我国一台大型空间环模设备获得超高真空

我国目前一台大型空间环境模拟设备,直径7米,高12米,容积400米~3。本文简介了超高真空系统的设计和调试情况,容器极限真空度为3.8×10~(-3)托。一、抽气系统的设计通常,大型空间环模室真空获得系统的设计可采用三种方案:早期(六十年代),采用大量的油扩散泵机组,尽量布满容器周围,如美国斯托克公司所研制的一台直径10米的环模室,用17台5万升/秒抽速的油扩散泵机组,容器极限真空为10~(-6)托。我们将此称为第一代抽气系统。第二代真空获得系统,是采用油扩散泵与20K深冷泵的组合抽气系统。由于引进有巨大抽速的深冷泵,抽气时间缩短,处理气体能力增大,极限真空达到10~(-8)托至10~(-9)     

压力小于10~(-11)托真空系统的材料预处理及平均出气率

本文叙述一个压力小于10-11托金属超高真空系统的材料预处理;介绍了用升压法测量材料极低平均出气率的操作方法;对测量误差和测量结果作了分析和讨论。 一、引言 真空系统所能达到的极限压力P=P0+ [托][1]。式中:P0为泵本身的极限压力(托);Q0为空载时,经常时间抽气后真空室内的气体负载[托·升/秒];S为泵对真空室的有效抽速[升/秒]。 要降低真空系统的极限压力P,靠降低泵的极限压力P0还不够,还必须设法减少真空系统的气体负载Q0,或增大泵的有效抽速S,但有效抽速S的增大要受到结构和成本等多种因素的限制,一般不可能成数量级增加。 如果…     

貯槽式液氦冷凝泵的设计考虑及其性能测试

一、引言所谓液氦冷凝泵,是指一种靠低温介质(液氦)将固体表面冷却到极低温度(≤4K),使沸点高于这一温度的碰撞气体被冷凝在该低温表面上,从而产生很大抽气作用的泵。其抽气机制基本上是一种物理吸附过程。从理论上讲,这种泵具有一系列显著的特色: (1)在10~(-1)～10~(-10)帕这样一个宽的压力范围内都具有较大的抽速,而且其比抽速可接近于理论值; (2)极限真空度高,可达10~(-10)帕范围; (3)抽气基本无选择性(只有氦气除外,来自金属真空系统的氦气通常也是极其稀少的), (4)实际抽气能力大,且在理论上没有限制; (5)极清洁,真空系统不会受到泵的任何污染; (6)易于并能够完全再生;     

超高真空氦蒸发低温泵

叙述了抽汲活性气体和重惰性气体用的超高真空预热低温泵。气体在被氦蒸汽冷却到温度20—22K的表面上冷凝。泵抽汲氮气的速率为2400升/秒,起动时间为12分,极限压力<10~(-9)帕,液氦流量为1升/时。     

CFETR内真空室4.5 K大抽速低温冷凝泵的设计

及时抽除进入内真空室的中性粒子,达到等离子放电所需的真空度,对于维持中国聚变工程实验堆(CFETR)的稳定运行至关重要。本文针对CFETR内真空室粒子负载和抽气性能要求,设计了一种实验堆专用4.5 K大抽速低温冷凝泵。通过计算冷凝泵在偏滤器开口处的有效抽速,确定了冷凝面积。通过对低温板和热屏蔽罩稳态运行时的热负荷计算,模拟了低温板表面的温度场分布,验证了所设计冷凝泵的可行性。最后根据内真空室的抽气特性,确立了低温冷凝泵机组的总体布局和运行方案。4.5 K大抽速低温冷凝泵的设计为后续实验堆的研发设计提供了理论依据和技术支持。     

插入式低温冷板模拟抽气系统设计和实验

本文根据北京放射性核素装置(BRIF)-100 Me V紧凑型回旋加速器主真空特点,设计了一套插入式低温冷板模拟抽气系统。该插入式低温冷板抽气系统的设计抽速为15 000 l/s,包括两块冷板片,挡板,半开半闭屏蔽罩,及两套制冷机,制冷机一级功率83W@80K,二级功率7.5W@20K。抽速和极限压力测试采用定压法,测试了不带活性炭和带活性炭不同情况下的抽速及对不同气体的抽速。不带活性炭平均抽速14 500 l/s;带有活性炭平均抽速为16 000 l/s,冷板对氮气和氢气的平均抽速分别为16 000 l/s和12 000 l/s。本文还对极限压强、容量、降温时间等低温冷板的性能参数进行了测试,测试结果表明该套模拟抽气系统极限压力可达5.8E-6Pa,抽速16 000 l/s,可在此基础上进行100 Me V回旋加速器主真空低温抽气系统的设计。     

