CN205154537U - 一种提高气体抽气容量的低温泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及到一种提高气体抽气容量的低温泵，其包括设置在顶端的法兰（1），与法兰（1）连接的腔体（2）、与腔体(1)下端连接的制冷机（3），设置在腔体（2）内的冷伞吸附组件(4),一级挡板（5），80K屏（6），其中，一级挡板（5）和80K屏（6）用于保持冷伞吸附组件(4)的温度，通过控制80K屏里面的温度在开氏15K~100K,从而控制冷伞吸附组件里面的温度开氏15K左右。本实用新型的技术效果是有效的提高低温泵抽取气体的容量，提高吸取真空腔体（2）内氦气，氖气，氮气，氩气，氧气等气体的能力，及低温泵内的真空度，减少制作和维修成本。

Description

一种提高气体抽气容量的低温泵

技术领域

本实用新型涉及到一种低温泵，尤其涉及到一种可以提高气体抽气容量的低温泵。

背景技术

低温泵是利用低温表面冷凝气体的真空泵，又称冷凝泵。低温泵可以获得抽气速率最大、极限压力最低的清洁真空，广泛应用于半导体和集成电路的研究和生产，以及分子束研究、真空镀膜设备、真空表面分析仪器、离子注入机和空间模拟装置等方面。

在低温泵内设有由液氦或制冷机冷却到极低温度的冷板。它使气体凝结，并保持凝结物的蒸汽压力低于泵的极限压力，从而达到抽气作用。低温抽气的主要作用是低温冷凝、低温吸附和低温捕集。①低温冷凝：气体分子冷凝在冷板表面上或冷凝在已冷凝的气体层上，其平衡压力基本上等于冷凝物的蒸气压。抽空气时，冷板温度必须低于25K；抽氢时，冷板温度更低。低温冷凝抽气冷凝层厚度可达10毫米左右。②低温吸附：气体分子以一个单分子层厚(10-8厘米数量级)被吸附到涂在冷板上的吸附剂表面上。吸附的平衡压力比相同温度下的蒸气压力低得多。如在20K时氢的蒸气压力等于大气压力，用20K的活性炭吸氢时吸附平衡压力则低于10-8帕。这样就可能在较高温度下通过低温吸附来进行抽气。③低温捕集：在抽气温度下不能冷凝的气体分子，被不断增长的可冷凝气体层埋葬和吸附。

一般说来，泵的极限压力就是冷板温度下的被冷凝气体的蒸气压力。温度为120K时，水的蒸气压已低于10-8帕。温度为20K时，除氦、氖和氢外，其他气体的蒸气压也低于10-8帕。但由于被抽容器和低温冷板的温度不同，泵的极限压力高于冷凝物的蒸气压。对于室温下的容器，低温板为20K时，泵的极限压力约为冷凝物蒸气压力的4倍。

低温泵的热负载主要是气体的凝结热和周围壁面对工作冷板的辐射热。凝结热与气体种类有关，对于80K、133.322帕·升的氮气冷凝在20K冷板上的凝结热为0.3～0.6焦耳。工作冷板接受的辐射热与周围壁面板温度和工作冷板温度两者的4次方之差成正比。因此，4.2K和20K工作冷板均用50～100K的冷板来屏蔽，以减少工作冷板所接受的辐射热。

图1为现阶段经常使用的低温泵，参照图1所示，其包括设置在顶端的法兰(1')，与法兰（1'）连接的腔体（2'）、与腔体(1')下端连接的制冷机（3'），设置在腔体（2'）内部的圆盘式气体吸附组件（4'）。由于圆盘式气体吸附组件（4'）粘结活性炭或其它吸附剂数量较少，对氢气，氦气，氖气等抽气速度较低，吸附效果不佳，不利于离子注入工艺中高真空获得与维持，同时，圆盘式气体吸附组件形状较复杂，制造成本较高。

实用新型内容

为了解决现在使用的低温泵抽取氢气，氦气，氖气等气体的效果不佳，以及制造成本高等缺陷，本实用新型提供一种提高气体抽气容量的低温泵。

为了实现上述的技术目的，本实用新型提供一种提高气体抽气容量的低温泵，其包括设置在顶端的法兰，与法兰连接的腔体、与腔体连接的制冷机，其中，所述低温泵还包括冷伞吸附组件，所述冷伞吸附组件设置在腔体的上端。

