CN113790143B - 一种集成耦合充排气系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种集成耦合充排气系统及其操作方法，集成耦合充排气系统，包括：设于机架的烘箱、抽真空组件、充气组件和控制面板，烘箱具有放置制冷机的腔室及连接制冷机的快拆接头；抽真空组件包括用于对制冷机进行预抽气的第一抽气组件和用于对制冷机进行真空抽气的第二抽气组件；充气组件用于对制冷机进行充气；控制面板设有多个控制部件，用于控制抽真空组件和充气组件的运行。本发明能有效解决对制冷机烘烤除气、真空处理、充排气处理的工艺一致性问题。针对制冷机与冷箱体结构组件特点，该系统还具有体积大、真空处理能力高、充排气压力精确等优点。相较于以前充排气工艺，工作效率还有了明显提高，并有效减少了人工使用成本。

Description

一种集成耦合充排气系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及高真空技术领域，尤其涉及一种集成耦合充排气系统及其操作方法。

背景技术

制冷机充排气工艺是组件耦合探测器装配的最后一步，也是最关键的一步，充气烘烤的紧密性直接影响到组件在使用过程中的产品性能和使用寿命。制冷机与红外探测器组件集成耦合前需要进行烘烤除气、真空处理、充排气试验等工艺，此过程属于长寿命保持关键工艺，工艺的性能指标直接影响到红外探测器的使用性能及长寿命保持。

目前组件耦合充排气是通过人工单个处理方式，即人工把耦合完成后的器件先进行烘箱除气处理，经过对烘箱程序的设定，按照24小时烘烤的工艺流程进行除气处理，待冷却后在放置在充排气台上单个进行充排气处理。

单个处理方式比较繁琐，时间浪费严重，人工效率不高，经常造成烘烤后不能及时冷却影响后边充排气工艺的事情发生，严重影响工作效率。而且此种方法排气经常造成除气不够彻底，内部释放其余气体的情况，充气过程中纯度不够，影响耦合后制冷机的工作效率。

组件耦合完成后先进行烘烤除气，等冷却后再进行充排气的方法不仅效率不高，工艺一致性也无法保证。由于烘烤和充排气不能同时完成，直接影响烘烤除气质量，降低烘烤所发挥的作用，严重影响产品使用性能。

目前器件规格朝向大面阵方向趋势发展，对应杜瓦支撑结构由冷台面变为冷板，封装形式由微杜瓦变为冷箱结构，组件的尺寸增大，产能增加，单工艺组件真空排气、烘烤，充气过程已经不能满足整体工艺要求，并且严重影响工艺进度，而且通过单工艺耦合完成的组件产品性能一致性不能够持续保证，测试效果不能满足大尺寸组件的使用标准。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何提高制冷机烘烤、充排气的便利性及解决产品耦合性能的一致性问题。本发明提供一种集成耦合充排气系统及其操作方法。

根据本发明实施例的集成耦合充排气系统，包括：机架、烘箱、抽真空组件、充气组件和控制面板。烘箱，设于所述机架，所述烘箱具有放置制冷机的腔室，所述烘箱设有连接所述制冷机的快拆接头；抽真空组件，设于所述机架，所述抽真空组件包括用于对所述制冷机进行预抽气的第一抽气组件和用于对所述制冷机进行真空抽气的第二抽气组件；充气组件，设于所述机架，用于对所述制冷机进行充气；控制面板，设于所述机架，所述控制面板设有多个控制部件，用于控制所述抽真空组件和所述充气组件的运行。

本发明提供的集成耦合充排气系统，采用带有精密高压充气装置、高温烘烤烘箱及高真空排气功能的耦合系统，通过集成装配，可同时完成对制冷机烘烤除气、充排气等多道工艺，解决了对制冷机分开进行烘烤除气、充排气的过程，能够有效提高工作效率，有效防止由于多次装夹工件造成与外界接触所引起的工艺不稳定问题，保证耦合后设备的质量和产品的工作性能。

