小型氨流程低温泵  氦流程低温泵的低温板,靠液氦汽化的低温气氦进行冷却,氦由外部的液氦贮  槽(或液氦装置)连续不断地自动调节流量供给低温板,它的优点是低温板可工作  在2.5~293K之间的任一可调温度下。图2-53所示为小型氦流程低温泵结构。氦  从入口1流入圆形铜板,铜板上部6是低温冷凝板(抽气面),氦流过由环形管道

组成的蒸发室,废氮气从这里流经冷却辐射屏外侧的铜盘管8,最后从出气口2  出、低温板温度测量室5用来连接蒸气压温度计,在附加的测量室中,在10℃  炽烤结束后,可从外面裝入电阻温度计热传感器7。通过减压蒸发可使低温板冷却  到2.5K用来抽除氮,外部的18-20K低温盘管冷凝沸点高的气体。用蒸气压温度  计调节液氮的供应量来控制低温板的温度  2、-小型氢流程低温泵为内置式结构,液氮耗量为1L/h,18K圆柱状螺旋管和  冷凝板对氢的抽速为2m3/s,对氮为5m3/s。这些参数是液氨低温冷凝的效  果,没有考虑低温捕集和低温吸附,如果在低温板上黏附活性炭,抽气效果会
内置式小型氮流程低温泵的主要优点是可任意方向安装、板温稳定、液氦冷量  利用充分(除蒸发焓外,还利用了气体焓)、无振动并且不需要第二种制冷剂(例  如液氮)。因而广泛用于低温恒温技术领域。缺点是液氦耗量较贮槽式低温泵要高  连续地补充液氦,热传输损失比较高  2.4.10.2大型氩流程低温泵
用于模拟空间环境条件的大型环境模拟设备(简称环模设备),通常将内置式  流程低温泵和热沉合二为一。低温板和作为热沉的屏蔽挡板装在容器内,构成和空  间环境相似的真空、低温环境。图2-54所示为用于大型环模设备的氦流程低温泵  结构。出于经济上的考虑,热沉冷壁温度不是空间的4K,而是80-10由此带  来的卫星温度误差大约是1K,此误差可以通过矫正计算加以修正。  适用于空间环模设备的低温抽气阵列的结构如图2-55所示。20K低温板被包  围在100K的屏蔽挡板内,降低低温板的热负荷。阵列的抽气效率通常用俘获概率  G表示。俘获概率G是入射到低温抽气阵列入口端的气体分子,最后为阵列俘获

南国浪子:
的分子总数的百分数。穆尔对图2-56所示的阵列的抽气模式进行了数学分析。根  据图2-56所用的符号,平衡的条件为

W  02=(1-gs)+ u  +(1-g3)  +(1-gc)(1  gcw5+(1-gc)(1-a)

联立解上述诸式,可得总俘获概率为

W2(1-ge)(1-a)+(1-gc)2(1-a)2

g

g

(2-77)  式中g—碰撞在人字形挡板上的气体分子通过的概率;  碰撞在冷凝板上的气体分子通过的概率(相当于与开口面积之比)  a冷凝板的吸附系数。  以图255b)为例,设g,=0.3、g。=0.25,代入式(27)中,俘获概率G  是低温板吸附系数a的一个函数,如图257所示。如果测量规管的开口方向如图  2-50中情况B,可将抽速公式(2-60)中的a用俘获概率G代替,得出大型氦流程  低温泵单位面积的抽速  图2-58所示为我国无油KM4环模设备的结构简图。热沉板采用板管式结构  板宽100mm,长3780mm,低温氦管管径20mm。在热沉套中部,每隔3°布置  根。低温板的抽气面积50m2,温度<20K。抽速71.5×10L/s,极限压力5×  10-6Pa。容器材料为1Cr18Ni9Ti直径7m,高12m,顶盖直径7m,由液压千斤顶  升起后电力驱动平移。侧门直径3m,电力驱动侧移。主真空抽气系统采用4台制  冷机低温泵(口径1500mm三台,口径500mm一台),前级泵为Z1-70罗茨泵机  组。预抽采用4台-1200罗茨泵机组