本發(fā)明涉及真空系統(tǒng),具體為一種氣壓可控真空系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、真空系統(tǒng)是一種能夠創(chuàng)建和維持低壓(低于大氣壓)環(huán)境的設(shè)備,真空系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)、電子制造、醫(yī)藥和食品加工等多個領(lǐng)域,通過控制和調(diào)節(jié)系統(tǒng)內(nèi)的壓力,滿足不同應(yīng)用對真空度的要求。
2、傳統(tǒng)真空系統(tǒng)通常需要人工操作,調(diào)節(jié)真空度和壓力依賴于操作人員的經(jīng)驗和技能,容易受到人為因素影響出現(xiàn)操作失誤,導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定或無法達到預(yù)期真空度,操作繁瑣,效率低下。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供了一種氣壓可控真空系統(tǒng),解決了傳統(tǒng)真空系統(tǒng)容易受到人為因素影響出現(xiàn)操作失誤,導(dǎo)致效率低下的問題。
2、為實現(xiàn)以上目的,本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):一種氣壓可控真空系統(tǒng),包括真空泵模塊、壓力傳感器模塊、控制閥模塊、氣壓控制器模塊、真空室模塊、管道系統(tǒng)模塊,所述真空泵模塊通過物理或化學(xué)手段減少氣體分子在封閉空間中的數(shù)量,從而達到真空狀態(tài),所述壓力傳感器模塊是氣壓可控真空系統(tǒng)中用于實時監(jiān)測真空系統(tǒng)內(nèi)部壓力的關(guān)鍵組件,壓力傳感器確保系統(tǒng)運行在設(shè)定的真空度范圍內(nèi),并提供數(shù)據(jù)用于控制和調(diào)整真空環(huán)境,所述控制閥模塊用于調(diào)節(jié)真空室與外界或其他氣源之間連通狀態(tài),通過控制閥的調(diào)節(jié),精確控制真空室內(nèi)的壓力,實現(xiàn)對真空環(huán)境的動態(tài)調(diào)節(jié),所述氣壓控制器模塊氣壓控制器是氣壓可控真空系統(tǒng)的核心控制單元,負責接收壓力傳感器的數(shù)據(jù),并根據(jù)預(yù)設(shè)的壓力值調(diào)節(jié)控制閥和真空泵的運行,所述真空室模塊用于容納被處理或測試的物品,并保持穩(wěn)定的真空環(huán)境,所述管道系統(tǒng)模塊連接真空泵、真空室和控制閥,實現(xiàn)氣體的流通和壓力傳遞。
3、優(yōu)選的,所述真空泵模塊包括機械泵、分子泵、干式泵,在不同的真空度范圍和應(yīng)用場景中需要選擇不同的真空泵,所述機械泵包括旋片泵、油封泵,所述旋片泵利用旋轉(zhuǎn)的葉片在泵腔內(nèi)形成密封空間,通過葉片的旋轉(zhuǎn)將氣體壓縮并排出,適用于中低真空環(huán)境,真空度范圍通常在10^0至10^-2pa之間,所述油封泵利用油封形成的密封,通過旋轉(zhuǎn)部件的運動將氣體壓縮并排出,適用于較低真空度要求的場合,真空度范圍通常在10^0至10^-2pa之間。
4、優(yōu)選的,所述分子泵包括渦輪分子泵、擴散泵,所述渦輪分子泵利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將氣體分子沿軸向加速,從而實現(xiàn)氣體分子的抽取,適用于高真空和超高真空環(huán)境,真空度范圍通常在10^-3至10^-9pa之間,所述擴散泵通過加熱泵油產(chǎn)生的蒸汽流,將氣體分子捕獲并排出,適用于高真空環(huán)境,真空度范圍通常在10^-3至10^-7pa之間,所述干式泵無需使用油作為密封和潤滑介質(zhì),通過機械部件的精密配合實現(xiàn)氣體的抽取,適用于潔凈環(huán)境和無油污染要求的應(yīng)用。
5、優(yōu)選的,所述壓力傳感器模塊包括熱偶規(guī)型壓力傳感器、電容膜盒規(guī)型壓力傳感器和皮拉尼規(guī)型壓力傳感器,根據(jù)其工作原理和適用的壓力范圍選擇不同的壓力傳感器,所述熱偶規(guī)型壓力傳感器利用熱電偶效應(yīng)測量真空度,熱電偶規(guī)中的熱電偶被加熱,通過測量熱電偶溫度的變化來確定氣體的壓力,適用范圍為中真空范圍在10^-3至10^-1pa和需要快速測量的中真空環(huán)境。
