專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于真空容器的真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的制作方法
一種用于真空容器的真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于真空容器的真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本發(fā)明特別應(yīng)用于大型真空
容器的真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)。背景技術(shù)：
真空抽氣系統(tǒng)主要作用是通過(guò)組成系統(tǒng)的各種抽氣泵將真空容器的壓力抽到某一真空度。按所要達(dá)到的真空度要求，抽氣系統(tǒng)可分為低真空抽氣系統(tǒng)、高真空抽氣系統(tǒng)、超高真空抽氣系統(tǒng)。按真空抽氣系統(tǒng)是否對(duì)真空容器產(chǎn)生油污染，真空抽氣系統(tǒng)可分為有油真空抽氣系統(tǒng)、無(wú)油抽氣系統(tǒng)。 低真空抽氣系統(tǒng)是指將真空容器壓力從105Pa抽至10—屮a的抽氣系統(tǒng)。低真空抽氣系統(tǒng)的作用是使真空容器內(nèi)的壓力達(dá)到高真空抽氣系統(tǒng)所能正常啟動(dòng)的壓力。目前使用的低真空抽氣泵一般都是用油潤(rùn)滑和密封的機(jī)械真空泵。 高真空抽氣系統(tǒng)是指將真空容器壓力從10—屮a抽至10—4Pa的抽氣系統(tǒng)。低真空抽氣系統(tǒng)的抽氣能力有限，抽真空至10—屮a后低真空抽氣系統(tǒng)的有效抽速下降很大，很難進(jìn)一步提高真空容器內(nèi)的真空度以滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)要求。 超高真空抽氣系統(tǒng)是將真空容器內(nèi)壓力抽至10—4Pa以下的抽氣系統(tǒng)。對(duì)于真空度要求高的實(shí)驗(yàn)，必須通過(guò)超高空抽氣系統(tǒng)才能將壓力降至10—4Pa以下。 有油真空抽氣系統(tǒng)是指真空泵工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生油分子的抽氣系統(tǒng)。油分子進(jìn)入真空容器對(duì)真空容器內(nèi)的真空度、真空容器的清洗、儀器的正常使用和維護(hù)都能產(chǎn)生很大的負(fù)面效果。因此，現(xiàn)在的真空系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中都盡量避免使用返油嚴(yán)重的抽氣泵。在不得不采用返油抽氣泵的情況下，則考慮通過(guò)采取措施減少油污染。 無(wú)油真空抽氣系統(tǒng)是指真空泵工作過(guò)程中不產(chǎn)生油分子的抽氣系統(tǒng)。近年隨著抽氣泵技術(shù)的發(fā)展，無(wú)油真空抽氣系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用，是將來(lái)真空抽氣系統(tǒng)的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于真空容器的真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該真空抽氣系統(tǒng)可用于熱真空試驗(yàn)和羽流效應(yīng)研究。 —種用于真空容器的真空抽氣系統(tǒng)主要包括低真空抽氣系統(tǒng)、高真空抽氣系統(tǒng)、超高真空抽氣系統(tǒng)、真空容器測(cè)量系統(tǒng)以及真空容器復(fù)壓系統(tǒng)。 低真空抽氣系統(tǒng)即預(yù)抽真空系統(tǒng)，主要由干泵(1、2)、熱傳導(dǎo)真空計(jì)(3、4、17)、閥門(mén)(5、6、7、8、11、12、13、14、15、18)、羅茨機(jī)械泵(9、10)、液氮冷阱(16)組成。
