一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统及其抽真空复压方法

摘要

本发明提供一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统及其抽真空复压方法，属于发动机真空科学技术领域，所述的清洁真空系统包括低真空系统、低真空液氮冷阱系统、高真空系统、高真空液氮冷阱系统、低温泵液氮供应系统A、低温泵液氮供应系统B、空气复压系统、氮气复压系统、容器真空测量系统、残余气体分析系统、液氦热沉、液氮热沉和羽流吸附泵。真空获取主要靠洁净的低真空系统、高真空系统及液氦热沉、液氮热沉及羽流吸附泵完成，用于获取羽流试验需要的各种洁净真空度，最高能获得10-6Pa的超高动态真空度。其中低真空系统及高真空系统均配有液氮冷阱系统，用于吸收机械泵工作时产生的油蒸汽，保证真空容器清洁。

主权项

一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，其特征在于：包括低真空系统、低真空液氮冷阱系统、高真空系统、高真空液氮冷阱系统、低温泵液氮供应系统A、低温泵液氮供应系统B、空气复压系统、氮气复压系统、液氦热沉、液氮热沉和羽流吸附泵；低真空系统包括罗茨泵机组A和罗茨泵机组B；罗茨泵机组A包括螺杆泵A、蝶阀A、电阻规A、电磁阀A、罗茨泵A、蝶阀C和插板阀A；罗茨泵机组B包括螺杆泵B、蝶阀B、电阻规B、电磁阀B、罗茨泵B、蝶阀D和插板阀B；低真空系统还包括电磁阀C、电阻规C和插板阀C；螺杆泵A顺次通过蝶阀A、电阻规A、电磁阀A、罗茨泵A与插板阀A相连接；螺杆泵B顺次通过蝶阀B、电阻规B、电磁阀B、罗茨泵B与插板阀B相连接；插板阀A、插板阀B通过三通与低真空液氮冷阱系统的液氮冷阱A的入口相连接，液氮冷阱A出口通过管道连接插板阀C后与真空容器相连接，在插板阀C与液氮冷阱A的出口之间连接有电阻规；且在插板阀A、插板阀B与液氮冷阱A的入口之间设置有电磁阀C；罗茨泵A、罗茨泵B均配有旁路管道，旁路管道上分别安装有蝶阀C、蝶阀D，在螺杆泵A、螺杆泵B单独工作时使气体不流经罗茨泵A和罗茨泵B；高真空系统包括低温泵A、低温泵B、辅助分子泵A、辅助分子泵B、前级分子泵和旋片泵；前级分子泵配有旁路管道，旁路管道上安装有电磁阀I，在旋片泵单独工作时使气体不流经前级分子泵；低温泵A、低温泵B启动前的预抽采用前级分子泵、旋片泵充当预抽泵来完成；安全阀A设置于低温泵A与低温泵液氮供应系统A之间的连接管路上，安全阀B设置于低温泵B与低温泵液氮供应系统B之间的连接管路上，旋片泵通过管道顺次通过电磁阀J、高真空液氮冷阱系统的液氮冷阱B、前级分子泵与插板阀J前端连接，插板阀J后端安装有四通管道：第一路管道顺次通过插板阀E、低温泵A、插板阀D与真空容器相连接，形成低温泵A抽气路；第二路管道顺次通过电磁阀E、辅助分子泵A、插板阀F与真空容器相连接，形成辅助分子泵A抽气路；第三路管道顺次通过电磁阀F、辅助分子泵B、插板阀G与真空容器相连接，形成辅助分子泵B抽气路；第四路管道顺次通过插板阀I、低温泵B、插板阀H与真空容器相连接，形成低温泵B抽气路；四路抽气路与插板阀J之间还设置有电磁阀H；低温泵A和插板阀D之间设置有冷规A；辅助分子泵A和插板阀F之间设置有冷规B；辅助分子泵B与插板阀G之间设置有冷规C；低温泵B和插板阀H之间设置有冷规D，插板阀J和前级分子泵之间设置有电阻规D，手动放气阀连接于前级分子泵与高真空液氮冷阱系统的液氮冷阱B之间；低真空液氮冷阱系统包括液氮罐A、液氮供应阀A、管路安全阀A、冷阱进液阀A、液氮冷阱A、电子液位计A和放空阀A，高真空液氮冷阱系统包括液氮罐B、液氮供应阀B、管路安全阀B、冷阱进液阀B、液氮冷阱B、电子液位计B和放空阀B；低真空液氮冷阱系 