本实用新型的优先实施方案是，所述低温泵的腔体内还设有一级挡板，所述一级挡板设置在冷伞吸附组件的顶端。

本实用新型的优先实施方案是，所述低温泵的腔体内还设有80K屏，所述80屏设置在冷伞吸附组件的下端，80K屏为超低温隔离屏，通过控制80K屏里面的温度在开氏15K~100K,从而控制冷伞吸附组件里面的温度开氏15K左右。

本实用新型的优先实施方案是，所述冷伞吸附组件的上端还包括冷伞吸附组件顶盖。

本实用新型的优先实施方案是，所述法兰与腔体的上端采用真空密封方式连接。

本实用新型的优先实施方案是，所述腔体的下端与制冷机采用真空密封方式连接。

本实用新型涉及到的冷伞吸附组件采用具有吸收和捕捉真空腔体内的氦气，氖气，氮气，氩气，氧气等气体的吸附冷板，所述吸附冷板包括活性碳。

本实用新型的技术效果是有效的提高低温泵抽取气体的容量，以及提高吸取真空腔体内氦气，氖气，氮气，氩气，氧气的能力，从而提高低温泵的真空度，减少低温泵的制作和维修成本。

附图说明

图1为现有技术中的低温泵的结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚的叙述本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

图2为本实用新型的结构示意图，参照图2所示，一种提高气体抽气容量的低温泵，其包括设置在上端的法兰1，与法兰1连接的腔体2，与腔体2下端连接的制冷机3，通过制冷机3可以给80K屏6、一级挡板5，冷伞吸附组件4进行制冷，法兰1与腔体2通过密封方式进行密封，腔体2与制冷机3通过密封方式进行密封。在腔体2内还设有冷伞吸附组件4，冷伞吸附组件4固定设置在腔体2的上端，冷伞吸附组件4为具有吸附真空腔体内的氦气，氖气，氮气，氩气，氧气等气体的吸附冷板，其中吸附冷板包括活性碳。在冷伞吸附组件4的上端还设有第一挡板5，通过第一挡板5可以阻止腔体2外的气体进入到腔体2内。在冷伞吸附组件4的下端还设有80K屏6，80K屏为超低温隔离屏，通过控制80K屏里面的温度在开氏15K~100K,从而控制冷伞吸附组件里面的温度开氏15K左右。

在冷伞吸附组件4的上端还设有冷伞吸附组件顶盖7。法兰1与腔体2采用真空密封方式连接。腔体2的下端与制冷机3采用真空密封方式连接。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为详细，只要本领域的技术人员在查看到本实用新型的实施例后，不脱离本实用新型构思的前提下，所做的改变都属于本实用新型的保护范围。但本文所述的实施例不能理解为对本实用新型的保护范围限制。

Claims (7)

1.一种提高气体抽气容量的低温泵，所述低温泵包括设置在顶端的法兰（1），与法兰（1）连接的腔体（2）、与腔体(1)连接的制冷机（3），其特征在于，所述低温泵还包括冷伞吸附组件(4),所述冷伞吸附组件（4）设置在腔体（2）的上端。

2.根据权利要求1所述的一种提高气体抽气容量的低温泵，其特征在于，所述低温泵腔体（2）内还设有一级挡板（5），所述一级挡板（5）设置在冷伞吸附组件（4）的上端。

3.根据权利要求1所述的一种提高气体抽气容量的低温泵，其特征在于，所述低温泵的腔体（2）内还设有80K屏（6），所述80K屏（6）设置在冷伞吸附组件（4）的下端。

4.根据权利要求3所述的一种提高气体抽气容量的低温泵，其特征在于，所述80K屏为超低温隔离屏。

5.根据权利要求1所述的一种提高气体抽气容量的低温泵，其特征在于，所述冷伞吸附组件（4）的上端包括冷伞吸附组件顶盖（7）。

6.根据权利要求1所述的一种提高气体抽气容量的低温泵，其特征在于，所述法兰（1）与腔体（2）采用真空密封方式连接。

7.根据权利要求1所述的一种提高气体抽气容量的低温泵，其特征在于，所述腔体(2)的下端与制冷机（3）采用真空密封方式连接。