高真空抽氣系統(tǒng)主要包括低溫泵再生抽氣系統(tǒng)、低溫泵高真空抽氣系統(tǒng)、分子泵檢漏(輔助)抽氣系統(tǒng)。高真空抽氣系統(tǒng)主要由閥門(mén)(26、27、28、29、38、39、40、41、43、45、48、42)、冷陰極電離真空計(jì)(30、31、32、33)、制冷機(jī)低溫泵(34、37)、渦輪分子泵(35、36、46)、液氮冷阱(47)、機(jī)械泵(49)組成。 超高真空抽氣系統(tǒng)主要由熱沉組成，熱沉主要布置于真空容器內(nèi)，可通液氮、液氦等低溫介質(zhì)對(duì)真空容器進(jìn)行超高真空抽氣。 真空容器測(cè)量系統(tǒng)主要由真空容器(21)、熱陰極電離真空計(jì)(22、25)、全量程裸規(guī)(23 、24)組成。 真空容器復(fù)壓系統(tǒng)主要由過(guò)濾器(19)、閥門(mén)(20)組成。 本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于(a)真空抽氣管道中安裝有液氮冷阱，可防止系統(tǒng)反油，避免污染真空容器；(b)采用兩組低真空抽氣機(jī)械泵，可同時(shí)工作也可獨(dú)立工作，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性；(c)采用兩組渦輪分子泵，可同時(shí)工作也可獨(dú)立工作，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性；(d)采用兩組制冷機(jī)低溫泵，可同時(shí)工作也可獨(dú)立工作，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性；(e)配有低溫泵再生抽氣系統(tǒng)，可進(jìn)行低溫泵啟動(dòng)前的預(yù)冷；(f)真空抽氣系統(tǒng)配有放氣閥，防止系統(tǒng)返油；(g)整個(gè)抽氣系統(tǒng)干凈清潔；(h)真空抽氣系統(tǒng)管道及真空容器中安裝有各類(lèi)真空計(jì)，實(shí)現(xiàn)全量程壓力測(cè)量。


圖l是真空抽氣原理圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。 圖1所示的真空抽氣系統(tǒng)主要包括低真空抽氣系統(tǒng)、高真空抽氣系統(tǒng)、超高真空抽氣系統(tǒng)、真空容器測(cè)量系統(tǒng)以及真空容器復(fù)壓系統(tǒng)。 低真空抽氣系統(tǒng)主要由干泵(1、2)、熱傳導(dǎo)真空計(jì)(3、4U7)、閥門(mén)(5、6、7、8、11、12、13、14、15、18)、羅茨機(jī)械泵(9、10)、液氮冷阱(16)組成。 高真空抽氣系統(tǒng)主要包括低溫泵再生抽氣系統(tǒng)、低溫泵高真空抽氣系統(tǒng)、分子泵檢漏(輔助)抽氣系統(tǒng)。高真空抽氣系統(tǒng)主要由閥門(mén)(26、27、28、29、38、39、40、41、43、45、48、42)、冷陰極電離真空計(jì)(30、31、32、33)、制冷機(jī)低溫泵(34、37)、渦輪分子泵(35、36、46)、液氮冷阱(47)、機(jī)械泵(49)組成。 超高真空抽氣系統(tǒng)主要由熱沉組成，熱沉主要布置于真空容器內(nèi)，可通液氮、液氦等低溫介質(zhì)對(duì)真空容器進(jìn)行超高真空抽氣。 真空容器測(cè)量系統(tǒng)主要由真空容器(21)、熱陰極電離真空計(jì)(22、25)、全量程裸規(guī)(23 、24)組成。 真空容器復(fù)壓系統(tǒng)主要由過(guò)濾器(19)、閥門(mén)(20)組成。 配合相應(yīng)的真空測(cè)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)真空容器的真空抽氣。 下面以容積200m3量級(jí)的真空容器為例，說(shuō)明真空抽氣系統(tǒng)的工作原理。 低真空抽氣系統(tǒng)采2套羅茨泵機(jī)組，2套羅茨泵機(jī)組由2臺(tái)WSU2001FC變頻羅茨泵
和2臺(tái)SP630干泵組成。 高真空抽氣系統(tǒng)采用2臺(tái)Cool vac 60000BL-V LN2低溫泵，其前級(jí)泵由1臺(tái)SL300分子泵和1臺(tái)SV40BI機(jī)械泵組成。 分子泵檢漏(輔助)抽氣系統(tǒng)可采用2臺(tái)TW1600分子泵，只作為系統(tǒng)檢漏和抽氣
