CN114753991A - 可伸缩式吸气剂泵抽真空装置及应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可伸缩式吸气剂泵抽真空装置及应用方法。装置包括机械泵、分子泵、实验平台、离子泵、伸缩式吸气剂泵结构、真空规、真空腔、金属角阀、小抽气管、分子泵卡箍、大抽气管、大抽气管卡箍、硬管支撑、电动阀、硬管、硬弯管、离子泵支撑、离子泵角阀、支撑柱、离子泵直通管。其中伸缩式吸气剂泵结构由短直通管、螺钉、插板阀、伸缩管、直线导轨、调节架、手轮、手摇杆、右支架、定位块、左支架、吸气剂泵、左支架支撑、右支架支撑、调节丝杠等组成。利用伸缩式吸气剂泵结构，带动吸气泵剂整体移动，吸气剂泵远离或靠近真空腔，可适用经常破空的实验环境系统，可应用在量子传感、生物、化工、环境监测等需要抽超高真空领域。

Description

可伸缩式吸气剂泵抽真空装置及应用方法
技术领域
本发明涉及一种可伸缩式吸气剂泵抽真空装置及应用方法。
背景技术
吸气剂泵（NEG）是一种化学吸附泵，可以吸收各种活性气体，如氢、氧、氮、二氧化碳、一氧化碳等。吸气剂材料与活性气体发生化学反应， 生成极低蒸气压的固体化合物，从而永久性地抽除真空系统中的各种活性气体。吸气剂泵主要对氢气等小分子气体有良好的抽气效果，氢气是通过溶解到吸气剂体内形成固溶体而被抽除的，但可以再生吸气剂组件，释放出氢气，恢复抽速和抽气容量。吸气剂泵特别适用于超高真空（UHV）系统。现有的吸气剂泵抽真空装置中的吸气剂泵直接安装在真空腔上，通过前级机械泵和分子泵抽到10- 6mbar以下，再激活吸气剂泵，激活温度在400℃~500℃，激活时间60min-120min。目前有在激光空间滤波器中使用的非蒸散型吸气剂泵，直接安装在真空细长管上（ CN111928996A采用非蒸散型吸气剂泵的激光空间滤波器）；有很多针对吸气剂泵结构及吸气剂泵材料进行了优化，可提高吸气剂泵抽速（CN205858605U超高真空吸气剂泵及其构成的超高真空大抽速吸气剂泵）。也有提出一种将吸气剂泵和离子泵安装在同一法兰上的组合式抽气系统（CN101978463A包括吸气剂泵和离子泵的组合式抽气系统）。
现有的吸气剂泵抽真空装置中很难适用经常破空的系统，经常破空会对吸气剂泵寿命降低，不能充分利用吸气剂，即使通过真空金属角阀隔离也会导致吸气剂泵的有效抽速降低，不能充分利用吸气剂泵大抽速的性能；并且现有吸气剂泵抽真空装置很难适用向真空腔内喷无水乙醇、异丙醇等有机物的实验系统，有机物分子会破坏吸气剂泵的吸气性能。同时吸气剂泵的激活温度高、激活时间长，对于加热敏感的系统并不适用。并且吸气剂激活过程中会释放出含碳的氢化物，会粘附在设备表面，污染腔内设备。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种可伸缩式吸气剂泵抽真空装置及应用方法。
一种可伸缩式吸气剂泵抽真空装置，包括机械泵、分子泵、实验平台、离子泵、伸缩式吸气剂泵结构、真空规、真空腔、金属角阀；
机械泵与分子泵相连，分子泵与金属角阀相连；
离子泵、伸缩式吸气剂泵结构、真空规、金属角阀分别与真空腔相连；
离子泵、伸缩式吸气剂泵结构、真空规、真空腔、金属角阀固定在实验平台。
所述的伸缩式吸气剂泵结构包括短直通管、螺钉、插板阀、伸缩管、直线导轨、调节架、手轮、手摇杆、右支架、定位块、左支架、吸气剂泵、左支架支撑、右支架支撑、调节丝杠；伸缩式吸气剂泵结构通过转动顺时针手轮和手摇杆带动调节丝杠移动，吸气剂泵通过直线导轨直线运动，伸缩管收缩，吸气剂泵可深入真空腔内，通过逆动顺时针手轮和手摇杆带动调节丝杠移动，吸气剂泵通过直线导轨直线运动，伸缩管拉长，吸气剂泵可抽出真空腔内。
