CN101782058B - 一种嵌入式液氦低温吸附泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种嵌入式液氦低温吸附泵，包括有壳体，壳体上有连接法兰，法兰和真空系统相连接，壳体内安装有液氮杜瓦、液氦杜瓦，液氮杜瓦为环形套式结构，环绕在液氦杜瓦外侧，液氦杜瓦通过导管连接吸附抽气面位于真空系统内部。实际使用中，本嵌入式4.2K液氦低温吸附泵在极其复杂的电磁环境下(如用在NBI中性束注入设备)使用，吸附面对H2的比抽速可达到12L/s.cm2，对氦也具备一定的抽速，可达到8.5L/s.cm2，工作稳定可靠且有优越的气体负荷适应能力。
Description
技术领域
本发明涉及低温真空抽气领域，尤其是低温泵，具体说是一种嵌入式液氦低温吸附泵。
背景技术
低温泵是低温技术和真空技术相结合的产物，是利用低温抽气机理来获得和维持高真空和超高真空的设备，广泛用于空间模拟、大型加速器、核聚变研究、离子刻蚀，电真空器件，离子注入等科技生产领域，具有抽速大，无返油污染，能抽有毒气体，性能稳定，操作简单等优点。低温抽气就是在低温下使被抽空间的气体由低温表面冷凝、捕集或吸附，从而使被抽空间的压强大大降低以获得并维持一定的真空状态。4.2K液氦低温吸附泵主要利用的是低温吸附抽气机理，以液氦冷却的低温面(表面粘接有吸附剂)作为抽气面。通用的4.2K液氦低温吸附泵以液氦杜瓦的底面作为抽气面，以液氮杜瓦以及液氮冷却的挡板作为热屏蔽结构以屏蔽从室温部件照射到液氦温度下相关部件的红外辐射，泵通过其抽气口的法兰连接到真空系统。由于泵的抽速与低温面的面积相关，且有法兰连接结构本身流导的制约，这种形式的低温泵不可能达到很大的抽速。
发明内容
本发明的目的是提供一种一种嵌入式液氦低温吸附泵，以解决现有技术中利用液氦杜瓦的底面作为抽气面，通过法兰连接到真空系统低温吸附泵抽速较小的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种嵌入式液氦低温吸附泵，包括有壳体，所述壳体上安装有法兰，所述壳体内设置有充有液氦的液氦杜瓦、充有液氮的液氮杜瓦，所述液氦杜瓦与液氮杜瓦均连通有输液管道，其特征在于：所述液氮杜瓦为包围所述液氦杜瓦的环形杜瓦，还包括有置于真空系统内部的吸附抽气面和置于吸附抽气面两侧的辐射挡板，所述吸附抽气面是金属面板结构且其上设置液氦冷却管，所述液氦冷却管与所述液氦杜瓦连通，所述辐射挡板上设置液氮冷却管，所述液氮冷却管与所述液氮杜瓦连通。
所述的一种嵌入式液氦低温吸附泵，其特征在于：所述吸附抽气面的金属面板表面均匀粘结有吸附剂层。
所述的一种嵌入式液氦低温吸附泵，其特征在于：所述吸附剂为活性炭。
所述的一种嵌入式液氦低温吸附泵，其特征在于：所述辐射挡板为多个人字形叶片焊接组装而成。
所述的一种嵌入式液氦低温吸附泵，其特征在于：所述液氦杜瓦、液氮杜瓦上分别设置有供液氦、液氮流入的进液口，所述液氦杜瓦与所述液氦冷却管连通，所述液氮杜瓦与所述液氮冷却管连通。
所述的一种嵌入式液氦低温吸附泵，其特征在于：所述辐射挡板设置在吸附抽气面两侧。
本发明结构简单，安装方便，工作稳定可靠且具有很大的抽速，又能根据应用场合的不同要求将吸附抽气面做成不同的形状和大小。
本发明优点为：将液氦杜瓦和液氮杜瓦仅作为储存低温液体以及气液分离的场所，两者均进行很好的热屏蔽，放置在壳体内，壳体布置于真空系统外部通过法兰与真空系统相连，低温的吸附抽气面布置于真空系统内部，在吸附抽气面的两侧布置有液氮冷却的人字形辐射挡板，以使穿过人字形辐射挡板到达吸附抽气面的气体粒子能量足够低并屏蔽掉绝大部分来自室温器壁的辐射热，该吸附抽气面可以根据真空系统的具体要求进行形状和结构的合理调整，使其更好的适应安装空间要求。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明中一种抽气阵列横截面示意图。
具体实施方式
一种嵌入式液氦低温吸附泵，包括有壳体1，壳体1上有连接法兰2，法兰2和真空系统相连接，壳体1内安装有液氮杜瓦3、液氦杜瓦4，液氮杜瓦3为环形套式杜瓦，环绕在液氦杜瓦4外侧，液氮杜瓦3、液氦杜瓦4分别通过导管与位于真空系统内部的吸附抽气面6中的液氮冷却管、液氦冷却管连通。
吸附抽气面6为铜质材料，表面均匀粘结有吸附剂---活性炭，吸附抽气面6包括金属面板和做为循环管道的液氦冷却管，液氦冷却管与液氦杜瓦连通。
吸附抽气面6的两侧分别有多个人字形叶片组成的辐射挡板5，辐射挡板5的两相邻叶片间有气流通道，气流可以穿过辐射挡板5到达吸附抽气面6上。
如图1所示。通过法兰2与真空系统连接；吸附抽气面6置于真空系统内部，避免了连接用的法兰2的流导限制导致的抽速减小，液氦冷却管组成的管网焊在金属面板上，并能维持吸附抽气面6的温度稳定；吸附抽气面6两侧布置有辐射挡板5以屏蔽室温部件对吸附抽气面6的热辐射以及冷却气体分子；辐射挡板5焊在液氮冷却管上。
如图2所示。中间为液氦冷却的吸附抽气面6，吸附抽气面6也可以加工成平面以外的其他型式，其两侧为液氮冷却的辐射挡板5。
实际使用中，本发明在极其复杂的电磁环境下(如用在NBI中性束注入设备)使用，吸附面对H2的比抽速可达到12L/s.cm2，对氦也具备一定的抽速，可达到8.5L/s.cm2，工作稳定可靠且有优越的气体负荷适应能力。
Claims (1)
1.一种嵌入式液氦低温吸附泵，包括有壳体，所述壳体上安装有法兰，所述壳体内设置有充有液氦的液氦杜瓦、充有液氮的液氮杜瓦，所述液氦杜瓦与液氮杜瓦均连通有输液管道，其特征在于：所述液氮杜瓦为包围所述液氦杜瓦的环形杜瓦，嵌入式液氦低温吸附泵还包括有置于真空系统内部的吸附抽气面和置于吸附抽气面两侧的辐射挡板，所述吸附抽气面是金属面板结构且其上设置液氦冷却管，所述液氦冷却管与所述液氦杜瓦连通，所述辐射挡板上设置液氮冷却管，所述液氮冷却管与所述液氮杜瓦连通；所述吸附抽气面的金属面板表面均匀粘结有吸附剂层；所述吸附剂为活性炭；所述辐射挡板为多个人字形叶片焊接组装而成；所述液氦杜瓦、液氮杜瓦上分别设置有供液氦、液氮流入的进液口，所述液氦杜瓦与所述液氦冷却管连通，所述液氮杜瓦与所述液氮冷却管连通；壳体布置于真空系统外部通过法兰与真空系统相连。
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