专利名称：一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统及其抽真空复压方法
技术领域：
本发明属于发动机真空科学技术领域，本发明涉及一种用于真空容器的真空系统设计，具体是一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统及其抽真空复压方法。
背景技术：
羽流效应问题研究的一个重要前提是保证羽流气体的快速吸附，使得环境真空度能够达到规定的指标。目前，国内还没有专门用于发动机羽流试验研究的真空环境模拟设备，KM4、KM6 等空间环境模拟设备主要用于研究静态或低速气体的卫星等热真空试验研究，对静态或低速气体有较好的抽速，而发动机羽流试验主要用于研究动态的高温、高速羽流气体的流场分布、污染测量等特性，因而KM4、KM6等环境模拟设备无法有效的进行发动机羽流效应的地面试验研究。国外专门用于此方面研究的仅有德国宇航中心(Deutsches Zentrum fur Luft-und Raumfahrt，简称DLR)的STG真空羽流试验系统，其罐体直径为3. 3m，长度为 7. 6m，可保证0. 5N发动机(质量流量0. 2g/s，试验介质常温氮气)连续工作时，维持压力小于 l(T3Pa。STG真空羽流试验系统存在自身的缺点，即舱体体积小、羽流试验范围有限，对于流量2g/s以上的发动机羽流试验，无法维持IO3Pa以下高的动态真空度，不能有效模拟各种流量的发动机在真空中的真实工作情况。同时由于其系统抽速大小无法调节，不能通过改变抽速大小来获取满足发动机羽流试验要求的各种真空度。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种新型的专门用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统及其抽真空复压方法， 该清洁真空系统可根据发动机流量大小获取羽流试验要求的各种真空度，系统清洁无污染、系统抽速大小可调、系统工作模式多样、容器抽真空过程及复压过程安全可靠、低温泵液氮供应系统流量可自动调节、低温泵预抽、预冷及再生方便快捷，上述技术问题的解决增加了真空羽流效应试验系统运行的清洁性、可靠性、实用性和经济性。本发明提出一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，包括低真空系统、低真空液氮冷阱系统、高真空系统、高真空液氮冷阱系统、低温泵液氮供应系统A、低温泵液氮供应系统B、空气复压系统、氮气复压系统、液氦热沉、液氮热沉和羽流吸附泵。低真空系统包括罗茨泵机组A和罗茨泵机组B ；罗茨泵机组A包括螺杆泵A、蝶阀 A、电阻规A、电磁阀A、罗茨泵A、蝶阀C和插板阀A ；罗茨泵机组B包括螺杆泵B、蝶阀B、电阻规B、电磁阀B、罗茨泵B、蝶阀D和插板阀B ；低真空系统还包括电磁阀C、电阻规C和插板阀C ；螺杆泵A顺次通过蝶阀A、电阻规A、电磁阀A、罗茨泵A与插板阀A相连接；螺杆泵 B顺次通过蝶阀B、电阻规B、电磁阀B、罗茨泵B与插板阀B相连接；插板阀A、插板阀B通过三通与低真空液氮冷阱系统的液氮冷阱A的入口相连接，液氮冷阱A出口通过管道连接插板阀C后与真空容器相连接，在插板阀C与液氮冷阱A的出口之间连接有电阻规；且在插板阀A、插板阀B与液氮冷阱A的入口之间设置有电磁阀C ；罗茨泵A、罗茨泵B均配有旁路管道，旁路管道上分别安装有蝶阀C、蝶阀D，在螺杆泵A、螺杆泵B单独工作时使气体不流经罗茨泵A和罗茨泵B。