CN111790175A - 一种双泵500管径的升华仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双泵500管径的升华仪，包括十温区加热炉、柜体、进气端法兰管、观察口、质量流量计、温控器、真空控制器、抽气端法兰管、触摸屏、散热风扇、第一机械泵、第一气动挡板阀、第一分子泵、第一电离规、第一双层冷阱、第一粗抽管道、第一细抽管道、第一插板阀、第二气动挡板阀、第三气动挡板阀、第一电阻规、进气阀、石英管、第四气动挡板阀、第二电阻规、第五气动挡板阀、第二插板阀、第二双层冷阱、第二电离规、第二分子泵、第二机械泵、第六气动挡板阀、第二粗抽管道、第二细抽管道、电动拉杆、第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶和第四热电偶；本发明是采用双向真空系统，依据增大石英管的腔体直径来提升载料量。

Description

一种双泵500管径的升华仪

技术领域

本发明涉及升华仪真空系统技术领域，具体为一种双泵500管径的升华仪。

背景技术

现有的升华仪，由于是单向真空系统，真空度并不能达到更高的真空水平，若出现意外情况，直接导致其不能正常运行，且现有的升华仪的最大管径为300mm，载料量并不能满足现有的载料需求，同时其材料提纯时的温度场的设计要求，也难以满足升华仪对温度场均匀度的要求；

为了解决上述缺陷，现提供一种技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双泵500管径的升华仪，本发明是采用双向真空系统，依据增大石英管的腔体直径来提升载料量，且还采用四面控温的测控方式，使得温度场更加均匀，摈弃现有的单点控温所带来的安全隐患和测控精度，且提高石英管内的腔体真空度，可保证其中一端的真空系统出现突发情况需要切断时，仍能带动设备正常运转。

本发明所要解决的技术问题如下：

如何提高石英管内的真空度，并能够有效的防止因突发情况而导致一端的真空设备不能正常运行的连锁反应；且还难以满足载料量的需求，升华仪的生产效率较低；同时现有的升华仪的单点控温方式，不能满足对温度场均匀度的要求的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种双泵500管径的升华仪，包括十温区加热炉、柜体、进气端法兰管、观察口、质量流量计、温控器、真空控制器、抽气端法兰管、触摸屏、散热风扇、第一机械泵、第一气动挡板阀、第一分子泵、第一电离规、第一双层冷阱、第一粗抽管道、第一细抽管道、第一插板阀、第二气动挡板阀、第三气动挡板阀、第一电阻规、进气阀、石英管、第四气动挡板阀、第二电阻规、第五气动挡板阀、第二插板阀、第二双层冷阱、第二电离规、第二分子泵、第二机械泵、第六气动挡板阀、第二粗抽管道、第二细抽管道、电动拉杆、第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶和第四热电偶，所述柜体的顶部通过螺栓固定有十温区加热炉，所述十温区加热炉的内部安装有石英管；

所述石英管的一端通过法兰活动连接有进气端法兰管，所述进气端法兰管的外缘处开设有观察口，所述进气端法兰管的顶部分别安装有第三气动挡板阀和第一电阻规，所述进气端法兰管的一侧安装有进气阀，所述进气端法兰管的另一侧与进气连接管相连通，且进气连接管上依次设置有第一电离规、第一双层冷阱、第一插板阀和第二气动挡板阀，所述第一双层冷阱和第二气动挡板阀之间通过第一细抽管道相连通，所述第一双层冷阱和第三气动挡板阀通过第一粗抽管道相连通，且进气连接管的外缘处通过法兰活动连接有第一分子泵，所述第一分子泵的一侧设置有第一机械泵，且第一机械泵的外侧安装有第一气动挡板阀；

所述石英管的另一端通过法兰活动连接有抽气端法兰管，所述抽气端法兰管的一侧嵌入有触摸屏，所述抽气端法兰管的顶部分别安装有第四气动挡板阀和第二电阻规，所述抽气端法兰管的另一侧与抽气连接管相连通，且抽气连接管上依次设置有第二电离规、第二双层冷阱、第二插板阀和第五气动挡板阀，所述第二双层冷阱和第五气动挡板阀之间通过第二细抽管道相连通，所述第二双层冷阱和第四气动挡板阀之间通过第二粗抽管道相连通，且抽气连接管的外缘处通过法兰活动连接有第二分子泵，所述第二分子泵的一侧设置有第二机械泵，且第二机械泵的外侧安装有第六气动挡板阀；