根据本发明的一些实施例，所述第一抽气组件包括：机械泵和第一抽气管路，所述第一抽气管路通过所述快拆接头与所述制冷机连通，以对所述制冷机进行预抽气；所述控制部件包括：机械泵电源，用于开启和关闭所述机械泵；旁抽阀，用于控制所述第一抽气管路的导通和关闭。

根据本发明的一些实施例，所述第二抽气组件包括：分子泵和第二抽气管路，所述第二抽气管路通过所述快拆接头与所述制冷机连通，以对所述制冷机进行真空抽气；所述控制部件包括：分子泵电源，用于开启和关闭所述分子泵；高真空阀，用于控制所述第二抽气管路的导通和关闭。

根据本发明的一些实施例，所述控制面板还设有用于显示所述制冷机的压力和真空度的显示组件。

根据本发明的一些实施例，所述控制部件包括调压阀，用于调节控制所述充气组件对所述制冷机充气的气压。

根据本发明的一些实施例，所述充气组件包括与高压气瓶连接的充气管路，所述控制部件包括：气路总阀，用于控制所述充气管路的导通和关闭。

根据本发明的一些实施例，所述控制部件包括：转换阀，用于控制所述集成耦合充排气系统在抽气模式、充气模式、排气模式及关闭模式间的转换。

根据本发明的一些实施例，所述腔室内放置有多个所述制冷机，所述烘箱设有多个所述快拆接头，多个所述制冷机一一对应连接至对应的快拆接头。

根据本发明的一些实施例，所述转换阀为多个，多个所述转换阀与多个所述制冷机一一对应设置。

根据本发明实施例的制冷机的充排气操作方法，方法采用上述所述的集成耦合充排气系统对制冷机进行充排气操作，方法包括：

将制冷机放入所述烘箱的腔室内，并将所述制冷机连接至所述快拆接头；

将转换阀旋转至真空档位，开启所述第一抽气组件进行预抽；

设置所述烘箱的预设温度，以对所述制冷机进行加热烘烤；

当所述制冷机的真空度达到第一预设值时，关闭所述第一抽气组件，并开启所述第二抽气组件；

当所述制冷机的真空度达到第二预设值时，关闭所述第二抽气组件，并停止对所述烘箱加热；

将转换阀旋转至充气档位，对所述制冷机进行充气操作至第一预设时长，待压力稳定后，将所述转换阀旋转至排气模式；

重复对所述制冷机充放气3-5次后，对所述制冷机进行最后高压充气；

待所述制冷机达到预设压力后，保持第二预设时长后，将所述转换阀切换至关闭档位，并拆卸取出所述制冷机；

关闭所述集成耦合充排气系统。

根据本发明实施例的制冷机的充排气操作方法，采用集成耦合充排气系统实现了对制冷机进行高效充排气操作，有效解决对组件耦合后制冷机真空、充排气及烘烤排气的需求，提高制冷机耦合后的工作效率、使用性能、组件使用寿命以及满足大尺寸组件的使用标准。

附图说明

图1为根据本发明实施例的集成耦合充排气系统结构示意图；

附图标记：

集成耦合充排气系统100，

烘箱110，快拆接头111，

控制面板120，机械泵121，机械泵电源122，旁抽阀123，高真空阀124，

分子泵131，分子泵电源132，气路总阀133，调压阀134，

转换阀141，真空计142、压力表143，

总开关150。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

本发明提出的集成耦合充排气系统100能够完全解决大尺寸制冷机冷箱排气、烘烤及充气的全过程，解决产品耦合性能的一致性问题。

如图1所示，本发明提供一种集成耦合充排气系统100，包括：机架、烘箱110、抽真空组件、充气组件和控制面板120。其中，烘箱110、抽真空组件、充气组件和控制面板120均设于机架。烘箱110可以是能够精准控制温度，控温精度达到±0.1°的自动烘箱110。烘箱110腔室中可以放置制冷机，烘箱110腔室的大小根据需要耦合组件的大小随时调整，最多一次可放置4套制冷机耦合组件。烘箱110内装有充排气管路、快拆接头111。快拆接头111能与制冷机接口快速对接，保证在一次装夹过程中能够完成一次耦合全部工艺。

