低温泵降温时间的计算和10000升/秒低温泵的抽气特性

小型制冷机低温泵（简称低温泵）是七十年代发展起来的一种新型抽气设备，目前国外已大量生产 并得到广泛应用。本文简单介绍了这种泵工作原理和几种典型结构并着重分析了冷板受热情况及抽气特 性，最后给出了低温泵降温时间的计算式。理论与实践     

现代低温泵优化设计

现代低温泵（制冷机低温泵）是七十年代末发展起来的一种新型真空泵，目前国外巳大量生产并在半导体微电子技术、新型材料科学、光学和装饰类镀膜、原子能工业、空间模拟以及环境试验等方面得到了广泛应用。本文简要介绍了低温抽气机理、典型结构及主要参数和尺寸的设计计算，并给出了降温时间计算式，最后对低温泵优化设计提出一些看法。     

致冷机低温泵在真空镀膜中的应用试验

本文扼要地介绍了低温泵的抽气原理及其主要的性能参量,同时叙述了ZDB型低温泵用于三种真空镀膜装置和离子注入机的抽气特性及承受热冲击的情况,用低温泵抽气系统所得膜片的性能比扩散泵抽气要好得多。     

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。     

一种新型结构的致冷机低温泵

致冷机低温泵的抽气效率主要取决于冷阵的结构，为了提高抽气效率，在结构设计上所需采取的措施往往是互相矛盾的，难以协调，致使目前的致冷机低温泵对 Ｈ２、 Ｈｅ、 Ｎｅ这类非凝性气体的抽气效率都较低，这一弱点对于小口径致冷机低温泵尤为突出。 本文着重分析了冷阵结构对致冷机低温泵抽气效率和其它性能的影响因素，提出了结构设计的基本原则，介绍了作者依此而设计出的一种新型冷阵结构的致冷机低温泵。结构设计是借助了蒙特卡洛方法而完成的。作者在口径为φ１５０毫米的致冷机低温泵中使用了这种结构，进行了性能测试，实验结果同理论计算值基本一致。 测试结果表明，该泵对Ｎ２、Ａｒ等可凝性气体的抽气效率为０．３６～０．３７，接近国外同口径致冷机低温泵的最高指标（０．３８），对Ｈ２、Ｈｅ，等非凝性气体的抽气效率达０．２６，大大超过了国外同口径致冷机低温泵的最高指标（０．１３）。     

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 m³/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。     

致冷机低温泵中光屏蔽问题的探讨

低温泵一级冷阵对外界热辐射的屏蔽效果将直接影响到泵的抽气速率、极限压强、抽气容量、致冷时间等抽气性能。本文作者从低温泵冷阵的整体结构进行全盘考虑，对致冷机低温泵一级冷阵的光屏蔽性能做了研究．作者用蒙特卡洛方法模拟光子在致冷机低温泵中的运动，从而计算出一级冷阵的光子透射率和二级冷阵对光子的吸收率，以此分析了冷阵表面不同部位上，不同的发射系数对屏蔽作用的影响，并根据不同的物理模型做了对比性计算，同时对部分计算结果进行了实验验证。得到了较为满意的结果。这项研究工作对低温泵冷阵结构的设计和冷阵表面处理工艺的选择具有一定参考价值。     

国内部分

90068 制冷机的负载对低温泵抽气特性的粉影响真空,1989,(5),1～6 讨论了制冷机负载特性的变化对现代低温泵的抽速、极限压强、抽气容量等抽气特性的影响。作为现代低温泵冷源的微型制冷机,在某些工况下,实际净制冷量随制冷温度、氦压力差等因素而变化,一级冷头负载的大小对二级冷头温度也有明显的影响。当影响严重时,会使泵无法工作。提出了维持低温泵正常工作的办法。     

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…     

可换式抽气面结构的致冷机低温泵

本文设计了一种口径为φ２００毫米的可换式抽气面结构的致冷机低温泵，粘有吸附剂的抽气板用可拆紧固件固定，具有易装和更换的优越性，其冷阵结构使非凝性气体易流向吸附剂材料。作者分析了冷阵结构与低温泵抽气性能的关系，并用Ｏａｔｌｅｙ—ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法对一、二级冷阵结构参数进行了优化，使该泵抽气效率的设计计算值达到了较高水平，对 Ｎ２为０．４０， Ｈ２为０．２２５，尤其对 Ｈ２，远远超过了国外同口径致冷机低温泵的最高指标（０．１５）。     

低温泵降温时间的计算

本文继“低温泵降温时间的计算和１００００升／秒低温泵的抽气特性”［１］的一文后，通过数学处理，用梯形公式进行积分，最后给出降温时间的计算公式。简化了计算方法非易于掌握，可以作为低温泵工程设计的参考。     

制冷机低温泵的抽速测量

为了简便地、正确地测定制冷机低温泵的抽气速率，回顾了泵的抽速测量发展过程和现行测试规范的制定。分析了制冷机低温和扩散泵特性的相似性。认为测试罩的几何尺寸、进气管的位置与进气管的位置与进气方强的正确测量。它们都与本征抽速的测量方法有关。用两种测试方法对我们研制的ＺＤＢ－５００Ｋ制冷机低温泵的抽速进行了测量，并对测量结果进行了分析。认为ＩＳＯ中为扩散泵抽速测量所制定的规范对制冷机低温泵是适用的。     

新书介绍──《现代低温泵》

高香院编著西安交通大学出版社出版各地新华书店经售定价3.45元 该书突破低温与真空两大学科原有的学科界限,将低温技术和真空技术两者的有关基础理论与设计方法结合在一起,内容深入浅出。该书由西安交通大学低温技术教研室高香院副教授编著。 全书共分两篇八章。第一篇,现代低温泵的理论基础;第二篇,现代低温泵的原理、设计计算和结构。八章内容:一、真空技术中的稀薄气体理论;二、固一气介面现象;三、现代低温泵的热力学基础;四、低温泵的类型;五、低温吸附泵;六、现代低温泵的抽气原理及计算;七、现代低温泵真空腔的结构及设计计算;八、…     

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。     

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…     

致冷机低温泵中的残气分析

带有吸附剂、温度处于１０～２０Ｋ的二级致冷式低温泵，目前正处于发展与应用的极盛时期。其抽气机理已为大家所熟悉，但对第二级冷头的变化所引起的抽气特性的变化尚未得到充分的认识和研究．作者通过改变第二级冷头的温度来分析泵中的残余气体谱峰，从而了解研究不同温度下某些气体的抽气情况，这对低温泵工作温度的选择和抽气特性的确定具有一定的实用价值。实验工作是在 １０～２３ Ｋ和～１０~－3—～１０~-9托的温度和压强下进行的，残气分析采用四极场质谱计。     

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。     

1987年本刊总目录

学术报告高技术与真空科学1(2)炭纤维石墨化炉的结构与性能研究2(36)油蒸汽流泵的抽气量和它所需的蒸汽喷射量之间关系的探讨2(41) 试验研究CT—8低温泵在产额谱仪中的应用1(6)三级罗茨泵工作阻力分析与计算1(8)低温泵真空系统的安全问题1(16)油蒸汽流泵的抽速及喷嘴几何尺寸计算的探讨1(22)高真空相对校准装置1(30)显象管内残气的定量分析l(36)多弧离子镇技术3(43)磁力传动技术3(46)钛升华泵的残气分析3(51)压强控制器的研究4(18)二硫化铝在超高真空系统中的应用4(23)低温抽气与再生。 4(25)国产13x分子筛吸附特性的实验研究—6(48)DLX—…     

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。     

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。