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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