CN209484942U - 一种真空干燥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种真空干燥装置，该真空干燥装置腔体，所述腔体上设置有排气孔和进气孔；抽真空机构，与所述腔体的排气孔连接，用于对所述腔体抽真空；充气机构，与所述腔体的进气孔连接，用于对所述腔体补充惰性气体；位于所述腔体内的样品固定机构，用于固定待干燥样品；以及传感器，所述传感器的检测端位于所述腔体内，用于检测所述腔体内的压力大小、湿度大小和气体含量。本实用新型实施例能够使待干燥样品在特定的压力、湿度和气体含量的环境下进行干燥，从而在干燥过程中，防止环境中的水以及活性气体对待干燥样品的性能产生影响，并且在特定的压力环境下进行干燥，有利于提高待干燥样品的干燥速度。

Description

一种真空干燥装置

技术领域

本实用新型涉及制备工艺技术领域，尤其涉及一种真空干燥装置。

背景技术

干燥是一种利用热能降低被干燥物中的水分，以使被干燥物变干的过程。通常，在干燥的过程中被干燥物中液体的成分汽化逸出，该湿的成分例如可以为水分或其他可挥发性液体成分，以获得规定湿的成分含量的被干燥物。干燥的目的是为了被干燥物的使用或进一步加工。

目前，通常采用一定干燥的方法除去被干燥物中液体的成分。例如，化合物半导体材料的外延生长时所采用的免清洗的衬底，由于该衬底的表面具有氧化层，不利于外延的生长，需对该衬底进行化学清洗，并干燥后才能生长外延薄膜。同时在生长外延薄膜的过程中，外延薄膜上会有不同程度的氧化，需进行脱氧的清洗，以提高外延薄膜的质量。例如以GaSb衬底的清洗干燥处理为例，在GaSb衬底表层几个纳米的氧化锑在高温脱氧过程中会与GaSb衬底反应而形成氧化镓与单质锑，从而造成衬底表层粗糙。然而，GaSb衬底脱氧不彻底，会大幅降低外延薄膜的晶体质量。通过采用有机物清洗和酸洗结合以减少GaSb衬底表层氧化物，经化学清洗后转移至外延设备进行脱氧处理，以改善不当脱氧造成的不利影响。但是，在向外延设备传递的过程中，会使清洗后的GaSb衬底再次被污染。现有技术中，通过采用高纯氮气吹干的方式，对清洗后的GaSb衬底进行干燥后，再转移至外延设备中。

但是，现有技术中GaSb衬底清洗后采用高纯氮气吹干的过程，会使得GaSb衬底被空气中的落尘沾污或颗粒污染，从而影响GaSb衬底的性能，进而降低外延薄膜的质量。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种真空干燥装置，能够在干燥过程中，降低环境对待干燥样品性能的影响。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种真空干燥装置，包括：

