CN104751902A - 一种用于核聚变真空系统强力吸气混合丝 - Google Patents

一种用于核聚变真空系统强力吸气混合丝 Download PDF

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崔成和
曹曾
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蔡潇
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Abstract

本发明涉及一种用于核聚变真空系统强力吸气混合丝。包括：钨丝、钼丝、钛丝、连接紧固螺管、陶瓷金属绝缘固定螺栓、膜的生成载体。陶瓷金属绝缘固定螺栓是焊接在膜的生成载体上，在陶瓷金属绝缘固定螺栓两端分别接有连接紧固螺管。混合丝工作时，先给真空室内的钛混合丝加电流预热，预热电流为50—70安培，时间长为3—5分钟，然后再给钛混合丝加上加热电流在130—150安培，时间一般为5分钟左右，在这过程中钛混合丝上温度可达9000C以上，这时钛混合丝就进入了一个升华过程，金属钛升华后就吸附在膜的生成载体上，这样就在膜的生成载体上形成了上述所说的强力抽气金属钛膜。本发明室温下性质稳定、不易燃烧爆炸、易于加工成形及更换。

Description

一种用于核聚变真空系统强力吸气混合丝
技术领域
本发明属于一种强力吸气混合丝技术领域，具体涉及一种用于核聚变真空系统强力吸气混合丝
背景技术
在核聚变相关的物理实验中，需要一个瞬时有效抽速能力很大的抽气系统。许多化学性质活泼的金属元素，如钛、钨、钽、钼、锆等在一定的状态下，都有很强的吸气能力，其中钛这种金属形成的钛混合镆不但有强烈的吸气能力，且在室温下性质稳定、不易燃烧爆炸、易于加工成形，所以广泛用于真空技术中，正是利用这一抽气特性来研制一种强力吸气混合丝，它以钛、钼、钨混合丝的形式存在。目前，使用的大抽速真空泵，主要有两类，一种是低温泵为代表的，另一种则是以钛吸附泵为代表。与低温泵相比钛吸附泵有造价低，结构简单，工作可靠，没有磁场和高速转动的机械部分，操作方便、易于维护等优点，钛吸附泵抽速远远大于低温泵，其抽速可达百万升每秒量级,而低温泵目前一般在1万升每秒左右,所以我们选用钛吸附泵这一形式；它主要由一个气体吸附面与一种混合升华丝及电源组成；故我们选用钛镆的强力吸气特性来实现瞬时有效抽速抽气能力。
钛吸附泵吸附气体的基本公式为：
S=kσA→A=Sσk
式中，S为吸附速率（l/s），σ为粘着系数（或吸附几率），它是指碰撞在吸气面上的气体分子被“吸附”的几率，即：
σ = n n o
式中n—单位时间内单位钛膜吸气面积捕获的气体分子数；
n0—单位时间内与单位吸气面碰撞的气体分子数;
σ的大小取决于吸附面的温度、被吸附气体种类、钛膜厚度和工作气压。K为泻流系数（ls·cm2）,
K = 3.638 T μ
其中,T,μ分别为被吸附气体温度和质量数。A为吸附面积（cm2）
发明内容
本发明的目的在于：提供一种瞬间强力抽气混合丝，特别适用于核聚变装置外围辅助加热系统，如中性束系统中所需瞬间强力吸气的真空系统、诊断系统中不能有无油雾的真空系统等。可为核聚变装置外围真空系统提供一种实用的瞬间强力吸气方式。
本发明的技术方案如下：一种用于核聚变真空系统强力吸气混合丝，包括钨丝、钼丝、钛丝、连接紧固螺管、陶瓷金属绝缘固定螺栓、膜的生成载体，所述钼丝、钛丝绕制在钨丝上，形成钛钼钨混合丝，其两端与连接紧固螺管相连，接紧固螺管两端分别与陶瓷金属绝缘固定螺栓相连，陶瓷金属绝缘固定螺栓与膜的生成载体相连。
所述钨丝直径为2毫米，所述钼丝直径为0.6毫米、所述钛丝直径为0.8毫米，所述钛钼钨混合丝的绕制方法为：在直径2毫米的钨丝上，并行密绕一层直径分别为0.8毫米钛丝、0.6毫米的钼丝，螺距为1毫米，然后在绕好的钛钼混合丝上在用直径为0.8毫米的钛丝再反向密绕一层，螺距约为1毫米。
所述连接紧固螺管为黄铜材料。
所述陶瓷金属绝缘固定螺栓的金属螺栓外是绝缘陶瓷，绝缘陶瓷外又是金属，最外层金属焊接在膜的生成载体上。
所述的膜的生成载体为表面粗造的不锈钢
本发明的显著效果在于：采用了金属在特定装态下具有强力吸气的特性，且在室温下性质稳定、不易燃烧爆炸、易于加工成形及更换。运用它能大大提高瞬时强力抽气效果，特别适用于一些外围辅助加热所需的真空系统。从而为核聚变装置外围系统的高真空获得提供一种好的瞬间强力吸气方式。
附图说明
图1为本发明的平面结构示意图
图2为本发明的陶瓷金属绝缘固定螺栓结构示意图
图3为本发明的连接紧固螺管结构示意图
图中：1钨丝、2钼丝、3钛丝、4连接紧固螺管、5陶瓷金属绝缘固定螺栓、6膜的生成载体
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
一种用于核聚变真空系统强力吸气混合丝，该吸气混合丝包括：钨丝1、钼丝2、钛丝3、连接紧固螺管4、陶瓷金属绝缘固定螺栓5、膜的生成载体6；其中，钨丝直径为2毫米，钼丝直径为0.6毫米，钛丝直径为0.8毫米。在钨丝上并行密绕一层钛丝、钼丝，螺距为1毫米，然后在绕好的钛钼混合丝上用钛丝再反向密绕一层，螺距约为1毫米，形成钛钼钨混合丝。其两端与连接紧固螺管4相连，接紧固螺管4两端分别与陶瓷金属绝缘固定螺栓5相连，陶瓷金属绝缘固定螺栓5焊接在膜的生成载体6上，在陶瓷金属绝缘固定螺栓5两端分别接有连接紧固螺管4，将约2米长混合丝固定在连接紧固螺管4上。
连接紧固螺管4为黄铜材料，陶瓷金属绝缘固定螺栓5的金属螺栓外是绝缘陶瓷，绝缘陶瓷外又是金属，最外层金属焊接在膜的生成载体6上。膜的生成载体6为表面粗造的不锈钢
因陶瓷金属绝缘固定螺栓5是通过金属（可指螺栓）、陶瓷、金属（生成载体）三都之间相互绝缘，这里陶瓷起到绝缘且耐高温作用。通过陶瓷金属绝缘固定螺栓5的绝缘作用，当在混合丝两端加上电流时起到了与系统的绝缘作用，保证了人身与设备的安全。
混合丝工作时，先给真空室内的钛混合丝加电流预热，预热电流为50—70安培，时间长为3—5分钟，然后再给钛混合丝加上加热电流在130—150安培，时间一般为5分钟左右，在这过程中钛混合丝上温度可达9000C以上，这时钛混合丝就进入了一个升华过程，金属钛升华后就吸附在膜的生成载体上，这样就在膜的生成载体上形成了上述所说的强力抽气金属钛膜。

