用于中性束输入系统的低温泵组件运行控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113153714A(43)申请公布日2021.07.23(21)申请号202110550603.9(22)申请日2021.05.20(71)申请人中国科学院合肥物质科学研究院地址230031安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路350号(72)发明人王铭翔谢远来胡纯栋汪金新郎嘉琪陶玲唐宁章思(74)专利代理机构合肥市浩智运专利代理事务所(普通合伙)34124代理人杜丹丹(51)Int.Cl.F04B49/00(2006.01)F04B49/06(2006.01)F04B37/08(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称用于中性束输入系统的低温泵组件运行控制方法(57)摘要本发明公开用于中性束输入系统的低温泵组件运行控制方法，低温泵组件包括液氮杜瓦、液氦杜瓦、分子泵、罗茨泵、低温泵、温度测量控制装置，所述液氮杜瓦与低温泵内防辐射挡板连接，所述液氦杜瓦与所述低温泵内低温吸附面连接，低温吸附面上具有活性炭和加热丝，温度测量控制装置连接加热丝，分子泵、罗茨泵分别与低温泵连接；包括以下步骤：降温；稳态运行；再生过程；回温。本发明的有益效果：通过降温、稳态运行、再生、回温四个过程的控制来实现低温吸附泵高效稳定安全的运行，解决现有技术中没有适应于中性束输入系统的低温泵组件运行控制的方法。CN113153714ACN113153714A权利要求书1/3页1.用于中性束输入系统的低温泵组件运行控制方法，其特征在于，低温泵组件包括液氮杜瓦、液氦杜瓦、分子泵、罗茨泵、低温泵、温度测量控制装置，所述液氮杜瓦与低温泵内防辐射挡板连接，所述液氦杜瓦与所述低温泵内低温吸附面连接，低温吸附面上具有活性炭和加热丝，温度测量控制装置连接加热丝，分子泵、罗茨泵分别与低温泵连接；包括以下步骤：降温，开启液氮冷却低温泵的防辐射挡板，使其温度稳定在80±5K；开启液氦冷却低温泵的低温吸附面，使其温度维持在4.5‑6K；稳态运行，通过调节液氮液氦的流量，使低温吸附面维持在4.5‑6K，防辐射挡板维持在80±5K；再生过程，包括多次循环进行升温，抽空和制冷，次数大于等于5；通过加热丝加热进行升温，并通过温度测量控制装置实时监测加热温度，加热过程中，抽出释放的气体，待降温到工作温度，打开液氦，逐步降温，降温完成；回温，关闭液氦，温度上升到80±5K时，关闭液氮直至低温吸附面、防辐射挡板温度回到常温状态，回温完成。2.根据权利要求1所述的用于中性束输入系统的低温泵组件运行控制方法，其特征在于，所述低温泵组件还包括设置在所述液氮杜瓦与低温泵的液氮连接管道上的液氮阀门、所述液氦杜瓦与所述低温泵的液氦连接管道上的液氦阀门、压力测量装置、报警装置、控制装置，所述压力测量装置分别连接在液氮连接管道和液氦连接管道上，所述压力测量装置位于所述液氮阀门和所述液氦阀门的后端，所述压力测量装置连接所述报警装置，所述控制装置连接所述液氮阀门、液氦阀门、压力测量装置、报警装置。3.根据权利要求2所述的用于中性束输入系统的低温泵组件运行控制方法，其特征在于，所述降温的具体过程为：首先采用罗茨泵粗抽，再用分子泵抽中等真空，再开启液氮阀门，冷却低温泵防辐射挡板，通过监测防辐射挡板表面温度、液氮管进出口温度来监测降温过程；防辐射挡板降到80±5K后，保持液氮阀门一定开度，维持温度保持在80±5K；开启液氦阀门，通过监测低温吸附面的温度来监测降温过程；低温吸附面温度降到4.5±0.5K后，保持液氦阀门一定开度，维持低温冷凝板温度在4.5‑6K，同时调节液氮阀门开度，维持辐射挡板温度在80±5K，使整个系统保持稳定，降温过程结束。4.根据权利要求2所述的用于中性束输入系统的低温泵组件运行控制方法，其特征在于，所述稳态运行具体过程为：降温到位后，以液氮液氦出口温度为目标值，通过调节液氮阀门和液氦阀门的开度调节实现液氮液氦出口温度的稳定，同时，压力测量装置设置压力保护阈值，超过压力阈值时，所述报警装置动作；控制装置调节液氮阀门和液氦阀门的开度，使低温吸附面维持在4.5‑6K，防辐射挡板维持在80±5K，系统保持稳态运行。5.根据权利要求1所述的用于中性束输入系统的低温泵组件运行控制方法，其特征在于，所述再生过程为部分再生，循环次数为5‑10次。6.根据权利要求5所述的用于中性束输入系统的低温泵组件运行控制方法，其特征在于，所述防辐射挡板和所述低温吸附面上设置有温度传感器，温度传感器连接温度测量控制装置。7.根据权利要求5所述的用于中性束输入系统的低温泵组件运行控制方法，其特征在于，所述部分再生包括以下步骤：关闭液氦；加热低温泵吸附面上加热丝到90±5K，温度测2CN113153714A权利要求书2/3页量控制装置通过温度传感