6、優(yōu)選的,所述電容膜盒規(guī)型壓力傳感器通過測量電容變化來確定壓力,當真空度變化時,電容膜盒中的電容也隨之變化,傳感器將此變化轉(zhuǎn)換為電信號,適用范圍為高真空范圍在10^-6至10^-3pa和高精度要求的高真空環(huán)境,所述皮拉尼規(guī)型壓力傳感器利用氣體熱導(dǎo)率的變化來測量壓力,皮拉尼規(guī)中的加熱絲被加熱,通過測量加熱絲的溫度變化來確定氣體的壓力,適用范圍為低真空范圍在10^2至10^-1pa和低真空應(yīng)用。
7、優(yōu)選的,所述控制閥模塊包括電磁閥、比例閥、機械閥,根據(jù)其工作原理和應(yīng)用場景的不同進行選擇,所述電磁閥通過電磁線圈的通斷電控制閥芯的移動,實現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉,適用于需要快速切換的應(yīng)用場景,并適合自動化控制,所述比例閥通過電信號控制閥芯位置的變化,實現(xiàn)閥門開度的精確調(diào)節(jié),從而控制流量,適用于需要精確控制氣體流量和壓力的場合,比例閥調(diào)節(jié)精度高,能夠連續(xù)控制閥門開度,適應(yīng)手動控制和自動化控制的需求,所述機械閥通過手動操作控制閥芯的位置,實現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉,適用于簡單操作和不頻繁調(diào)整的應(yīng)用場合,所述機械閥通過手動操作控制閥芯的位置,實現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉,適用于簡單操作和不頻繁調(diào)整的應(yīng)用場合,并適合手動控制。
8、優(yōu)選的,所述氣壓控制器模塊用于接收和處理來自壓力傳感器的數(shù)據(jù),實時監(jiān)控系統(tǒng)壓力,通過內(nèi)置的微處理器,采集壓力傳感器的信號,并進行數(shù)據(jù)分析和處理,用于實時顯示和監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部的壓力變化,確保系統(tǒng)在設(shè)定的壓力范圍內(nèi)運行,根據(jù)預(yù)設(shè)的壓力值,自動調(diào)節(jié)真空泵和控制閥的運行,通過輸出控制信號,調(diào)節(jié)真空泵的啟動和停止,以及控制閥的開度,從而實現(xiàn)對系統(tǒng)壓力的精確控制,用于自動維持系統(tǒng)的穩(wěn)定真空環(huán)境,減少人為干預(yù),提高控制精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
9、優(yōu)選的,所述真空室模塊采用密封設(shè)計確保真空室的密封性能,防止漏氣,包括利用橡膠o型圈的彈性,實現(xiàn)可靠的密封,或通過焊接工藝實現(xiàn)永久性密封,適用于高真空和超高真空環(huán)境,或使用標準法蘭和密封墊片,實現(xiàn)可拆卸的密封連接,便于設(shè)備維護和安裝,所述真空室模塊包括觀察窗,用于觀察真空室內(nèi)的操作和測試情況,采用高強度玻璃-石英玻璃或鋼化玻璃,確保在真空環(huán)境下的安全性,設(shè)計在真空室的側(cè)壁或頂蓋,配有防護罩以防止破損,所述真空室模塊包括接口和端口,用于連接真空泵、傳感器,確保系統(tǒng)的靈活性和兼容性。
10、優(yōu)選的,所述管道系統(tǒng)模塊采用密封連接確保各連接點的密封性能,防止氣體泄漏,kf法蘭連接適用于中真空系統(tǒng),具有快速連接和拆卸的特點,常用于實驗室和小型真空系統(tǒng),cf法蘭連接適用于高真空和超高真空系統(tǒng),采用銅墊片密封,具有優(yōu)良的密封性能,常用于科研和工業(yè)應(yīng)用,iso法蘭連接用于大型真空系統(tǒng),提供較大的通徑和連接強度,常用于工業(yè)和工程應(yīng)用,采用流道設(shè)計優(yōu)化氣體流動路徑,減少阻力和壓降,提高系統(tǒng)的抽氣效率和穩(wěn)定性,直通管道可以減少彎曲和分支,保證氣體的順暢流動,光滑內(nèi)壁可以減少管道內(nèi)壁的粗糙度,降低流動阻力和顆粒污染。