2ZJ—150双级机械增压泵研制总结

一、概述 机械增压泵即通常所谈的罗茨真空泵。它是一种用机械的方法来获得“中真空”的设备。是一种高速旋转机械。 机械增压系与目前应用较为广泛的油封机械真空泵,油扩散泵相比有其十分重要的特点; (1)机械增压泵在5×10-1×10-2托压强范围内,具有稳定的大抽速,可达名义抽速。然而油封机械真空泵在10-2托时,实际抽速下降的很严重,不到名义抽速1/10。而油扩散泵此刻尚不能正常工作。假设某一真空系统要求在10-2托时抽速达600升/秒。如选用H-150型滑阀泵,此时每台泵的实际抽速只有15～20升/秒,需要有 30～40台泵并联使用才行。这会造成设…     

油增压泵一种简略计算方法的介绍

一、概述 油增压泵是用来获得10-2～10-3乇压力的主要真空泵之一,它也可以做为油扩散泵的前级真空泵。这种泵的极限真空约为10-4乇。在10-2～10-3乇内有较高的抽气速率(泵口单位面积抽速为2.5～3.5升/秒·厘米2),当泵口压力再增加时,虽抽气速率有所下降,但抽气量却有一定的增加。因为油增压泵在10-1～10-3乇内工作,所以相同口径的油增压泵的抽气量是油扩散泵的几十倍。它的最大反压力一般为1～6乇。油增压泵的另外一些特点是当前级管路压力不超过泵的最大反压力时,有不变的抽气特性和对氢气有较空气为高的抽速以及结构简单,易于制造和操作简…     

K-150 K-200扩散泵的设计改进

我厂革命职工,遵照伟大领袖毛主席关于“人类总得不断的总结经验,有所发现,有所发明,有所创造,有所前进。”的教导,在过去生产扩散泵的基础上,改进设计试制出两个规格的新型结构的扩散泵。下面简略介绍泵的性能及结构等特点: 一、泵的性能特点 此型泵在不多增加外形尺寸情况下,抽速性能提高近50%,抽速范围增宽1.5数量级,参看图(三)抽速曲线。最大排气压强提高67～133%,达到极限真空的抽气时间缩短,且极限真空较高,其它性能指标与老型泵相比都有所改善。比抽速达6.5～7升/秒/厘米2,最大抽气量提高1.87～2倍。使用泵油为国产KS-3扩散泵油,加…     

口径φ800的小型致冷机低温泵研制成功

机械工业部沈阳真空技术研究所在φ200小型致冷机低温泵研制成功的基础上,经过一年多的努力又于今年“五一”节前研制成功入口直径为φ800的小型致冷机低温泵,其性能实测如下: 1.泵口直径φ800 2.极限压强 3× 10-8托 　　 .抽气速率(空气)　22000升/秒 4.降温时间160～180分钟 5.　最大抽气量10托·升/秒 6.液氮消耗3～4升/时　口径φ800的小型致冷机低温泵研制成功     

低温抽气的实验冶金装置(节译)

本文涉及到无坩埚高熔点金属的热处理和区域熔炼所设计的实验冶金装置的有关问题。一只１０千瓦电子束枪用作加热器。该装置仅用低温泵从大气压抽到 １０－１０托的极限真空。井特别注意到对氢的抽气作用。本文还对抽氢效率达１０４升／秒的氦吸附和冷凝低温泵的特性进行了实验。业已发现：吸附泵的液氦耗量是４０～５０厘米３／小时，而对冷凝泵的液氦耗量是 ７厘米３／小时。实践证明，具有冷到２．３Ｋ表面的冷凝泵，其应用似乎是最为有效的。     

钛蒸发泵及其在核聚变试验和空间模拟中的应用

“若在冷的表面上造成活性层的话,则钛的抽气作用就大大地增强。对一般气体来说,钛的大抽速为10升/秒厘米2,饱和容量约为1016分了/厘米2,极限压强降到10-10乇以下,而且是很洁净的,所以在许多应用中引起了人们的注意。在低温下,一氧化钛(TiO)具有相同的性质,加之它又能抽除氩气。钛抽气作用特别适于很特殊的问题如核聚变研究装置以及空间模拟室大尺寸的装备中。就此二种情况加以评述” 在低温下钛抽气特性 大约在10年以前发现,如果蒸发到保持有液氮温度的表面上制成新鲜的钛膜,则比在常温下制成的相同的膜,其抽气能力大得多。对N2,CO,O2,C…     

玻璃扩散泵的新发展(四)

本文介绍一种新型的玻璃汞扩散泵的结构和特性。新汞泵的极限真空用Redhead磁 控规(DE1-3)测得 1×10-13乇, 二只汞泵的抽速分别是120升/秒和 240升/秒,最大 前级耐压为1乇。 一、概述 玻璃汞扩散泵由于具有工作液的热稳定性好,汞蒸汽容易被液氮冷俄捕集的优点,因而能获得比玻璃油扩散泵更高的真空度,适用于建立简单的极高真空玻璃系统。玻璃汞扩散泵还用于麦克劳校准系统,气体分析系统和充汞离子管的排气等方面。但是,由于汞蒸汽有毒和使用时需要液氮冷讲,因而在使用上受到限制,很大程度上已被油扩散泵代替。但在上述特殊要求的真空系统…     