抽真空组件包括第一抽气组件和第二抽气组件，主要是用于分别对制冷机进行预抽气和真空抽气。充气组件主要用于对制冷机进行充气。控制面板120上设有多个控制部件，用于控制抽真空组件和充气组件的运行。如有旁抽阀123和高真空阀124这两个控制部件，控制抽气管路导通和关闭。有调压阀134和气路总阀133这两个控制部件控制充气操作，其中，调压阀134用于调节控制充气组件对制冷机充气的气压，气路总阀133控制充气管路的导通和关闭。在抽气模式、充气模式、排气模式及关闭模式间转换时，有转换阀141控制模式间转换。

本发明的集成耦合充排气系统100，能有效解决对制冷机与组件烘烤除气、真空处理、充排气处理的工艺一致性问题。另外，针对制冷机与冷箱体结构组件特点，该集成耦合充排气系统100还具有体积大、真空处理能力高、充排气压力精确等优点。相较于以前充排气工艺，工作效率还有了明显提高，并有效减少了人工使用成本。

根据本发明的一些实施例，抽真空组件中，第一抽气组件包括机械泵121和第一抽气管路。机械泵121由机械泵电源122控制开启和关闭；第一抽气管路通过快拆接头111与制冷机连通，由控制面板120上的旁抽阀123这一控制部件控制其导通和关闭，实现对制冷机进行预抽气。

根据本发明的一些实施例，抽真空组件中，第二抽气组件包括分子泵131和第二抽气管路。分子泵131由分子泵电源132控制开启和关闭，第二抽气管路通过快拆接头111与制冷机连通，由控制面板120上的高真空阀124这一控制部件控制其导通和关闭，实现对制冷机进行真空抽气。

根据本发明的一些实施例，控制面板120还设有用于显示制冷机压力和真空度的显示组件，如显示组件可以包括：真空计142、压力表143等。

根据本发明的一些实施例，烘箱110腔室内最多可以放置有4个制冷机，烘箱110内也对应可设有4个快拆接头111，每个制冷机一一对应连接至对应的快拆接头111。结合产能需求设计完成1套4工位组件集成耦合充排气系统100的研制，配合典型大冷箱制冷组件充排气技术的研究和工艺特点，按照要求合理分配，能使设备具有较高的充排气精度和良好使用性能等特点。

在本发明的一些实施例中，当对多个制冷机进行充放气时，控制面板120中可以设有多个转换阀141，以与多个制冷机一一对应设置。

根据本发明实施例，对集成耦合充排气系统100实现制冷机进行充排气的操作方法进行详细的解释和说明：

如图1所示，操作方法包括：

S110，将制冷机放入烘箱110的腔室内，并将制冷机连接至快拆接头111；

S120，将转换阀141旋转至真空档位，开启第一抽气组件进行预抽；

S130，设置烘箱110的预设温度，以对制冷机进行加热烘烤；此处，预设温度可以为60℃、80℃或100℃；

S140，当制冷机的真空度达到第一预设值时，关闭第一抽气组件，并开启第二抽气组件；

S150，当制冷机的真空度达到第二预设值时，关闭第二抽气组件，并停止对烘箱110加热；

S160，将转换阀141旋转至充气档位，对制冷机进行充气操作至第一预设时长，如1～2分钟，待压力稳定后，将转换阀141旋转至排气模式；此处，由于管路内部安装单向阀，排气过程中不会倒置。

S170，重复对制冷机充放气3-5次后，对制冷机进行最后高压充气；

S180，,待制冷机达到预设压力后，保持第二预设时长后，如2分钟后，将转换阀141切换至关闭档位，并拆卸取出制冷机；

S190，关闭集成耦合充排气系统100的总开关150。

经过上述步骤后，可完成整个制冷机集成耦合充排气过程。本发明通过对高压充气、真空排气、高温烘烤等工艺的综合考虑，有效形成同一集成耦合充排气系统100的工艺操作标准，进一步减少重复装夹对工艺零件造成的性能影响，进而保证工艺的一致性。

