CN112483434A - 一种用于剥离膜系统的真空抽速装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于剥离膜系统的真空抽速装置，包括分子泵、角阀、三通接头、四通接头、微调阀和粗抽泵；所述分子泵的进气端连接剥离膜系统，分子泵的出气端连接三通接头的第一接口，三通接头的第二接口连接角阀的一个接口，角阀的另一个接口连接四通接头的第一接口，四通接头的第二接口连接粗抽泵；三通接头的第三接口连接微调阀的一个接口，微调阀的另一个接口连接四通接头的第三接口，四通接头的第四接口上连接有截止阀。该装置通过角阀和微调阀配合控制真空抽速，有效缩短工作时间，方便控制和调节，同时可降低对操作人员经验的依赖，防止抽真空，及停机检修时造成剥离膜系统损坏。
Description
技术领域
本发明属于真空技术领域，具体涉及一种用于剥离膜系统的真空抽速装置。
背景技术
HIMM是我国第一台具有自主知识产权的碳离子治疗设备，其主体部分包括一台等时性回旋注入器，一台加速能量可至400Mev的同步加速器，以及5个治疗终端。其中，剥离膜系统是同步加速器的重要组成部分，主要用于向主加速器剥离注入C5+离子。
剥离膜选用碳膜，膜厚15μg/cm2（约0.1μm），由于其材质为脆性材料，且厚度非常薄，轻微的震动都可能造成膜的破裂。剥离膜系统需要在5×10-7Pa的超高真空环境下工作，因此需要真空获得设备将剥离膜系统抽成真空。在获得真空的初始阶段，气体流动会造成剥离膜扰动，为确保剥离膜的状态完好，要将气体流动速度限制在一定范围。并且在获得真空的不同阶段，剥离膜系统对抽速的需求不同。
现有真空抽速设备存在的问题：
1.对工作人员的操作要求高，容错率低
在现有技术条件下，真空抽速的控制主要依靠操作人员对角阀的开合度大小来调节，该过程需要对真空设备操作十分熟练。操作稍有不慎，就会导致剥离膜因气流扰动过大而损坏。
2.假如选用抽速很小的粗抽泵，将会在获得高真空的过程中无法成为前级泵
在获得高真空的过程中，当真空度＜1×10-1mbar时，由仿真模拟及实验测试可知，此时的气体扰动对剥离膜不再产生破坏性影响。此时，当使用分子泵作为高真空获得的主泵时，还需要配置一台与其抽速匹配的前级泵。为解决上述矛盾，则需要两套粗抽系统，该真空获得系统所需设备较多，成本高，结构复杂。
3.检修困难
在剥离膜系统的检修过程中，如需更换损坏部分膜片或机械部件维修，需要在系统中充入高纯氮气变为常压状态，充入氮气的过程中，控制充入气体的流速也比较困难。
发明内容
本发明提供了一种用于剥离膜系统的真空抽速装置，目的在于解决现有真空抽速设备中存在的上述问题。
为此，本发明采用如下技术方案：
一种用于剥离膜系统的真空抽速装置，包括分子泵、角阀、三通接头、四通接头、微调阀和粗抽泵；
所述分子泵的进气端连接剥离膜系统，分子泵的出气端连接三通接头的第一接口，三通接头的第二接口连接角阀的一个接口，角阀的另一个接口连接四通接头的第一接口，四通接头的第二接口连接粗抽泵；三通接头的第三接口连接微调阀的一个接口，微调阀的另一个接口连接四通接头的第三接口，四通接头的第四接口上连接有截止阀。
进一步地，所述粗抽泵与四通接头的第二接口之间还连接有隔膜阀和电磁阀。
进一步地，所述粗抽泵选用机械泵。
进一步地，所述截止阀后方连接有供气装置。
进一步地，所述角阀采用全金属角阀。
本发明的有益效果在于：
1.该装置通过角阀和微调阀配合控制真空抽速，有效缩短工作时间，方便控制和调节，同时可降低对操作人员经验的依赖，防止抽真空时造成剥离膜系统损坏；
2.该装置方便拆卸和移动，便于在不同的HIMM设备上使用，提高装置的利用率，减少HIMM设备的建设成本；
3.该装置不仅可用于获得真空，还可用于充气作业，方便HIMM设备的常压检修作业。
附图说明
图1是本发明的原理图；
