制冷机低温泵抽速测试方法探讨

本文指出用常规的抽速测试方法来测量制冷机低温泵的抽速是不合理的。根据低温泵的特点以及对低温抽气研究的回顾，对低温泵的抽速测试罩进行了理论分析，并给出了压强的理论计算误差，据此推荐了几种制冷机低温泵的抽速测试方法。本文最后介绍了最新研制成功的ＺＤＢ－１３００制冷机低温泵的抽速测试。     

基于4 K制冷机的低温泵抽气单元性能分析

中性束注入实验单元系统调试和小尺寸样机验证测试需要真空环境支持,针对实验气体负载性质与真空要求,探索研制外置式制冷机低温泵。设计了一种基于单台4 K制冷机的低温泵并开展抽气单元性能分析,采用ANSYS热分析方法研究抽气单元热学性能,得到了不同气体热负载下的温度分布,结果表明,抽气面温度处于5 K左右,能够有效抽除H₂、He等难凝性气体。采用MOLFLOW对连接抽速测试系统的低温泵进行了气体粒子运动模拟,验证了抽气单元设计的合理性,并模拟得到气体捕获系数为0.409;探究了气体负载对抽气性能的影响,结果表明,受温升影响,泵的抽速波动较小,抽气性能良好。研究方法与结果为实验用制冷机低温泵的研制提供了有益参考。     

DN1250液氮屏蔽型制冷机低温泵的研制与性能测试

北京卫星环境工程研究所研制了四台DN1250口径的液氮屏蔽型制冷机低温泵。该低温泵已经作为大型空间环境模拟系统的高真空主泵投入使用,满足了热真空试验对高真空的需求,取得了良好的效果。本文主要针对该低温泵的三种主要性能指标(抽速、降温时间和渡越容量)的设计方法、性能测试方法以及结果进行介绍,测试结果表明该系列低温泵对氮气的抽速达到了57000L/s,降温时间约330min,渡越容量达到3.0×10~5Pa·L。     

空间环模设备用大口径制冷机低温泵研制技术现状和发展

空间环境模拟器主要用来完成航天器地面真空、热试验,一般真空室体积大、内部结构复杂,容器真空度高、产品放气量大、要求清洁真空避免油污染。因此,国内外环模设备高真空系统一般采用抽速大、极限真空高的大口径低温泵作为主泵。大口径低温泵通常根据障板和冷屏的冷却方式分为液氮屏蔽型和制冷机屏蔽型低温泵。本文主要针对这两类大口径制冷机低温泵的国内研制情况进行介绍,包括该类型低温泵的国内外现状、结构特点、技术指标、应用情况、关键技术以及大口径低温泵的性能测试方法。同时,对大口径低温泵设计、制造、测试以及使用过程中注意问题进行了探讨,对大口径低温泵研制技术的发展提出了建议。     

国内部分

90068 制冷机的负载对低温泵抽气特性的粉影响真空,1989,(5),1～6 讨论了制冷机负载特性的变化对现代低温泵的抽速、极限压强、抽气容量等抽气特性的影响。作为现代低温泵冷源的微型制冷机,在某些工况下,实际净制冷量随制冷温度、氦压力差等因素而变化,一级冷头负载的大小对二级冷头温度也有明显的影响。当影响严重时,会使泵无法工作。提出了维持低温泵正常工作的办法。     

带有整体式K20致冷机的低温泵在真空淀积工艺中的应用

用致冷机工作的低温泵证明在研究和发展中是十分成功的。同普通真空泵相比，这种低温系统具有抽速大，获得无碳氢物真空、工作范围宽和操作成本低的优点。Ｋ２０型双级致冷机同在冷凝和吸附下抽气的低温泵组合在一起。本文讨论了这种泵的结构和性能。通过商用镀膜机的操作，测出了泵对氮、氢和水蒸汽的抽速以及容器压力对抽气时间和抽降周期数的曲线关系。测量结果表明，这种冷凝和吸附面设计合理的低温泵大大地超过了今天所使用的各种类型泵。     

