慷泰气体设备制造有限公司

2.抽气原理

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在低温泵内设有由 液氦或 制冷机冷却到极低温度的 冷板。它使气体凝结，并保持凝结物的蒸汽压力低于泵的极限压力，从而达到抽气作用。低温抽气的主要作用是低温冷凝、低温吸附和低温捕集。①低温冷凝：气体分子冷凝在冷板表面上或冷凝在已冷凝的气体层上，其平衡压力基本上等于冷凝物的蒸气压。抽空气时，冷板温度必须低于 25K；抽 氢时，冷板温度更低。低温冷凝抽气冷凝层厚度可达10毫米左右。②低温吸附：气体分子以一个单分子层厚 (10-8厘米数量级)被吸附到涂在冷板上的 吸附剂表面上。 吸附的平衡压力比相同温度下的蒸气压力低得多。如在 20K时氢的蒸气压力等于大气压力，用 20K的活性炭吸氢时吸附平衡压力则低于10-8 帕。这样就可能在较高温度下通过低温吸附来进行抽气。③低温捕集：在抽气温度下不能冷凝的气体分子，被不断增长的可冷凝气体层埋葬和吸附。

一般说来， 泵的极限压力就是冷板温度下的被冷凝气体的蒸气压力。温度为120K时，水的蒸气压已低于10-8帕。温度为20K时，除 氦、 氖和氢外，其他气体的 蒸气压也低于10-8帕。但由于被抽容器和低温冷板的温度不同，泵的极限压力高于冷凝物的蒸气压。对于室温下的容器，低温板为20K时，泵的极限压力约为冷凝物蒸气压力的4倍。

3.类型

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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（图）。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。

4.结构特点

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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，**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。