所述的伸缩式吸气剂泵结构整体通过螺钉刀口密封固定在真空腔上，短直通管通过螺钉与插板阀刀口密封连接，插板阀旋转把手控制阀板开合，可保证吸气剂泵一直处于高真空环境，避免吸气剂泵受到大气污染，影响吸气剂泵使用寿命，同时插板阀也为吸气剂泵伸缩提供通道，保证吸气剂泵可伸缩至真空腔内，提高吸气剂泵对真空腔的有效抽速，并能保证吸气剂泵伸长至插板阀后侧，插板阀旋转把手可手动转动或电动转动控制插板阀阀板开合，插板阀另一端通过螺钉刀口密封连接伸缩管，伸缩管的收缩率大于或等于60%，保证吸气剂泵深入到真空腔7内，同时也为吸气剂泵提供可真空环境，并且伸缩管可承受的温度大于或等于700℃，不会受到吸气剂泵激活温度的影响，伸缩管可以是焊接波纹管、液压波纹管等，伸缩管的长度可根据吸气剂泵长度进行不同的选择，吸气剂泵与真空腔的位置无极可调，可根据不同需求调节不同的位置，吸气剂泵通过螺钉刀口密封连接伸缩管，伸缩管一端支撑在左支架上，左支架通过螺钉固定在左支架支撑上，整体通过螺钉固定在实验平台上，两根直线导轨安装在定位块上，并通过螺钉固定在右支架与左支架上，定位块铣有半圆槽结构用于直线导轨定位与移动，定位块可沿着直线导轨进行直线运动与定位，右支架支撑支撑定位块，调节丝杠固结在吸气剂泵的法兰上。
所述的一种可伸缩式吸气剂泵抽真空装置，包括机械泵、分子泵、实验平台、离子泵、伸缩式吸气剂泵结构、真空规、真空腔、金属角阀、小抽气管、分子泵卡箍、大抽气管、大抽气管卡箍、硬管支撑、电动阀、硬管、硬弯管、离子泵支撑、离子泵角阀、支撑柱、离子泵直通管；
所述机械泵通过螺钉固定安装在地面上，机械泵用于对装置粗抽真空，机械泵进气口通过卡箍与小抽气管的一端连接，小抽气管的另一端通过卡箍与分子泵的排气口连接，分子泵通过螺钉固定在支撑板上，分子泵用于将真空腔的气体抽走，机械泵为分子泵的前级泵，分子泵从真空腔抽出的气体在排气口排出并通过小抽气管排到机械泵进气口，机械泵用于将分子泵排出的气体抽走，从机械泵的排气口排出，分子泵的进气口通过分子泵卡箍与大抽气管一端连接，大抽气管另一端通过大抽气管卡箍与硬管连接，硬管支撑通过下哈弗支撑硬管，上哈弗通过螺钉压紧固定硬管，保证硬管整体固结在硬管支撑上，硬管支撑通过螺钉整体固定在实验平台上，电动阀一端与硬管通过螺钉螺母刀口密封连接，电动阀另一端与硬弯管通过螺钉螺母刀口密封连接，电动阀通过电机控制开口大小控制机械泵与分子泵的抽气速率，从而控制真空腔的真空度，硬弯管一端通过螺钉螺母刀口密封连接金属角阀一端，金属角阀另一端通过螺钉刀口密封固结在真空腔上，金属角阀作为金属密封有助于真空腔进入超高真空，达到超高真空后金属角阀可进行金属密封，保证真空腔的密封性能，真空规通过螺钉刀口密封固定在真空腔上，用来全量程测量真空腔的真空度，离子泵直通管一端通过螺钉刀口密封与真空腔固结，离子泵直通管另一端与离子泵角阀的一端通过螺钉刀口密封连接，离子泵在真空腔进入超高真空使用，离子泵角阀另一端通过螺钉刀口密封与离子泵连接，真空腔整体通过螺钉固定在实验平台上。
所述的小抽气管为波纹管且容易弯曲。
所述的离子泵安装在离子泵支撑上用于承受离子泵的重量，离子泵支撑通过螺钉与四个支撑柱固结，整体固定在实验平台上。
一种所述的可伸缩式吸气剂泵抽真空装置的应用方法，步骤如下：
机械泵通过螺钉固定安装在地面上；机械泵进气口通过卡箍与小抽气管的一端连接，小抽气管为波纹管且容易弯曲，小抽气管的另一端通过卡箍与分子泵的排气口连接，分子泵通过螺钉固定在支撑板上；分子泵的进气口通过分子泵卡箍与大抽气管一端连接，大抽气管另一端通过大抽气管卡箍与硬管连接，硬管支撑通过下哈弗支撑硬管，上哈弗通过螺钉压紧固定硬管，保证硬管整体固结在硬管支撑上，硬管支撑通过螺钉整体固定在实验平台上；电动阀一端与硬管通过螺钉螺母刀口密封连接，电动阀另一端与硬弯管通过螺钉螺母刀口密封连接；硬弯管一端通过螺钉螺母刀口密封连接金属角阀一端，金属角阀另一端通过螺钉刀口密封固结在真空腔上；真空规通过螺钉刀口密封固定在真空腔上；离子泵直通管一端通过螺钉刀口密封与真空腔固结，离子泵直通管另一端与离子泵角阀通过螺钉刀口密封连接；离子泵角阀另一端通过螺钉刀口密封与离子泵连接，离子泵安装在离子泵支撑上用于承受离子泵的重量，离子泵支撑通过螺钉与四个支撑柱固结，整体固定在实验平台上；
