液氦冷凝水泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
罐式液氦冷凝泵的主體由鍍銀的不銹鋼液氦冷凝器(其底面為低溫抽出面)和帶液氮冷障的液氮容器組成。 (1)液氦冷凝器液氦冷凝器由底部(排氣面)和內(nèi),外筒組成。材料是不銹鋼。底面鍍銀,因?yàn)榈侥壳盀橹?,所使用的材料中銀是可以產(chǎn)生z *低氫飽和蒸氣壓的材料,并且因?yàn)殂y對(duì)于z *也是良好的紅外反射材料,因此可以進(jìn)一步降低輻射熱負(fù)荷,因此液氦冷凝器的外壁也鍍銀。 liquid在液氦冷凝器管內(nèi)外的空間中充滿約50540Pa的氖氣,它可以起到熱開關(guān)的作用。如前所述,隨著溫度變化過程的進(jìn)行,不僅冷凝器的外壁可以迅速冷卻,而且可以提供z *所需的真空絕緣。 (2)冷障在液氮溫度下使用人字形屏障。因?yàn)樵摀醢宓姆肿雍蜔彷椛鋫鬏數(shù)木C合性能非常適合液氦冷凝泵的特性。它的主要功能是大大減少到達(dá)冷凝液萃取表面的室溫輻射量。這不僅有助于克服冷凝氫的異常行為,而且可以大大減少液氦的損失。另一方面,增加擋板必然會(huì)降低泵的抽速。因此,必須適當(dāng)平衡兩者。為了使前者效果明顯而后者不那么明顯,整個(gè)擋板表面都經(jīng)過了陽極氧化處理和發(fā)黑(通過其發(fā)射率ge,0.9進(jìn)行測(cè)量),擋板角度選擇為1206和909。使用時(shí),測(cè)得的向氫氣的抽吸表面的比抽吸速度為8.4 L / S.crrr2。 (3)中間篩網(wǎng)是根據(jù)液氦冷凝泵的熱負(fù)荷計(jì)算得出的。如果頸管設(shè)計(jì)合理(薄壁和長(zhǎng)管),則產(chǎn)生的傳導(dǎo)熱僅占總熱負(fù)荷的一小部分,而絕大部分熱量是由液氮壁的熱輻射引起的。另一方面,在正常消耗期間連續(xù)蒸發(fā)的離散氦氣的冷卻能力不能被充分有效地利用,并且白白損失了。為此,在液氦冷凝器和液氮容器之間增加了一個(gè)中間輻射防護(hù)屏,該液屏由離散的冷氦氣冷卻,其平衡溫度可以達(dá)到30K,遠(yuǎn)高于液氮溫度。這樣,可以充分利用氦氣的冷卻能力,并且可以大大減少由輻射引起的液體。屏幕組件由不銹鋼制成,屏幕管的壁厚為0.8mm。屏幕的外表面鍍銀,使整個(gè)屏幕圓柱具有良好的導(dǎo)熱性,同時(shí)可以減少吸收的輻射熱負(fù)荷。濾網(wǎng)的內(nèi)表面發(fā)黑,以確保由冷氣屏障發(fā)出并進(jìn)入冷凝器和中間濾網(wǎng)之間的環(huán)形間隙的輻射熱只有一小部分被吸收在氦冷凝器的壁上。無疑,在這種情況下,可以大大減少冷凝液氦的損失,并且可以提高泵的使用壽命。但是,這增加了制造泵的難度。 (4)液氮容器氮液氮容器由雙層不銹鋼圓筒制成,中間層裝有液氮將其冷卻至約77K。層間液氮儲(chǔ)存量為17L。容器的內(nèi)壁和外壁鍍銀,以降低表面的發(fā)射率。在結(jié)構(gòu)上,冷擋板通過螺紋連接固定在容器的底部,并通過熱傳導(dǎo)冷卻至所需溫度。為了進(jìn)一步減少液氦的損失并抑制氫的解吸作用,可以通過降低液氮的壓力來降低壁表面和擋板的性能。 (5)外容器外容器是泵的z *外管(由不銹鋼制成)。由于其內(nèi)壁(在室溫下)是泵的主要空氣來源,因此在很大程度上決定了泵可以達(dá)到的z *良好真空度。為了盡可能降低壁面的除氣率,采用了高真空爐退火除氣處理工藝。脫氣規(guī)格為溫度為1000℃,工作壓力范圍為10 ^ -3Pamdash,10 ^ -4Pa,保持時(shí)間約為8ho。泵組裝完成后,需要在300℃?350℃和10-4Pa下原位烘烤數(shù)十小時(shí),然后冷卻至室溫。此時(shí),可以大大降低泵壁表面的除氣率,因此可以獲得良好的真空度。
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