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閉路循環(huán)氣氦制冷機低溫泵,它是70年代出現的新型低溫泵(圖)。這種泵不消耗氦氣、操作簡便,易于維修,應用日漸廣泛。制冷機的制冷介質為氣氦,一級冷板溫度為50~100K,典型應用是65K,用來冷凝水蒸汽和預冷其他氣體;二級冷板溫度為10~20K,用來冷凝氮、氧等氣體。在二級冷板的內表面涂以活性炭。活性炭的比表面積為500~2500米2/克,在低溫下對氦有很強的吸附能力。
“氣蝕”不同于“氣堵”,“氣蝕”是一種對泵的損害過程。離心泵在運轉時,葉輪內部的壓力是不同的,進口處壓力較低,出口處壓力較高。而液體的氣化溫度是與壓力有關系的;壓力越低(或越高),所對應的氣化溫度也越低(或越高)。如果液體進到泵里的溫度高于進口壓力所對應的氣化溫度,則部分液體會產生氣化,形成氣泡。低溫吸附:氣體分子以一個單分子層厚 ( 厘米數量級)被吸附到涂在冷板上的吸附劑表面上。吸附的平衡壓力比相同溫度下的蒸氣壓力低得多。如在 20K時氫的蒸氣壓力等于大氣壓力,用 20K的活性炭吸氫時吸附平衡壓力則低于 帕。這樣就可能在較高溫度下通過低溫吸附來進行抽氣。
低溫泵的一級冷臺上,設置屏蔽罩和擋板,溫度維持在80K。二級冷臺維持在15K,上面設置低溫罩和活性炭吸附劑。水蒸氣凝固在80K屏蔽罩和80K擋板上;氮氣、氧氣凝固在15K低溫罩上;氫氣、氦氣被吸附在15K低溫罩內側的吸附劑上。低溫泵可以對所有氣體排氣,但是如果吸附的氣體量過多,則排氣速度降低。這時,需要將低溫泵加熱,放出吸附的氣體后,重新使用。
提高NPSP在效值的幾種可能的辦法為:(1)提高貯槽與泵吸入口的液位差;(2)降低液體溫度(將貯槽氣相放空以減少熱蒸汽);(3)提高貯槽的初壓(這種情況只適用液相平衡條件下的升壓);(4)泵的進液管路與回氣路進行良好的絕熱包扎。離心式低溫液體泵的工作原理與離心水泵相同。離心泵是依靠旋轉葉輪對液體作功,將原動機的機械能傳遞給液體。當泵內充滿液體工作時,由于葉輪高速旋轉,液體在葉輪作用下產生離心力,驅使液體在從葉輪進口向出口流動的過程中,壓力能和速度能均增加,繼而在擴壓室內又將速度能進一步轉化成壓力能后輸出。