常见储液式低温泵的工作原理和特点
发布时间：2015年11月06日 09:16 阅读：5842
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储液式低温泵又称为储槽式
低温泵，或冷阱式低温泵。低温介质直接注入泵内液池，液池的外壁作为低温板，使气体冷凝达到抽气目的。为了减少常温部分的热辐射，一般需安装液氮屏以减少液体的消耗。其优点是泵的体积小、无振动、无噪声、操作简便，适用于高能加速器等大型真空工程。缺点是运转费用高，每次加注低温 介质的使用时间短，需长期连续运转的真空系统要定期补充工作介质，并且受到低温介质供应条件的限制。
1.简单储液式低温泵
简单储液式低温泵一个实例。液氦装在一个不锈钢容器中，其外壁构成冷凝面。外面挡板用液氮冷却。液氦容器悬挂在一个薄壁合金铜管上，上面装有液氦输送管、液面传感器和排气管。泵伸人真空室内作“冷头”。它对氮的抽速为1m3/s，对氢的抽速为3m3/s。
简单储液式低温泵冷头伸进真空室内，因此许多应用不适合，液氦耗量大，使用寿命(液氦充满后的维持时间)短，只有0.5～3天，并且不能获得低于10-8pa的压强。这是因为液氦面波动不可避免之故。若没有挡板抽氢，仅能达到10-5Pa，用传统的挡板仅能降到10-8Pa(300K时测得的等效氮压强)。简单储液式低温泵不能抽氦。
2.典型储液式低温泵
典型储液式低温泵其基本结构是不锈钢液氦容器，底部作为抽气面，周围被液氮容器包围。挡板的热辐射的透射极小，显著降低了低温表面的热负荷，因而使氢的平衡压强大为降低。冷凝面镀银，当冷凝面面对容器壁时，2.3K的低温表面可以获得(9.33±2.66)×10-8Pa的氢的平衡压强；当周围以液氮冷却挡板屏蔽时(光学密闭)，氢平衡压强趋近于1.33×10-10Pa；如果把挡板温度降至64K，则可获得1.33×10-11Pa。另一种方法是在镀银表面上预先冷凝一层Ne、Ar、O2等气体，则可获得1.33×10-10Pa的氢压强；如果再把周同的挡板温度降至78K和64K，则可分别测得10-11和10-12Pa的氢压强。
冷凝面下边的挡板可以减少室温对冷凝面的热辐射，以及使气体分子通过它被冷却后再打到冷凝面上。可凝性气体被冷凝，不可凝性气体被预冷，从而减少了对低温冷量的消耗。挡板表面的热辐射吸收系数愈高，则热辐射通过它的传输几率(透射系数)就越低。因此可以采用阳极氧化铝作辐射屏蔽片(或用黑铜)，用辐射(吸收)系数很小的金作排气面，以反射外来的辐射。该泵的液氦量比较大，其中的80％以上消耗在77K的液氮保护壁表面的辐射而损失的。
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