高真空系统包括低温泵A、低温泵B、辅助分子泵A、辅助分子泵B、前级分子泵和旋片泵；前级分子泵配有旁路管道，旁路管道上安装有电磁阀I，在旋片泵单独工作时使气体不流经前级分子泵；低温泵A、低温泵B启动前的预抽采用前级分子泵、旋片泵充当预抽泵来完成；安全阀A设置于低温泵A与低温泵液氮供应系统A之间的连接管路上，安全阀B设置于低温泵B与低温泵液氮供应系统B之间的连接管路上，旋片泵通过管道顺次通过电磁阀J、高真空液氮冷阱系统的液氮冷阱B、前级分子泵与插板阀J前端连接，插板阀J后端安装有四通管道第一路管道顺次通过插板阀E、低温泵A、插板阀D与真空容器相连接，形成低温泵A抽气路；第二路管道顺次通过电磁阀E、辅助分子泵A、插板阀F与真空容器相连接，形成辅助分子泵A抽气路；第三路管道顺次通过电磁阀F、辅助分子泵B、插板阀G与真空容器相连接，形成辅助分子泵B抽气路；第四路管道顺次通过插板阀I、低温泵B、插板阀 H与真空容器相连接，形成低温泵B抽气路；四路抽气路与插板阀J之间还设置有电磁阀H ； 低温泵A和插板阀D之间设置有冷规A ；辅助分子泵A和插板阀F之间设置有冷规B ；辅助分子泵B与插板阀G之间设置有冷规C ；低温泵B和插板阀H之间设置有冷规D，插板阀J 和前级分子泵之间设置有电阻规D，手动放气阀连接于前级分子泵与高真空液氮冷阱系统的液氮冷阱B之间。低真空液氮冷阱系统包括液氮罐A、液氮供应阀A、管路安全阀A、冷阱进液阀A、液氮冷阱A、电子液位计A和放空阀A，高真空液氮冷阱系统包括液氮罐B、液氮供应阀B、管路安全阀B、冷阱进液阀B、液氮冷阱B、电子液位计B和放空阀B ；低真空液氮冷阱系统用于为低真空系统除油；高真空液氮冷阱系统用于为高真空系统除油；电子液位计A、电子液位计 B分别与液氮冷阱A、液氮冷阱B连接；低真空系统的插板阀A、插板阀B通过三通与低真空液氮冷阱系统的液氮冷阱A的入口相连接，且在插板阀A、插板阀B与低真空液氮冷阱系统的液氮冷阱A的入口之间设置有电磁阀C ；高真空液氮冷阱系统的液氮冷阱B安装在前级分子泵与电磁阀J之间；液氮罐A通过管道顺次连接液氮供应阀A、冷阱进液阀A、液氮冷阱 A、放空阀A ；液氮罐B通过管道顺次连接液氮供应阀B、冷阱进液阀B、液氮冷阱B、放空阀B。低温泵液氮供应系统A包括液氮罐C、液氮供应阀C、管路安全阀C、低温旁路阀A、 低温电磁阀A、管路安全阀D、气液分离器进液阀A、气液分离器A、安全阀C、电子液位计C、 放空阀C、低温阀A、安全阀D、气液分离器出液阀A、气液分离器回液阀A、安全阀E和低温阀 B;低温泵液氮供应系统B包括液氮罐D、液氮供应阀D、管路安全阀E、低温旁路阀B、低温电磁阀B、管路安全阀F、气液分离器进液阀B、气液分离器B、安全阀F、电子液位计D、放空阀 D、低温阀C、安全阀G、气液分离器出液阀B、气液分离器回液阀B、安全阀H和低温阀D ；气液分离器A、气液分离器B配有电子液位计C、电子液位计D，用于监控气液分离器A、气液分离器B液氮液位，电子液位计C、电子液位计D的另一端分别与低温电磁阀A、低温电磁阀B 连接形成闭合回路，低温泵A、低温泵B液氮出口管路一端一直延伸至气液分离器顶部，液氮罐C通过管道与顺次液氮供应阀C、低温电磁阀A、气液分离器进液阀A、气液分离器A连接，且在低温电磁阀A和气液分离器进液阀A之间的管路上还连接有管路安全阀D ；气液分离器A通过低温阀B、气液分离器回液阀A与低温泵A的液氮进液口相连接，低温泵A液口通过低温阀A、气液分离器出液阀A与气液分离器A相连接，放空阀C通过管路安装在气液分离器A顶部，液氮罐D通过管道顺次与液氮供应阀D、低温电磁阀B、气液分离器进液阀B、 气液分离器B连接，且在低温电磁阀B和气液分离器进液阀B之间的管路上连接有管路安全阀F ；气液分离器B通过低温阀D、气液分离器回液阀B与低温泵B的液氮进液口相连接， 低温泵B出液口通过气液分离器出液阀B、低温阀C与气液分离器B相连接，放空阀D通过管路安装在气液分离器B顶部，排气用；低温泵A与气液分离器回液阀A之间安装有安全阀 A，低温泵B与气液分离器回液阀B之间安装有安全阀B。