阅读说明：本技术 一种用于空间环境模拟器的干泵卡死智能保护管道 (A dead intelligent protection pipeline of dry pump card for space environment simulator ) 是由 白冰 龚洁 韩潇 詹海洋 王军伟 顾志飞 王宇 杨瑞洪 王学章 汪志伟 于 2021-09-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于空间环境模拟器的干泵卡死智能保护管道,包括真空泵与气源。本发明中,在粗抽管道上布置了真空规和真空补气阀门一与真空补气阀门二,当粗抽泵使用完毕时,关闭粗抽阀门、分子泵前级阀门与低温泵再生阀,利用管道上的真空规监测管道内的气体压力,打开真空补气阀门一与真空补气阀门二,对真空管道进行补气,管内压力开始上升,当压力高于110Pa后关闭其中一个阀门,管道压力开始下降,压力低于90Pa后,打开真空阀门,以此对真空管道进行控压,调压保持30min后关闭两组真空补气阀门,再关闭螺旋泵,可以有效去除真空泵腔内的水蒸汽和液态水,避免螺杆泵生锈,造成卡死。(The invention discloses a dry pump blocking intelligent protection pipeline for a space environment simulator, which comprises a vacuum pump and an air source. In the invention, a vacuum gauge, a first vacuum air supplement valve and a second vacuum air supplement valve are arranged on a rough pumping pipeline, when the rough pumping pump is used, the rough pumping valve, a molecular pump pre-stage valve and a low-temperature pump regeneration valve are closed, the vacuum gauge on the pipeline is used for monitoring the gas pressure in the pipeline, the first vacuum air supplement valve and the second vacuum air supplement valve are opened to supplement air to the vacuum pipeline, the pressure in the pipeline starts to rise, when the pressure is higher than 110Pa, one valve is closed, the pipeline pressure starts to fall, and when the pressure is lower than 90Pa, the vacuum valves are opened to control the pressure of the vacuum pipeline, the two groups of vacuum air supplement valves are closed after the pressure is kept for 30min, and then a screw pump is closed, so that water vapor and liquid water in a vacuum pump cavity can be effectively removed, and a screw pump is prevented from rusting to cause blocking.)

一种用于空间环境模拟器的干泵卡死智能保护管道

技术领域

本发明涉及环境模拟技术领域，尤其涉及一种用于空间环境模拟器的干泵卡死智能保护管道。

背景技术

空间环境模拟设备是模拟太空环境的设备，具有清洁、无油的特点。其真空抽气系统包括粗抽泵、高真空泵等，为保障环境的无油清洁，粗抽泵一般选用螺杆干泵或螺杆泵、罗茨泵机组，其功能包括三点：1.满足容器低真空阶段抽气，2.作为分子泵的前级泵，3.作为低温泵地再生泵。

在粗抽后期，罐内残余气体以水蒸气为主，高纯度的水蒸气经过螺杆泵升压后达到饱和蒸汽压，会凝结在泵腔内，造成螺杆泵的生锈、卡死情况，现有方案中有的通过改变螺杆材料、气镇、转子吹扫等方式来防止生锈卡死，但是其效果良莠不齐，有很多干泵依然很容易卡死，特别是作为分子泵前级泵和低温泵再生泵时，水量很大，目前从粗抽管道上进行保护的方式主要是增设冷阱、过滤等装置，但这样一来结构复杂成本较高，二来抽速损失较大，故而为保护不同的干泵，使环模设备可以使用不同的螺杆干泵，亟待提出对粗抽泵卡死有保护作用的粗抽管道。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，而提出的一种用于空间环境模拟器的干泵卡死智能保护管道。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于空间环境模拟器的干泵卡死智能保护管道，包括真空泵与气源，所述真空泵输入端传输连接有真空管道，所述真空管道外侧连接有真空规、真空补气阀门一、真空补气阀门二与真空阀门，所述真空补气阀门一与真空补气阀门二并联连接在气源上。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述真空规采样频率优于20Hz，量程覆盖在1000pa到1pa之间。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述真空阀门连接在真空管道与待抽设备之间，在真空泵完成抽气工作后，关闭真空阀门，才开始对管道补气，以防止影响待抽设备。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述真空补气阀门一与真空补气阀门二口径和补气管道的设计原则是其中任意一个阀门打开时管道可以稳定在50Pa到100Pa，两个阀门同时打开后维持在100Pa到200Pa。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述气源是用来为真空管道提供干燥气体，且气体为干燥压缩空气、氮气与干燥大气中的任意一种。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述真空补气阀门一、真空补气阀门二与气源之间串联有过滤器。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明中，在粗抽管道上布置了真空规和真空补气阀门一与真空补气阀门二，当粗抽泵使用完毕时，关闭粗抽阀门、分子泵前级阀门与低温泵再生阀，利用管道上的真空规监测管道内的气体压力，打开真空补气阀门一与真空补气阀门二，对真空管道进行补气，管内压力开始上升，当压力高于110Pa后关闭其中一个阀门，管道压力开始下降，压力低于90Pa后，打开真空阀门，以此对真空管道进行控压，调压保持30min后关闭两组真空补气阀门，再关闭真空泵，可以有效去除真空泵腔内的水蒸汽和液态水，避免螺杆泵生锈，造成卡死。

