泵用微连通对称双卸荷槽及其困油与流量特性

为了充分提高外啮合齿轮泵的困油性能和完善双卸荷槽的现有设置理论,提出了一种双卸荷槽微连通对称设置的创新结构,并以常规无连通对称设置的双矩形卸荷槽为例,依次给出了创新结构的实现方法,构建了困油压力和理论流量的计算模型,比较分析了常规结构和创新结构下的困油压力、排量损失以及流量脉动质量等。结果表明:啮合点位置越接近最小困油容积位置,创新结构下的卸荷面积越大,突出解决了常规结构下该处的零卸荷面积问题;通过充分缓和常规结构下的困油压力,创新结构有效地避免了困油的高压冲击与低压气穴所造成的危害;相对于常规结构,创新结构的理论排量稍有下降,流量脉动有所加剧等。研究结果可为齿轮泵的优化设计提供参考。

活塞压缩机整机振动分析与试验研究

为验证新设计的活塞压缩机整机运转的可靠性,对压缩机进行有限元模态仿真分析和临界振动响应测试。首先建立活塞压缩机的三维模型,并对其进行合理优化,设置工作边界条件后,完成有限元模态仿真分析,获得压缩机在此条件下的整机临界振动响应频率理论分析结果。然后对压缩机整机进行临界振动响应测试,获得压缩机前六阶的实时工作模态。试验结果与有限元模态分析结果对比分析表明,二者存在一些误差,但规律一致,整机不会发生破坏性临界共振现象。

EAST装置中新型吸附剂泵(NEG)抽速标定研究

粒子排出是控制燃料粒子再循环、提升等离子体性能的关键因素之一。因此研究了新型吸附剂泵(NEG)在粒子排出技术中的潜在应用。NEG泵基于ZAO新型合金材料制成,对氢及其同位素抽速大、容量高,安装、运行、维护简单,兼容等离子体环境,适用于偏滤器区域的超高热流和复杂的空间结构。在EAST托卡马克装置安装4套HV800模组,开展了定期的抽速标定、再生研究以评估其周期性能变化。EAST真空室壁表面积较大,金属壁放气、杂质气体影响NEG泵抽速计算。通过计算EAST整体漏放率与氢及其同位素放气率,利用计算机模拟抽气过程,提出了一种用于修正NEG泵抽速的方法。研究结果表明在偏滤器区域工作压力下,对氘平均抽速可达1200 L/s。

基于TRIZ理论的一种提升罗茨真空泵基础压力的设计方法

以TRIZ理论为研究工具,采用因果分析方法得到了影响罗茨真空泵基础压力的根本原因和薄弱点,通过技术矛盾和技术系统进化法则解决方案模型的启示,进一步改进了罗茨真空泵的密封结构和转子型线,然后基于改进方案,对ZJP70型罗茨真空泵进行了优化。测试结果表明:在同等条件下,优化后的新型罗茨真空泵基础压力提升明显,同时最大零流量压缩比、整机漏率和噪声等核心指标也得到了显著改善。

等螺距螺杆真空泵内气体流动的数值模拟研究

应用计算流体力学(CFD)方法对螺杆干式真空泵进行数值模拟计算,建立了针对螺杆干式真空泵流场的分析方法。对泵腔中流动区域进行三维建模,采用SCORG和ANSYS-ICEM软件对转动域和固定域分别进行了网格划分,利用瞬态模拟方法得到了泵内压力场、速度场和温度场的分布情况,并计算出抽气速率等参数。网格无关性分析结果与理论数据对比表明数值模拟结果可靠,符合预期。

星载产品开机后的内部压力变化仿真研究

气体压力作为星载大功率产品开机运行的一个重要参数,会影响到产品的安全和在轨寿命。由于星载大功率产品开机后温度升高,部件放气会发生压力反弹现象,对产品安全带来隐患。文章从材料释气和内部气体扩散浓度随温度变化关系研究入手,基于某星载产品开机供电后温升引起的材料脱附气体增多,以烘烤温度,烘烤时长和静置的情景作为边界条件,计算了分子流状态下产品开机前后内部压力变化情况,并进行数值模拟。文章为星载产品空间环境下开机运行压力变化预估以及开机后是否存在安全隐患提供理论依据。