空气复压系统包括空气过滤器、空气供应电磁阀A、空气供应电磁阀B、空气供应电磁阀C和氮气接入电磁阀，空气过滤器一端通过管道直接和大气接通，另一端通过三通管道分别并行连接空气供应电磁阀A、空气供应电磁阀B、空气供应电磁阀C，空气供应电磁阀A、空气供应电磁阀B、空气供应电磁阀C的另一端均最终连接至真空容器；氮气接入电磁阀的一端通过管道安装在空气供应电磁阀C与真空容器之间，氮气接入电磁阀的另一端通过管道与氮气复压系统的管路安全阀G连接。氮气复压系统包括气氮罐、气氮供应阀和管路安全阀G，用于试验结束后用于真空容器的前期复压；气氮罐通过气氮供应阀与空气复压系统的氮气接入电磁阀连接，空气复压系统与氮气接入电磁阀之间的连接管路上配有安全阀G ；液氦热沉、液氮热沉、羽流吸附泵均位于真空容器内部，液氦热沉位于液氮热沉内部，由液氮热沉保护，羽流吸附泵位于液氦热沉内部的一侧，便于吸附羽流试验气体。本发明提出的一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统还包括容器真空测量系统，用于测量真空容器的真空度，该容器真空测量系统包括电阻规E、电阻规F、电离规 A和电离规B ；电阻规E、电阻规F、电离规A和电离规B分别通过容器法兰直接和真空容器连接。本发明提出的一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统还包括残余气体分析系统，用于真空容器内部气体成分测量；残余气体分析系统包括残余气体分析仪、插板阀 K ；残余气体分析仪通过插板阀K连接至真空容器。本发明还提出一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统的抽真空复压方法， 具体为包括以下几个步骤(1)启动容器真空测量系统，实施测量真空容器内部压力，直至容器抽真空及复压结束，整个试验过程完成；(2)在低真空系统和高真空系统工作前，先启动低真空液氮冷阱系统、高真空液氮冷阱系统，分别向液氮冷阱A、液氮冷阱B供液，将液氮冷阱A、液氮冷阱B预冷至液氮温区， 用于吸收罗茨泵A、罗茨泵B和旋片泵工作时产生的油蒸汽；(3)启动低真空系统，罗茨泵机组A和罗茨泵机组B工作，将真空容器的真空度抽至 11 ；(4)启动低温泵液氮供应系统A和低温泵液氮供应系统B，分别向低温泵A和低温泵B输送液氮制冷制，使低温泵A和低温泵B内部达到液氮温区，完成低温泵A和低温泵B 的预冷；
(5)启动高真空系统，低温泵A和低温泵B开始工作，将真空容器真空度抽至 KT4Pa ；(6)启动液氦热沉、液氮热沉、羽流吸附泵，实现超高真空抽气，将真空容器真空度抽至 1 (T6I^a ；(7)开始进行发动机羽流试验，启动残余分析系统，对容器内部气体成份进行分析；(8)试验结束后，启动氮气复压系统、空气复压系统，完成对真空容器的复压，氮气复压系统将真空容器复压至lOOOPa，空气复压系统将真空容器从1000 复压至常压。本发明具有的优点在于(1)本发明提供一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，属于一种全新试验领域，不同于以往的环模设备，专门用于发动机羽流效应试验研究。(2)本发明提供一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，低真空系统及高真空系统均配有液氮冷阱系统，用于吸收机械泵工作时产生的油蒸汽，保证真空容器清洁。