一种前级真空系统以及抽真空控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种前级真空系统以及抽真空控制方法。本发明专利技术中，仅采用一个前级真空泵通过主干路管道向各个分支管道及真空应用系统进行抽真空。与现有技术相比，仅需要一台前级真空泵即可完成对多路真空应用系统的前级抽真空操作，降低了成本，同时，因为通过管道连接，真空泵可以放到距离各个真空应用系统十几米至几十米远处，进而减少了空间占用，减轻了工作噪音，另外，在真空泵与管道以及管道与真空应用系统的连接处加装双波纹管，进而大幅降低从真空泵传递到真空应用系统的震动，本发明专利技术实施例中采用的总控制机柜连接中转站、中转站连接临近的子系统及下一个中转站的分层次布线方式使得线路简洁。

A pre stage vacuum system and a vacuum pumping control method

The present invention discloses a pre - stage vacuum system and a vacuum pumping control method. In the invention, only one pre stage vacuum pump is used to evacuated to each branch pipe and vacuum application system through a main trunk pipeline. Compared with the prior art, prior to the completion of a vacuum application system need only a vacuum operation stage vacuum pump can reduce the cost, at the same time, because the pipe connecting the vacuum pump vacuum can be put in the distance of each application system of tens of meters away, thereby reducing the space occupied, reduce work noise. In addition, the installation of double bellows in connection with the duct and vacuum pump and vacuum system, thereby significantly reducing the transfer from vacuum pump to vacuum system vibration, hierarchical implementation of total control cabinet were used in the invention is a transfer station, transfer station connecting neighboring subsystem and a transit the station makes the simple circuit wiring.

【技术实现步骤摘要】
一种前级真空系统以及抽真空控制方法
本专利技术涉及真空领域，特别涉及一种大型真空互联系统中的前级真空系统以及抽真空控制方法。
技术介绍
每一个独立的真空系统都需要配备对应的前级真空装置。而大型真空互联系统是由十几乃至几十个相对独立的真空系统通过阀门连接起来。如果采用传统做法，那么将需要十几乃至几十个前级真空无油干泵，这样的做法有如下缺点：(1)数量众多的干泵使得初期投入成本巨大，后期能耗高；(2)无油干泵的工作原理是利用密封圈相对运动压缩排气，使得其维护周期基本上是半年小维护，一年大维护，数量众多的干泵导致后期维护成本巨大；(3)每一个无油干泵需要摆放在与之对应的真空系统附近，增加总占地面积；(4)数量众多的无油干泵导致噪音巨大，使得工作环境非常嘈杂；(5)数量众多的无油干泵同时工作的震动大，对附近的测试分析系统(尤其是光学仪器)影响大；(6)普通无油干泵的极限真空只能到10-3mbar(毫巴)；(7)在需要中央控制系统的前提下，传统的布线方式是从控制机柜直接连接线路到各个子真空系统，例如一个子系统最基本需要两条控制供电线和两条信号线，那么从控制机柜需要连出来该4条线的十几倍乃至几十倍之多，导致线路非常杂乱难以维护。