腔体，所述腔体上设置有排气孔和进气孔；

抽真空机构，与所述腔体的排气孔连接，用于对所述腔体抽真空；

充气机构，与所述腔体的进气孔连接，用于对所述腔体补充惰性气体；

位于所述腔体内的样品固定机构，用于固定待干燥样品；

以及，传感器，所述传感器的检测端位于所述腔体内，用于检测所述腔体内的压力大小、湿度大小和气体含量。

作为上述真空干燥装置的一种优选方案，所述腔体包括：

开口壳体，所述排气孔设置于所述开口壳体上；

顶盖，所述顶盖一端与所述开口壳体的部分开口边缘转动连接；所述进气孔设置于所述顶盖上；

密封圈，位于所述开口壳体的开口边缘上；所述密封圈用于密封所述顶盖和所述开口壳体；

闭锁结构，用于将所述开口壳体和所述顶盖对接卡合。

作为上述真空干燥装置的一种优选方案，所述顶盖上还设置有透明观察窗；

作为上述真空干燥装置的一种优选方案，所述闭锁结构上设置有手柄。

作为上述真空干燥装置的一种优选方案，所述样品固定机构包括：

样品托，所述样品托的样品承载面设置有多个插孔；

多个支撑杆，所述支撑杆的一端对应插入所述插孔中；所述支撑杆的另一端用于承载所述待干燥样品。

作为上述真空干燥装置的一种优选方案，所述样品固定机构还包括：多个支架；

所述多个支架一端固定设置在所述腔体上，所述多个支架的另一端固定在所述样品托背离所述样品承载面的一侧；

所述多个支架的长度不同，以使所述样品托与所述腔体的底面呈预设夹角θ；

所述预设夹角θ的取值范围为：0°≤θ≤90°。

作为上述真空干燥装置的一种优选方案，所述多个支撑杆包括多个第一支撑杆和多个第二支撑杆；所述第一支撑杆的一端对应插入所述样品托中心区域的插孔中；所述第二支撑杆的一端对应插入所述样品托边缘区域的插孔中；所述第二支撑杆的侧壁与所述待干燥样品的边缘接触；所述第二支撑杆伸出所述插孔的长度大于所述第一支撑杆伸出所述插孔的长度。

作为上述真空干燥装置的一种优选方案，抽真空机构包括：

真空泵、抽气导管、以及第一单向阀；所述第一单向阀设置于所述抽气导管上；所述真空泵通过所述抽气导管固定连接于所述腔体的排气孔。

作为上述真空干燥装置的一种优选方案，所述充气机构包括：

气体导管、进气阀、以及第二单向阀；

所述气体导管用于连接所述腔体的进气孔和储气装置；

所述进气阀设置于所述气体导管上，所述第二单向阀设置于所述气体导管上所述进气阀靠近所述进气孔的一侧。

本实用新型的有益效果：

本实用新型实施例提出的真空干燥装置，将待干燥样品放置于腔体内，通过抽真空机构和充气机构分别对腔体进行抽真空和补充惰性气体，并采用传感器实时检测腔体内的压力大小、湿度大小和气体含量，以使待干燥样品在特定的压力、湿度和气体含量的环境下进行干燥，从而能够在干燥过程中，防止环境中的水以及活性气体对待干燥样品的性能产生影响，并且在特定的压力环境下进行干燥，有利于提高待干燥样品的干燥速度。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种真空干燥装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种真空干燥装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种样品托的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种样品固定机构的结构示意图。

图中：

1、腔体；2、抽真空机构；3、充气机构；4、样品固定机构；5、待干燥样品；6、传感器；

101、排气孔；102、进气孔；11、开口壳体；12、顶盖；121、透明观察窗；13、密封圈；14、闭锁结构；141、手柄；21、真空泵；22、抽气导管；23、第一单向阀；31、气体导管；32、进气阀；33、第二单向阀；41、样品托；401、承载面；411、插孔；42、支撑杆；421、第一支撑杆；422、第二支撑杆；43、支架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型提供一种真空干燥装置，适用于对被干燥样品进行干燥。图1是本实用新型实施例提供的一种真空干燥装置的结构示意图。如图1，真空干燥装置100包括腔体1，该腔体1上设置有排气孔101和进气孔102；抽真空机构2，该抽真空机构2与腔体1的排气孔101连接，用于对腔体1抽真空；充气机构3，该充气机构3与腔体1的进气孔102连接，用于对腔体1补充惰性气体；位于腔体1内的样品固定机构4，用于固定待干燥样品5；以及，传感器6，该传感器6的检测端位于腔体1内，用于检测腔体1内的压力大小、湿度大小和气体含量。

具体地，真空干燥装置100的腔体1可以构成封闭的空间，待干燥样品5可放置于腔体1内的样品固定机构4上。由抽真空机构2通过腔体1上的排气孔101对腔体1的封闭空间进行抽真空，以及由充气机构3通过轻体1上的进气孔102对腔体1的封闭空间补充惰性气体。对腔体1的封闭空间补充惰性气体的作用为，尽量将腔体1的封闭空间中活性气体排出，以使待干燥样品5能够在真空环境下进行干燥。在待干燥样品5干燥的过程中，传感器6可实时检测腔体1的封闭空间中的压力大小、湿度大小和气体含量，以能够实时获知待干燥样品5干燥环境中压力大小、湿度大小和气体含量，并根据待干燥样品5干燥环境中压力大小、湿度大小和气体含量分别控制抽真空机构2和充气机构3。