卫星内部真空度预判模拟仿真研究

真空度对卫星高功率产品的安全、在轨寿命至关重要。卫星入轨后空间环境温度变化剧烈,用等温释气公式推导卫星内部真空度误差较大。文章基于材料脱附吸附随温度变化特征,解算卫星材料变温工况下放气量,提出一种卫星内部真空度仿真计算方法。对温度波动条件下星内材料释气进行仿真分析,得到了卫星通信舱在温度变化状态下内部真空度随时间变化情况仿真结果。模拟结果与实际测量结果进行对比,两者差异小于34%。文章为卫星在轨及地面真空试验期间其内部压力值的预估提供理论依据。

干式真空泵在半导体及新能源领域的应用及发展趋势

干式真空泵作为一种机械真空泵,具有抽速范围宽、抽气腔内无油、元件无摩擦、能耗低、耐腐蚀等优点。因其泵腔内无油或其他工作介质,可以提供相对洁净的真空环境,目前已经成为微电子、半导体、精密加工、新能源装备等行业首选的真空获得设备。本文简述了干式真空泵在半导体制备及新能源装备制造行业中的应用场景,举例说明了部分干式真空泵的产品特性,总结了国内干式真空泵行业发展空间及面临的挑战。

干式螺杆真空泵的理论研究进展

由于干式双螺杆真空泵具有工作压强范围宽、抽速大、可抽除水蒸气和固体粉尘、性能稳定等独特优势,目前已广泛应用于半导体、石油化工、光伏新能源等热门行业,具有广阔的市场前景,引起了国内外的广泛关注。本文基于国内外研究论文和专利资料,从螺杆转子端面型线设计、变螺距和变截面的内压缩设计、动平衡设计、计算流体力学和热力学工作性能分析等研究角度,全面综述了干式双螺杆真空泵的理论研究进展,为螺杆真空泵领域的研究工作提供参考。

大型串联电子束熔炼炉抽真空系统设计研究

针对目前大型串联电子束熔炼炉抽气系统设计选型困难的问题,提出了一套电子束熔炼炉抽气系统设计方法。首先按照真空炉体的气体载荷计算有效抽速,粗选主泵,并用有效抽速和抽真空系统的流导验算主泵的抽速;其次对主泵的前级以及真空炉体的预抽泵进行选型,计算前级泵与预抽泵的抽速;再次计算粗抽时间与抽高真空时间以验证选型的合理性;最后通过试验对设计的电子束熔炼炉系统进行验证。结果表明,所设计的炉体抽真空系统粗抽时间与高真空抽气时间略高于计算时间,极限真空度优于设计要求。该方法计算结果与试验结果具有较高的一致性,可满足类似大型真空熔炼炉的抽真空系统设计需求。

大抽速、高容积KDCP—16低温泵研制

介绍了中船鹏力(南京)超低温技术有限公司自主研制的大抽速、高容积KDCP-16低温泵,对其抽速和热负荷进行了理论计算,并测试了其主要性能指标(抽速、降温时间、抽气容积、渡越容量)。结果表明,KDCP-16低温泵N2抽速为6550 L/s,Ar抽速为5650 L/s,降温时间为110 min,Ar抽气容积为7550 std·L,渡越容量为6.7×10^(4)Pa·L,各项性能指标均优于国外同尺寸低温泵。

分子泵体积流率检测标准方法的探讨

全面论述了分子泵的发展、体积流率检测方法及应用等内容。介绍了分子泵体积流率测量的国内外标准,重点探讨了流量法和小孔法两种体积流率测试方法,以FF-160/620C分子泵为对象,分别用这两种方法测量了其在特定压力下的体积流率,详细介绍了测量原理、流程、结果及不确定度。结果表明,在流量计满足要求的情况下,流量法更具优势。最后介绍了分子泵在特殊工况下如强磁、耐腐蚀等环境下的测量方法和意义。

电动汽车真空泵结构与性能分析

当前,电动汽车所使用的真空泵主要有叶片式电动真空泵和膜片式电动真空泵,对这两种电动汽车真空泵的结构与工作原理进行了介绍。同时对叶片式电动真空泵和膜片式电动真空泵的性能进行分析,得到真空度恢复曲线、制动踏板力、制动踏板行程,以及连续制动下的制动踏板力和真空度。通过性能分析,为电动汽车真空泵的选型提供参考。

