[发明专利]一种大型直板式钛升华泵结构

说明书

本发明属于真空技术领域，具体涉及一种大型高抽速直板式钛升华泵的结构。包括以下三部分：(1)泵体主体为N块侧吸附板和N‑1块背吸附板，侧吸附板垂直于背吸附板，在相邻的两块侧吸附板之间设置一块背吸附板；(2)分别在侧吸附板和背吸附板的上下两端设置大法兰和底托板，冷却水接头从大法兰中穿过，为侧吸附板和背吸附板中的冷却水管提供循环水；在大法兰上对应每个吸附腔体位置的中心处设置6个供电电极，分别为吸附腔体中的6根钛丝供电；(3)在每个吸附腔体内沿每个铜接头的下端设置一根钛丝，每根钛丝的下端配备一个质量为2公斤的配重坠；每个配重坠包括铜柱，设置在铜柱顶端的防喷涂陶瓷罩，包覆在铜柱外侧的绝缘陶瓷管。

技术领域

本发明属于真空技术领域，具体涉及一种大型高抽速直板式钛升华泵的结构。

背景技术

中性束注入(NBI)加热是受控核聚变实验中最有效的辅助加热方式之一，同时也用于驱动等离子体电离，改善等离子体约束，为托卡马克加料等作用。中性束注入器工作原理大致为：气体在离子源放电室被部分电离成等离子体，通过加速系统引出高能带电离子束，经过中性化器时和本底气体碰撞电离，进行中性转化，变成高能中性粒子束，通过漂移管道注入到托卡马克中为等离子体加热，未中性转化的离子被偏转磁铁偏转后打在离子吞噬器上。这个过程中，离子源放电室会不断送气，中性化器为提高中性转化的反应截面，也会补充送气，而漂移管道却要求一个高真空的环境，以减小高能中性粒子再电离损失以及中性气体流流向托卡马克，整个束线形成10^-1Pa至10^-4Pa的真空差分系统，仅靠各部件的流导是无法实现的，因此在需要在注入器真空室配备一台高抽速的真空泵，将离子源未电离的气体，中性化器补充送入的气体和打在离子吞噬器后再结合生成的气体迅速地抽走。

常见的真空泵有旋片泵、罗茨泵、扩散泵和低温泵等等，抽速由每秒几升到每秒几万升，但由于它们外接于真空室，根据真空基本方程，真空室的实际抽速是泵的名义抽速与接口流导的综合结果，因此在有限的真空室空间条件下，真空室的实际抽速被接口流导严重制约。真空室抽速不足，在脉冲送气的情况下，导致的后果就是真空室压力过高，漂移管道气压增大，高能中性粒子注入过程中再电离损失几率增高，流向托卡马克真空室的中性气体量增多。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种大型内置直板式钛升华泵，针对中性束注入器工作气体氢气或氘气，采用大电流加热升华钛丝形成钛膜，新鲜的钛膜对氢气和氘气有很好的吸附作用。

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：

一种大型直板式钛升华泵结构，针对中性束注入器工作气体氢气或氘气，采用大电流加热升华钛丝形成钛膜，对氢气和氘气起到吸附作用；包括以下三部分：

(1)泵体主体为N块侧吸附板和N-1块背吸附板，侧吸附板垂直于背吸附板，在相邻的两块侧吸附板之间设置一块背吸附板；

根据泵体空间调整侧吸附板和背吸附板的尺寸及块数，通过侧吸附板和背吸附板将泵体分为N-1个U形的吸附腔体，在吸附腔体中设置钛丝；

在侧吸附板两面均设置角度为30度的V形凹槽并铺满整面，在背吸附板面向钛丝的一面设置角度为30度的V形凹槽并铺满整面；

在侧吸附板和背吸附板的中间设置直径为6mm的蛇形不锈钢冷却水管用以冷却水的循环流动；

侧吸附板和背吸附板上设置的V形凹槽的深度为3mm；

(2)分别在侧吸附板和背吸附板的上下两端设置大法兰和底托板，冷却水接头从大法兰中穿过，为侧吸附板和背吸附板中的冷却水管提供循环水；

在大法兰上对应每个吸附腔体位置的中心处设置6个供电电极，分别为吸附腔体中的6根钛丝供电；