在大型真空互联系统中需要采用适当的软连接来分割各个功能模块，实现消除应力、隔离真空等目的。其中金属波纹管，特别是激光焊接超薄波纹管因其柔软、变形量大，真空密封性能优异而大量采用，满足大部分的常规需求。然而，正因为其柔软的特性，焊接波纹管在真空系统互连的时候会受到大气压力的挤压，特别是对于大口径的真空法兰。举例来说，对于口径150mm的法兰口会受到176公斤的压力。一方面会造成被连接系统的位移，另外一方面会使得减震效果大打折扣，难以满足大型真空互联系统的要求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种前级真空系统以及抽真空控制方法，以节省投入、降低能耗、减少污染、提高效率，以克服现有技术中的上述各项缺点。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种前级真空系统，包括：主干路管道；真空泵，所述真空泵连接于所述主干路管道，以对所述主干路管道抽真空；支路管道，所述支路管道为至少一路，各路所述支路管道分别通过各自的安全阀连接于所述主干路管道，并且，各路所述支路管道分别连接至各个真空应用系统；真空规，所述真空规为至少两个，分别安装于所述主干路管道以及各路所述支路管道中，以分别监测所述主干路管道和各路所述支路管道内的气压值；以及，控制机，所述控制机连接至每个所述真空规、每个所述安全阀，以获取所述主干路管道和各路所述支路管道内的气压值，并根据所述主干路管道和各路所述支路管道内的气压值控制每个所述安全阀，以在不影响其它真空应用系统的情况下对指定的真空应用系统抽真空。进一步，所述真空泵与主干路管道之间通过双波纹管连接。进一步，所述真空泵为高抽速真空泵。进一步，所述支路管道与真空应用系统之间通过双波纹管连接。一种抽真空控制方法，用于上述任一项所述的前级真空系统，所述方法包括：利用所述真空泵对主干路管道抽真空至设定气压值；检测待抽真空的真空应用系统的支路管道中的气压值；若待抽真空的真空应用系统的支路管道中的气压值低于第一气压阈值，则直接打开该支路管道的安全阀以通过所述主干路管道对该真空应用系统抽真空，否则，先关闭其它真空应用系统的支路管道的安全阀，再打开该支路管道的安全阀以通过所述主干路管道对该真空应用系统抽真空。进一步，在待抽真空的真空应用系统的支路管道中的气压值不低于第一气压阈值的情况下，在关闭其它真空应用系统的支路管道的安全阀之前：记录其它真空应用系统的支路管道的安全阀的开关状态。进一步，当该真空应用系统的支路管道中的气压值达到设定气压值后，恢复其它真空应用系统的支路管道的安全阀在该真空应用系统抽真空之前的开关状态。进一步，在通过所述主干路管道对该真空应用系统抽真空的过程中：若在抽真空开始后的第一设定时间长度内，该真空应用系统的气压值与初始气压值相比，下降幅度未达到设定比例，则关闭该支路管道的安全阀，并提示用户该真空应用系统可能存在漏气情况。进一步，在通过所述主干路管道对该真空应用系统抽真空的过程中：若在抽真空开始后的第一设定时间长度内，该真空应用系统的气压值未下降至第二气压阈值，则关闭该支路管道的安全阀，并提示用户该真空应用系统可能存在漏气情况。进一步，在打开该支路管道的安全阀以通过所述主干路管道对该真空应用系统抽真空的过程中：若所述主干路管道的气压值上至第三气压阈值，且保持其气压值不低于第三气压阈值的持续时间达到第二设定时间长度，则关闭该支路管道的安全阀，并在等待所述主干路管道的气压值恢复至第三气压阈值以下后，提示用户该真空应用系统存在漏气情况。进一步，在其它真空应用系统的支路管道的安全阀关闭期间：若处于关闭状态的安全阀所属的支路管道气压值上升至警戒气压值，则提示用户该处于关闭状态的安全阀所属的支路管道及其真空应用系统可能存在漏气情况；在恢复其它真空应用系统的支路管道的安全阀在该真空应用系统抽真空之前的开关状态时，保持可能存在漏气情况的支路管道的安全阀的关闭状态。从上述方案可以看出，本专利技术的前级真空系统以及抽真空控制方法，仅采用一个前级真空泵通过主干路管道向各个分支管道及真空应用系统进行抽真空。