[实用新型]一种组合式真空差分结构

说明书

本实用新型提供一种组合式真空差分结构，其包括波纹管和差分管，所述波纹管的上游端与一双面刀口法兰相连，所述双面刀口法兰的中央处设有通孔，所述差分管设于波纹管的腔体内且一端固定于该双面刀口法兰的通孔处。本实用新型的组合式真空差分结构由于差分管伸入波纹管内部，该结构节省了空间，相当于增加了差分距离，提高了差分比，可以最大限度地利用设备间的有效距离，提高差分效率，进而在有限的空间内完成同步辐射光束线中不同设备间在超高真空环境中的工作压力过渡，结构紧凑，占用空间小；同时可以满足设备相对运动需求，以满足不同模式切换需求。

技术领域

本实用新型涉及同步辐射光束线领域，具体涉及一种真空差分结构。

背景技术

同步辐射光束线的主要功能为通过各种设备将加速器产生的同步光进行进一步处理，最终传输至实验站以满足不同实验应用需求。由于同步光的传输环境必须为高真空甚至超高真空，传输区域内所有的关键设备及元件所用材料和加工清洗工艺均需进行严格的把控，然而由于功能和结构的复杂程度不同，各个关键设备所能达到的极限真空度不尽相同，有的甚至相差1个量级以上。

为了保证设备间正常运行时互不干涉，即保持相对稳定的工作压力，通常采用铍窗直接隔离或者通过真空差分两种方法来实现稳定的工作压力。由于软X射线采用铍窗隔离会造成低能光子的损失，必须通过真空差分来实现压力梯度的过渡。真空差分的方法为在高压至低压过渡区间内，采用差分结构(小孔或管道)限流，并在低压区配以一定抽速的真空获得设备达到不同差分比要求。若采用一级差分难以实现所需差分比，还可以通过多级差分方法实现。

光束线真空差分的设计难点主要为差分结构孔径和差分距离以及获得设备的限制。首先，差分结构必须允许光束顺利通过，故差分孔径不可无限制缩小。其次，差分距离决定了差分管路的有效长度，但是有些光束线中，差分设备间所能够设置的最大距离非常有限。获得设备的选取在高真空和超高真空差分区域主要为分子泵、离子泵等，须综合考虑获得设备外型、造价等因素确定合适的抽速。在上述难点同时存在的前提下，若差分设备间存在相对运动，则对真空差分设计提出了更高的要求。

目前现有的差分方法都是适用于固定设备之间的压力过渡，差分结构通常采用小孔或直管道。对于难以保证光束准直精度要求的差分结构设计(指某些场合下需要极小的差分孔，相对于光斑尺寸而言不能保留充足的准直余量)，还须在各级差分结构上游或下游增加波纹管以适应位置调整需求，这样直接导致了差分距离的增加。请参考图1，图1是现有的真空差分结构的典型结构。如文献【刘俊男,吴仁智,薛松,等.一种压强稳定的多级真空差分系统[J].真空科学与技术学报,2017(10)】中介绍的这种真空差分结构，采用多级差分方式，即采用多个圆截面管道的差分管3’和波纹管1’串联并最终与上游设备100’、下游设备200’相连，配以合适的抽速，进而达到压强梯度过渡的目的。从图中可以看出这种结构差分距离很长，占用空间很大。设备之间的空间决定了差分距离的长短，这个空间是物理设计所决定的，不可随意更改，因此现有的差分方法不适用于空间极小的差分场合。此外，设备间可能存在相对运动，以满足不同模式切换需求，但现有的差分结构的上下游设备100’、200’须为固定状态，无相对运动。

综上，如何在非常有限的空间里实现对存在相对运动的设备之间的真空差分是迫切需要解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的核心是提供一种组合式真空差分结构，以实现不同设备的工作压力梯度的过渡，节省差分空间，并满足设备相对运动的需求。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种组合式真空差分结构，其包括波纹管和差分管，所述波纹管的上游端与一双面刀口法兰相连，所述双面刀口法兰的中央处设有通孔，所述差分管设于波纹管的腔体内且一端固定于该双面刀口法兰的通孔处。

所述波纹管为焊接波纹管，其包括硬管接头、以及分别设于其上游端和下游端的两个单面刀口法兰。

所述设于波纹管的上游端的单面刀口法兰为松套法兰，且其法兰连接孔为通孔。