輔助系統(tǒng)，抽氣時(shí)可啟動(dòng)分子泵過(guò)渡，也可不啟動(dòng)分子泵而直接啟動(dòng)低溫泵抽氣。 工作時(shí)，首先啟動(dòng)羅茨泵機(jī)組，將真空容器抽至1Pa，該過(guò)程抽氣時(shí)間約1. 5h ;然后可直接啟動(dòng)低溫泵，將真空容器抽至10—乍a，該過(guò)程抽氣時(shí)間約1. 5h ;最后啟動(dòng)超高真空抽氣系統(tǒng)，利用熱沉將真空容器抽至10—4Pa以下，以達(dá)到不同試驗(yàn)要求。
權(quán)利要求
一種用于真空容器容積200m3級(jí)的真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由低真空抽氣系統(tǒng)、高真空抽氣系統(tǒng)、超高真空抽氣系統(tǒng)以及真空容器復(fù)壓系統(tǒng)組成；其特征在于該系統(tǒng)無(wú)油、價(jià)格低廉，可實(shí)現(xiàn)真空容器的真空抽氣、檢漏及復(fù)壓。
2. 如權(quán)力要求1所述的一種用于真空容器容積200m3級(jí)的真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其特征 在于真空抽氣管道中安裝有液氮冷阱。
3. 如權(quán)力要求1所述的一種用于真空容器容積200m3級(jí)的真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其特征 在于采用兩組低真空抽氣機(jī)械泵。
4. 如權(quán)力要求1所述的一種用于真空容器容積200m3級(jí)的真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其特征 在于采用四組渦輪分子泵。
5. 如權(quán)力要求1所述的一種用于真空容器容積200m3級(jí)的真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其特征 在于采用兩組制冷機(jī)低溫泵。
6. 如權(quán)力要求1所述的一種用于真空容器容積200m3級(jí)的真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其特征 在于真空抽氣系統(tǒng)配有放氣閥。
7. 如權(quán)力要求1所述的一種用于真空容器容積200m3級(jí)的真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其特征 在于空抽氣系統(tǒng)管道及真空容器中安裝有各類(lèi)真空計(jì)。
8. 如權(quán)力要求1所述的一種用于真空容器容積200m3級(jí)的真空抽氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其特征 在于除制冷機(jī)低溫泵外，其余設(shè)備均可國(guó)內(nèi)購(gòu)買(mǎi)。
全文摘要
一種用于真空容器的真空抽氣系統(tǒng)主要包括低真空抽氣系統(tǒng)、高真空抽氣系統(tǒng)、超高真空抽氣系統(tǒng)、真空容器測(cè)量系統(tǒng)以及真空容器復(fù)壓系統(tǒng)。真空抽氣管道中安裝有液氮冷阱，可防止系統(tǒng)反油，避免污染真空容器；采用兩組低真空抽氣機(jī)械泵，可同時(shí)工作也可獨(dú)立工作，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性；采用兩組渦輪分子泵，可同時(shí)工作也可獨(dú)立工作，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性；采用兩組制冷機(jī)低溫泵，可同時(shí)工作也可獨(dú)立工作，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性；配有低溫泵再生抽氣系統(tǒng)，可進(jìn)行低溫泵啟動(dòng)前的預(yù)冷；真空抽氣系統(tǒng)配有放氣閥，防止系統(tǒng)返油；整個(gè)抽氣系統(tǒng)干凈清潔；真空抽氣系統(tǒng)管道及真空容器中安裝有各類(lèi)真空計(jì)，實(shí)現(xiàn)全量程壓力測(cè)量。
文檔編號(hào)F04B37/14GK101725502SQ200910242440
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者張國(guó)舟, 李曉娟, 王文龍, 蔡國(guó)飆, 黃本誠(chéng) 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)