与现有技术相比，因为只需要一台性能好的前级真空泵，尽管单个的成本较高，但是相比十几个或几十个无油干泵的成本却是大大降低，并且后期运行能耗也显著降低；本专利技术实施例中的前级真空泵采用无接触式设计，无磨损件需要更换，可长期使用而不需要维护，可以连续运行数年至十几年，降低了了维护和使用成本；因为通过管道连接，进而本专利技术中的真空泵可以放到距离各个真空应用系统十几米至几十米远处，能够极大地减少前级真空系统的空间占用，同时因为只有一台真空泵并且摆放位置较远，也极大地减轻了工作环境中的噪音；本专利技术实施例中，在真空泵与主干路管道的连接处以及支路管道与各真空应用系统的连接处加装双波纹管，进而大幅降低从真空泵传递到真空应用系统的震动，双波纹管的优异减震性能可以满足对震动要求特别苛刻的例如扫描隧道显微镜的运行要求；本专利技术实施例采用的真空泵能够从大气压力直接工作到极限真空10-7mbar，远高于普通干泵10-3mbar的性能；本专利技术实施例，采用的总控制机柜连接中转站、中转站连接临近的子系统及下一个中转站的分层次布线方式使得线路简洁。附图说明图1为本专利技术实施例的前级真空系统电气连接结构示意图；图2为本专利技术实施例中主干路管道和支路管道布局的简易视图；图3为本专利技术实施例中的抽真空控制方法流程图；图4为本专利技术实施例中的抽真空控制方法的逻辑控制图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本专利技术作进一步详细说明。针对现有技术中所存在的缺点和技术问题，本专利技术实施例采用了中央式前级管道真空装置。其中，只需要一个高抽速的前级真空泵，通过主管道和分支管道连接到各个独立的真空系统，自主设计的控制逻辑系统可以方便的控制每一个分支管道与主管道之间的阀门通断，实现各个真空系统所需要的前级真空独立控制。因为采用管道来连接泵和真空系统的方式，前级真空泵可以放到远离真空系统的位置，以减少工作环境中的噪音，并通过在前级泵与管道之间和管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种前级真空系统，其特征在于，包括：主干路管道；真空泵，所述真空泵连接于所述主干路管道，以对所述主干路管道抽真空；支路管道，所述支路管道为至少一路，各路所述支路管道分别通过各自的安全阀连接于所述主干路管道，并且，各路所述支路管道分别连接至各个真空应用系统；真空规，所述真空规为至少两个，分别安装于所述主干路管道以及各路所述支路管道中，以分别监测所述主干路管道和各路所述支路管道内的气压值；以及，控制机，所述控制机连接至每个所述真空规、每个所述安全阀，以获取所述主干路管道和各路所述支路管道内的气压值，并根据所述主干路管道和各路所述支路管道内的气压值控制每个所述安全阀，以在不影响其它真空应用系统的情况下对指定的真空应用系统抽真空。

【技术特征摘要】
1.一种前级真空系统，其特征在于，包括：主干路管道；真空泵，所述真空泵连接于所述主干路管道，以对所述主干路管道抽真空；支路管道，所述支路管道为至少一路，各路所述支路管道分别通过各自的安全阀连接于所述主干路管道，并且，各路所述支路管道分别连接至各个真空应用系统；真空规，所述真空规为至少两个，分别安装于所述主干路管道以及各路所述支路管道中，以分别监测所述主干路管道和各路所述支路管道内的气压值；以及，控制机，所述控制机连接至每个所述真空规、每个所述安全阀，以获取所述主干路管道和各路所述支路管道内的气压值，并根据所述主干路管道和各路所述支路管道内的气压值控制每个所述安全阀，以在不影响其它真空应用系统的情况下对指定的真空应用系统抽真空。2.根据权利要求1所述的前级真空系统，其特征在于，所述真空泵与主干路管道之间通过双波纹管连接。3.根据权利要求1所述的前级真空系统，其特征在于，所述真空泵为高抽速真空泵。4.根据权利要求1所述的前级真空系统，其特征在于，所述支路管道与真空应用系统之间通过双波纹管连接。5.一种抽真空控制方法，用于权利要求1至4任一项所述的前级真空系统，所述方法包括：利用所述真空泵对主干路管道抽真空至设定气压值；检测待抽真空的真空应用系统的支路管道中的气压值；若待抽真空的真空应用系统的支路管道中的气压值低于第一气压阈值，则直接打开该支路管道的安全阀以通过所述主干路管道对该真空应用系统抽真空，否则，先关闭其它真空应用系统的支路管道的安全阀，再打开该支路管道的安全阀以通过所述主干路管道对该真空应用系统抽真空。6.根据权利要求5所述的抽真空控制方法，其特征在于：在待抽真空的真空应用系统的支路管道中的气压值不低于第一气压阈值的情况下，在关闭其它真空应用系统的支路管道的安全...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大猛，张晨辉，王婷，雒建斌，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11