所述柜体的侧面处分别嵌入有质量流量计、温控器和真空控制器，所述十温区加热炉的一侧安装有电动拉杆，所述十温区加热炉的外侧均匀嵌入有散热风扇，且质量流量计与第一气动挡板阀、第一插板阀、第二气动挡板阀、第三气动挡板阀、进气阀、第四气动挡板阀、第五气动挡板阀、第二插板阀和第六气动挡板阀相电性连接，且温控器与散热风扇、第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶和第四热电偶相电性连接，且真空控制器与第一机械泵、第一分子泵、第一电离规、第一电阻规、第二电阻规、第二电离规、第二分子泵和第二机械泵相电性连接，所述电动拉杆与触摸屏相电性连接；

其中，所述十温区加热炉用于为升华提纯提供温场，所述柜体用于放置元件，所述进气端法兰管和出气端法兰管用于连接管路与放样，所述观察口用于观察提纯过程，所述质量流量计用于控制与反馈样品的质量流量，所述温控器用于控制十温区加热炉内的试验温度，所述真空控制器用于石英管内的真空环境，所述触摸屏用于设定参数，所述散热风扇用于为十温区加热炉散热降温，所述第一机械泵和第二机械泵用于抽真空，所述第一气动挡板阀、第二气动挡板阀、第三气动挡板阀、第四气动挡板阀、第五气动挡板阀、第六气动挡板阀、第一插板阀和第二插板阀用于开合真空管路，所述第一分子泵和第二分子泵用于使十温区加热炉处于试验真空，所述第一电离规和第二电离规用于检测区域真空度，所述第一双层冷阱和第二双层冷阱用于冷凝与防污，所述第一粗抽管道和第二粗抽管道用于粗抽石英管腔体，所述第一细抽管道和第二细抽管道用于细抽石英管腔体，所述第一电阻规和第二电阻规用于显示石英管腔体的真空度，所述进气阀用于开合气路通道，所述石英管用于提供腔体试验，且其管径为500mm，所述电动拉杆用于开合十温区加热炉，所述第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶和第四热电偶用于测控十温区加热炉的炉膛温度。

进一步的，所述石英管与十温区加热炉的接触处分别嵌入有第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶和第四热电偶，且第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶和第四热电偶为均匀排布。

本发明的有益效果：

本发明是采用双向真空系统，依据增大石英管的腔体直径来提升载料量，且还采用四面控温的测控方式，使得温度场更加均匀，摈弃现有的单点控温所带来的安全隐患和测控精度，且提高石英管内的腔体真空度，可保证其中一端的真空系统出现突发情况需要切断时，仍能带动设备正常运转。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；

图1为本发明的整体侧视结构示意图；

图2为本发明的整体俯视剖面图；

图3为本发明的石英管的局部剖面图。

具体实施方式

如图1-3所示，一种双泵500管径的升华仪，包括十温区加热炉1、柜体2、进气端法兰管3、观察口4、质量流量计5、温控器6、真空控制器7、抽气端法兰管8、触摸屏9、散热风扇10、第一机械泵11、第一气动挡板阀12、第一分子泵13、第一电离规14、第一双层冷阱15、第一粗抽管道16、第一细抽管道17、第一插板阀18、第二气动挡板阀19、第三气动挡板阀20、第一电阻规21、进气阀22、石英管23、第四气动挡板阀24、第二电阻规25、第五气动挡板阀26、第二插板阀27、第二双层冷阱28、第二电离规29、第二分子泵30、第二机械泵31、第六气动挡板阀32、第二粗抽管道33、第二细抽管道34、电动拉杆35、第一热电偶36、第二热电偶37、第三热电偶38和第四热电偶39，柜体2的顶部通过螺栓固定有十温区加热炉1，十温区加热炉1的内部安装有石英管23；

