低温泵的特性和原理

低温泵是一种利用温度极低的冷却表面(≤77K)的冷凝作用,把气体从系统内部排除的真空泵。60年代以来,低温抽气在真空的获得和应用中有了越来越广泛的应用。低温泵是一种清洁的真空泵。因为低温介质只是一种对泵的抽气表面起冷却作用并在封闭容器中存贮或循环的冷剂,因而不与真空空间发生任何接触。这一特点对于某些要求清洁无油的真空系统来说是至关重要的。低温泵对大多数气体都能获得极低的分压和极高的抽速。当低温泵在液氦介质下工作时,还具有很大的实际抽气能力和抽气的无选择性(氦除外)等优点。     

低温抽气的超高真空系统的烘烤

考虑到超高真空系统烘烤期间低温泵的热负载问题,介绍一种简单的热挡板,该结构允许烘烤到200℃,而且在系统正常工作期间不影响低温泵的高抽速。 获得清洁的超高真空(UVH)的先决条件是能够烤烘真空室,使放气减到最少。这样的系统常用溅射离子泵或扩散泵抽气。但主泵的选用可有多种的考虑。近来,涡轮分子泵和低温泵已经成为经济可行的替换泵种,这就为用户在真空获得手段的选择方面有了更大的回旋余地。由氦气深冷致冷器冷却的低温泵[1],其工作原理是将可冷凝的各种气体冻结在一系列冷板上,并将剩余的气体低温吸附在保持8～15K的活性碳表面。…     

基于4 K制冷机的低温泵抽气单元性能分析

中性束注入实验单元系统调试和小尺寸样机验证测试需要真空环境支持,针对实验气体负载性质与真空要求,探索研制外置式制冷机低温泵。设计了一种基于单台4 K制冷机的低温泵并开展抽气单元性能分析,采用ANSYS热分析方法研究抽气单元热学性能,得到了不同气体热负载下的温度分布,结果表明,抽气面温度处于5 K左右,能够有效抽除H₂、He等难凝性气体。采用MOLFLOW对连接抽速测试系统的低温泵进行了气体粒子运动模拟,验证了抽气单元设计的合理性,并模拟得到气体捕获系数为0.409;探究了气体负载对抽气性能的影响,结果表明,受温升影响,泵的抽速波动较小,抽气性能良好。研究方法与结果为实验用制冷机低温泵的研制提供了有益参考。     

CFETR堆芯真空室抽气系统的初步设计

根据中国聚变工程实验堆(CFETR)堆芯真空室的尺寸、偏滤器工作气压及抽气要求,模拟计算出低温泵在偏滤器口对燃料粒子的有效抽速约43 m~3/s,运用粒子平衡法计算出堆芯真空抽气所需的低温泵的数量,并验证了氦灰抽除的可行性和分析了低温泵对氚滞留的情况。通过计算堆芯真空室抽极限真空所需要的抽速和前级抽气系统的平均有效抽速,初步设计了维持泵的数量和预抽气的前级泵组。CFETR堆芯真空抽气的初步设计为后续真空系统的工程设计及建造提供了理论依据。     

次级电子倍增器型离子泵

一、前言近年来,以半导体工业为主,超高压电子显微镜,加速器,表面物理研究等许多领域越来越需要清洁的超高真空。为达到这一目的,将注意力多集中在涡轮分子泵和低温泵方面。两者的优点是均比较容易获得清洁超高真空,而缺点是都需要烘烤出气,安装方向受到限制和需要辅助泵,要获得完全无油的超高真空排气系统似乎还存在一些问题。看来,一定需要清洁超高真空的装置的抽气,目前还是使用在上述方面问题较少,而且使用简便的离子泵。离子泵存在的问题是按容积计算泵的抽速小,特别是达到高真空后真空度越高抽速下降得越显著。抽速下降是因为气体压强在10~(-6)帕以上时电离空间的电子数几乎保持不变,而到更高真空时电子数随着气体压强的下降而减少。     

小型闭循环氦致冷机低温泵的结构设计与特点

引言低温抽气是利用低温表面和低温吸附介质来冷凝和吸附气体从而获得并保持真空的一种装置。它具有清洁无油、使用灵活、抽速大和工作压强范围宽等优点。特别是致冷机低温泵还具有结构简单,操作方便,能连续工作,寿命长等特点。因此它被广泛地应用于空间模拟、受控热核反应、高能物理、等离子体物理、电子学、极高真空技术、真空镀膜等领域,具有较强的生命力。 ZDB—150型低温泵是用小型闭循环氦致冷机冷却的,泵口直径为150毫米,该泵是在我院研制成功G—M氦循环致冷机的基础上进行设计和制造的。致冷机的致冷原理,是基于气体的膨胀,──西…     

