化学词典告诉你低温泵的类型以及结构特点。低温泵是利用低温表面冷凝气体的真空泵,又称冷凝泵。低温泵可以获得抽气速率最大、极限压力最低的清洁真空,广泛应用于半导体和集成电路的研究和生产,以及分子束研究、真空镀膜设备、真空表面分析仪器、离子注入机和空间模拟装置等方面。
低温泵的类型
低温泵分为注入式液氦低温泵和闭路循环气氦制冷机低温泵两种。
注入式液氦低温泵
主要由液氦容器、泵体和连接挡板的液氮腔体等部分组成。为了减少液氦消耗,液氦容器的外壁采用双层保温壁并在其间抽成真空。当泵被预抽到10-6 帕压力时灌入液氮和液氦,气体凝结在4.2K的工作冷板上。经预抽使氦氢分压到10-12帕数量级,故泵可获得10-11帕以下的极限压力。如果把液氦容器抽真空减压到6650帕,液氦温度可降到2.3K,则可得到更低的极限压力。
闭路循环气氦制冷机低温泵
它是70年代出现的新型低温泵。这种泵不消耗氦气、操作简便,易于维修,应用日渐广泛。制冷机的制冷介质为气氦,一级冷板温度为50~100K,典型应用是65K,用来冷凝水蒸汽和预冷其他气体;二级冷板温度为10~20K,用来冷凝氮、氧和氩等气体。在二级冷板的内表面涂以活性炭。活性炭的比表面积为500~2500米2/克,在低温下对氦、氖和氢有很强的吸附能力。冷板由无氧铜制成,表面抛光达到镜面程度,以减小辐射系数。泵的极限压力为10-7~10-8帕,工作压力范围为10-1~10-7帕,要求预抽压力为1帕。制成的产品抽气速率已达60000升/秒(1升=10-3米3)。此外,尚可根据工艺的特点把抽气冷板安排在被抽容器内,其抽气速率可达到106升/秒以上。
低温泵的结构特点
立式结构:适于埋装在地下,不会受电动机热风、空气温度和日照等影响,易于保冷;能降低泵的吸上高度,增加灌注头,提高有效汽蚀余量;立式结构还有利于排气,使悬挂轴有足够高度便于布置轴封装置,故该泵也称为立式筒型泵。
对称结构:泵的总体结构力求对称布置,以便在冷态下能均匀变形。冷头一般采用二级机构,第一级达到80K,第二级达到温度10K。
双层壳体:为了保冷方便和有利于输送危险介质,通常都制成双层壳体,内壳里面承受泵压,内外壳之间是吸入压力,这样可适当降低内壳的强度要求。
外壳需做成真空夹层,已达到隔热效果。