低溫泵的抽氣原理與分類與結(jié)構(gòu)

2020-05-06 真空技術(shù)網(wǎng) 真空技術(shù)網(wǎng)整理

一、低溫泵的抽氣原理與分類

　　北方的冬天，在玻璃窗上常結(jié)一層霜，這就是低溫抽氣作用。水蒸汽凝結(jié)在0oC以下的玻璃表面上，使空氣中水蒸汽的分壓強(qiáng)降低了，達(dá)到了抽除水蒸汽的目的。

　　同理，如果設(shè)法使某一固體表面溫度足夠低，使其低于空氣中主要?dú)怏w成分的飽和蒸汽壓溫度，空氣中大部份氣體被凝結(jié)，達(dá)到了抽真空的目的。按這種原理抽真空的泵叫低溫冷凝泵。

　　利用低溫表面上的吸附劑和打在其上的氣體分子發(fā)生吸附而達(dá)到抽氣作用的泵叫作低溫吸附泵。根據(jù)所用吸附劑不同，又可分為三種類型：

二、低溫泵的結(jié)構(gòu)

低溫冷凝泵

圖6：低溫冷凝泵

　　圖6是一種低溫冷凝泵。它由三種部件組成，一是由低溫介質(zhì)(液氦)冷卻的抽氣表面;二是各種形狀和溫度的輻射屏(圖中是人字形障板，液氮溫度);三是泵體。

低溫泵

圖7：低溫泵

　　實(shí)際應(yīng)用的低溫泵常將低溫冷凝與吸附作用結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成如圖7所示的結(jié)卡勾。對(duì)各種氣體都能抽除。

小型制冷機(jī)低溫泵

圖8：小型制冷機(jī)低溫泵

　　圖8是閉循環(huán)小型制冷機(jī)低溫泵。它由低溫泵、壓縮機(jī)和膨脹機(jī)等部份組成。制冷介質(zhì)氦氣由壓縮機(jī)壓縮，經(jīng)進(jìn)氣管到膨脹機(jī)。這時(shí)進(jìn)氣閥門打開，膨脹機(jī)活塞在專用電機(jī)帶動(dòng)下向上運(yùn)動(dòng)，使膨脹機(jī)下腔充滿高壓氣體。

　　當(dāng)活塞到達(dá)上部頂端時(shí)，關(guān)閉進(jìn)氣閥，同時(shí)打開排氣閥，使膨脹機(jī)與低壓端相通，氣體膨脹制冷，活塞向下移動(dòng)把冷量貯存在活塞內(nèi)的蓄冷器中。如此多次循環(huán)，便在一、二級(jí)冷頭處分別獲得低于80K和20K的低溫和所需的制冷功率，并使氣體在低溫面上凝結(jié)，在活性炭上吸附而被抽除。

　　1、非金屬吸附劑泵：以活性炭、分子篩等為吸附劑。

　　2、金屬吸附劑泵：以蒸發(fā)或升華在冷面上的鈦、鉭、鋁等金屬或其合金為吸氣劑。

　　3、氣體霜也有類似吸附劑一樣的吸氣作用，象二氧化碳、水蒸汽等易冷凝的氣體，在低溫表面上凝結(jié)的同時(shí)，將不易冷淀的氣體(如氦)也一起埋葬或吸附抽除。

　　如果按供低溫介質(zhì)的方式分類，又可分為貯槽式、連續(xù)流動(dòng)式和閉循環(huán)小型制冷機(jī)低溫泵。

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