專利名稱：帶真空泵的檢漏器及其工作方法
技術領域：
本發明涉及一種檢漏器，它有一個設計為阻尼真空泵的高真空泵和另外兩個針對大氣壓力工作的真空泵。此外，本發明還涉及一種此類檢漏器的工作方法。
由EU-A-283543已知此類檢漏器。它依照逆流原理(用氦作測試氣體)進行工作，并能確定檢測對象的密封性或它的泄漏性，而且可從大泄漏量至極小泄漏(漏泄率至10-10mbar l/s)。在用已知檢漏器進行氦氣檢漏時，存在著碳氫化合物污染試樣和/或檢測腔的危險。這些污染源自于油密的針對大氣壓力工作的真空泵吸氣腔的分子造成，這些分子逆真空泵的輸送方向直至滲回高真空區。
本發明的目的是要避免在試樣和/或檢測腔內的碳氫化合物污染。
按本發明為達到上述目的是使這兩個另外的真空泵設計為干式密封真空泵。所謂干式密封真空泵指的是，這些泵工作時在它們的吸腔沒有密封油。屬于這類泵的有隔膜式真空泵或按螺旋原理工作的真空泵(螺桿泵)，如例如由DE-A-2831179已知的那種。
在一個或兩個干式密封真空泵的入口區中最好與一根吹氣管連通，在檢測過程或檢測時間之間可通過此管道供入吹洗氣體(例如空氣)。其結果是，盡管采用了干式密封真空泵，檢漏器的動作時間仍可很短，并可保持其有高的檢測靈敏度。若沒有吹洗氣體進入，會使得由于用干式密封真空泵，取代針對大氣壓工作的油封真空泵，延長了動作時間和惡化了檢漏器的檢測靈敏度。亦即上述類型的干式密封真空泵具有這樣的特性，它的抽氣能力在其較高的最終壓力附近趨向于零的抽氣能力。因此延長了動作時間。此外，這一特性還導致在泵內形成因泄漏帶來的氦基底，它惡化了檢測靈敏度。
本發明的其他優點和詳情可借助于附圖
所表示的實施例來說明。
附圖示意表示了檢漏器，它的入口用數字1表示。入口1通過互相平行的管段2(帶有節流器3和閥4)和5(帶有閥6)以及導管7，與高真空泵9的進口端8連通。
高真空泵9是阻尼真空泵的一個級，最好是兩級渦輪分子泵11的一級，它的第二級用數字12來表示。在第二級12的進口端13連接著測試氣體檢驗器，最好是一個質譜計14。高真空泵9和12的兩個出口端15和16，共同地往導管17與阻尼泵19(最好是渦輪分子泵)的進口端18相連。渦輪分子泵19的壓力端經連接導管20與隔膜泵21相連，后者針對大氣壓力工作。導管20與帶節流器23的吹洗氣體輸入管22連通。此外，在導管17上還連接有測壓點25。
這兩級渦輪分子泵9和12裝在一根共同的軸上。接頭8和13位于渦輪分子泵11的外端。在工作過程中，這兩級泵9和12的流向為從外向里(沿箭頭26)流過，所以只有一個初真空接頭27。
此外，檢漏器的入口1經帶閥29的導管28與第二個真空泵31的進口端30連接。泵31所涉及的是一種按螺旋原理工作的真空泵。在導管28上還連接有通風閥32和測壓點33。在閥29和真空泵31的進口30之間，導管28還與帶閥35的吹洗氣體輸入管34相連。
這兩個真空泵19和31的進口端18和30通過導管37互相連接。導管37上配備有調節閥40。
為了使檢漏過程自動化，沒有中央控制器41，它通過在圖上設有用符號詳細注明的控制線路，與調節閥以及與測壓點連接。
在用圖中所表示的檢漏器實施檢漏時的方法如下首先在關閉閥4、6、29、35、40的情況下，將檢漏器置于其準備好工作的狀態，為此，先接通真空泵19、20和31，然后接通渦輪分子泵11。當質譜計14中的壓力低于10-4mbar，亦即當渦輪分子泵11的轉速達到其額定值，以及當初真空壓力(測量儀器25)小于最大允許壓力(例如0.1mbar)時，檢測器便準備工作就緒。
放在檢測腔43內要檢測的試樣42連接在檢漏器的入口1處。。在檢測腔43內放有測試氣體，最好是氦氣，若試樣是漏泄的，則在檢漏過程中氦將侵入試樣中。也可以取消檢測腔43，只要用氦氣噴射試樣42。在另一種可供選擇的方案中，試樣42本身充填有氦氣。在圖示的這種情況下，腔43與入口1連接。
為了開始檢漏，關閉也許還開著的通風閥32，打開導管28中的閥29。其結果是使試樣42與真空泵31連通，從而將試樣抽成真空。
