[发明专利]一种防爆油扩散泵真空系统及其防爆控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及真空设备技术领域，尤其是一种防爆油扩散泵真空系统及其防爆控制方法。

背景技术

油扩散泵真空技术具有抽气速率高、结构简单、无机械传动、无摩擦以及对被抽气体选择性不强等诸多优点，被广泛应用于真空冶炼、真空镀膜、原子能、空间模拟等工业领域和科学技术研究中,油扩散泵真空系统是一种重要的真空获得系统，是目前获得高真空的最广泛、最主要的工具之一，在科学研究和国民经济发展中起着重要的作用。

油扩散泵主要性能指标与泵尺寸、极限压力、油温、油品等有关。各种油扩散泵其基本的工作原理是一样的，工作时采用加热器将泵腔底部的油加热至沸腾，被抽气体与高速运动、喷射的油蒸汽流混合后，进行能量交换而达到抽气作用的。油扩散泵工作条件是必须和前级泵一起构成真空系统进行工作，前级泵的抽速必须使油扩散泵的前级压力小于其前级临界压力，并且油扩散泵工作前被抽的真空室压力必须小于10Pa左右，即首先对真空室进行粗抽真空，否则油扩散泵就不能有效地发挥抽气能力。一般油扩散泵的前级泵采用机械泵，同时给扩散泵机组还单独配备维持泵来保证扩散泵正常工作时前级压力。

目前大部分采用油扩散泵构成的真空机组系统如图1所示。图中V1为主阀，K1为油扩散泵，扩散泵机组通过V1阀对真空室进行抽取真空；V2为前级阀，M1和M3组成油扩散泵的前级泵组，维持泵M2通过维持阀V4对油扩散泵前级抽真空，V5为充大气阀，工作结束后通过打开V5可以向真空室填充大气。

图1中所述的系统中，油扩散泵正常工作的流程是，前级机组M1和M3通过阀V2、V3对油扩散泵前级抽气，当前级机组通过粗抽阀V6使得真空室中压力达到油扩散泵K1可以抽气的压力之后，关闭粗抽阀V6，并打开阀V1，油扩散泵才能开始对真空室进行抽气。工作结束后，关闭主阀V1、前级阀V2，关闭前级机组M3和M1，维持泵M2一直工作保持油扩散泵腔内真空状态，大气阀V5打开后向真空室填充大气。

上述通用控制技术方案中，如果发生油扩散泵的前级压力超过其临界压力，则证明油扩散泵发生漏气，采取的措施是关闭油扩散泵的加热电源，使油扩散泵降温，待油温足够低之后在进行检漏排除故障。

由于在油扩散泵工作时，泵中的油处于高温状态（200-300℃），现有技术方案中，如果发生的漏气量不大，维持泵能够及时排除进入油扩散泵的空气而保持油扩散泵前期压力在临界压力之下，则不会发生爆炸问题。但是在向真空室填充大气的过程中，如图2所示，当在A处有异物卡住密封阀板造成油扩散泵进气口阀密封不良时，空气将会通过阀进入真空室，然后通过进入油扩散泵腔，空气与油扩散泵中高温油混合，此时因为维持泵的抽气能力一般很低不能排空大量进入的空气，当进入的空气流量较大且在泵腔空气量达一定比例之后，发生爆炸的可能性非常大。在大型油扩散泵机组工作期间，如果发生爆炸，在巨大的冲击压力下会将真空室门等迅速冲开，其危害性非常大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之油扩散泵易发生爆炸的技术问题，提供一种防爆油扩散泵真空系统，通过控制系统实时监控油扩散泵的油温、前级压力和真空室压力，并与设定的临界压力和防爆压力进行比较，若检测到危险做出相应的处理，避免油扩散泵发生爆炸。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种防爆油扩散泵真空系统，对真空室进行抽真空，包括油扩散泵系统，油扩散泵系统具有油扩散泵，油扩散泵的抽气口与真空室的出气口通过管路连通，还包括控制系统，所述的控制系统包括设置在油扩散泵的前级排气口管路上的压力检测装置、设置在油扩散泵内的实时检测油温的测温装置和测量真空室内压力的测压装置，所述的控制系统设有临界压力P_q和防爆压力P_fb，所述的控制系统通过采集压力检测装置、测温装置和测压装置测得的实时数据控制油扩散泵系统中各泵组和阀组的启闭。

具体的作为优选，所述的油扩散泵系统还具有对油扩散泵前级抽气的前级泵组和维持油扩散泵腔内真空度的维持泵组，前级泵组通过管路与油扩散泵的前级排气口和真空室的粗级抽真空口连通，维持泵组通过管路与油扩散泵的前级排气口连通。

具体的，所述的前级泵组与油扩散泵的前级排气口之间的管路上设有前级阀，前级泵组与真空室的粗级抽真空口之间的管路上设有粗抽阀，所述的维持泵组与油扩散泵的前级排气口之间的管路上设有维持阀。

进一步的，为提供前级抽气效果，所述的前级泵组具有串联设置的第一前级泵和第二前级泵，所述的第一、第二前级泵之间管路上设有选择阀，可根据实际需要进行选择单台工作还是两台同时工作。