低溫泵的抽氣原理與分類與結構

2020-05-06 真空技術網 真空技術網整理

一、低溫泵的抽氣原理與分類

   北方的冬天,在玻璃窗上常結一層霜,這就是低溫抽氣作用。水蒸汽凝結在0oC以下的玻璃表面上,使空氣中水蒸汽的分壓強降低了,達到了抽除水蒸汽的目的。

   同理,如果設法使某一固體表面溫度足夠低,使其低于空氣中主要氣體成分的飽和蒸汽壓溫度,空氣中大部份氣體被凝結,達到了抽真空的目的。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生吸附而達到抽氣作用的泵叫作低溫吸附泵。根據所用吸附劑不同,又可分為三種類型:

二、低溫泵的結構

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(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

   實際應用的低溫泵常將低溫冷凝與吸附作用結合起來,構成如圖7所示的結卡勾。對各種氣體都能抽除。

小型制冷機低溫泵

圖8:小型制冷機低溫泵

   圖8是閉循環小型制冷機低溫泵。它由低溫泵、壓縮機和膨脹機等部份組成。制冷介質氦氣由壓縮機壓縮,經進氣管到膨脹機。這時進氣閥門打開,膨脹機活塞在專用電機帶動下向上運動,使膨脹機下腔充滿高壓氣體。

   當活塞到達上部頂端時,關閉進氣閥,同時打開排氣閥,使膨脹機與低壓端相通,氣體膨脹制冷,活塞向下移動把冷量貯存在活塞內的蓄冷器中。如此多次循環,便在一、二級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,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,在低溫表面上凝結的同時,將不易冷淀的氣體(如氦)也一起埋葬或吸附抽除。

  如果按供低溫介質的方式分類,又可分為貯槽式、連續流動式和閉循環小型制冷機低溫泵。

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