本实施例将待干燥样品放置于腔体内，通过抽真空机构和充气机构分别对腔体进行抽真空和补充惰性气体，并采用传感器实时检测腔体内的压力大小、湿度大小和气体含量，以使待干燥样品在特定的压力、湿度大小和气体含量的环境下进行干燥，从而能够在干燥过程中，防止环境中的水以及活性气体对待干燥样品的性能产生影响，并且在特定的压力环境下进行干燥，有利于待干燥样品的干燥速度。

其中，排气孔101可设置于腔体1的底部的位置，以便于抽真空机构2对腔体1的封闭空间进行抽真空；进气孔102可设置于腔体1的顶部，以便于充气机构3对腔体1的封闭空间补充惰性气体。该惰性气体例如可以为氮气、氩气等与待干燥样品不发生化学反应的气体。传感器6可以为集压力检测、湿度检测和气体含量检测为一体的传感器，也可以包括压力检测传感器、湿度检测传感器以及气体检测传感器。同时，根据待干燥样品5干燥环境中压力大小、湿度大小和气体含量分别控制抽真空机构2和充气机构3的控制方式例如可以为：通过将传感器6检测的数据发送至控制器中，通过控制器分别控制抽真空机构2和充气机构3工作；或者，将传感器6检测的数据直接反馈给抽真空机构2和充气机构3，抽真空机构1和充气机构3分别根据传感器6检测的数据判断是否工作；或者，将传感器6检测的数据进行直观的显示，工作人员根据传感器6检测的数据，实施打开或关闭抽真空机构2和充气机构的操作。

可选地，图2是本实用新型实施例提供的另一种真空干燥装置的结构示意图。结合图1和图2，真空干燥装置100的腔体1包括：开口壳体11，腔体1的排气孔101设置于开口壳体11上；顶盖12，顶盖12一端与开口壳体11的部分开口边缘转动连接，腔体1的进气孔102设置于顶盖12上；密封圈13，位于开口壳体11的开口边缘上；密封圈13用于密封顶盖12和开口壳体11；闭锁结构14，用于将开口壳体11和顶盖12对接卡合。

具体地，腔体1的开口壳体11的部分开口边缘与顶盖12转动连接，以在腔体1打开时，开口壳体11与顶盖12未连接的部分相互远离，可将待干燥样品5放置于腔体1的开口壳体11的内部；而在腔体1闭合时，开口壳体11与顶盖12组成封闭结构，并由密封圈13对开口壳体11与顶盖12组成封闭结构进行密封，闭锁结构14对开口壳体11与顶盖12组成封闭结构进行锁合，防止在抽真空或充气过程中腔体1漏气，和/或防止充气过程中腔体1内的压力过大，致使腔体1的开口壳体11与顶盖12分离，从而影响待干燥样品5的干燥过程。此外，将排气孔101设置于开口壳体11上，能够有利于腔体1的抽真空；而将进气孔102设置于顶盖12上，能够有利于对腔体1补充气体。其中，开口壳体11可选为弧形开口结构，以防止灰尘颗粒等的聚集。

进一步地，结合图1和图2，在腔体1的顶盖12上还设置有透明观察窗121。通过该透明观察窗121能够显示出顶盖12与开口壳体11组成的封闭结构内的待干燥样品5，以便于对待干燥样品5的干燥情况进行观察。

进一步地，结合图1和图2，在腔体1的闭锁结构14上设置有手柄141。该手柄141能够便于操作人员对闭锁结构14的开合。

可选地，图3是本实用新型实施例提供的一种样品托的结构示意图。结合图1、图2和图3，真空干燥装置100的样品固定机构4包括：样品托41，该样品托41的样品承载面401设置有多个插孔411；多个支撑杆42，该支撑杆42的一端对应插入所述插孔11中；该支撑杆42的另一端用于承载待干燥样品5。