真空腔整体通过螺钉固定在实验平台上，检查真空腔与真空泵（机械泵、分子泵、离子泵、吸气剂泵）连接，确定连接无误后，将机械泵排气口打开，打开真空腔的真空规开关，使得真空规工作，确认无误后，打开电动阀、金属角阀，开启机械泵对真空腔进行抽真空，当真空规显示真空腔抽至低于10-1mbar时，开启分子泵对真空腔进行抽真空；
当真空规显示真空腔抽至低于1×10-6mbar时，打开插板阀和离子泵角阀，激活吸气剂泵，激活时间120min，在此期间吸气剂泵距离真空腔的距离大于或等于130mm，吸气剂泵的加热温度对真空腔内结构影响小，吸气剂泵激活完毕后，吸气剂泵开始工作，
吸气剂泵冷却后，开启离子泵，离子泵开始工作，
离子泵工作后，转动手摇杆和手轮带动调节丝杠转动，定位块沿着直线导轨运动，带动吸气剂泵整体移动，吸气剂泵直接深入真空腔内，使得吸气剂泵抽真空的抽速和流导最大化利用，真空腔可进入超高真空环境，关闭金属角阀，吸气剂泵与离子泵同时对真空腔进行抽真空，可将真空腔带入更高的极限真空。
所述的应用方法，达到极限真空后，当需要进行破空时，转动手摇杆和手轮带动调节丝杠转动，定位块沿着直线导轨运动，带动吸气剂泵整体移动，吸气剂泵远离真空腔，关闭插板阀，关闭离子泵角阀，在关闭离子泵，然后关分子泵，当分子泵转速为0时，关闭机械泵，对系统进行破空，进行下次实验。
本发明的有益效果是：
本发明可以应用于经常破空的实验环境系统，破空前转动手摇杆和手轮带动调节丝杠转动，定位块沿着直线导轨运动，带动吸气剂泵整体移动，吸气剂泵远离真空腔，关闭插板阀。可应用在量子传感、生物、化工、环境监测等需要抽超高真空领域。
本发明可应用于对温度和敏感的实验系统中。本发明的伸缩式吸气剂泵结构可手动或电动对吸气剂泵进行收缩运动。
本发明装置的伸缩式吸气剂泵结构的吸气剂泵与真空腔的位置无极可调。
本发明提供一种可伸缩式吸气剂泵抽真空装置，可应用各种抽超高真空的领域。本发明装置可应用于对温度敏感，需要抽超高真空的实验系统。本发明装置可应用于向真空腔内喷洒有机物如无水乙醇、异丙醇等，需要抽超高真空的实验系统。本发明装置可应用于洁净环境，防止吸气剂泵激活过程中引起碳氢化物释放，粘附设备表面，污染腔内设备。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1.1是本发明伸缩式吸气剂泵抽真空装置的一种结构示意图。
图1.2 是本发明本发明伸缩式吸气剂泵抽真空装置的另一种结构示意图。
图1.3是本发明伸缩式吸气剂泵抽真空装置结构示意图。
图2是伸缩式吸气剂泵抽真空装置的伸缩式吸气剂泵结构示意图。
图3伸缩式吸气剂泵抽真空装置的伸缩式吸气剂泵结构剖面图
图中，机械泵1、分子泵2、实验平台3、离子泵4、伸缩式吸气剂泵结构5、真空规6、真空腔7、金属角阀8、小抽气管9、分子泵卡箍10、大抽气管11、大抽气管卡箍12、硬管支撑13、电动阀14、硬管15、硬弯管16、离子泵支撑17、离子泵角阀18、支撑柱19、离子泵直通管20。
伸缩式吸气剂泵结构5由短直通管5.1、螺钉5.2、插板阀5.3、伸缩管5.4、直线导轨5.5、调节架5.6、手轮5.7、手摇杆5.8、右支架5.11、定位块5.10、左支架5.9、吸气剂泵5.12、左支架支撑5.13、右支架支撑5.14、调节丝杠5.15组成。
具体实施方式