综上所述，依照本发明的集成耦合充排气系统100，可以有效改善工艺过程的一致性及重复装夹造成的质量问题，并能够避免工艺过程中的安全隐患，大大提了生产效率。经过工艺验证，耦合完成后的组件在测试性能方面有了明显改善。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (10)

1.一种集成耦合充排气系统，其特征在于，包括：

机架；

烘箱，设于所述机架，所述烘箱具有放置制冷机的腔室，所述烘箱设有连接所述制冷机的快拆接头；

抽真空组件，设于所述机架，所述抽真空组件包括用于对所述制冷机进行预抽气的第一抽气组件和用于对所述制冷机进行真空抽气的第二抽气组件，所述第一抽气组件和所述第二抽气组件均通过所述快拆接头与所述制冷机连通；

充气组件，设于所述机架，所述充气组件通过所述快拆接头与所述制冷机连通，用于对所述制冷机进行充气；

控制面板，设于所述机架，所述控制面板设有多个控制部件，用于控制所述抽真空组件和所述充气组件的运行。

2.根据权利要求1所述的集成耦合充排气系统，其特征在于，所述第一抽气组件包括：机械泵和第一抽气管路，所述第一抽气管路通过所述快拆接头与所述制冷机连通，以对所述制冷机进行预抽气；

所述控制部件包括：

机械泵电源，用于开启和关闭所述机械泵；

旁抽阀，用于控制所述第一抽气管路的导通和关闭。

3.根据权利要求1所述的集成耦合充排气系统，其特征在于，所述第二抽气组件包括：分子泵和第二抽气管路，所述第二抽气管路通过所述快拆接头与所述制冷机连通，以对所述制冷机进行真空抽气；

所述控制部件包括：

分子泵电源，用于开启和关闭所述分子泵；

高真空阀，用于控制所述第二抽气管路的导通和关闭。

4.根据权利要求1所述的集成耦合充排气系统，其特征在于，所述控制面板还设有用于显示所述制冷机的压力和真空度的显示组件。

5.根据权利要求1所述的集成耦合充排气系统，其特征在于，所述控制部件包括调压阀，用于调节控制所述充气组件对所述制冷机充气的气压。

6.根据权利要求1所述的集成耦合充排气系统，其特征在于，所述充气组件包括与高压气瓶连接的充气管路，所述控制部件包括：气路总阀，用于控制所述充气管路的导通和关闭。

7.根据权利要求1所述的集成耦合充排气系统，其特征在于，所述控制部件包括：转换阀，用于控制所述集成耦合充排气系统在抽气模式、充气模式、排气模式及关闭模式间的转换。

8.根据权利要求7所述的集成耦合充排气系统，其特征在于，所述腔室内放置有多个所述制冷机，所述烘箱设有多个所述快拆接头，多个所述制冷机一一对应连接至对应的快拆接头。

9.根据权利要求8所述的集成耦合充排气系统，其特征在于，所述转换阀为多个，多个所述转换阀与多个所述制冷机一一对应设置。

10.一种制冷机的充排气操作方法，其特征在于，所述方法采用如权利要求1-9中任一项所述的集成耦合充排气系统对制冷机进行充排气操作，所述方法包括：

将制冷机放入所述烘箱的腔室内，并将所述制冷机连接至所述快拆接头；

将转换阀旋转至真空档位，开启所述第一抽气组件进行预抽；

设置所述烘箱的预设温度，以对所述制冷机进行加热烘烤；

当所述制冷机的真空度达到第一预设值时，关闭所述第一抽气组件，并开启所述第二抽气组件；

当所述制冷机的真空度达到第二预设值时，关闭所述第二抽气组件，并停止对所述烘箱加热；

将转换阀旋转至充气档位，对所述制冷机进行充气操作至第一预设时长，待压力稳定后，将所述转换阀旋转至排气模式；

重复对所述制冷机充放气3-5次后，对所述制冷机进行最后高压充气；

待所述制冷机达到预设压力后，保持第二预设时长后，将所述转换阀切换至关闭档位，并拆卸取出所述制冷机；

关闭所述集成耦合充排气系统。