φ500制冷机低温泵及其性能测试

介绍了φ500制冷机低温泵的系统组成及其结构设计的特点。着重叙述了泵的性能测试方法,并通过实验测试了其主要性能指标。泵的工作压力范围为10~(-1)～10~(-7)Pa,对各种气体均有较大的抽速,并具有操作使用方便、性能稳定可靠、系统清洁无油等优点。     

以低温泵为主泵的真空检漏系统研究

由于分子泵对氦气有较大抽速,因此在真空检漏系统中通常用分子泵作为主泵,但当检漏容器很大时需要大量分子泵。低温泵具有清洁无油、抽速大的优点,如果在检漏系统中能够采用低温泵作为主泵,可以大大减少真空泵数量。本文对以低温泵为主泵的真空检漏系统进行了实验研究,并对实验现象进行了分析。研究结果表明,低温泵可以有效提高检漏系统的工作真空度,对检漏系统的有效灵敏度影响很小,但以低温泵为主泵的检漏系统的反应时间比以分子泵为主泵的检漏系统反应时间长。     

兰州重离子加速器的新低温泵

本文介绍了兰州重离子加速器新型大口径无液氮低温泵——HIRFL800。它是由一台改良的小型单级机械制冷机和一台标准的二级制冷机组成的。泵对氮和氢的抽速分别为24000和26000 L/s。自1989年以来,用八台HIRFL低温泵,在100 m~3大真空室上,获得了5×10~(-6)Pa的真空度。     

制冷机的负载对低温泵抽气特性的影响

现代低温泵的冷源是微型制冷机。制冷机在某些工况下，实际净制冷量随制冷温 度、氦压力差等因素而变化，一级冷头负载的大小对二级冷头温度也有明显的影响。本 文着重讨论了制冷机负载特性的变化对现代低温泵的抽速、极限压强、抽气容量等抽气特 性的影响。     

镀膜设备真空系统主泵的配置

真空系统是真空镀膜设备的主要组成部分,其主泵的选择对真空性能影响很大,真空镀膜设备的发展要求真空性能清洁无油,动态抽速大.传统的以油扩散泵为主泵的设备不能满足要求,本文叙述了油扩散泵、分子泵及低温泵的特点及北京北仪创新真空技术有限责任公司开发以分子泵及低温泵为真空系统主泵的镀膜设备情况.     

环境模拟器低温泵测试系统设计

大口径低温泵测试系统可为环模设备低温泵提供完整的性能参数.本文介绍了一种大口径、大抽速低温泵的测试系统,对各分系统结构功能进行了详细描述.其使用流量法和流导法两种方法提供在1×10-6Pa至10 Pa范围内的抽速、预冷时间、极限真空度等参数的测量.此系统同时具有加热烘烤和可调节气体流量的功能.     

ZDB-1300制冷机低温泵的研制

本文介绍了所研制的大抽速制冷机低温泵及其优越的抽气性能。     

镀膜设备上致冷机低温泵的工作性能

迄今为止’人们都喜欢用扩散和涡轮分子泵作为镀膜设备的抽气手段。随着操作可靠和不用保养的低温致冷机的发展，使低温泵同样能应用于镀膜设备。 本文所介绍的试验是使用一台在２０°Ｋ工作温度下具有１０瓦致冷功率的低温泵，其对氮的抽速为４５００升／秒，对氢为７０００升／秒。对氢具有这样高的抽速，这对镀膜设备正是特别重要，在低温面上涂上活性碳才能达到这样高的抽速。     

低温抽气与再生

低温泵是一种捕集型真空设备，它与分子泵、扩散泵不同，它所抽走的气体不是被立即排出泵外，而是贮存在泵内，所以低温泵是一种贮存式真空泵。因此，低温泵的抽气与再生是使用者十分关心的问题。本文在论述低温抽气机理的基础上，着重讨论了低温泵的抽气容量、再生时间和再生方法。并举例说明低温泵在抽不同气体时的再生时间是不同的。     