石英管23的一端通过法兰活动连接有进气端法兰管3，进气端法兰管3的外缘处开设有观察口4，进气端法兰管3的顶部分别安装有第三气动挡板阀20和第一电阻规21，进气端法兰管3的一侧安装有进气阀22，进气端法兰管3的另一侧与进气连接管相连通，且进气连接管上依次设置有第一电离规14、第一双层冷阱15、第一插板阀18和第二气动挡板阀19，第一双层冷阱15和第二气动挡板阀19之间通过第一细抽管道17相连通，第一双层冷阱15和第三气动挡板阀20通过第一粗抽管道16相连通，且进气连接管的外缘处通过法兰活动连接有第一分子泵13，第一分子泵13的一侧设置有第一机械泵11，且第一机械泵11的外侧安装有第一气动挡板阀12；

石英管23的另一端通过法兰活动连接有抽气端法兰管8，抽气端法兰管8的一侧嵌入有触摸屏9，抽气端法兰管8的顶部分别安装有第四气动挡板阀24和第二电阻规25，抽气端法兰管8的另一侧与抽气连接管相连通，且抽气连接管上依次设置有第二电离规29、第二双层冷阱28、第二插板阀27和第五气动挡板阀26，第二双层冷阱28和第五气动挡板阀26之间通过第二细抽管道34相连通，第二双层冷阱28和第四气动挡板阀24之间通过第二粗抽管道33相连通，且抽气连接管的外缘处通过法兰活动连接有第二分子泵30，第二分子泵30的一侧设置有第二机械泵31，且第二机械泵31的外侧安装有第六气动挡板阀32；

柜体2的侧面处分别嵌入有质量流量计5、温控器6和真空控制器7，十温区加热炉1的一侧安装有电动拉杆35，十温区加热炉1的外侧均匀嵌入有散热风扇10，且质量流量计5与第一气动挡板阀12、第一插板阀18、第二气动挡板阀19、第三气动挡板阀20、进气阀22、第四气动挡板阀24、第五气动挡板阀26、第二插板阀27和第六气动挡板阀32相电性连接，且温控器6与散热风扇10、第一热电偶36、第二热电偶37、第三热电偶38和第四热电偶39相电性连接，且真空控制器7与第一机械泵11、第一分子泵13、第一电离规14、第一电阻规21、第二电阻规25、第二电离规29、第二分子泵30和第二机械泵31相电性连接，电动拉杆35与触摸屏9相电性连接；

其中，石英管23与十温区加热炉1的接触处分别嵌入有第一热电偶36、第二热电偶37、第三热电偶38和第四热电偶39，且第一热电偶36、第二热电偶37、第三热电偶38和第四热电偶39为均匀排布。

工作过程：

先将物料装载完毕，并确认密封完全后，开启第一机械泵11和第二机械泵31，直至石英管23内的腔体真空度达到5*10^-1Pa，开启第一分子泵13和第二分子泵30，直至石英管23内的腔体真空度达到5*10^-4Pa，即表示满足升温条件时，此时关闭第一插板阀18，来开始控制石英管内的物料升温、升华，且关闭第一分子泵13，直至其完全停止后，再关闭第一机械泵11，当石英管内的物料升温、升华结束时，控制散热风扇10开启，将石英管23冷却至室温，并关闭第四气动挡板阀24、第五气动挡板阀26和第六气动挡板阀32，同时还关闭第二分子泵30，直至其完全停止后，再关闭第二机械泵31，且将进气阀22开启，向石英管23的腔体内部注入1000sccm的氮气，此时松开十温区加热炉1的炉门，当石英管23的腔体内部压强顶开炉门时，即可取料。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种双泵500管径的升华仪，包括十温区加热炉(1)、柜体(2)、进气端法兰管(3)、观察口(4)、质量流量计(5)、温控器(6)、真空控制器(7)、抽气端法兰管(8)、触摸屏(9)、散热风扇(10)、第一机械泵(11)、第一气动挡板阀(12)、第一分子泵(13)、第一电离规(14)、第一双层冷阱(15)、第一粗抽管道(16)、第一细抽管道(17)、第一插板阀(18)、第二气动挡板阀(19)、第三气动挡板阀(20)、第一电阻规(21)、进气阀(22)、石英管(23)、第四气动挡板阀(24)、第二电阻规(25)、第五气动挡板阀(26)、第二插板阀(27)、第二双层冷阱(28)、第二电离规(29)、第二分子泵(30)、第二机械泵(31)、第六气动挡板阀(32)、第二粗抽管道(33)、第二细抽管道(34)、电动拉杆(35)、第一热电偶(36)、第二热电偶(37)、第三热电偶(38)和第四热电偶(39)，其特征在于，所述柜体(2)的顶部通过螺栓固定有十温区加热炉(1)，所述十温区加热炉(1)的内部安装有石英管(23)；