(3)本发明提供一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，真空获取主要靠洁净的低真空系统、高真空系统及液氦热沉、液氮热沉及羽流吸附泵完成，用于获取羽流试验需要的各种洁净真空度，最高能获得10-6 的超高动态真空度。(4)本发明提供一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，低真空系统配有两套罗茨泵机组，工作模式多样，抽速大小可调。(5)本发明提供一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，高真空系统配有两台低温泵、辅助分子泵及相应前级泵，工作模式多样，抽速大小可调。(6)本发明提供一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，复压系统由氮气复压系统和空气复压系统组成。氮气复压系统用于真空容器的前期复压，避免复压过程中空气中的水汽、二氧化碳冷凝在热沉表面，影响前期复压；空气复压系统用于真空容器的后期复压，并配有过滤器，可为真空容器提供洁净空气复压。(7)本发明提供一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，真空测量系统配有电阻规及电离规，两种规有各自的测量范围，可实现真空容器的全量程高精度测量。(8)本发明提供一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，配有残余气体分析系统，用于真空容器内部的气体成分测量。(9)本发明提供一种新型的专门用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，配有低温泵液氮供应系统，用于向两台低温泵持续供液。(10)本发明提供一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，低温泵液氮供应系统配有气液分离器，气液分离器上安有电子液位计，实现气液分离器液位高度的自动控制，保证低温泵液氮的自动供液并有效节约液氮用量。
图1 本发明提供的一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统结构图；图2 本发明提供的一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统的抽真空复压方法流程图；图3 本发明中真空系统设备运行时序图4 本发明中两台罗茨泵正常工作时真空容器真空度随抽气时间变化关系；图5 本发明中两台罗茨泵正常工作时抽速随抽气时间变化关系；图6 本发明中两台罗茨泵变频后的真空容器真空度随抽气时间变化关系；图7 本发明中两台罗茨泵变频后的抽速随抽气时间变化关系；图8 本发明中一台罗茨泵正常工作时真空容器真空度随抽气时间变化关系；图9 本发明中一台罗茨泵正常工作时抽速随抽气时间变化关系；图10 本发明中一台罗茨泵变频时真空容器真空度随抽气时间变化关系；图11 本发明中一台罗茨泵正常工作时抽速随抽气时间变化关系。图中
权利要求
