无油真空泵机组的总体方案设计

时间:2018-11-24 浏览:
             真空泵机组真空室环境的相关指标要求比较了几种常规真空获得设备的优缺点,提出洁净分子泵机组的概念。为实现无蒸汽油等有机物污染的要求真空泵机组选用以磁轴承涡轮分子泵为主泵真空泵机组牵引分子泵为前级泵的真空机组抽气方案,且对其工作流程进行了分析和设计。然后,设计了用于无油真空机组的磁轴承分子泵。介绍了牵引分子泵和涡轮分子泵的抽气原理以及抽气性能的相关计算理论,提出了磁轴承牵引分子泵的概念。通过分析几种不同形式的转子结构,设计了分子泵的多螺旋牵引槽结构和涡轮叶片,以及设计了主动控制式五自由度磁悬浮轴承复合支撑的转子系统结构,完成了F-150A型磁轴承涡轮分子泵和F-160A型磁轴承牵引分子泵的整体结构设计。最后,对磁轴承分子泵的内部流场以及转子结构进行了仿真研究。介绍了有限元分析软件Fluent的仿真流程,包括实体模型的建立、有限元模型的前处理、计算模型的设定等,分析了双腔串联式多螺旋槽牵引分子泵的流场流态,定性、定量地验证了所设计的F-160A型磁轴承牵引分子泵的抽气性能符合要求。
            此外磁轴承涡轮分子泵叶片转子进行结构分析,研究了涡轮叶片转子在高速运转状态下的动力学特征。作为惯性约束聚变中激光光路传输的末端装置,承担着频率转换、光路聚焦、谐波分离等重要功能。根据这些功能的分配,目前设计的组件大体上布置了靶窗模块、倍频模块、透镜模块和取样模块。KDP晶体镜片以其独特的激光倍频性能,作为终端光学组件中的核心元件,要求工作在洁净、超高真空环境中,即真空室无油污等碳氢化合物污染并且工作真度不高于列出了终端光学组件工作真空环境的具体要求。传统真空机组配套的真空泵所采用的润滑、冷却技术都需要一定量的润滑油、润滑脂和冷却液,在系统达到一定真空度的时候,这些润滑油、润滑脂等有机物会由于物理扩散效应而进入到真空室内,即使在真空机组的管路环节加上液氮冷却阱、冷凝器等气体捕集装置也不能从根本上杜绝这些挥发性有机物进入真空室。