关于举办致冷机低温泵学习班的通知

随着表面科学、电子、半导体、镀膜等技术的发展,迫切需要具有清洁无油、耐腐蚀、工作压强范围广等特点的致冷机低温泵,目前国内已研制、生产了此种设备,为适应推广、应用这种泵的需要,中国真空学会真空获得技术专业委员会将于十月下旬,在南京工学院电子工程系举办为时十六天的致冷机低温泵学习班,人数五十人左右,有理论讲授、讲座及实检,其详细内容及报名具体办法另见报名通知单。 讲授内容; 1.低温抽气的理论基础; 2.致冷机低温泵的抽气模式及参量分析; 3.致冷机低温泵的结构及设计; 4.低温泵的冷源──小型致冷机; 5.低温泵的特性测试及…     

带有整体式K20致冷机的低温泵在真空淀积工艺中的应用

用致冷机工作的低温泵证明在研究和发展中是十分成功的。同普通真空泵相比，这种低温系统具有抽速大，获得无碳氢物真空、工作范围宽和操作成本低的优点。Ｋ２０型双级致冷机同在冷凝和吸附下抽气的低温泵组合在一起。本文讨论了这种泵的结构和性能。通过商用镀膜机的操作，测出了泵对氮、氢和水蒸汽的抽速以及容器压力对抽气时间和抽降周期数的曲线关系。测量结果表明，这种冷凝和吸附面设计合理的低温泵大大地超过了今天所使用的各种类型泵。     

举办致冷机低温泵学习班

随着表面科学,电子,半导体,镀膜等技术的发展,迫切需要具有清洁无油,耐腐蚀,工作压强范围广等特点的致冷机低温泵,目前国内已有研制,生产,应用此种设备。为推广其应用,中国真空学会真空获得技术专业委员会于十月下旬,在南京工学院电子工程系举办为时十六天的致冷机低温泵学习班,人数五十人左右,有理论讲授,讲座及实验,详细内容及报名具体办法详见报名通知单。讲授内容: 1.低温抽气的理论基础, 2.致冷机低温泵的抽气模式及参量分析, 3.致冷机低温泵的结构及设计,     

超高真空氦蒸发低温泵

叙述了抽汲活性气体和重惰性气体用的超高真空预热低温泵。气体在被氦蒸汽冷却到温度20—22K的表面上冷凝。泵抽汲氮气的速率为2400升/秒,起动时间为12分,极限压力<10~(-9)帕,液氦流量为1升/时。     

闭循环制冷机低温泵的调试

低温泵利用低冷凝和捕集来抽气,它不给被抽容器带来污染,因而是十分清洁的泵。然而早期的低温泵需用液氮或昂贵的液氦来制冷,这就限制了它的应用。现代的低温泵用闭循环小型制冷机来获得抽气所需的低温,完全省去了液氦和液氮,这就大大降低了运转成本。此外,制冷机使用的压缩机寿命较长,一般在运转9000至10000小时后只需花费半小时左右简单地更换一下吸     

貯槽式液氦冷凝泵的设计考虑及其性能测试

一、引言所谓液氦冷凝泵,是指一种靠低温介质(液氦)将固体表面冷却到极低温度(≤4K),使沸点高于这一温度的碰撞气体被冷凝在该低温表面上,从而产生很大抽气作用的泵。其抽气机制基本上是一种物理吸附过程。从理论上讲,这种泵具有一系列显著的特色: (1)在10~(-1)～10~(-10)帕这样一个宽的压力范围内都具有较大的抽速,而且其比抽速可接近于理论值; (2)极限真空度高,可达10~(-10)帕范围; (3)抽气基本无选择性(只有氦气除外,来自金属真空系统的氦气通常也是极其稀少的), (4)实际抽气能力大,且在理论上没有限制; (5)极清洁,真空系统不会受到泵的任何污染; (6)易于并能够完全再生;     

10~(-13)托的液氦低温冷凝泵

本文介绍了超高真空校准装置用的液氦低温冷凝泵的性能。 该泵的特点是泵体的双层外壁用液氮冷却作为液氮屏蔽,而未采用泵内的液氮屏蔽挡板。极限真空度高,抽速大,满足了校准装置的要求。 液氮低温冷凝泵在4.2K时测得极限真空为1.2 ×10～-12托,抽速为6500升/秒(对干燥氮气)。减压降温接近2K时,极限真空为 10～-13托,对氢气抽速为11000升/秒。 一、引言 低温冷凝泵是利用致冷剂将固体表面冷到极低温度,使气体碰在冷凝表面上被凝结,从而产生抽气作用的。这种抽气过程基本上是一种物理吸附过程。它的抽速仅与低温表面或低温板的面积、几何形…     