具体地，样品固定机构4的支撑杆42可根据样品的形状及大小插入样品托41的承载面401上的插孔411上，一方面能够对对不同形状和大小的样品进行干燥，另一方面支撑杆42具有易插拔的特点，能够便于待干燥样品5的取放。其中，样品托41的外轮廓的形状可以为规则形状，例如方形、圆形、椭圆形等，或者无规则的形状，在此不做限定。

进一步地，图4是本实用新型实施例提供的一种样品固定机构的结构示意图。结合图1、图2和图4，样品固定机构4还包括多个支架43；该多个支架43一端固定设置在腔体1上，该多个支架43的另一端固定在样品托41背离样品承载面401的一侧；多个支架43的长度不同，以使样品托41与腔体1的底面呈预设夹角θ；该预设夹角θ的取值范围为：0°≤θ≤90°。

具体地，样品机构4的支架43能够对样品托41其承载作用，通过将支撑不同方位的样品托41的支架43设置为不同的长度，能够使样品托41呈现出倾斜的状态，且样品托43的倾斜角度例如可以为0°≤θ≤90°，从而有利于样品托41上支撑杆42支撑的被干燥样品5表面上的液体的流动。

进一步地，结合图1、图2和图4，样品固定机构4的多个支撑杆42包括多个第一支撑杆421和多个第二支撑杆422；第一支撑杆421的一端对应插入所述样品托41中心区域的插孔411中；第二支撑杆422的一端对应插入样品托41边缘区域的插孔411中；第二支撑杆422的侧壁与待干燥样品5的边缘接触；第二支撑杆422伸出插孔411的长度大于第一支撑杆421伸出插孔411的长度。

具体地，支撑杆42的第一支撑杆421支撑待干燥样品5的背面，支撑杆42的第二支撑杆422支撑待干燥样品5的边缘，以防抽真空或补充气体的过程产生的震动致使待干燥样品5在腔体1内移动，造成待干燥样品5的破损。因此，通过将第二支撑杆422伸出插孔411的长度设置为大于第一支撑杆421伸出插孔411的长度，能够对待干燥样品5起保护作用。其中，第一支撑杆421和第二支撑杆422的长度可选为大于1cm小于5cm，以满足真空干燥装置100的小型化要求。

可选地，继续结合参考图1和图2，真空干燥装置100的抽真空机构2包括：真空泵21、抽气导管22、以及第一单向阀23；第一单向阀23设置于抽气导管22上；真空泵21通过抽气导管22固定连接于腔体1的排气孔101。

具体的，抽真空机构2的真空泵21能够通过抽气导管22和腔体1上的排气孔101连接，以对腔体1的封闭空间进行抽真空。抽气导管22上设置有第一单向阀23，该第一单向阀23使气体通过抽气导管22朝一个方向流动，以在抽真空的过程中，或停止抽真空后阻值外界空气进入腔体1的封闭空间内。

可选的，继续参考图1和图2，真空干燥装置100的充气机构3包括：气体导管31、进气阀32、以及第二单向阀33；气体导管31用于连接腔体1的进气孔102和储气装置200；进气阀32设置于气体导管31上，第二单向阀33设置于气体导管31上进气阀32靠近进气孔102的一侧。

具体的，充气机构3可以连接外部的储气装置200，或者充气机构3也可以包括储气结构，两者的技术原理类似，在此以充气机构3连接外部的储气装置200为例进行说明。充气结构3的气体导管31一端与外部的储气装置200连接，充气结构3的气体导管31的另一端与腔体1的进气孔102连接。在该气体导管31上设置有进气阀32，当进气阀32打开时，储气装置200中存储的气体流入腔体1内，以排挤腔体1中的其它活性气体，例如水汽和氧气。同时，在气体导管31上进气阀32靠近进气孔102的一侧设置第二单向阀33，能够防止腔体1中的气体倒流至储气装置200中，对储气装置200中存储的气体造成污染。此外，进气阀32也可设置于气体导管31与储气装置200连接的一端，或者设置于气体导管31与腔体1的排气孔102连接的一端，其技术原理与上述技术方案类似，在此不再赘述。