本发明公开了一种可伸缩式吸气剂泵抽真空装置。将装置的机械泵、小抽气管、分子泵、大抽气管、硬管、电动阀、角阀、真空腔、离子泵、真空规、伸缩式吸气剂泵结构等连接安装，确认无误后，打开电动阀、金属角阀，开启机械泵对真空腔进行抽真空，当真空规显示真空腔抽至低于10-1mbar后，开启分子泵对真空腔进行抽真空，当真空规显示真空腔抽至低于1×10-6mbar时，打开插板阀和离子泵角阀，激活吸气剂泵，激活时间120min，在此期间吸气剂泵距离真空腔的距离大于或等于130mm，吸气剂泵的加热和激活温度对真空腔内结构影响小，激活完毕后吸气剂泵开始工作，吸气剂泵冷却后通过转动手摇杆和手轮带动调节丝杠转动，定位块沿着直线导轨运动，带动吸气剂泵整体移动，吸气剂泵直接深入真空腔内，使得吸气剂泵抽真空的抽速和流导最大化利用，真空腔可进入超高真空环境，之后开启离子泵对整个装置进一步抽真空，可将真空腔带入更高的极限真空。达到极限真空后，当需要进行破空时，转动手摇杆和手轮带动调节丝杠转动，定位块沿着直线导轨运动，带动吸气剂泵整体移动，吸气剂泵远离真空腔，关闭插板阀，关闭离子泵角阀，在关闭离子泵，然后关分子泵，当分子泵转速为0时，关闭机械泵，可以对系统进行破空，进行下次实验。
本发明装置可应用经常性破空，需要抽超高真空的实验系统。
本发明装置可应用于对温度敏感，需要抽超高真空的实验系统。
本发明装置可应用于向真空腔内喷洒有机物如无水乙醇、异丙醇等，需要抽超高真空的实验系统。
本发明装置可应用于洁净环境，防止吸气剂泵激活过程中引起碳氢化物释放，粘附设备表面，污染腔内设备。
本发明装置的伸缩式吸气剂泵结构的伸缩管可以是焊接波纹管、液压波纹管等，长度可根据吸气剂泵长度进行不同的选择。
本发明装置的伸缩式吸气剂泵结构的吸气剂泵长度可以选用不同规格。
本发明装置的伸缩式吸气剂泵结构的吸气剂泵与真空腔的位置无极可调，可根据不同需求调节不同的位置。
本发明装置的伸缩式吸气剂泵结构可手动或电动对吸气剂泵进行收缩运动。
本发明装置的伸缩式吸气剂泵结构密封阀选用插拔阀，便于吸气剂泵密封，同时保证吸气剂泵伸缩，插拔阀可手动或电动。
本装置的定位块铣有半圆槽结构，用于直线导轨定位与移动。
本装置也可以应用于多种需要抽超高真空领域，如量子传感、生物、化工、环境监测等。
如图1.1、图1.2、图1.3所示，装置包括机械泵1、分子泵2、实验平台3、离子泵4、伸缩式吸气剂泵结构5、真空规6、真空腔7、金属角阀8、小抽气管9、分子泵卡箍10、大抽气管11、大抽气管卡箍12、硬管支撑13、电动阀14、硬管15、硬弯管16、离子泵支撑17、离子泵角阀18、支撑柱19、离子泵直通管20。
其中如图2、图3所示伸缩式吸气剂泵结构5由短直通管5.1、螺钉5.2、插板阀5.3、伸缩管5.4、直线导轨5.5、调节架5.6、手轮5.7、手摇杆5.8、右支架5.11、定位块5.10、左支架5.9、吸气剂泵5.12、左支架支撑5.13、右支架支撑5.14、调节丝杠5.15等组成。
机械泵1通过螺钉固定安装在地面上，机械泵1可对装置粗抽真空，机械泵1进气口通过卡箍与小抽气管9的一端连接，小抽气管9为波纹管且容易弯曲，小抽气管9的另一端通过卡箍与分子泵2的排气口连接，分子泵2通过螺钉固定在支撑板上，分子泵2可将真空腔7的气体抽走，机械泵1为分子泵2的前级泵，分子泵2从真空腔7抽出的气体在排气口排出并通过小抽气管9排到机械泵1进气口，机械泵1可将分子泵2排除的气体抽走，从机械泵1的排气口排出，分子泵2的进气口通过分子泵卡箍10与大抽气管11一端连接，大抽气管11另一端通过大抽气管卡箍12与硬管15连接，硬管支撑13通过下哈弗支撑硬管15，上哈弗通过螺钉压紧固定硬管15，保证硬管15整体固结在硬管支撑13上，硬管支撑13通过螺钉整体固定在实验平台3上，电动阀14一端与硬管15通过螺钉螺母刀口密封连接，电动阀14另一端与硬弯管16通过螺钉螺母刀口密封连接，电动阀14通过电机控制开口大小控制机械泵1与分子泵2的抽气速率，从而控制真空腔7的真空度，硬弯管16一端通过螺钉螺母刀口密封连接金属角阀8一端，金属角阀8另一端通过螺钉刀口密封固结在真空腔7上，金属角阀8可以金属密封有助于真空腔7进入超高真空，达到超高真空后金属角阀8可进行金属密封，保证真空腔的密封性能，真空规6通过螺钉刀口密封固定在真空腔7上，用来全量程测量真空腔7的真空度，离子泵直通管20一端通过螺钉刀口密封与真空腔7固结，离子泵直通管20另一端与离子泵角阀18通过螺钉刀口密封连接，离子泵4主要在真空腔7进入超高真空使用，离子泵角阀18另一端通过螺钉刀口密封与离子泵4连接，离子泵4安装在离子泵支撑17上用于承受离子泵4的重量，离子泵支撑17通过螺钉与四个支撑柱19固结，整体固定在实验平台3上，真空腔7整体通过螺钉固定在实验平台3上，为实验系统提供超高真空环境。