1. 一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，其特征在于包括低真空系统、低真空液氮冷阱系统、高真空系统、高真空液氮冷阱系统、低温泵液氮供应系统A、低温泵液氮供应系统B、空气复压系统、氮气复压系统、液氦热沉、液氮热沉和羽流吸附泵；低真空系统包括罗茨泵机组A和罗茨泵机组B ；罗茨泵机组A包括螺杆泵A、蝶阀A、电阻规A、电磁阀A、罗茨泵A、蝶阀C和插板阀A ；罗茨泵机组B包括螺杆泵B、蝶阀B、电阻规 B、电磁阀B、罗茨泵B、蝶阀D和插板阀B ；低真空系统还包括电磁阀C、电阻规C和插板阀C ； 螺杆泵A顺次通过蝶阀A、电阻规A、电磁阀A、罗茨泵A与插板阀A相连接；螺杆泵B顺次通过蝶阀B、电阻规B、电磁阀B、罗茨泵B与插板阀B相连接；插板阀A、插板阀B通过三通与低真空液氮冷阱系统的液氮冷阱A的入口相连接，液氮冷阱A出口通过管道连接插板阀 C后与真空容器相连接，在插板阀C与液氮冷阱A的出口之间连接有电阻规；且在插板阀A、 插板阀B与液氮冷阱A的入口之间设置有电磁阀C ；罗茨泵A、罗茨泵B均配有旁路管道，旁路管道上分别安装有蝶阀C、蝶阀D，在螺杆泵A、螺杆泵B单独工作时使气体不流经罗茨泵 A和罗茨泵B ；高真空系统包括低温泵A、低温泵B、辅助分子泵A、辅助分子泵B、前级分子泵和旋片泵；前级分子泵配有旁路管道，旁路管道上安装有电磁阀I，在旋片泵单独工作时使气体不流经前级分子泵；低温泵A、低温泵B启动前的预抽采用前级分子泵、旋片泵充当预抽泵来完成；安全阀A设置于低温泵A与低温泵液氮供应系统A之间的连接管路上，安全阀B设置于低温泵B与低温泵液氮供应系统B之间的连接管路上，旋片泵通过管道顺次通过电磁阀 J、高真空液氮冷阱系统的液氮冷阱B、前级分子泵与插板阀J前端连接，插板阀J后端安装有四通管道第一路管道顺次通过插板阀E、低温泵A、插板阀D与真空容器相连接，形成低温泵A抽气路；第二路管道顺次通过电磁阀E、辅助分子泵A、插板阀F与真空容器相连接， 形成辅助分子泵A抽气路；第三路管道顺次通过电磁阀F、辅助分子泵B、插板阀G与真空容器相连接，形成辅助分子泵B抽气路；第四路管道顺次通过插板阀I、低温泵B、插板阀H与真空容器相连接，形成低温泵B抽气路；四路抽气路与插板阀J之间还设置有电磁阀H ；低温泵A和插板阀D之间设置有冷规A ；辅助分子泵A和插板阀F之间设置有冷规B ；辅助分子泵B与插板阀G之间设置有冷规C ；低温泵B和插板阀H之间设置有冷规D，插板阀J和前级分子泵之间设置有电阻规D，手动放气阀连接于前级分子泵与高真空液氮冷阱系统的液氮冷阱B之间；低真空液氮冷阱系统包括液氮罐A、液氮供应阀A、管路安全阀A、冷阱进液阀A、液氮冷阱A、电子液位计A和放空阀A，高真空液氮冷阱系统包括液氮罐B、液氮供应阀B、管路安全阀B、冷阱进液阀B、液氮冷阱B、电子液位计B和放空阀B ；低真空液氮冷阱系统用于为低真空系统除油；高真空液氮冷阱系统用于为高真空系统除油；电子液位计A、电子液位计B分别与液氮冷阱A、液氮冷阱B连接；低真空系统的插板阀A、插板阀B通过三通与低真空液氮冷阱系统的液氮冷阱A的入口相连接，且在插板阀A、插板阀B与低真空液氮冷阱系统的液氮冷阱A的入口之间设置有电磁阀C ；高真空液氮冷阱系统的液氮冷阱B安装在前级分子泵与电磁阀J之间；液氮罐A通过管道顺次连接液氮供应阀A、冷阱进液阀A、液氮冷阱A、 放空阀A ；液氮罐B通过管道顺次连接液氮供应阀B、冷阱进液阀B、液氮冷阱B、放空阀B ； 低温泵液氮供应系统A包括液氮罐C、液氮供应阀C、管路安全阀C、低温旁路阀A、低温电磁阀A、管路安全阀D、气液分离器进液阀A、气液分离器A、安全阀C、电子液位计C、放空阀C、低温阀A、安全阀D、气液分离器出液阀A、气液分离器回液阀A、安全阀E和低温阀B ； 低温泵液氮供应系统B包括液氮罐D、液氮供应阀D、管路安全阀E、低温旁路阀B、低温电磁阀B、管路安全阀F、气液分离器进液阀B、气液分离器B、安全阀F、电子液位计D、放空阀D、 低温阀C、安全阀G、气液分离器出液阀B、气液分离器回液阀B、安全阀H和低温阀D ；气液分离器A、气液分离器B配有电子液位计C、电子液位计D，用于监控气液分离器A、气液分离器 B液氮液位，电子液位计C、电子液位计D的另一端分别与低温电磁阀A、低温电磁阀B连接形成闭合回路，低温泵A、低温泵B液氮出口管路一端一直延伸至气液分离器顶部，液氮罐C 通过管道与顺次液氮供应阀C、低温电磁阀A、气液分离器进液阀A、气液分离器A连接，且在低温电磁阀A和气液分离器进液阀A之间的管路上还连接有管路安全阀D ；气液分离器A 通过低温阀B、气液分离器回液阀A与低温泵A的液氮进液口相连接，低温泵A液口通过低温阀A、气液分离器出液阀A与气液分离器A相连接，放空阀C通过管路安装在气液分离器 A顶部，液氮罐D通过管道顺次与液氮供应阀D、低温电磁阀B、气液分离器进液阀B、气液分离器B连接，且在低温电磁阀B和气液分离器进液阀B之间的管路上连接有管路安全阀F ； 气液分离器B通过低温阀D、气液分离器回液阀B与低温泵B的液氮进液口相连接，低温泵 B出液口通过气液分离器出液阀B、低温阀C与气液分离器B相连接，放空阀D通过管路安装在气液分离器B顶部，排气用；低温泵A与气液分离器回液阀A之间安装有安全阀A，低温泵B与气液分离器回液阀B之间安装有安全阀B ；空气复压系统包括空气过滤器、空气供应电磁阀A、空气供应电磁阀B、空气供应电磁阀C和氮气接入电磁阀，空气过滤器一端通过管道直接和大气接通，另一端通过三通管道分别并行连接空气供应电磁阀A、空气供应电磁阀B、空气供应电磁阀C，空气供应电磁阀A、 空气供应电磁阀B、空气供应电磁阀C的另一端均最终连接至真空容器；氮气接入电磁阀的一端通过管道安装在空气供应电磁阀C与真空容器之间，氮气接入电磁阀的另一端通过管道与氮气复压系统的管路安全阀G连接；氮气复压系统包括气氮罐、气氮供应阀和管路安全阀G，用于试验结束后用于真空容器的前期复压；气氮罐通过气氮供应阀与空气复压系统的氮气接入电磁阀连接，空气复压系统与氮气接入电磁阀之间的连接管路上配有安全阀G ；液氦热沉、液氮热沉、羽流吸附泵均位于真空容器内部，液氦热沉位于液氮热沉内部， 由液氮热沉保护，羽流吸附泵位于液氦热沉内部的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，其特征在于所述的清洁真空系统还包括容器真空测量系统，用于测量真空容器的真空度，该容器真空测量系统包括电阻规E、电阻规F、电离规A和电离规B ；电阻规E、电阻规F、电离规A和电离规B分别通过容器法兰直接和真空容器连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，其特征在于所述的清洁真空系统还包括残余气体分析系统，用于真空容器内部气体成分测量； 残余气体分析系统包括残余气体分析仪、插板阀K ；残余气体分析仪通过插板阀K连接至真空容器。
4.根据权利要求1所述的一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，其特征在于所述的插板阀C处管道直径大于罗茨泵A和罗茨泵B处管道直径，横截面积至少是罗茨泵A和罗茨泵B处管道横截面积总和。
5.根据权利要求1所述的一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，其特征在于所述的低温泵A、低温泵B抽速大于辅助分子泵A、辅助分子泵B抽速，辅助分子泵A、辅助分子泵B抽速大于前级分子泵抽速，前级分子泵抽速大于旋片泵抽速。
6.根据权利要求5所述的一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统，其特征在于所述的辅助分子泵A和辅助分子泵B抽速与前级分子泵抽速之比约为5 1，前级分子泵抽速与旋片泵抽速之比约为20 1。
