CN101857111B - 一种用于真空容器容积200m3级的真空抽气*** - Google Patents
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Abstract
一种用于真空容器容积200m3级的真空抽气***主要包括低真空抽气***、高真空抽气***、超高真空抽气***以及真空容器复压***。真空抽气管道中安装有液氮冷阱,可防止***反油,避免污染真空容器;采用两组低真空抽气机械泵,可同时工作也可独立工作,提高***运行可靠性;采用四组涡轮分子泵,可同时工作也可独立工作,提高***运行可靠性;采用两组制冷机低温泵,可同时工作也可独立工作,提高***运行可靠性;真空抽气***配有放气阀,防止***返油;整个抽气***干净清洁;整个抽气***除低温泵需进口外,其余皆可国内采购,价格低廉。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种用于真空容器容积200m3级的真空抽气***设计。
【背景技术】
真空抽气***主要作用是通过组成***的各种抽气泵将真空容器的压力抽到某一真空度。按所要达到的真空度要求,抽气***可分为低真空抽气***、高真空抽气***、超高真空抽气***。按真空抽气***是否对真空容器产生油污染,真空抽气***可分为有油真空抽气***、无油抽气***。
低真空抽气***是指将真空容器压力从105Pa抽至10-1Pa的抽气***。低真空抽气***的作用是使真空容器内的压力达到高真空抽气***所能正常启动的压力。目前使用的低真空抽气泵一般都是用油润滑和密封的机械真空泵。
高真空抽气***是指将真空容器压力从10-1Pa抽至10-4Pa的抽气***。低真空抽气***的抽气能力有限,抽真空至10-1Pa后低真空抽气***的有效抽速下降很大,很难进一步提高真空容器内的真空度以满足实验要求。
超高真空抽气***是将真空容器内压力抽至10-4Pa以下的抽气***。对于真空度要求高的实验,必须通过超高空抽气***才能将压力降至10-4Pa以下。
有油真空抽气***是指真空泵工作过程中会产生油分子的抽气***。油分子进入真空容器对真空容器内的真空度、真空容器的清洗、仪器的正常使用和维护都能产生很大的负面效果。因此,现在的真空***在设计过程中都尽量避免使用返油严重的抽气泵。在不得不采用返油抽气泵的情况下,则考虑通过采取措施减少油污染。
无油真空抽气***是指真空泵工作过程中不产生油分子的抽气***。近年随着抽气泵技术的发展,无油真空抽气***得到广泛的应用,是将来真空抽气***的发展方向。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种用于真空容器容积200m3级的真空抽气***设计,该真空抽气***无油价格低廉,可用于热真空试验和羽流效应研究。
一种用于真空容器容积200m3级的真空抽气***主要包括低真空抽气***、高真空抽气***、超高真空抽气***以及真空容器复压***。
低真空抽气***即预抽真空***,主要由第一滑阀泵(38)与第二滑阀泵(39)、第一罗茨泵机组(45)与第二罗茨泵机组(46)、第一阀门(25)、第二阀门(27)、第三阀门(36)、第四阀门(37)、第五阀门(40)、第六阀门(41)、第七阀门(42)、第一热传导真空计(43)与第二热传导真空计(44)、第一液氮冷阱(23)组成。
高真空抽气***主要由第八阀门(4)、第九阀门(5)、第十阀门(6)、第十一阀门(7)、第十二阀门(8)、第十三阀门(9)、第十四阀门(16)、第十五阀门(17)、第十六阀门(18)、第十七阀门(19)、第十八阀门(20)、第十九阀门(21)、第二十阀门(28)、第二十一阀门(29)、第二十二阀门(32)、第二十三阀门(33)、第一制冷机低温泵(10)与第二制冷机低温泵(13)、第一涡轮分子泵(11)、第二涡轮分子泵(12)、第三涡轮分子泵(14)、第四涡轮分子泵(15)、第二液氮冷阱(22)、第三液氮冷阱(24)、第一前级泵(30)、第二前级泵(31)、第三前级泵(34)、第四前级泵(35)组成。
超高真空抽气***主要由热沉组成,热沉主要布置于真空容器内,可通液氮、液氦等低温介质对真空容器进行超高真空抽气。