若試樣不是嚴重不密封，則由測壓點33記錄下來的試樣內的壓力較快下降。當壓力值到達約100mbar時將閥4打開，于是高真空泵9通過節流器3與導管28亦即與入口1連通，并因而與試樣42連通。當進一步抽真空至壓力約0.1mbar時，若氦氣侵入試樣42，則然后氦氣經節流器3和兩高級真空泵9和12到達質譜計14。在這種情況下檢漏可以停止進行。在這一檢漏階段可以確定，泄漏的漏泄率為數量級約從10至10-5mbarl/s之間。
如果在這一檢漏階段中質譜計14還沒有記錄到有氦氣，則通過將去往高真空泵9的導管解除節流開通連接，用更高的靈敏度開始進一步地檢漏。為此，當試樣42中的壓力約為0.1mbar時關閉閥29，打開閥6和40。因此試樣的抽真空通過高真空泵9和所有的泵19、21和31來進行。被一起輸送的氦可能通過渦輪分子泵12到達質譜計14。在這一檢漏階段中，可以確定泄漏的漏泄率約從10-3至10-10mbarl/s之間。
若試樣仍舊是密封的，則其內部壓力將進一步下降。當壓力降至約2.10-2mbar時(測量儀器33)，接著開始更靈敏的檢漏階段，此時關閉閥40。因此初真空系統的吸氣能力急劇降低，所以檢測也相應地更靈敏。若在這一階段氦氣仍未被質譜計14記錄到，則可以認為此試樣42是密封的。
真空泵21是一種隔膜泵。為了能為渦輪分子泵11造成所要求的初真空壓力，在渦輪分子泵11前預置一臺渦輪分子泵19。渦輪分子泵的抽吸能力被限制成使之能具有高的檢測靈敏度。為了解決氦基底和惡化動作時間的問題，將氣流持續地經節流器23(例如50塊擋板)流入中間導管20。這股氣流將到達中間管道20的氦原子不斷地帶走，所以不再會造成不希望有的氦基底。
為了消除在螺桿泵31中的氦基底，必須泵入較多的氣體。因此，在閥35打開時壓力急劇上升，測試工作不能同時進行。所以只有在至少閥29、39、40被關閉或甚至全部閥(直至閥35)關閉時，閥35才自動打開。
權利要求
1.帶有一個設計為阻尼真空泵(11)的高真空泵和兩個另外的針對大氣壓力工作的真空泵(21、31)的檢漏器，其特征為這兩個另外的真空泵(21、31)設計為干式密封真空泵。
2.按照權利要求1所述之檢漏器，其特征為干式密封真空泵是螺桿泵(31)和/或隔膜泵(21)。
3.按照權利要求1或2所述之檢漏器，其特征為兩個干式密封真空泵(21、31)中的第一個，即與阻尼真空泵(11)的初真空接頭(27)相連的那一個，設計為隔膜泵(21)。
4.按照權利要求3所述之檢漏器，其特征為在隔膜泵(21)與阻尼真空泵(11)之間，有一個渦輪分子泵(19)。
5.按照權利要求4所述之檢漏器，其特征為為提高檢測靈敏度，限制渦輪分子泵(19)的抽氣能力。
6.按照權利要求3、4或5所述之檢漏器，其特征為吹洗氣體輸入管(22)與隔膜泵(21)的入口區連通。
7.按照權利要求6所述之檢漏器，其特征為在吹洗氣體輸入管(22)中裝有一個節流器(23)。
8.按照權利要求1至7之一所述之檢漏器，其特征為兩個干式密封真空泵(21、31)中之第二個，即經由帶閥(24)的導管(23)直按與檢漏器入口(1)連接的那一個，設計為螺桿泵(31)。
9.按照權利要求8所述之檢漏器，其特征為吹洗氣體輸入管與螺桿泵(31)的入口區連通。
10.按照權利要求7所述之檢漏器的工作方法，其特征為在實施檢漏測量時，經帶有節器(23)的吹洗氣體輸入管(22)，持續地流入一股氣流。
11.按照權利要求8所述之檢漏器的工作方法，其特征為只是當至少關閉閥(29、40)時，才經由帶閥(35)的吹洗氣體輸入管(34)，流入吹洗氣體。
全文摘要
本發明涉及一種檢漏器，它有一個設計為阻尼真空泵(11)的高真空泵和兩個另外的針對大氣壓力工作的真空泵(21、31)，為避免在試樣(42)所在區內和/或檢測腔(43)內碳氦化合物污染，建議將兩個另外的真空泵(21、31)設計為干式密封真空泵。
文檔編號G01M3/20GK1132855SQ95120249
公開日1996年10月9日 申請日期1995年11月24日 優先權日1994年11月26日
發明者托馬斯·伯姆 申請人:萊波爾德股份公司