统用于为低真空系统除油；高真空液氮冷阱系统用于为高真空系统除油；电子液位计A、电子液位计B分别与液氮冷阱A、液氮冷阱B连接；低真空系统的插板阀A、插板阀B通过三通与低真空液氮冷阱系统的液氮冷阱A的入口相连接，且在插板阀A、插板阀B与低真空液氮冷阱系统的液氮冷阱A的入口之间设置有电磁阀C；高真空液氮冷阱系统的液氮冷阱B安装在前级分子泵与电磁阀J之间；液氮罐A通过管道顺次连接液氮供应阀A、冷阱进液阀A、液氮冷阱A、放空阀A；液氮罐B通过管道顺次连接液氮供应阀B、冷阱进液阀B、液氮冷阱B、放空阀B；低温泵液氮供应系统A包括液氮罐C、液氮供应阀C、管路安全阀C、低温旁路阀A、低温电磁阀A、管路安全阀D、气液分离器进液阀A、气液分离器A、安全阀C、电子液位计C、放空阀C、低温阀A、安全阀D、气液分离器出液阀A、气液分离器回液阀A、安全阀E和低温阀B；低温泵液氮供应系统B包括液氮罐D、液氮供应阀D、管路安全阀E、低温旁路阀B、低温电磁阀B、管路安全阀F、气液分离器进液阀B、气液分离器B、安全阀F、电子液位计D、放空阀D、低温阀C、安全阀G、气液分离器出液阀B、气液分离器回液阀B、安全阀H和低温阀D；气液分离器A、气液分离器B配有电子液位计C、电子液位计D，用于监控气液分离器A、气液分离器B液氮液位，电子液位计C、电子液位计D的另一端分别与低温电磁阀A、低温电磁阀B连接形成闭合回路，低温泵A、低温泵B液氮出口管路一端一直延伸至气液分离器顶部，液氮罐C通过管道与顺次液氮供应阀C、低温电磁阀A、气液分离器进液阀A、气液分离器A连接，且在低温电磁阀A和气液分离器进液阀A之间的管路上还连接有管路安全阀D；气液分离器A通过低温阀B、气液分离器回液阀A与低温泵A的液氮进液口相连接，低温泵A液口通过低温阀A、气液分离器出液阀A与气液分离器A相连接，放空阀C通过管路安装在气液分离器A顶部，液氮罐D通过管道顺次与液氮供应阀D、低温电磁阀B、气液分离器进液阀B、气液分离器B连接，且在低温电磁阀B和气液分离器进液阀B之间的管路上连接有管路安全阀F；气液分离器B通过低温阀D、气液分离器回液阀B与低温泵B的液氮进液口相连接，低温泵B出液口通过气液分离器出液阀B、低温阀C与气液分离器B相连接，放空阀D通过管路安装在气液分离器B顶部，排气用；低温泵A与气液分离器回液阀A之间安装有安全阀A，低温泵B与气液分离器回液阀B之间安装有安全阀B；空气复压系统包括空气过滤器、空气供应电磁阀A、空气供应电磁阀B、空气供应电磁阀C和氮气接入电磁阀，空气过滤器一端通过管道直接和大气接通，另一端通过三通管道分别并行连接空气供应电磁阀A、空气供应电磁阀B、空气供应电磁阀C，空气供应电磁阀A、空气供应电磁阀B、空气供应电磁阀C的另一端均最终连接至真空容器；氮气接入电磁阀的一端通过管道安装在空气供应电磁阀C与真空容器之间，氮气接入电磁阀的另一端通过管道 与氮气复压系统的管路安全阀G连接；氮气复压系统包括气氮罐、气氮供应阀和管路安全阀G，用于试验结束后用于真空容器的前期复压；气氮罐通过气氮供应阀与空气复压系统的氮气接入电磁阀连接，空气复压系统与氮气接入电磁阀之间的连接管路上配有安全阀G；液氦热沉、液氮热沉、羽流吸附泵均位于真空容器内部，液氦热沉位于液氮热沉内部，由液氮热沉保护，羽流吸附泵位于液氦热沉内部的一侧。