Claims (5)

1.一种用于核聚变真空系统强力吸气混合丝，其特征在于：包括钨丝（1）、钼丝（2）、钛丝（3）、连接紧固螺管（4）、陶瓷金属绝缘固定螺栓（5）、膜的生成载体（6），所述钼丝（2）、钛丝（3）绕制在钨丝（1）上，形成钛钼钨混合丝，其两端与连接紧固螺管（4）相连，接紧固螺管（4）两端分别与陶瓷金属绝缘固定螺栓（5）相连，陶瓷金属绝缘固定螺栓（5）与膜的生成载体（6）相连。 
2.根据权利要求1所述的一种机械式无轴螺旋密闭给料机，其特征在于：所述钨丝直径为2毫米，所述钼丝直径为0.6毫米、所述钛丝直径为0.8毫米，所述钛钼钨混合丝的绕制方法为：在直径2毫米的钨丝上，并行密绕一层直径分别为0.8毫米钛丝、0.6毫米的钼丝，螺距为1毫米，然后在绕好的钛钼混合丝上在用直径为0.8毫米的钛丝再反向密绕一层，螺距约为1毫米。 
3.根据权利要求1所述的一种机械式无轴螺旋密闭给料机，其特征在于：所述连接紧固螺管（4）为黄铜材料。 
4.根据权利要求1所述的一种机械式无轴螺旋密闭给料机，其特征在于：所述陶瓷金属绝缘固定螺栓（5）的金属螺栓外是绝缘陶瓷，绝缘陶瓷外又是金属，最外层金属焊接在膜的生成载体（6）上。 
5.根据权利要求1所述的一种机械式无轴螺旋密闭给料机，其特征在于：所述的膜的生成载体（6）为表面粗造的不锈钢。 
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