伸缩式吸气剂泵结构5整体通过螺钉5.2刀口密封固定在真空腔7上，短直通管5.1通过螺钉与插板阀5.3刀口密封连接，插板阀5.3旋转把手控制阀板开合，可保证吸气剂泵5.12一直处于高真空环境，避免吸气剂泵5.12受到大气污染，影响吸气剂泵5.12使用寿命，同时插板阀5.3也为吸气剂泵5.12伸缩提供通道，保证吸气剂泵5.12可伸缩至真空腔7内，提高吸气剂泵5.12对真空腔7的有效抽速，并能保证吸气剂泵5.12伸长至插板阀5.3后侧，插板阀5.3旋转把手可手动转动或电动转动控制插板阀5.3阀板开合，插板阀5.3另一端通过螺钉刀口密封连接伸缩管5.4，伸缩管5.4的收缩率大于或等于60%，保证吸气剂泵5.12深入到真空腔7内，同时也为吸气剂泵5.12提供可真空环境，并且伸缩管5.4可承受的温度大于或等于700℃，不会受到吸气剂泵5.12激活温度的影响，伸缩管5.4可以是焊接波纹管、液压波纹管等，伸缩管5.4的长度可根据吸气剂泵5.12长度进行不同的选择，吸气剂泵5.12与真空腔7的位置无极可调，可根据不同需求调节不同的位置，吸气剂泵5.12通过螺钉刀口密封连接伸缩管5.4，伸缩管5.4一端支撑在左支架5.9上，左支架5.9通过螺钉固定在左支架支撑5.13上，整体通过螺钉固定在实验平台3上，两根直线导轨5.5安装在定位块5.10上，并通过螺钉固定在右支架5.11与左支架5.9上，定位块5. 10铣有半圆槽结构用于直线导轨定位与移动，定位块5.10可沿着直线导轨5.5进行直线运动与定位，右支架支撑5.14支撑定位块5.10，调节丝杠5.15固结在吸气剂泵5.12的法兰上，通过转动顺时针手轮5.7和手摇杆5.8可带动调节丝杠5.15移动，吸气剂泵5.12通过直线导轨5.5直线运动，伸缩管5.4收缩，吸气剂泵5.12可深入真空腔内，
通过逆动顺时针手轮5.7和手摇杆5.8可带动调节丝杠5.15移动，吸气剂泵5.12通过直线导轨5.5直线运动，伸缩管5.4拉长，吸气剂泵5.12可抽出真空腔7内。
应用实施例
本应用实施案例中选用的机械泵抽速为4L/s，分子泵抽速为80L/s，离子泵的抽速为40L/s，吸气机泵抽速200L/s，真空腔内接口均为CF35，调节丝杠螺纹M10、螺距1.5mm，调节管为CF35焊接波纹管。
操作步骤如下：
1）机械泵1通过螺钉固定安装在地面上；
2）机械泵1进气口通过通过卡箍与小抽气管9的一端连接，小抽气管9为波纹管且容易弯曲，小抽气管9的另一端通过卡箍与分子泵2的排气口连接，分子泵2通过螺钉固定在支撑板上；
3）分子泵2的进气口通过分子泵卡箍10与大抽气管11一端连接，大抽气管11另一端通过大抽气管卡箍12与硬管15连接，硬管支撑13通过下哈弗支撑硬管15，上哈弗通过螺钉压紧固定硬管15，保证硬管15整体固结在硬管支撑13上，硬管支撑13通过螺钉整体固定在实验平台3上；
4）电动阀14一端与硬管15通过螺钉螺母刀口密封连接，电动阀14另一端与硬弯管16通过螺钉螺母刀口密封连接；
5）硬弯管16一端通过螺钉螺母刀口密封连接金属角阀8一端，金属角阀8另一端通过螺钉刀口密封固结在真空腔7上；
6）真空规6通过螺钉刀口密封固定在真空腔7上；
7）离子泵直通管20一端通过螺钉刀口密封与真空腔7固结，离子泵直通管20另一端与离子泵角阀18通过螺钉刀口密封连接；
8）离子泵角阀18另一端通过螺钉刀口密封与离子泵4连接，离子泵4安装在离子泵支撑17上用于承受离子泵4的重量，离子泵支撑17通过螺钉与四个支撑柱19固结，整体固定在实验平台3上；
9）真空腔7整体通过螺钉固定在实验平台3上；
10）检查真空腔7与真空泵（机械泵1、分子泵2、离子泵4、吸气剂泵5.12）连接；
