括至少一组冷媒管组，每一所述冷媒管组包括多个并排且间隔布设的冷媒管；每一所述冷媒管具有一靠近所述真空室的迎风侧及与所述迎风侧背对且靠近所述油扩散泵的泵内的阻油侧；所述冷媒管的所述迎风侧形成具有凸面形状的迎风面，所述冷媒管的所述阻油侧形成具有凹面形状或平面的阻油面。

附图说明

图1为本发明一实施例的冷阱剖视示意图；

图2为本发明另一实施例的冷阱剖视示意图；

图3为本发明一实施例的冷阱位置布置示意图；

图4为本发明一实施例的冷阱中冷媒管进出水路布置示意图；

图5为本发明另一实施例的冷阱中冷媒管进出水路布置示意图；

图6为本发明又一实施例的冷阱剖视示意图；

图7为本发明再一实施例的冷阱剖视示意图。

其中：

100-冷阱；200-真空室；10-冷媒管组；20-分水管；

30-集水管；40-进水管；50-出水管；

11-冷媒管；111-迎风面；112-阻油面；

A-第一方向；B-第二方向。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

如图1所示，本发明一实施例提供的冷阱100，包括一组冷媒管组10，每该冷媒管组10包括多个并排且间隔布设的冷媒管11。

在一些实施例中，冷阱100设置在来自真空室的气体分子进入油扩散泵泵内的通道上。在具体一些实施例中，冷阱100设置于油扩散泵的排气口处。

如图2～图4所示，在一些实施例中，冷阱100还包括与冷媒管组10的各冷媒管11的进水端连通的分水管20、与冷媒管组10的各冷媒管11的出水端连通的集水管30、与分水管20连通的进水管40及与集水管30连通的出水管50，冷却介质通过进水管40进入分水管20后，将冷却介质分散至各冷媒管11中，再汇聚至集水管30送出至出水管50。其中，冷却介质可为水、有机溶液或压缩气体等。

在一些实施例中，进水管40的一端和出水管50的一端均固定于真空室200的侧壁上。

请再次参阅图1和图2，每一冷媒管11具有一迎风侧及与迎风侧背对的阻油侧，冷媒管11的迎风侧形成具有凸面形状的迎风面111，冷媒管11的阻油侧形成具有凹面形状或平面的阻油面112。应当理解的是，迎风侧为靠近真空室的一侧，阻油侧为靠近油扩散泵的泵内的一侧。

应当理解的是，迎风面111具有凸面形状并不可仅仅理解为其为光滑的凸面，亦可理解为具有一定粗糙度或起伏度且整体上具有向外凸的表面，或者理解为由多个面组合而成的且整体上具有向外凸的表面，例如，锥面等。

还应当理解的是，当阻油面112为平面时，该平面可以有一定的起伏度或粗糙度，例如该平面上可以有多个凹坑或凸起，但该平面整体上平整；当阻油面112具有凹面形状时，并不可仅仅理解为其为光滑的凹面，亦可理解为具有一定粗糙度或起伏度且整体上具有向内凹的表面，或者理解为由多个面组合而成的且整体上具有向内凹的表面，例如，倒锥面等。

这样，在油扩散泵使用过程中，由于迎风侧具有凸面形状的迎风面111，气体分子经迎风面111不受阻挡，且气体分子顺着迎风面111向油扩散泵泵内排气，即迎风面111起到了导向作用，故使油扩散泵排气顺畅，另外，阻油侧形成具有凹面形状或平面的阻油面112，泵油分子向真空室内扩散时会被阻挡，使得泵油分子不易通过冷媒管11而进入真空室。因此，本发明的冷阱100，兼顾了阻挡泵油分子扩散的功能和从冷阱靠近真空室的一侧至扩散泵泵内一侧排气顺畅的功能。

在一些实施例中，冷媒管组10的各冷媒管11沿第一方向A设置，冷媒管11的迎风侧沿第二方向B位于冷媒管11的阻油侧的上游，第二方向B为排气方向，第一方向A与第二方向B相交。在一些实施方式中，第一方向A与第二方向B垂直。这样，在不影响冷媒管11作用的同时，可减少冷媒管11沿第一方向A布置的数量，有利于节约成本。

请参阅图1，在一些实施例中，当阻油面112为平面时，阻油面112的延伸方向与第一方向A平行。这样，阻油面112与泵油分子扩散的方向垂直，可充分利用阻油面112进行阻油，使阻油效果更好。在其他一些实施例中，阻油面112的延伸方向也可与第一方向A呈角度设置。

在一些实施例中，迎风面111为光滑的曲面。这样，气体分子将更为顺畅地沿着迎风面111进入油扩散泵的泵内，使得油扩散泵排气顺畅。

在具体一些实施例中，迎风面111为圆弧面。这样，迎风面111的表面更加圆滑，气体分子会更加顺畅地沿着迎风面111进入油扩散泵泵内。

请参阅图2，在具体一些实施例中，迎风面111为优弧面。这样，气体分子能与迎风面111大面积接触，气体分子的引导路线更长，使得沿迎风面111更加顺畅且快速地进入油扩散泵泵内。

请再次参阅图1，在具体一些实施例中，迎风面111为半圆弧面。半圆弧面不仅能实现气体分子与迎风面111大面积接触，并且可防止泵油分子从超过半个圆弧的弧面导向进入真空室侧。

请再次参阅图2，在一些实施例中，当冷媒管11的阻油侧形成具有凹面形状的阻油面112时，阻油面112为光滑的曲面。这样，泵油分子在扩散至阻油面112时，泵油分子很容易地被阻油面112吸附，使得阻油面112阻油力度更大，阻油效果更好。