11、本發(fā)明提供了一種氣壓可控真空系統(tǒng)。具備以下有益效果:
12、本發(fā)明通過氣壓控制器實現(xiàn)自動化控制,根據(jù)預(yù)設(shè)的壓力值自動調(diào)節(jié)真空泵和控制閥的運行,減少了人為干預(yù),從而可以達到提高系統(tǒng)運行的自動化程度和效率的效果。
1.一種氣壓可控真空系統(tǒng),包括真空泵模塊、壓力傳感器模塊、控制閥模塊、氣壓控制器模塊、真空室模塊、管道系統(tǒng)模塊,其特征在于,所述真空泵模塊通過物理或化學(xué)手段減少氣體分子在封閉空間中的數(shù)量,從而達到真空狀態(tài),所述壓力傳感器模塊是氣壓可控真空系統(tǒng)中用于實時監(jiān)測真空系統(tǒng)內(nèi)部壓力的關(guān)鍵組件,壓力傳感器確保系統(tǒng)運行在設(shè)定的真空度范圍內(nèi),并提供數(shù)據(jù)用于控制和調(diào)整真空環(huán)境,所述控制閥模塊用于調(diào)節(jié)真空室與外界或其他氣源之間連通狀態(tài),通過控制閥的調(diào)節(jié),精確控制真空室內(nèi)的壓力,實現(xiàn)對真空環(huán)境的動態(tài)調(diào)節(jié),所述氣壓控制器模塊氣壓控制器是氣壓可控真空系統(tǒng)的核心控制單元,負責接收壓力傳感器的數(shù)據(jù),并根據(jù)預(yù)設(shè)的壓力值調(diào)節(jié)控制閥和真空泵的運行,所述真空室模塊用于容納被處理或測試的物品,并保持穩(wěn)定的真空環(huán)境,所述管道系統(tǒng)模塊連接真空泵、真空室和控制閥,實現(xiàn)氣體的流通和壓力傳遞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣壓可控真空系統(tǒng),其特征在于,所述真空泵模塊包括機械泵、分子泵、干式泵,在不同的真空度范圍和應(yīng)用場景中需要選擇不同的真空泵,所述機械泵包括旋片泵、油封泵,所述旋片泵利用旋轉(zhuǎn)的葉片在泵腔內(nèi)形成密封空間,通過葉片的旋轉(zhuǎn)將氣體壓縮并排出,適用于中低真空環(huán)境,真空度范圍通常在10^0至10^-2pa之間,所述油封泵利用油封形成的密封,通過旋轉(zhuǎn)部件的運動將氣體壓縮并排出,適用于較低真空度要求的場合,真空度范圍通常在10^0至10^-2pa之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氣壓可控真空系統(tǒng),其特征在于,所述分子泵包括渦輪分子泵、擴散泵,所述渦輪分子泵利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將氣體分子沿軸向加速,從而實現(xiàn)氣體分子的抽取,適用于高真空和超高真空環(huán)境,真空度范圍通常在10^-3至10^-9pa之間,所述擴散泵通過加熱泵油產(chǎn)生的蒸汽流,將氣體分子捕獲并排出,適用于高真空環(huán)境,真空度范圍通常在10^-3至10^-7pa之間,所述干式泵無需使用油作為密封和潤滑介質(zhì),通過機械部件的精密配合實現(xiàn)氣體的抽取,適用于潔凈環(huán)境和無油污染要求的應(yīng)用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣壓可控真空系統(tǒng),其特征在于,所述壓力傳感器模塊包括熱偶規(guī)型壓力傳感器、電容膜盒規(guī)型壓力傳感器和皮拉尼規(guī)型壓力傳感器,根據(jù)其工作原理和適用的壓力范圍選擇不同的壓力傳感器,所述熱偶規(guī)型壓力傳感器利用熱電偶效應(yīng)測量真空度,熱電偶規(guī)中的熱電偶被加熱,通過測量熱電偶溫度的變化來確定氣體的壓力,適用范圍為中真空范圍在10^-3至10^-1pa和需要快速測量的中真空環(huán)境。