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真空泵的设计有哪些要点-广东振华真空镀膜设备

设计一台实际应用的液氮冷凝泵,首先应该考虑的问题是如何克服冷凝氢气的“反常特性”和如何提高泵的工作寿命。国外也对冷凝氢气的这一反常行为进行了实验研究。氢气蒸气压偏离克劳修斯一克拉柏龙方程而变得异常高是因为氢气发生解吸的缘故。氢气的解吸是由于真空系统中较温暖部分的红外热辐射而引起的。冷凝氢气的解吸还与低温面衬底性质有密切关系。基于这些因素,液氮冷凝泵应设计为:

用一种理想衬底材料的低温表面,以保证在给定的辐射负荷下冷凝氢气的解吸压最低。

从提高泵工作寿命的角度来看,主要是千方百计地减小泵的热负荷、降低液氮的消耗。根据热力学原理,应采取如下措施:

低温抽气表面用涂黑的液氮冷障板加以屏蔽。

整个液氮冷凝器的四周由表面镀银的液氮容器包围。

在液氮冷凝器内外圆筒壁之间的空间里充入一定量的氖气,并加以密封。

在液氨冷凝器和液氮容器之间装设一防辐射屏(外侧镀银,内侧涂黑),并由自然蒸发而离散的冷氢气加以冷却(屏的温度可达30K左右),从而大大减小周围环境的辐射热负荷。

冷凝泵颈管材料应具备热传导率低而机械强度高等优良特性。同时,在设计过程中应尽量减小颈管壁厚而增加其长度,以最大限度地减小热传导损失。

颈管内壁必须涂黑,以减小室温热辐射。计算表明,涂黑颈管与完全镜面反射颈管的室温辐射传输量约相差3个数量级之多。