CFETR堆芯真空室抽气系统的初步设计

根据中国聚变工程实验堆(CFETR)堆芯真空室的尺寸、偏滤器工作气压及抽气要求,模拟计算出低温泵在偏滤器口对燃料粒子的有效抽速约43 m~3/s,运用粒子平衡法计算出堆芯真空抽气所需的低温泵的数量,并验证了氦灰抽除的可行性和分析了低温泵对氚滞留的情况。通过计算堆芯真空室抽极限真空所需要的抽速和前级抽气系统的平均有效抽速,初步设计了维持泵的数量和预抽气的前级泵组。CFETR堆芯真空抽气的初步设计为后续真空系统的工程设计及建造提供了理论依据。     

玻璃扩散泵的新发展(Ⅲ)

本文对超真空玻璃油扩散泵获得大抽速作了一些分析,认为采取扩大泵的腔体和进气口径是克服玻璃材料强度差,获得较大抽速的两种好办法。并介绍了两种新型超高真空凸腔玻璃油扩散泵的设计和特性,泵的极限真空是1x10～-15乇,抽速分别是550升/秒, 850升/秒。 一、概述 油扩散泵增加抽速,除在结构上改进外,最有效的途径是扩大泵径。扩大泵径目的是为了使各级喷咀得到大的过流面积和大的进气口径,大幅度地增加油扩散泵的抽速。影响油扩散泵高真空抽速的主要部分是顶喷咀的过流面积,对顶喷咀来说,为了有利于气体分子的扩散,要求工作的蒸汽流是高速…     

马丁马里塔航天公司29×45英尺真空室用低温泵与扩散泵的比较

一、前言马丁马里塔航天公司模拟实验室在29×45英尺的热真空室上用四台48英寸4万升/秒(对氮气)的低温泵替换了四台同样尺寸的95000升/秒(对氮气)的扩散泵。这一次替换为对两种系统的性能进行对比提供了极好的机会。于是,对两个系统的有效抽速进行了计算,以便对两者的性能进行理论比较。而且还做了一系列的试验,以对基本操作方法加以比较。试验内容包括两系统的抽气时间测量、极限压强测量和有效抽速的测量。本文介绍了这一工作的结果。     

ZDB 500K小型致冷机低温泵机组通过技术鉴定

中国科学院兰州近代物理研究所委托航天工业部510所研制的 ZDB 500K 小型致冷机低温泵抽气机组,于1984年9月17日至9月19日在兰州通过技术鉴定。来自高等院校、研究所、工厂的代表,对低温泵的抽气性能逐项进行了测试,实测结果表明,泵的抽气性能,全部优于原定指标,达到了八十年代国外同类产品水平。其中,泵对惰性气体的抽速较高。     

径向流涡轮分子真空泵

介绍了用于扩散泵低压端双级径向流分子泵详细结构、性能预示及性能测量。性能预示的基础是自由分子流和扩散反射的概念。就现有设计所采用的叶片与环的厚度值来讲，我们认为必须考虑到这些厚度对于泵性能的影响。预示了压强比及速度系数，几乎与转子速度成指数关系并取决于前级泵抽速及气体载荷的程度。 这次研制的泵，转子转速每分钟为３４００转，预示着它的抽速大约为作为前级泵的扩散泵对于氮和空气的抽速的１４及１０倍。预示的性能大体上在实验误差范围内与测得的性能是一致的。 如果人们想在较高的流率下设计适度的压强比，为了（ａ）对于给定的系统医强来说．增加扩散泵的抽气量，（ｂ）对于给定的扩散泵抽气量来说，降低系统的压强，那么就可以在扩散泵的低压端采用径向流涡轮分子泵。