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低溫泵長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),泵的抽速隨抽氣時(shí)間延長(zhǎng)面逐漸良減,當(dāng)抽速下降到原  (3)低溫泵的最大抽氣容量(和抽氣容量)
快,此時(shí),需要停止運(yùn)轉(zhuǎn)升溫再生,用以恢復(fù)泵的原有的抽氣絲必,出了ZDB  500型制冷機(jī)低溫泵抽氫的氣容量曲線,超過(guò)飽和抽氣容M267給  始抽速60%時(shí),所累積抽除的總氣量稱為“飽和抽氣容量”,圖  衰減很

5000

5×1031×10215×1025×103×1
抽氫容量/PaL
圖2-67ZDB500型制冷機(jī)低溫泵抽氫容量曲線  低溫泵對(duì)不同種類氣體的飽和抽氣容量差別很大,冷凝氣體的抽氣容量取決于  冷凝霜層的厚度,霜層表面和低溫板之間的溫差△T與霜層厚度呈正比,馬舍  ( Ascher)給出了沒有屏蔽的20K低溫板,在p=0.67Pa壓力條件下,N2霜表面  有效冷凝系數(shù)與N2冷凝量的函數(shù)關(guān)系曲線如圖2-68所示。圖中,橫坐標(biāo)d為霜層  厚度,p為霜表面溫度對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓。根據(jù)測(cè)量結(jié)果,得出最大厚度為  1.5mm,平均熱導(dǎo)率A=0.7mW/(m·K),對(duì)應(yīng)p。的最大溫差△Tmx=15K。若  用77K屏蔽擋板,當(dāng)進(jìn)氣壓力一定時(shí),單位冷凝面的冷凝輸入功率比無(wú)屏蔽時(shí)要  小,因而在一定的△Tmx下,可達(dá)到更大的最大厚度dmx。這一結(jié)果已被艾德爾  (Eder)等人的實(shí)驗(yàn)證實(shí)。他們?cè)谥评錂C(jī)低溫泵加屏蔽的20K冷面上,在進(jìn)氣壓力  p=0.1~1Pa條件下進(jìn)行冷凝空氣實(shí)驗(yàn),最大厚度達(dá)到dmx=50~100mm,相當(dāng)于60kg/m2的質(zhì)量厚度  活性炭低溫吸附氫、氖、氦的飽和容量,是制約低溫泵抽氣容量的主要限制因  素。所選用的吸氣劑材料、厚度、活化工藝都影響吸附容量,各種吸附材料的最大

抽氣容量可根據(jù)吸氣劑的吸附等溫線確定。用于制冷機(jī)低溫泵的吸氣劑以椰殼活性  炭最好,溫克勒爾( Winkler)在T=15K測(cè)得的對(duì)H2的動(dòng)態(tài)吸附容量V=1.5

104Pa·L/s
(4)低溫泵的啟動(dòng)壓力  受制冷功率的影響,冷機(jī)低溫泵不能夠在大氣壓下啟動(dòng),因?yàn)楦邏合職怏w的  對(duì)流換熱和氣體的冷凝熱,使低溫板達(dá)不到工作溫度而不能啟動(dòng)。此外,大量氣體  冷凝吸附在低溫板上,也會(huì)影響泵的工作壽命,低溫泵正常啟動(dòng)的最高壓力稱為啟動(dòng)壓力  般用前級(jí)泵將低溫泵預(yù)抽到數(shù)十帕以下,即可啟動(dòng)制冷機(jī)的壓機(jī)開始制冷,直至制冷機(jī)的一、二級(jí)冷頭達(dá)到規(guī)定的溫度  可以在啟動(dòng)預(yù)抽泵的同時(shí)啟動(dòng)制冷機(jī),這樣就可以縮短低溫泵的啟動(dòng)時(shí)時(shí)間  由于小型制冷機(jī)的制冷時(shí)間大都在1h以上,遠(yuǎn)大于前級(jí)泵預(yù)抽低溫泵

(5)低溫泵的轉(zhuǎn)換壓力
低溫泵開始對(duì)真空容器抽氣時(shí),容器內(nèi)允許的最高壓力稱為轉(zhuǎn)換壓力(起始?jí)毫?。要求制冷機(jī)低溫泵低溫板的熱容量能夠承受氣流的熱沖擊△H,它取決于打開真空閥開始對(duì)容器抽氣的最大氣體負(fù)荷,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)最大氣體流量與制冷機(jī)制冷功率有如下關(guān)系
W
式中p—轉(zhuǎn)換壓力,P
V真空容器體積,L
W——制冷機(jī)二級(jí)冷頭(20K)制冷功率,W
或者用二級(jí)冷頭熱容量△E的實(shí)驗(yàn)值來(lái)計(jì)算允許的最高壓力

式中△E—二級(jí)冷頭的熱容量,J
△H—?dú)怏w的焓差,J/mol
p—?dú)怏w轉(zhuǎn)換壓力,Pa;
氣體體積
R摩爾氣體常數(shù),8.314J/(mol·K);  T氣體溫度,K。  假設(shè)RKP400型(見表2-36)的實(shí)驗(yàn)值△E=300J,那么對(duì)于1m3的容器,根  據(jù)公式(2-83),其轉(zhuǎn)換壓力對(duì)氮?dú)鉃閜≤160Pa  通常工藝流程應(yīng)用上對(duì)容器的預(yù)抽有以下要求  ①每次容器暴露大氣后的預(yù)抽時(shí)間應(yīng)盡可能短  ②盡量避免前級(jí)泵的反流物(特別是碳?xì)浠衔?對(duì)容器的污染  ③前級(jí)真空系統(tǒng)要經(jīng)濟(jì)合算  根據(jù)以上要求,轉(zhuǎn)換壓力應(yīng)在10-2~102Pa的范圍內(nèi),應(yīng)用于超高真空時(shí)  大多將轉(zhuǎn)換壓力控制在10-1~10-2Pa?？紤]到對(duì)油蒸氣污染的要求,可以選用無(wú)  油機(jī)械泵和渦輪分子泵、濺射離子泵、分子篩低溫吸附泵組成的抽氣機(jī)組  對(duì)油蒸氣污染要求不嚴(yán)格的小型容器(1m3左右),可以直接選用機(jī)械泵,并  且將轉(zhuǎn)換壓力提高到40Pa,在此壓力下抽氣方向的氣流能夠有效地阻止機(jī)械泵油  的反流。轉(zhuǎn)換壓力的提高能夠明顯提高抽氣時(shí)間  通常,生產(chǎn)廠家都會(huì)給出不同型號(hào)的制冷機(jī)低溫泵的轉(zhuǎn)換壓力,可根據(jù)工藝生  產(chǎn)要求參考選用