本实施例通过对腔体内的空间进行反复的抽真空和补充惰性气体，并采用传感器实时检测腔体内的压力大小、湿度大小和气体含量，以使待干燥样品在一定的压力、湿度和气体含量的环境下进行干燥，从而能够在干燥过程中，防止环境中的水以及活性气体对待干燥样品的性能产生影响，并且在特定的压力环境下进行干燥，有利于待干燥样品的干燥速度。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种真空干燥装置，其特征在于，包括：

腔体(1)，所述腔体(1)上设置有排气孔(101)和进气孔(102)；

抽真空机构(2)，与所述腔体(1)的排气孔(101)连接，用于对所述腔体(1)抽真空；

充气机构(3)，与所述腔体(1)的进气孔(102)连接，用于对所述腔体(1)补充惰性气体；

位于所述腔体(1)内的样品固定机构(4)，用于固定待干燥样品(5)；

以及，传感器(6)，所述传感器(6)的检测端位于所述腔体(1)内，用于检测所述腔体(1)内的压力大小、湿度大小和气体含量。

2.根据权利要求1所述的真空干燥装置，其特征在于，所述腔体(1)包括：

开口壳体(11)，所述排气孔(101)设置于所述开口壳体(11)上；

顶盖(12)，所述顶盖(12)一端与所述开口壳体(11)的部分开口边缘转动连接；所述进气孔(102)设置于所述顶盖(12)上；

密封圈(13)，位于所述开口壳体(11)的开口边缘上；所述密封圈(13)用于密封所述顶盖(12)和所述开口壳体(11)；

闭锁结构(14)，用于将所述开口壳体(11)和所述顶盖(12)对接卡合。

3.根据权利要求2所述的真空干燥装置，其特征在于，所述顶盖(12)上还设置有透明观察窗(121)。

4.根据权利要求2所述的真空干燥装置，其特征在于，所述闭锁结构(14)上设置有手柄(141)。

5.根据权利要求1所述的真空干燥装置，其特征在于，所述样品固定机构(4)包括：

样品托(41)，所述样品托(41)的样品承载面(401)设置有多个插孔(411)；

多个支撑杆(42)，所述支撑杆(42)的一端对应插入所述插孔(411)中；所述支撑杆(42)的另一端用于承载所述待干燥样品(5)。

6.根据权利要求5所述的真空干燥装置，其特征在于，所述样品固定机构(4)还包括：多个支架(43)；

所述多个支架(43)一端固定设置在所述腔体(1)上，所述多个支架(43)的另一端固定在所述样品托(41)背离所述样品承载面(401)的一侧；

所述多个支架(43)的长度不同，以使所述样品托(41)与所述腔体(1)的底面呈预设夹角θ；

所述预设夹角θ的取值范围为：0°≤θ≤90°。

7.根据权利要求5所述的真空干燥装置，其特征在于，所述多个支撑杆(42)包括多个第一支撑杆(421)和多个第二支撑杆(422)；所述第一支撑杆(421)的一端对应插入所述样品托(41)中心区域的插孔(411)中；所述第二支撑杆(422)的一端对应插入所述样品托(41)边缘区域的插孔(411)中；所述第二支撑杆(422)的侧壁与所述待干燥样品(5)的边缘接触；所述第二支撑杆(422)伸出所述插孔(411)的长度大于所述第一支撑杆(421)伸出所述插孔(411)的长度。

8.根据权利要求1所述的真空干燥装置，其特征在于，抽真空机构(2)包括：

真空泵(21)、抽气导管(22)、以及第一单向阀(23)；所述第一单向阀(23)设置于所述抽气导管(22)上；所述真空泵(21)通过所述抽气导管(22)固定连接于所述腔体(1)的排气孔(101)。

9.根据权利要求1所述的真空干燥装置，其特征在于，所述充气机构(3)包括：

气体导管(31)、进气阀(32)、以及第二单向阀(33)；

所述气体导管(31)用于连接所述腔体(1)的进气孔(102)和储气装置(200)；

所述进气阀(32)设置于所述气体导管(31)上，所述第二单向阀(33)设置于所述气体导管(31)上所述进气阀(32)靠近所述进气孔(102)的一侧。