附图说明

图1为本发明中粗抽管道原理结构示意图。

图例说明：

1、真空规；2、真空补气阀门一；3、真空补气阀门二；4、真空阀门；5、过滤器；6、气源；7、真空泵。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1，一种用于空间环境模拟器的干泵卡死智能保护管道，包括真空泵7与气源6，真空泵7输入端传输连接有真空管道，真空管道外侧连接有真空规1、真空补气阀门一2、真空补气阀门二3与真空阀门4，真空补气阀门一2与真空补气阀门二3并联连接在气源6上。

真空规采样频率优于20Hz，量程覆盖在1000pa到1pa之间，真空规1是测量容器内真空度的设备，决定了压力控制的精度。

真空阀门4连接在真空管道与待抽设备之间，在真空泵7完成抽气工作后，关闭真空阀门4，才开始对管道补气，以防止影响待抽设备。

真空补气阀门一2与真空补气阀门二3口径和补气管道的设计原则是其中任意一个阀门打开时管道可以稳定在50Pa到100Pa，两个阀门同时打开后维持在100Pa到200Pa。口径和管道计算方法如下：

先通过下式出所需流导：p₁S＝U(p₂-p₁)

其中：

p₁-管道内目标压力Pa

p₂-气源压力Pa

S-下真空泵抽速L/s

U-流导，L/s

其中：

L-管道长度m

d-管道直径m

η-气体粘滞系数N·s/m²，

也可以通过选择开度可调的阀门或串联手动可调阀门来实现。

气源6是用来为真空管道提供干燥气体，且气体为干燥压缩空气、氮气与干燥大气中的任意一种。

真空补气阀门一2、真空补气阀门二3与气源6之间串联有过滤器5，对干燥气体进一步过滤，用来确保进入泵的气体中没有固体颗粒物。

在真空管道上布置真空规1和2个真空补气阀门，当真空泵7使用完毕时，关闭粗抽阀门、分子泵前级阀门或低温泵再生阀，若有罗茨泵关闭罗茨泵，然后利用真空规1和两组真空补气阀门对真空管道进行控压。

管道上有两个真空补气阀门，经计算一个开启后大约维持在60Pa左右，两个阀门同时打开后维持在120Pa左右。

利用管道上的真空规1监测管道内的气体压力，打开两个真空补气阀门，对真空管道进行补气，管内压力开始上升，当压力高于11OPa后关闭其中1个阀门，管道压力开始下降，压力低于90Pa后，打开真空阀门4。

真空补气阀门连接着干燥清洁的气源6，可以为管道提供干燥空气或氮气、惰性气体等干燥气体。

真空泵7工作时泵腔温度一般在50℃以上，该温度下水地饱和蒸汽压为10000Pa以上，若关闭补气阀，管道内压力一般可以抽至0.1Pa以下，将压力控制在100Pa后，水蒸汽浓度低于1/1000，经过螺杆泵升压至100000Pa后，水蒸汽分压低于100Pa，不会凝结，同时可以带走泵腔内已经凝结的液态水。

调压保持30min后关闭补气阀，再关闭真空泵7经过30min的控压，可以有效去除真空泵7腔内的水蒸汽和液态水，避免螺杆泵生锈，造成卡死。

工作原理：使用时，在真空管道上布置了真空规和真空补气阀门一2与真空补气阀门二3，当真空泵7使用完毕时，关闭粗抽阀门、分子泵前级阀门与低温泵再生阀，利用管道上的真空规2监测管道内的气体压力，打开真空补气阀门一2与真空补气阀门二3，对真空管道进行补气，管内压力开始上升，当压力高于110Pa后关闭其中一个阀门，管道压力开始下降，压力低于90Pa后，打开真空阀门4，以此对真空管道进行控压，调压保持30min后关闭两组真空补气阀门，再关闭真空泵7，可以有效去除真空泵腔7内的水蒸汽和液态水，避免螺杆泵生锈，造成卡死。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。