图中：1-剥离膜系统，2-波纹管，3-分子泵，4-三通接头，5-角阀，6-四通接头，7-微调阀，8-截止阀，9-隔膜阀，10-电磁阀，11-机械泵，12-离子泵。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种用于剥离膜系统1的真空抽速装置，包括分子泵3、角阀5、三通接头4、四通接头6、微调阀7、隔膜阀9、电磁阀10和粗抽泵，其中，角阀5选用全金属角阀5，粗抽泵选用机械泵11。分子泵3的进气端通过波纹管2连接剥离膜系统1，分子泵3的出气端通过波纹管2连接三通接头4的第一接口，三通接头4的第二接口通过管道连接角阀5的一个接口，角阀5的另一个接口通过管道连接四通接头6的第一接口，四通接头6的第二接口通过管道连接依次连接隔膜阀9、电磁阀10和粗抽泵。三通接头4的第三接口通过管道连接微调阀7的一个接口，微调阀7的另一个接口通过管道连接四通接头6的第三接口，四通接头6的第四接口上连接有截止阀8，截止阀8后方连接有供气装置。
本发明的使用方法如下：
获得真空时的操作：首先确认各阀门处于关闭状态。然后开启机械泵11，该处泵的抽速只需保证匹配高真空泵即可，打开机械泵11所连隔膜阀9。再开启微调阀7，配合该段真空计，控制抽空速率，使剥离膜系统1中的压力下降速度为小于100mbar/min；根据仿真实验得知，再该速率下，可以保证气体扰动不会对剥离膜产生破坏性影响。待真空度下降至1×10-1mbar以下，即可完全打开微调阀7，并开启角阀5。开启角阀5后，机械泵11的抽速不会因流阻损失过大。此时开启高真空获得设备—分子泵3，剥离膜最初阶段获得真空的真空泵即可作为分子泵3的前级泵。待剥离膜系统1的主抽泵-溅射离子泵12开启，关闭该系统各阀门，该真空获得装置可从剥离膜系统1拆下，可供其他HIMM设备使用。
排气时：将氮气罐连接至截止阀8上，然后打开截止阀8和氮气罐上的阀门，开始向剥离膜系统1中注入氮气。同时，开启微调阀7控制气体流入速度，配合该段真空计，使剥离膜系统1中的压力上升速度为小于100mbar/min，直至剥离膜系统1恢复至常压。检修完成后可将该装置拆下，供其他HIMM设备使用。
需要说明的是，以上仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种用于剥离膜系统的真空抽速装置，其特征在于，包括分子泵（3）、角阀（5）、三通接头（4）、四通接头（6）、微调阀（7）和粗抽泵；
所述分子泵（3）的进气端连接剥离膜系统（1），分子泵（3）的出气端连接三通接头（4）的第一接口，三通接头（4）的第二接口连接角阀（5）的一个接口，角阀（5）的另一个接口连接四通接头（6）的第一接口，四通接头（6）的第二接口连接粗抽泵；三通接头（4）的第三接口连接微调阀（7）的一个接口，微调阀（7）的另一个接口连接四通接头（6）的第三接口，四通接头（6）的第四接口上连接有截止阀（8）。
2.根据权利要求1所述的用于剥离膜系统的真空抽速装置，其特征在于，所述粗抽泵与四通接头（6）的第二接口之间还连接有隔膜阀（9）和电磁阀（10）。
3.根据权利要求2所述的用于剥离膜系统的真空抽速装置，其特征在于，所述粗抽泵选用机械泵（11）。
4.根据权利要求1所述的用于剥离膜系统的真空抽速装置，其特征在于，所述截止阀（8）后方连接有供气装置。
5.根据权利要求1所述的用于剥离膜系统的真空抽速装置，其特征在于，所述角阀（5）采用全金属角阀。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB2626561A (en) * | 2023-01-26 | 2024-07-31 | Edwards Ltd | Connector for use in a vacuum pumping system |
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2020
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