11）确定连接无误后，将机械泵1排气口打开；
12）打开真空腔7的真空规6开关，使得真空规6工作；
13）确认无误后，打开电动阀14、金属角阀8；
14）开启机械泵1对真空腔7进行抽真空；
15）当真空规6显示真空腔7抽至低于10-1mbar时，开启分子泵2对真空腔7进行抽真空；
16）当真空规6显示真空腔7抽至低于1×10-6mbar时，打开插板阀5.3和离子泵角阀18；
17）激活吸气剂泵5.12，激活时间120min，在此期间吸气剂泵5.12距离真空腔7的距离大于或等于130mm，吸气剂泵5.12的加热和激活温度对真空腔7内结构影响小；
18）吸气剂泵5.12激活完毕后，吸气剂泵5.12开始工作，
19）吸气剂泵5.12冷却后，开启离子泵4，离子泵4开始工作；
20）离子泵4工作后，转动手摇杆5.8和手轮5.7带动调节丝杠5.15转动，定位块5.10沿着直线导轨5.5运动，带动吸气剂泵5.12整体移动，吸气剂泵5.12直接深入真空腔7内，使得吸气剂泵5.12抽真空的抽速和流导最大化利用，真空腔7可进入超高真空环境；
21）关闭金属角阀8，吸气剂泵5.12与离子泵4同时对真空腔7进行抽真空，可将真空腔7带入更高的极限真空；
22）达到极限真空后，当需要进行破空时，转动手摇杆5.8和手轮5.7带动调节丝杠5.15转动，定位块5.10沿着直线导轨5.5运动，带动吸气剂泵5.12整体移动，吸气剂泵5.12远离真空腔7，关闭插板阀5.3，关闭离子泵角阀18，在关闭离子泵4，然后关分子泵2，当分子泵2转速为0时，关闭机械泵1，可以对系统进行破空，进行下次实验。
本装置实施案例中接口为CF35，也可应用于其他接口CF16、CF50、CF63、CF100、CF150、CF200等.
本装置伸缩式吸气剂泵结构可根据不同接口、不同长度吸气剂泵进行非标定制化设计.
本装置即可以适用需要超高真空环境的领域，如量子传感、生物、化工、环境监测等。
上述描述中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施方案仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。本发明的保护范围由所附权利要求及其任何等同物给出。

Claims (8)

1.一种可伸缩式吸气剂泵抽真空装置，其特征是：包括机械泵（1）、分子泵（2）、实验平台（3）、离子泵（4）、伸缩式吸气剂泵结构（5）、真空规（6）、真空腔（7）、金属角阀（8）；
机械泵（1）与分子泵（2）相连，分子泵（2）与金属角阀（8）相连；
离子泵（4）、伸缩式吸气剂泵结构（5）、真空规（6）、金属角阀（8）分别与真空腔（7）相连；
离子泵（4）、伸缩式吸气剂泵结构（5）、真空规（6）、真空腔（7）、金属角阀（8）固定在实验平台（3）。
2.根据权利要求1所述的一种可伸缩式吸气剂泵抽真空装置，其特征是：
所述的伸缩式吸气剂泵结构（5）包括短直通管（5.1）、螺钉（5.2）、插板阀（5.3）、伸缩管（5.4）、直线导轨（5.5）、调节架（5.6）、手轮（5.7）、手摇杆（5.8）、右支架（5.11）、定位块（5.10）、左支架（5.9）、吸气剂泵（5.12）、左支架支撑（5.13）、右支架支撑（5.14）、调节丝杠（5.15）；伸缩式吸气剂泵结构（5）通过转动顺时针手轮（5.7）和手摇杆（5.8）带动调节丝杠（5.15）移动，吸气剂泵（5.12）通过直线导轨（5.5）直线运动，伸缩管（5.4）收缩，吸气剂泵（5.12）可深入真空腔内，反之逆时针转动手轮（5.7）和手摇杆（5.8），吸气剂泵（5.12）可抽出真空腔（7）内。
