一種嵌入式4.2k液氦低溫冷凝泵的製作方法
2023-09-24 02:43:45
專利名稱：一種嵌入式4.2k液氦低溫冷凝泵的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是工程機械領域裡的低溫冷凝泵，確切地說是一種嵌入式4.2K液氦低溫冷凝泵。
背景技術：
低溫泵是低溫技術與真空技術緊密結合的產物，是利用低溫抽氣機理來獲得和維持高真空、超高真空的設備。低溫抽氣就是在低溫下使被抽空間的氣體由低溫表面冷凝、捕集或吸附，從而使被抽空間的壓強大大降低以獲得並維持一定的真空狀態。4.2K液氦低溫冷凝泵主要利用的是低溫冷凝抽氣機理，以液氦冷卻的低溫面作為抽氣面。通用的4.2K液氦低溫冷凝泵以液氦杜瓦的底面作為抽氣面，以液氮杜瓦以及液氮冷卻的擋板作為熱屏蔽結構以屏蔽從室溫部件照射到液氦溫度下相關部件的紅外輻射，泵通過其抽氣口的法蘭連接到真空系統。由於低溫泵的抽速與低溫抽氣面的面積呈正相關的關係，且法蘭連接結構本身流導的制約，這種型式的冷凝泵不可能達到很大的抽速。
實用新型內容為了克服利用以液氦杜瓦的底面作為抽氣面、通過法蘭連接到真空系統的4.2K液氦低溫冷凝泵抽速較小的缺陷，本發明提供了一種嵌入式4.2K液氦低溫冷凝泵，既結構簡單，又能根據應用場合的不同要求將冷凝抽氣面做成不同的形狀與大小，而且該低溫冷凝泵工作穩定可靠、維護方便。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種嵌入式4.2K液氦低溫冷凝泵，包括有殼體，殼體上連接有法蘭，法蘭和真空系統連接，殼體內安裝有液氮杜瓦、液氦杜瓦，其特徵在於所述的液氮杜瓦為環形，環繞在液氦杜瓦外，液氦杜瓦通過導管連接冷凝抽氣面位於真空系統內。
所述的與液氦杜瓦相連接的冷凝抽氣面為銅質材料，冷凝抽氣面內有液氦循環管道和液氦杜瓦聯通。
所述的冷凝抽氣面的兩側分別有人字形冷凝擋板，所述的冷凝擋板和液氮杜瓦通過導管聯接，所述冷凝擋板上有對流槽。
液氮杜瓦通過導管連接另外的冷凝抽氣面位於真空系統內。
將液氦杜瓦、液氮杜瓦僅作為儲存低溫液體以及氣液分離的場所，兩者均進行很好的熱屏蔽；低溫冷凝抽氣面布置於真空系統內部，該冷凝面可根據真空系統的具體要求做結構與形狀的合理調整；杜瓦放在殼體內，殼體布置於真空系統的外部並通過法蘭與真空系統連接；在冷凝抽氣面的兩側布置液氮冷卻的人字形擋板，以使穿過擋板到達冷凝面的粒子能量足夠低並屏蔽掉絕大部分來自室溫器壁的輻射熱。
本實用新型不僅具備常規低溫冷凝泵的一切性能，而且克服了低溫冷凝泵抽速受冷凝面面積與連接法蘭流導限制的問題。本嵌入式4.2K液氦低溫冷凝泵具有結構簡單、安裝維護方便、運行可靠的特點。具有良好的低溫真空性能，可以在複雜電磁及中子輻射環境下長時間穩定工作。
圖1為本實用新型的冷凝泵的結構示意圖。
圖2為本實用新型的冷凝泵的一種抽氣陣列橫截面示意圖。
圖3為採用嵌入式布置的4.2K液氦低溫冷凝泵的一種低溫抽氣陣列之側視圖。