高转速背景下涡轮分子泵的发展机遇与挑战

传统直叶片结构的涡轮分子泵在高转速的背景下面临着新的发展机遇与挑战,为了突破当前遇到的“涡轮分子泵的抽气速率随着涡轮转速增加到一定程度以后就不再增加,仿佛进入了一个饱和状态”的瓶颈问题,文章从分子气体动力学基本原理出发,采用蒙特卡洛方法,分析了涡轮转速提高以后给涡轮分子泵的抽气机制带来的新变化,发现了传统直叶片结构的抽气叶列和抽气模式与目前达到的高转速不匹配限制了抽速的提升,但高转速背景下又为其抽气性能的提升提供了可能。理论分析和研究发现在涡轮叶列中设置随叶片半径变化的扭转叶片是突破瓶颈的途径,论述了设置扭转叶片的根本原因,提出了高转速小角度的设计理念和新型扭转叶片的几何建模的方法,以期实现最佳叶列结构的设计与求解,为研制高转速下高性能、高适应性涡轮分子泵提供理论依据与技术支撑,也为将来涡轮分子泵的结构优化设计提供了一个方向。

浅析爪型干式真空泵的维护检修

围绕爪型无油干式真空泵进行了研究。介绍了爪型真空泵的结构及工作原理,重点从润滑油系统维护保养、泵腔系统维护保养两方面研究了爪型真空泵的维护及保养,并分析了爪型真空泵的常见故障及异常情况,以及拆卸、回装注意事项。

基于改进BP的分子泵故障诊断研究

分子泵为EAST装置提供洁净的真空环境,其运行状态影响EAST实验的顺利开展。由于在EAST实验运行过程中,分子泵设备可能会出现异物坠入或者真空泄漏故障,对装置造成次生危害。针对分子泵故障数据集不平衡导致故障诊断精度低以及模型过拟合问题,提出一种基于时域频域预处理与改进BP相结合的算法,实现分子泵故障诊断。通过在BP神经网络的基础上,引入粒子群算法(PSO)并结合五折交叉验证优化模型。首先在模拟分子泵故障的破坏性测试平台上,采集正常态、真空泄漏以及异物坠入故障振动信号,然后对数据进行时域频域特征提取融合,将得到的特征向量集作为优化算法的输入,对模型进行训练,实现分子泵故障诊断。经实验验证,所提出改进BP算法在诊断精确率上可以达到96.84%,优于支持向量机(SVM)、K近邻(KNN)和BP算法。

基于ANSYS水环真空泵转子静力学和模态分析

水环真空泵具有构造简单、等温压缩、方便使用维修等特点,特别适合抽吸和压缩易燃易爆气体。转子部件在水环真空泵的稳定运行中发挥关键作用,其设计强度直接影响着产品的质量和寿命。通过ANSYS有限元分析软件对转子部件进行了静力学分析和模态分析。结果表明:水环真空泵泵轴和叶轮最大变形量均未超过材料允许的变形量。通过模态分析可知水环真空泵工作转速远低于转子系统的一阶临界转速,系统不会发生共振。研究验证了水环真空泵的工作可靠性,为转子部件以及产品整体结构优化设计提供了理论依据。

基于水环泵与蒸汽喷射泵组合技术下的RH真空系统节能实践

针对某炼钢厂RH蒸汽喷射泵蒸汽耗量大、供汽不稳定的问题,提出一种改造方案,该方案应用水环泵与蒸汽喷射泵组合技术,以新设蒸汽专线优先供应RH精炼设备。改造后,RH精炼外部蒸汽用量降低约25%,在现有条件下可以满足RH正常生产需要,达到了节能降耗的目标。

真空泵泵芯表面磨损疲劳寿命预测研究

真空泵在众多工业和科研领域中应用广泛,其性能和寿命直接影响真空设备的稳定性和生产效率。泵芯是真空泵的关键部件,表面磨损及疲劳导致的泵芯性能下降是限制真空泵性能提升和使用寿命延长的主要因素。基于此,文章分析真空泵泵芯表面磨损疲劳的机理,探讨泵芯表面磨损疲劳寿命预测的建模方法,并探究寿命预测方法的改进方向,旨在为泵芯耐磨损疲劳性能的提升和使用寿命的延长提供理论基础和技术支持。

1.8 K超流氦系统中常温减压泵机组的控制与调试

核聚变领域和高能物理等领域内的大型科学装置的迅猛发展,促进了1.8 K/2 K超流氦系统的进步和广泛应用。作为获取超流氦的常用方法,介绍了1.8 K超流氦系统中常温减压泵机组的工艺流程、结构、设计参数、自动控制流程、远程监控的设计以及启动停机过程的性能测试验证。通过常温减压泵机组的逐步减压控制,快速且稳定地获取了1.8 K超流氦,泵组各实测参数均达到或优于设计参数。