一、低温泵的抽气原理与分类
北方的冬天,在玻璃窗上常结一层霜,这就是低温抽气作用。水蒸汽凝结在0oC以下的玻璃表面上,使空气中水蒸汽的分压强降低了,达到了抽除水蒸汽的目的。
同理,如果设法使某一固体表面温度足够低,使其低于空气中主要气体成分的饱和蒸汽压温度,空气中大部份气体被凝结,达到了抽真空的目的。按这种原理抽真空泵叫低温冷凝泵。
二、低温泵的结构
它由三种部件组成,一是由低温介质(液氦)冷却的抽气表面;二是各种形状和温度的辐射屏(图中是人字形障板,液氮温度);三是泵体。
闭循环小型制冷机低温泵。它由低温泵、压缩机和膨胀机等部份组成。制冷介质氦气由压缩机压缩,经进气管到膨胀机。这时进气阀门打开,膨胀机活塞在专用电机带动下向上运动,使膨胀机下腔充满高压气体。
当活塞到达上部顶端时,关闭进气阀,同时打开排气阀,使膨胀机与低压端相通,气体膨胀制冷,活塞向下移动把冷量贮存在活塞内的蓄冷器中。如此多次循环,便在一、二级冷头处分别获得低于80K和20K的低温和所需的制冷功率,并使气体在低温面上凝结,在活性炭上吸附而被抽除。
1、非金属吸附剂泵:以活性炭、分子筛等为吸附剂。
2、金属吸附剂泵:以蒸发或升华在冷面上的钛、钽、铝等金属或其合金为吸气剂。
3、气体霜也有类似吸附剂一样的吸气作用,象二氧化碳、水蒸汽等易冷凝的气体,在低温表面上凝结的同时,将不易冷淀的气体(如氦)也一起埋葬或吸附抽除。
如果按供低温介质的方式分类,又可分为贮槽式、连续流动式和闭循环小型制冷机低温泵。