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種氣壓可控真空系統(tǒng),其特征在于,所述電容膜盒規(guī)型壓力傳感器通過測量電容變化來確定壓力,當真空度變化時,電容膜盒中的電容也隨之變化,傳感器將此變化轉(zhuǎn)換為電信號,適用范圍為高真空范圍在10^-6至10^-3pa和高精度要求的高真空環(huán)境,所述皮拉尼規(guī)型壓力傳感器利用氣體熱導(dǎo)率的變化來測量壓力,皮拉尼規(guī)中的加熱絲被加熱,通過測量加熱絲的溫度變化來確定氣體的壓力,適用范圍為低真空范圍在10^2至10^-1pa和低真空應(yīng)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣壓可控真空系統(tǒng),其特征在于,所述控制閥模塊包括電磁閥、比例閥、機械閥,根據(jù)其工作原理和應(yīng)用場景的不同進行選擇,所述電磁閥通過電磁線圈的通斷電控制閥芯的移動,實現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉,適用于需要快速切換的應(yīng)用場景,并適合自動化控制,所述比例閥通過電信號控制閥芯位置的變化,實現(xiàn)閥門開度的精確調(diào)節(jié),從而控制流量,適用于需要精確控制氣體流量和壓力的場合,比例閥調(diào)節(jié)精度高,能夠連續(xù)控制閥門開度,適應(yīng)手動控制和自動化控制的需求,所述機械閥通過手動操作控制閥芯的位置,實現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉,適用于簡單操作和不頻繁調(diào)整的應(yīng)用場合,所述機械閥通過手動操作控制閥芯的位置,實現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉,適用于簡單操作和不頻繁調(diào)整的應(yīng)用場合,并適合手動控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣壓可控真空系統(tǒng),其特征在于,所述氣壓控制器模塊用于接收和處理來自壓力傳感器的數(shù)據(jù),實時監(jiān)控系統(tǒng)壓力,通過內(nèi)置的微處理器,采集壓力傳感器的信號,并進行數(shù)據(jù)分析和處理,用于實時顯示和監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部的壓力變化,確保系統(tǒng)在設(shè)定的壓力范圍內(nèi)運行,根據(jù)預(yù)設(shè)的壓力值,自動調(diào)節(jié)真空泵和控制閥的運行,通過輸出控制信號,調(diào)節(jié)真空泵的啟動和停止,以及控制閥的開度,從而實現(xiàn)對系統(tǒng)壓力的精確控制,用于自動維持系統(tǒng)的穩(wěn)定真空環(huán)境,減少人為干預(yù),提高控制精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣壓可控真空系統(tǒng),其特征在于,所述真空室模塊采用密封設(shè)計確保真空室的密封性能,防止漏氣,包括利用橡膠o型圈的彈性,實現(xiàn)可靠的密封,或通過焊接工藝實現(xiàn)永久性密封,適用于高真空和超高真空環(huán)境,或使用標準法蘭和密封墊片,實現(xiàn)可拆卸的密封連接,便于設(shè)備維護和安裝,所述真空室模塊包括觀察窗,用于觀察真空室內(nèi)的操作和測試情況,采用高強度玻璃-石英玻璃或鋼化玻璃,確保在真空環(huán)境下的安全性,設(shè)計在真空室的側(cè)壁或頂蓋,配有防護罩以防止破損,所述真空室模塊包括接口和端口,用于連接真空泵、傳感器,確保系統(tǒng)的靈活性和兼容性。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣壓可控真空系統(tǒng),其特征在于,所述管道系統(tǒng)模塊采用密封連接確保各連接點的密封性能,防止氣體泄漏,kf法蘭連接適用于中真空系統(tǒng),具有快速連接和拆卸的特點,常用于實驗室和小型真空系統(tǒng),cf法蘭連接適用于高真空和超高真空系統(tǒng),采用銅墊片密封,具有優(yōu)良的密封性能,常用于科研和工業(yè)應(yīng)用,iso法蘭連接用于大型真空系統(tǒng),提供較大的通徑和連接強度,常用于工業(yè)和工程應(yīng)用,采用流道設(shè)計優(yōu)化氣體流動路徑,減少阻力和壓降,提高系統(tǒng)的抽氣效率和穩(wěn)定性,直通管道可以減少彎曲和分支,保證氣體的順暢流動,光滑內(nèi)壁可以減少管道內(nèi)壁的粗糙度,降低流動阻力和顆粒污染。