具體實施方式
一種嵌入式4.2K液氦低溫冷凝泵，包括有殼體1，殼體上連接有法蘭2，法蘭2和真空系統連接，殼體1內安裝有液氮杜瓦3、液氦杜瓦4，其特徵在於所述的液氮杜瓦3為環形，環繞在液氦杜瓦4外，液氦杜瓦4通過導管連接冷凝抽氣面6位於真空系統內。
液氦杜瓦4相連接的冷凝抽氣面6為銅質材料，冷凝抽氣面6內有液氦循環管道和液氦杜瓦聯通。
所述的冷凝抽氣面6的兩側分別有人字形冷凝擋板5，所述的冷凝擋板5和液氮杜瓦3通過導管聯接，所述冷凝擋板5上有對流槽，氣流可以穿過冷凝擋板5到達凝凝抽氣面6上。
圖1為採用嵌入式布置的4.2K液氦低溫冷凝泵的結構示意圖，冷凝抽氣面6置於真空系統內部，避免了連接法蘭2的流導限制造成的抽速損失；冷凝抽氣面6上焊在管網構成的液氦冷卻系統上來維持低溫冷凝面6溫度穩定；冷凝面6的兩側布置有人字形冷凝擋板5以屏蔽室溫部件對冷凝面6的熱輻射及冷卻氣體分子；人字形冷凝擋板5焊在由管網構成的液氮冷卻系統上。
圖2為採用嵌入式布置的4.2K液氦低溫冷凝泵的低溫抽氣陣列橫截面結構示意圖，中間為液氦冷卻的冷凝抽氣面6，其兩側為液氮冷卻的人字形擋板5。
圖3為採用嵌入式布置的4.2K液氦低溫冷凝泵的一種低溫抽氣陣列之側視圖，視真空系統的要求，冷凝抽氣面6也可以作成平面以外的其他型式，如弧線形。
實際使用中，本嵌入式4.2K液氦低溫冷凝泵在極其複雜的電磁環境下(受控熱核聚變的中性束裝置內)使用，低溫冷凝泵的對H2抽速達到40000l/s，工作穩定可靠且有優良的負荷適應性。
權利要求1.一種嵌入式4.2K液氦低溫冷凝泵，包括有殼體，殼體上連接有法蘭，法蘭和真空系統連接，殼體內安裝有液氮杜瓦、液氦杜瓦，其特徵在於所述的液氮杜瓦為環形，環繞在液氦杜瓦外，液氦杜瓦通過導管連接冷凝抽氣面位於真空系統內。
2.根據權利要求1所述的冷凝泵，其特徵在於所述的與液氦杜瓦相連接的冷凝抽氣面為銅質材料，冷凝抽氣面內有液氦循環管道和液氦杜瓦聯通。
3.根據權利要求1所述的冷凝泵，其特徵在於所述的冷凝抽氣面的兩側分別有人字形冷凝擋板，所述的冷凝擋板和液氮杜瓦通過導管聯接，所述冷凝擋板上有對流槽。
4.根據權利要求1所述的冷凝泵，其特徵在於液氮杜瓦通過導管連接另外的冷凝抽氣面位於真空系統內。
專利摘要本實用新型公開了一種嵌入式4.2K液氦低溫冷凝泵，包括有殼體，殼體上連接有法蘭，法蘭和真空系統連接，殼體內安裝有液氮杜瓦、液氦杜瓦，其特徵在於所述的液氮杜瓦為環形，環繞在液氦杜瓦外，液氦杜瓦通過導管連接冷凝抽氣面位於真空系統內。實際使用中，本嵌入式4.2K液氦低溫冷凝泵在極其複雜的電磁環境下(受控熱核聚變的中性束裝置內)使用，低溫冷凝泵的對H
文檔編號F04B37/00GK2864151SQ20062006910
公開日2007年1月31日 申請日期2006年1月26日 優先權日2006年1月26日
發明者歐陽崢嶸, 謝遠來, 胡純棟, 王紹虎, 劉勝, 李軍, 劉智民 申請人:中國科學院等離子體物理研究所