在具体一些实施例中，阻油面112为圆弧面，阻油面112的弧长小于半个圆弧。这样，当泵油分子从油扩散泵泵内扩散至冷阱100时，泵油分子被包覆于阻油面112内，难以从阻油面112的两端脱离而扩散至真空室，并且阻油面112在冷媒管11的阻油侧形成的敞口开度更大，使阻油面112更大面积地直接阻挡泵油分子，从而使阻油效果更好。

在一些实施例中，冷媒管11还包括连接面(图未示)，连接面连接于迎风面111与阻油面112之间，迎风面111、阻油面112及连接面围设形成冷媒管11的外廓面。连接面的设置可使迎风面111和阻油面112相互隔离，避免迎风面111与阻油面112的功能相互影响。

在具体一些实施例中，连接面为平面。这样，当气体分子经迎风面111后，因连接面为平面，故气体分子经连接面时，也不会受到过多阻挡，气体分子会顺畅地从迎风侧流向阻油侧。在一些实施方式中，连接面平行于进气方向，即第二方向B。

在一些实施例中，迎风面111与阻油面112相连，以围设形成冷媒管11的外廓面。这样，在不影响冷媒管11阻挡泵油分子和排气功能的情况下，可使冷媒管11的结构更加简单，有利于节约成本。

请参阅图6和图7，在一些实施例中，冷阱100包括多组冷媒管组10，多组冷媒管组10沿预设方向间隔设置。应当理解的是，该预设方向是指与第二方向B平行的方向。冷阱100设置多组冷媒管组10可以在预设方向上多次对泵油分子进行阻挡，使阻油效果更好，并且沿预设方向上有更多与气体分子接触的迎风面111，气体分子排气更加顺畅。在一些实施方式中，冷阱100包括2～4组冷媒管组10，在具体一些实施方式中，冷阱100包括3组冷媒管组10。

在一些实施例中，相邻的两组冷媒管组10中的冷媒管11交错布置。这样，单组的冷媒管组10因各冷媒管11之间存在间隙，会出现泵油分子从冷媒管11之间的间隙中进入至真空室内的问题，而使用多组冷媒管组10交错布置，会让各组的冷媒管11排布更加紧密，从而泵油分子从冷媒管11之间的间隙中进入至真空室内，使阻油效果和排气效果更好。

在具体一些实施例中，每一冷媒管组10的任一冷媒管11沿预设方向的投影，覆盖于相邻的冷媒管组10中对应的两个冷媒管11之间的间隙。这样，可避免在预设方向上存在某处两个冷媒管11之间间隙没有设置冷媒管11，从而使阻油效果和排气效果更好。

基于同样的发明构思，本发明还提供一种真空抽气系统，包括真空室、机械泵、油扩散泵及冷阱100，真空室与油扩散泵连通，真空室与机械泵连通，冷阱100包括至少一组冷媒管组10，每一冷媒管组10包括多个并排且间隔布设的冷媒管11，每一冷媒管11具有一靠近真空室的迎风侧及与迎风侧背对且靠近油扩散泵的泵内的阻油侧，冷媒管11的迎风侧形成具有凸面形状的迎风面111，冷媒管11的阻油侧形成具有凹面形状或平面的阻油面112。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种冷阱，其特征在于，包括至少一组冷媒管组，每一所述冷媒管组包括多个并排且间隔布设的冷媒管；

每一所述冷媒管具有一迎风侧及与所述迎风侧背对的阻油侧；

所述冷媒管的所述迎风侧形成具有凸面形状的迎风面，所述冷媒管的所述阻油侧形成具有凹面形状或平面的阻油面。

2.根据权利要求1所述的冷阱，其特征在于，所述迎风面为光滑的曲面。

3.根据权利要求2所述的冷阱，其特征在于，所述迎风面为圆弧面。

4.根据权利要求3所述的冷阱，其特征在于，所述迎风面为半圆弧面或优弧面。

5.根据权利要求1～4任一项所述的冷阱，其特征在于，当冷媒管的所述阻油侧形成具有凹面形状的所述阻油面时，所述阻油面为光滑的曲面。

6.根据权利要求5所述的冷阱，其特征在于，所述阻油面为圆弧面，所述阻油面的弧长小于半个圆弧。

7.根据权利要求1所述的冷阱，其特征在于，所述冷媒管还包括连接面，所述连接面连接于所述迎风面和所述阻油面之间，所述迎风面、所述阻油面及所述连接面围设形成所述冷媒管的外廓面。

8.根据权利要求1所述的冷阱，其特征在于，所述迎风面与所述阻油面相连，以围设形成所述冷媒管的外廓面。

9.根据权利要求1所述的冷阱，其特征在于，所述冷阱包括多组所述冷媒管组，多组所述冷媒管组沿预设方向间隔设置。

10.根据权利要求9所述的冷阱，其特征在于，相邻的两组所述冷媒管组中的所述冷媒管交错布置。

11.根据权利要求10所述的冷阱，其特征在于，每一所述冷媒管组的任一所述冷媒管沿预设方向的投影，覆盖于相邻的所述冷媒管组中对应的两个所述冷媒管之间的间隙。

12.一种真空抽气系统，其特征在于，包括真空室、机械泵、油扩散泵及冷阱，所述真空室与所述油扩散泵连通，所述真空室与所述机械泵连通；

所述冷阱包括至少一组冷媒管组，每一所述冷媒管组包括多个并排且间隔布设的冷媒管；

每一所述冷媒管具有一靠近所述真空室的迎风侧及与所述迎风侧背对且靠近所述油扩散泵的泵内的阻油侧；

所述冷媒管的所述迎风侧形成具有凸面形状的迎风面，所述冷媒管的所述阻油侧形成具有凹面形状或平面的阻油面。