7.应用权利要求1所述的一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统的抽真空复压方法，其特征在于具体为包括以下几个步骤(1)启动容器真空测量系统，实施测量真空容器内部压力，直至容器抽真空及复压结束，整个试验过程完成；(2)在低真空系统和高真空系统工作前，先启动低真空液氮冷阱系统、高真空液氮冷阱系统，分别向液氮冷阱A、液氮冷阱B供液，将液氮冷阱A、液氮冷阱B预冷至液氮温区，用于吸收罗茨泵A、罗茨泵B和旋片泵工作时产生的油蒸汽；(3)启动低真空系统，罗茨泵机组A和罗茨泵机组B工作，将真空容器的真空度抽至IPa ；(4)启动低温泵液氮供应系统A和低温泵液氮供应系统B，分别向低温泵A和低温泵B 输送液氮制冷制，使低温泵A和低温泵B内部达到液氮温区，完成低温泵A和低温泵B的预冷；(5)启动高真空系统，低温泵A和低温泵B开始工作，将真空容器真空度抽至10-4 ；(6)启动液氦热沉、液氮热沉、羽流吸附泵，实现超高真空抽气，将真空容器真空度抽至 KT6Pa ；(7)开始进行发动机羽流试验，启动残余分析系统，对容器内部气体成份进行分析；(8)试验结束后，启动氮气复压系统、空气复压系统，完成对真空容器的复压，氮气复压系统将真空容器复压至lOOOPa，空气复压系统将真空容器从1000 复压至常压。
8.根据权利要求7所述的一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统的抽真空复压方法，其特征在于所述的低真空系统有两种工作模式，一种为正常模式，两套罗茨泵机组同时工作，先启动两台前级螺杆泵A、螺杆泵B将真空容器从大气压抽至2200 ，然后启动罗茨泵A、罗茨泵B将真空容器从2200 抽至IPa ；另一种为故障模式，仅其中一套罗茨泵机组工作，先启动一台前级螺杆泵将真空容器从大气压抽至2200 ，然后启动一台罗茨泵将真空容器从22001 抽至lPa。
9.根据权利要求7所述的一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统的抽真空复压方法，其特征在于所述的高真空系统有两种工作模式，一种为正常模式，同时启动两台低温泵A、低温泵B将真空容器从1 抽至1. 3X IO-4Pa ；另一种为故障模式，仅启动一台低温泵A将真空容器从1 抽至1. 3 X IO-4Pa ；高真空系统还选用分子泵A、分子泵B作为低温泵的辅助泵，两种模式启动前均先采用分子泵A和分子泵B辅助抽气。
全文摘要
本发明提供一种用于发动机羽流试验研究的清洁真空系统及其抽真空复压方法，属于发动机真空科学技术领域，所述的清洁真空系统包括低真空系统、低真空液氮冷阱系统、高真空系统、高真空液氮冷阱系统、低温泵液氮供应系统A、低温泵液氮供应系统B、空气复压系统、氮气复压系统、容器真空测量系统、残余气体分析系统、液氦热沉、液氮热沉和羽流吸附泵。真空获取主要靠洁净的低真空系统、高真空系统及液氦热沉、液氮热沉及羽流吸附泵完成，用于获取羽流试验需要的各种洁净真空度，最高能获得10-6Pa的超高动态真空度。其中低真空系统及高真空系统均配有液氮冷阱系统，用于吸收机械泵工作时产生的油蒸汽，保证真空容器清洁。
文档编号G01M9/06GK102359859SQ20111020112
公开日2012年2月22日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者凌桂龙, 张国舟, 李晓娟, 王文龙, 蔡国飙, 黄本诚 申请人:北京航空航天大学