3.根据权利要求1或者2所述的一种可伸缩式吸气剂泵抽真空装置，其特征是：所述的伸缩式吸气剂泵结构（5）整体通过螺钉（5.2）刀口密封固定在真空腔（7）上，短直通管（5.1）通过螺钉与插板阀（5.3）刀口密封连接，插板阀（5.3）旋转把手控制阀板开合，可保证吸气剂泵（5.12）一直处于高真空环境，避免吸气剂泵（5.12）受到大气污染，影响吸气剂泵（5.12）使用寿命，同时插板阀（5.3）也为吸气剂泵（5.12）伸缩提供通道，保证吸气剂泵（5.12）可伸缩至真空腔（7）内，提高吸气剂泵（5.12）对真空腔（7）的有效抽速，并能保证吸气剂泵（5.12）伸长至插板阀（5.3）后侧，插板阀（5.3）旋转把手可手动转动或电动转动控制插板阀（5.3）阀板开合，插板阀（5.3）另一端通过螺钉刀口密封连接伸缩管（5.4），伸缩管（5.4）的收缩率大于或等于60%，同时也为吸气剂泵（5.12）提供可真空环境，并且伸缩管（5.4）可承受的温度大于或等于700℃，伸缩管（5.4）是焊接波纹管或者液压波纹管，伸缩管（5.4）的长度可根据吸气剂泵（5.12）长度进行不同的选择，吸气剂泵（5.12）与真空腔（7）的位置无极可调，可根据不同需求调节不同的位置，吸气剂泵（5.12）通过螺钉刀口密封连接伸缩管（5.4），伸缩管（5.4）一端支撑在左支架（5.9）上，左支架（5.9）通过螺钉固定在左支架支撑（5.13）上，整体通过螺钉固定在实验平台（3）上，两根直线导轨（5.5）安装在定位块（5.10）上，并通过螺钉固定在右支架（5.11）与左支架（5.9）上，定位块（5.10）铣有半圆槽结构用于直线导轨定位与移动，定位块（5.10）可沿着直线导轨（5.5）进行直线运动与定位，右支架支撑（5.14）支撑定位块（5.10），调节丝杠（5.15）固结在吸气剂泵（5.12）的法兰上。
4.根据权利要求1所述的一种可伸缩式吸气剂泵抽真空装置，其特征是：包括机械泵（1）、分子泵（2）、实验平台（3）、离子泵（4）、伸缩式吸气剂泵结构（5）、真空规（6）、真空腔（7）、金属角阀（8）、小抽气管（9）、分子泵卡箍（10）、大抽气管（11）、大抽气管卡箍（12）、硬管支撑（13）、电动阀（14）、硬管（15）、硬弯管（16）、离子泵支撑（17）、离子泵角阀（18）、支撑柱（19）、离子泵直通管（20）；
所述机械泵（1）通过螺钉固定安装在地面上，机械泵（1）用于对装置粗抽真空，机械泵（1）进气口通过卡箍与小抽气管（9）的一端连接，小抽气管（9）的另一端通过卡箍与分子泵（2）的排气口连接，分子泵（2）通过螺钉固定在支撑板上，分子泵（2）用于将真空腔（7）的气体抽走，机械泵（1）为分子泵（2）的前级泵，分子泵（2）从真空腔（7）抽出的气体在排气口排出并通过小抽气管（9）排到机械泵（1）进气口，机械泵（1）用于将分子泵（2）排出的气体抽走，从机械泵（1）的排气口排出，分子泵（2）的进气口通过分子泵卡箍（10）与大抽气管（11）一端连接，大抽气管（11）另一端通过大抽气管卡箍（12）与硬管（15）连接，硬管支撑（13）通过下哈弗支撑硬管（15），上哈弗通过螺钉压紧固定硬管（15），保证硬管（15）整体固结在硬管支撑（13）上，硬管支撑（13）通过螺钉整体固定在实验平台（3）上，电动阀（14）一端与硬管（15）通过螺钉螺母刀口密封连接，电动阀（14）另一端与硬弯管（16）通过螺钉螺母刀口密封连接，电动阀（14）通过电机控制开口大小控制机械泵（1）与分子泵（2）的抽气速率，从而控制真空腔（7）的真空度，硬弯管（16）一端通过螺钉螺母刀口密封连接金属角阀（8）一端，金属角阀（8）另一端通过螺钉刀口密封固结在真空腔（7）上，金属角阀（8）作为金属密封有助于真空腔（7）进入超高真空，达到超高真空后金属角阀（8）可进行金属密封，保证真空腔的密封性能，真空规（6）通过螺钉刀口密封固定在真空腔（7）上，用来全量程测量真空腔（7）的真空度，离子泵直通管（20）一端通过螺钉刀口密封与真空腔（7）固结，离子泵直通管（20）另一端与离子泵角阀（18）的一端通过螺钉刀口密封连接，离子泵（4）在真空腔（7）进入超高真空使用，离子泵角阀（18）另一端通过螺钉刀口密封与离子泵（4）连接，真空腔（7）整体通过螺钉固定在实验平台（3）上。