所述石英管(23)的一端通过法兰活动连接有进气端法兰管(3)，所述进气端法兰管(3)的外缘处开设有观察口(4)，所述进气端法兰管(3)的顶部分别安装有第三气动挡板阀(20)和第一电阻规(21)，所述进气端法兰管(3)的一侧安装有进气阀(22)，所述进气端法兰管(3)的另一侧与进气连接管相连通，且进气连接管上依次设置有第一电离规(14)、第一双层冷阱(15)、第一插板阀(18)和第二气动挡板阀(19)，所述第一双层冷阱(15)和第二气动挡板阀(19)之间通过第一细抽管道(17)相连通，所述第一双层冷阱(15)和第三气动挡板阀(20)通过第一粗抽管道(16)相连通，且进气连接管的外缘处通过法兰活动连接有第一分子泵(13)，所述第一分子泵(13)的一侧设置有第一机械泵(11)，且第一机械泵(11)的外侧安装有第一气动挡板阀(12)；

所述石英管(23)的另一端通过法兰活动连接有抽气端法兰管(8)，所述抽气端法兰管(8)的一侧嵌入有触摸屏(9)，所述抽气端法兰管(8)的顶部分别安装有第四气动挡板阀(24)和第二电阻规(25)，所述抽气端法兰管(8)的另一侧与抽气连接管相连通，且抽气连接管上依次设置有第二电离规(29)、第二双层冷阱(28)、第二插板阀(27)和第五气动挡板阀(26)，所述第二双层冷阱(28)和第五气动挡板阀(26)之间通过第二细抽管道(34)相连通，所述第二双层冷阱(28)和第四气动挡板阀(24)之间通过第二粗抽管道(33)相连通，且抽气连接管的外缘处通过法兰活动连接有第二分子泵(30)，所述第二分子泵(30)的一侧设置有第二机械泵(31)，且第二机械泵(31)的外侧安装有第六气动挡板阀(32)；

所述柜体(2)的侧面处分别嵌入有质量流量计(5)、温控器(6)和真空控制器(7)，所述十温区加热炉(1)的一侧安装有电动拉杆(35)，所述十温区加热炉(1)的外侧均匀嵌入有散热风扇(10)，且质量流量计(5)与第一气动挡板阀(12)、第一插板阀(18)、第二气动挡板阀(19)、第三气动挡板阀(20)、进气阀(22)、第四气动挡板阀(24)、第五气动挡板阀(26)、第二插板阀(27)和第六气动挡板阀(32)相电性连接，且温控器(6)与散热风扇(10)、第一热电偶(36)、第二热电偶(37)、第三热电偶(38)和第四热电偶(39)相电性连接，且真空控制器(7)与第一机械泵(11)、第一分子泵(13)、第一电离规(14)、第一电阻规(21)、第二电阻规(25)、第二电离规(29)、第二分子泵(30)和第二机械泵(31)相电性连接，所述电动拉杆(35)与触摸屏(9)相电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种双泵500管径的升华仪，其特征在于，所述石英管(23)与十温区加热炉(1)的接触处分别嵌入有第一热电偶(36)、第二热电偶(37)、第三热电偶(38)和第四热电偶(39)，且第一热电偶(36)、第二热电偶(37)、第三热电偶(38)和第四热电偶(39)为均匀排布。

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