适用于工业真空系统的通用低温泵

低温抽气具有高抽速、灵活、清洁和工作压强范围比较宽等优点。长期以来是被人们所公认的。但是在工业方面至今还没有被应用,本文描述一台使用近代制冷机装备的低温泵的真空特性,这种制冷机能同时提供大约80K 50W 20K 10W的冷量,因而就不再需要波氦和液氮了。资料表明,为了工业上能采用这种20K低温抽气,必须对低温板和制冷机冷量的设计加以特殊考虑。假如满足:a)氢气是均匀分布在与20K低温板胶合的吸附剂上。b)吸附剂颗粒尺寸约1毫米及c)比氢气更容易冷凝的气体对吸附剂的污染可避免,那么,10W的冷量能使这种泵长期地工作,特别是对于工业…     

深冷抽气机理简介

随着深冷技术的迅速发展,冷凝泵的利用也越来越普及。尤其欲想获得清洁的真空室和要求有较大抽速的容器,冷凝泵的应用更为适宜。如宇宙模拟室,它容积较大,又要求要有一个较大的抽速。那末冷凝泵的使用是较为理想的。它可以置于容器的某一部位,也可以置于容器的内部壁的周围。这也是在将来的真空获得上,尤其是极高真空方面要来一次突破是必经之路。 冷凝泵的抽气能力随着深冷程度的不同而不同的。如利用液态氮来冷却表面,那末它能有效地高速地抽除蒸汽,假定利用液态氦(4.2K)来冷却表面,那末它除了氢、氖、氦等气体不能有效地抽除外,其它大部…     

低温抽气与再生

低温泵是一种捕集型真空设备，它与分子泵、扩散泵不同，它所抽走的气体不是被立即排出泵外，而是贮存在泵内，所以低温泵是一种贮存式真空泵。因此，低温泵的抽气与再生是使用者十分关心的问题。本文在论述低温抽气机理的基础上，着重讨论了低温泵的抽气容量、再生时间和再生方法。并举例说明低温泵在抽不同气体时的再生时间是不同的。     

低温抽气

本文对低温抽气进行了评述。强调了这种抽气方法的普适性、高的有效抽速以及宽的工作气压。介绍了基本理论以及在实际情况下的修正。把低温泵分成二大类：低温吸附泵和冷凝泵，这以表面复盖小于或大于五个单分子层来划分。作为例子举出了五种低温泵：①裸表泵。②带疏松吸附剂的泵。③带有粘结吸附剂的泵。④利用极低温的冷凝层的泵。⑤冷凝泵。     

镀膜设备真空系统主泵的配置

真空系统是真空镀膜设备的主要组成部分,其主泵的选择对真空性能影响很大,真空镀膜设备的发展要求真空性能清洁无油,动态抽速大.传统的以油扩散泵为主泵的设备不能满足要求,本文叙述了油扩散泵、分子泵及低温泵的特点及北京北仪创新真空技术有限责任公司开发以分子泵及低温泵为真空系统主泵的镀膜设备情况.     

低温抽气的实验冶金装置(节译)

本文涉及到无坩埚高熔点金属的热处理和区域熔炼所设计的实验冶金装置的有关问题。一只１０千瓦电子束枪用作加热器。该装置仅用低温泵从大气压抽到 １０－１０托的极限真空。井特别注意到对氢的抽气作用。本文还对抽氢效率达１０４升／秒的氦吸附和冷凝低温泵的特性进行了实验。业已发现：吸附泵的液氦耗量是４０～５０厘米３／小时，而对冷凝泵的液氦耗量是 ７厘米３／小时。实践证明，具有冷到２．３Ｋ表面的冷凝泵，其应用似乎是最为有效的。     

闭循环致冷机低温泵的特性

序言 今天,低温泵大量地利用,尤其是需要10-8—10-9托的压强范围,完全无碳氢化合物所污染的场所。闭循环气氦低温泵的工作原理和特性是众所周知的。其中,特别值得注意的是如下几点。 ──对轻分子量的气体(例如H2和He)具有足够的抽气容量。 ──在任何方向的工作能力 ──泵偶然暴露大气,如果时间不太常,不会危及泵的工作。 在设计低温泵中最基本的方面之一是选择第一和第二级的抽气表面。也必须找到抽速和致冷时间之间的正确权衡。本文报道了这方面的研究结果,根据上述研究结果,描述了 kT/1000型低温泵的抽气特性。 实验步骤 我们试验了…