冷泵再生原理

问题描述

精选答案

气体低温冷凝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10mm左右。

2.低温吸附：气体分子以一个单分子层厚(10-8cm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10-8Pa。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10-8Pa。温度为20K时，除氦、氖和氢外，其他气体的蒸气压也低于10-8Pa。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。

气体低温冷凝泵的再生探讨：

1.再生时间

①根据运转周期，定期进行再生；

②制冷能力降低时(温度达不到20K以下，真空度差)，进行再生。

2.再生种类

①通常再生：3-8h。

②急速再生：当泵内含有毒性、腐蚀性、可燃性气体以及大量的O2水时，泵停止后，进行短时间再生。

3.急速再生的实施

①关闭高阀，将加热N2或室温N2气由Purge Gas口导入泵腔，被稀释的毒性气体就会通过排气阀放出。这时，冷板的温度若达不到77K以上，泵室的压力就上不去，气体也就无法释放出来，而又会被凝缩在冷头上。

用N2进行冲洗时，采用的放气管道来排出N2气。不得已要从安全阀释放时，由于易产生真空泄露，所以有必要对安全阀进行清洗。

②用加热毯进行加热。但要注意加热时，温度不能超过70℃。否则，会损坏冷凝泵。

其他回答

网络教育专升本

自然加热再生是低温泵再生方法，它是利用泵壁与周围空气的热交换来使泵升温的，在刚开始再生时，由于泵内真空度较高，因此主要是依靠泵壁的热辐射和泵内的热传导使冷板逐渐升温，这个升温过程相当缓慢。

当压力升高到10-1～10 Pa 范围后，对流换热才开始起比较大的作用。