真空容器复压***主要由过滤器(1)、第二十四阀门(2)、真空容器(3)组成。
本发明具有的优点在于:(a)真空抽气管道中安装有液氮冷阱,可防止***反油,避免污染真空容器;(b)采用两组低真空抽气机械泵,可同时工作也可独立工作,提高***运行可靠性;(c)采用四组涡轮分子泵,可同时工作也可独立工作,提高***运行可靠性;(d)采用两组制冷机低温泵,可同时工作也可独立工作,提高***运行可靠性;(e)真空抽气***配有放气阀,防止***返油;(f)整个抽气***干净清洁;(g)整个抽气***除低温泵需进口外,其余皆可国内采购,价格低廉。
【附图说明】
图1是一种用于真空容器容积200m3级的真空抽气***设计原理图
其中:
1-过滤器;2-阀门;3-真空容器;4-阀门;5-阀门;6-阀门;7-阀门;8-阀门;9-阀门;10-制冷机低温泵;11-涡轮分子泵;12-涡轮分子泵;13-制冷机低温泵;14-涡轮分子泵;15-涡轮分子泵;16-阀门;17-阀门;18-阀门;19-阀门;20-阀门;21-阀门;22-液氮冷阱;23-液氮冷阱;24-液氮冷阱;25-阀门;26-真空计;27-阀门;28-阀门;29-阀门;30-前级泵;31-前级泵;32-阀门;33-阀门;34-前级泵;35-前级泵;36-阀门;37-阀门;38-滑阀泵;39-滑阀泵;40-阀门;41-阀门;42-阀门;43-热传导真空计;44-热传导真空计;45-罗茨泵机组;46-罗茨泵机组。
【具体实施方式】
下面结合附图来进一步说明本发明。
图1所示的一种用于真空容器容积200m3级的真空抽气***主要包括低真空抽气***、高真空抽气***、超高真空抽气***以及真空容器复压***。
低真空抽气***即预抽真空***,主要由滑阀泵(38、39)、罗茨泵机组(45、46)、阀门(25、27、36、37、40、41、42)、热传导真空计(43、44)、液氮冷阱(23)组成。低真空抽气***具体连接方法:液氮冷阱(23)一端通过管路与真空容器(3)连接,另一端通过三通管路分别与阀门(36、37、40)连接;滑阀泵(38)一端通过管路与阀门(36)连接,另一端直通大气;滑阀泵(39)一端通过管路与阀门(37)连接,另一端直通大气;罗茨泵机组(45)一端通过管路和阀门(41)与阀门(40)连接,另一端直通大气;罗茨泵机组(46)一端通过管路和阀门(42)与阀门(40)连接,另一端直通大气;阀门(25)一端通过管路连接至滑阀泵(38)与阀门(36)之间,另一端直通大气;阀门(27)一端通过管路连接至滑阀泵(39)与阀门(37)之间,另一端直通大气;热传导真空计(43)安装在罗茨泵机组(45)与阀门(41)之间的管路上;热传导真空计(44)安装在罗茨泵机组(46)与阀门(42)之间的管路上。
高真空抽气***主要由阀门(4、5、6、7、8、9、16、17、18、19、20、21、28、29、32、33)、制冷机低温泵(10、13)、涡轮分子泵(11、12、14、15)、液氮冷阱(22、24)、前级泵(30、31、34、35)组成。高真空抽气***具体连接方法:制冷机低温泵(10)一端通过管路和阀门(4)连接至真空容器(3),另一端通过管路和阀门(16)连接至液氮冷阱(22);涡轮分子泵(11)一端通过管路和阀门(5)连接至真空容器(3),另一端通过管路和阀门(17)连接至液氮冷阱(22);涡轮分子泵(12)一端通过管路和阀门(6)连接至真空容器(3),另一端通过管路和阀门(18)连接至液氮冷阱(22);液氮冷阱(22)另一端通过管路和阀门(28)连接至前级泵(30);前级泵泵(30)另一端通过管路连接至前级泵(31);前级泵(31)另一端直通大气;阀门(29)一端通过管路连接至液氮冷阱(22)与阀门(28)之间的管路上,另一端通过管路连接至前级泵(30)与前级泵(31)之间的管路上。制冷机低温泵(13)一端通过管路和阀门(7)连接至真空容器(3),另一端通过管路和阀门(19)连接至液氮冷阱(24);涡轮分子泵(14)一端通过管路和阀门(8)连接至真空容器(3),另一端通过管路和阀门(20)连接至液氮冷阱(24);涡轮分子泵(15)一端通过管路和阀门(9)连接至真空容器(3),另一端通过管路和阀门(21)连接至液氮冷阱(24);液氮冷阱(24)另一端通过管路和阀门(32)连接至前级泵(34);前级泵泵(34)另一端通过管路连接至前级泵(35);前级泵(35)另一端直通大气;阀门(33)一端通过管路连接至液氮冷阱(24)与阀门(32)之间的管路上,另一端通过管路连接至前级泵(34)与前级泵(35)之间的管路上。