油增压泵

一、概述 油增压泵和油扩散泵均利用油蒸汽射流来达到抽气的目的。故统称为油蒸汽射流泵。油增压泵油锅没有分馏装置,工作液在20℃时的蒸汽压为1×10-5托,所以泵的极限真空一般为1×10-4～5 × 10-4托。油扩散泵油锅设有分馏装置,工作液在20℃时的蒸汽压为1× 10-7托以至更低,所以泵的极限真空比较高,通常为1× 10-7托。由于油增压泵油锅压强比油扩散泵高数倍以至十多倍,前级又设置有一级喷射或两级喷射来提高前级工作压强,油增压泵就能在1×10-3～1× 10-2托间稳定的工作,而油扩散泵只能在1×10-6～ 5×10-4托间工作。如二者名义抽速相同,…     

极高真空的获得和测量

简介 任何真空系统的性能,都是由真空室的材料、泵和真空计的选择而确定的。获得极高真空(低于10-9帕)的首要条件是使用放气率低的材料。现有的不锈钢和因康镍合金是合适的,这种合金在适当条件下,对于氢的放气率低于10-10帕·米·秒-1(10-13托·升·秒-1·厘米-2)。其次,要确切地了解泵和真空计的低压性能。由于测量和抽气极限之间互相干扰,满足后一要求常常是困难的。我们利用了低温泵提供压强与抽速以及低的已知放气率的材料无关的特点,获得了低于微微帕范围(10-12托)的压强,而且可以容易地求得任何测量装置的低压极限。沿用这种方法,我们…     

蒸发离子泵

本文叙述了从钛金属滴蒸发的新型蒸发 离子泵以及情性气体被无栅极的简单装置所 电离的原理。对普通气体来说,在压强为 1×10-6毫米汞柱下泵抽气速度约2000- 5000升/秒。对氩气来说,在压强为1×10-6 毫米汞柱压强下,泵抽气速度为50升/秒。 泵极限压强为3×10-8毫米汞柱。 高真空钛蒸发离子泵最初由美国学者提 出来的,作者们满意的感到泵中没有工作液 存在和可能避免按接冷凝阱。下述的泵虽是 仿照美国设计的,但蒸爱器和用离器的设计 确实是很有名望的。钛从液态滴表面连续蒸 发,此间可用液钛来消除蒸发器的恶化, 而且在没有蒸发器补充的条件…     

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…     

涡轮分子泵轴承的长寿命润滑油

一、序言 涡轮分子泵是一种获得洁净真空的现代真空设备。它具有较大的抽气速率,能获得10～(-11)托的超高真空度,因此它在有些场合逐渐取代油扩散泵,在真空领域中获得日益广泛的应用。其主要领域是:集成电路、显像管、χ线管、真空镀膜、核聚变和质子加速器等。 涡轮分子泵(以下简称分子泵)技术的进步,除与泵体设计、加工技术、轴承精度等有关外,分子泵润滑油的质量也是不可忽视的一个环节。随着分子泵本身性能不断提高,如转速由几千转/分提高到九万转/分,抽气速率由几升到几百升/秒扩展到几升至九千升/秒,极限压强由10～(-9)托提高到10-“…     

锆铝吸气泵在高温钼丝炉上的应用

近年来,用锆铝消气剂带制成的吸气泵问世了,78年冶金部有色金属研究院试制成功了φ3口径,对氮抽速750升/秒、对氢抽速4000升/秒的金属系统锆铝吸气泵。这种泵有没有实用价值?能否应用于稀有冶金方面的真空高温炉上?这是非常令人感兴趣的问题。为了解决这个问题冶金部有色研究院和上海真空泵厂共同研制了一台配用锆铝吸气泵的超高真空铂丝炉。 上海真空泵厂曾生产一种超高真空两用炉;技术指标是最高工作温度1200℃,有效加热区φ250 ×300mm,极限真空度为5×10-9托。它的真空系统是采用钛离子泵和升华泵为真空获得手段。炉子价格在9万元左右。…     

逆扩散型氦质谱检漏仪的研究

一、常规型质谱检漏仪的发展真空检漏技术中,唯有氦质谱检漏仪灵敏度最高。广泛采用,发展较快亦较成熟。早在四十年代其检漏灵敏度为10~(-8)托·升/秒,到五十年代末达10~(-13)～10~(-14)托·升/秒。国内在六十年代以来分别研制的氦质谱检漏仪以及国外绝大部分质谱检漏仪新产品均属常规形式(见附表1、表2)。被检漏件与节流阀相连,由辅助机械泵完成粗抽。检漏时节流阀徐徐打开,调至质谱室允许的工作压强,质谱室真空由扩散泵抽气。为提高系统的真空度和质谱室少受沾污,一般加有液氮冷阱,前级有机械真空泵以及必要的一些辅助的旁路或