5.根据权利要求4所述的一种可伸缩式吸气剂泵抽真空装置，其特征是：所述的小抽气管（9）为波纹管且容易弯曲。
6.根据权利要求4所述的一种可伸缩式吸气剂泵抽真空装置，其特征是：所述的离子泵（4）安装在离子泵支撑（17）上用于承受离子泵（4）的重量，离子泵支撑（17）通过螺钉与四个支撑柱（19）固结，整体固定在实验平台（3）上。
7.一种根据权利要求1所述的可伸缩式吸气剂泵抽真空装置的应用方法，其特征是：步骤如下：
机械泵（1）通过螺钉固定安装在地面上；机械泵（1）进气口通过卡箍与小抽气管（9）的一端连接，小抽气管（9）为波纹管且容易弯曲，小抽气管（9）的另一端通过卡箍与分子泵（2）的排气口连接，分子泵（2）通过螺钉固定在支撑板上；分子泵（2）的进气口通过分子泵卡箍（10）与大抽气管（11）一端连接，大抽气管（11）另一端通过大抽气管卡箍（12）与硬管（15）连接，硬管支撑（13）通过下哈弗支撑硬管（15），上哈弗通过螺钉压紧固定硬管（15），保证硬管（15）整体固结在硬管支撑（13）上，硬管支撑（13）通过螺钉整体固定在实验平台（3）上；电动阀（14）一端与硬管（15）通过螺钉螺母刀口密封连接，电动阀（14）另一端与硬弯管（16）通过螺钉螺母刀口密封连接；硬弯管（16）一端通过螺钉螺母刀口密封连接金属角阀（8）一端，金属角阀（8）另一端通过螺钉刀口密封固结在真空腔（7）上；真空规（6）通过螺钉刀口密封固定在真空腔（7）上；离子泵直通管（20）一端通过螺钉刀口密封与真空腔（7）固结，离子泵直通管（20）另一端与离子泵角阀（18）通过螺钉刀口密封连接；离子泵角阀（18）另一端通过螺钉刀口密封与离子泵（4）连接，离子泵（4）安装在离子泵支撑（17）上用于承受离子泵（4）的重量，离子泵支撑（17）通过螺钉与四个支撑柱（19）固结，整体固定在实验平台（3）上；
真空腔（7）整体通过螺钉固定在实验平台（3）上，检查真空腔（7）与机械泵（1）、分子泵（2）、离子泵（4）、吸气剂泵（5.12）连接，确定连接无误后，将机械泵（1）排气口打开，打开真空腔（7）的真空规（6）开关，使得真空规（6）工作，确认无误后，打开电动阀（14）、金属角阀（8），开启机械泵（1）对真空腔（7）进行抽真空，当真空规（6）显示真空腔（7）抽至低于10-1mbar时，开启分子泵（2）对真空腔（7）进行抽真空；
当真空规（6）显示真空腔（7）抽至低于1×10-6mbar时，打开插板阀（5.3）和离子泵角阀（18），激活吸气剂泵（5.12），激活时间120min，在此期间吸气剂泵（5.12）距离真空腔（7）的距离大于或等于130mm，吸气剂泵（5.12）的加热温度对真空腔（7）内结构影响小，吸气剂泵（5.12）激活完毕后，吸气剂泵（5.12）开始工作，
吸气剂泵（5.12）冷却后，开启离子泵（4），离子泵（4）开始工作，
离子泵（4）工作后，转动手摇杆（5.8）和手轮（5.7）带动调节丝杠（5.15）转动，定位块（5.10）沿着直线导轨（5.5）运动，带动吸气剂泵（5.12）整体移动，吸气剂泵（5.12）直接深入真空腔（7）内，使得吸气剂泵（5.12）抽真空的抽速和流导最大化利用，真空腔（7）可进入超高真空环境，关闭金属角阀（8），吸气剂泵（5.12）与离子泵（4）同时对真空腔（7）进行抽真空，可将真空腔（7）带入更高的极限真空。
8.根据权利要求7所述的应用方法，其特征是：达到极限真空后，当需要进行破空时，转动手摇杆（5.8）和手轮（5.7）带动调节丝杠（5.15）转动，定位块（5.10）沿着直线导轨（5.5）运动，带动吸气剂泵（5.12）整体移动，吸气剂泵（5.12）远离真空腔（7），关闭插板阀（5.3），关闭离子泵角阀（18），在关闭离子泵（4），然后关分子泵（2），当分子泵（2）转速为0时，关闭机械泵（1），对系统进行破空，进行下次实验。
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