超高真空抽气***主要由热沉组成,热沉主要布置于真空容器内,可通液氮、液氦等低温介质对真空容器进行超高真空抽气。
真空容器复压***主要由过滤器(1)、阀门(2)、真空容器(3)组成。真空容器复压***具体连接方法:阀门(2)一端通过管路与真空容器(3)连接,另一端通过管路与过滤器(1)连接;过滤器(1)另一端直通大气。
配合相应的真空测控***,可实现对真空容器的真空抽气。
下面以真空容器容积200m3级的真空抽气***为例,说明真空抽气***的工作原理。
低真空抽气***采2套罗茨泵机组JZJPH1200-24A,JZJPH1200-24A由ZJP-1200罗茨泵、ZJP-600罗茨泵及H-150滑阀泵组成。
高真空抽气***采用2台Coolvac60000BL-V LN2低温泵和4台F-1600涡轮分子泵,其前级泵由ZJP-150和2X-30旋片泵组成。
工作时,首先启动罗茨泵机组,将真空容器抽至1Pa,该过程抽气时间约1.2h;然后依次启动分子泵、低温泵,将真空容器抽至10-4Pa,该过程抽气时间约1.5h;最后启动超高真空抽气***,利用热沉将真空容器抽至10-4Pa以下,以达到不同试验要求。
Claims (4)
1.一种用于真空容器容积200m3级的真空抽气***,由低真空抽气***、高真空抽气***、超高真空抽气***、真空容器测量***以及真空容器复压***组成;其特征在于:可实现真空容器容积200m3级的真空抽气、检漏、测量及复压;
所述的低真空抽气***即预抽真空***,主要由第一滑阀泵(38)与第二滑阀泵(39)、第一罗茨泵机组(45)与第二罗茨泵机组(46)、第一阀门(25)、第二阀门(27)、第三阀门(36)、第四阀门(37)、第五阀门(40)、第六阀门(41)、第七阀门(42)、第一热传导真空计(43)与第二热传导真空计(44)、第一液氮冷阱(23)组成;高真空抽气***主要由第八阀门(4)、第九阀门(5)、第十阀门(6)、第十一阀门(7)、第十二阀门(8)、第十三阀门(9)、第十四阀门(16)、第十五阀门(17)、第十六阀门(18)、第十七阀门(19)、第十八阀门(20)、第十九阀门(21)、第二十阀门(28)、第二十一阀门(29)、第二十二阀门(32)、第二十三阀门(33)、第一制冷机低温泵(10)与第二制冷机低温泵(13)、第一涡轮分子泵(11)、第二涡轮分子泵(12)、第三涡轮分子泵(14)、第四涡轮分子泵(15)、第二液氮冷阱(22)、第三液氮冷阱(24)、第一前级泵(30)、第二前级泵(31)、第三前级泵(34)、第四前级泵(35)组成;超高真空抽气***主要由热沉组成;真空容器复压***主要由过滤器(1)、第二十四阀门(2)组成。
2.如权利要求1所述的一种用于真空容器容积200m3级的真空抽气***,其特征在于:真空抽气管道中安装有液氮冷阱,第一液氮冷阱(23)安装在真空容器(3)与第三阀门(36)、第四阀门(37)、第五阀门(40)之间的管路上;第二液氮冷阱(22)安装在第十四阀门(16)、第十五阀门(17)、第十六阀门(18)与第二十阀门(28)之间的管路上,第三液氮冷阱(24)安装在第十七阀门(19)、第十八阀门(20)、第十九阀门(21)与第二十二阀门(32)之间的管路上。
3.如权利要求1所述的一种用于真空容器容积200m3级的真空抽气***,其特征在于: 低真空抽气***采用两组低真空抽气机械泵。
4.如权利要求1所述的一种用于真空容器容积200m3级的真空抽气***,其特征在于:低真空抽气***配有第一阀门(25)、第二阀门(27),第一阀门 (25)安装在第三阀门(36)与第一滑阀泵(38)之间的管路上;第二阀门 (27)安装在第四阀门(37)与第二滑阀泵(39)之间的管路上。
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