真空元件:金屬冷阱結構型式
發布時間:2019-05-07 22:29:29 | 人感興趣 | 評分:3 | 收藏:
金屬冷阱的型式繁多,結構復雜。為了保證冷阱既有良好的擋油效果,又有較大的流導,設計冷阱時需注意以下幾點:
①冷凝面要正對返流蒸氣分子的入射方向,并且至少要保證一次光學屏蔽,以獲得z*好的捕集效果;
②用于超高真空系統的冷阱,油爬移的所有通路上至少要有一段處于低溫,以防止油的爬移;
③保證冷阱的溫度恒定(不因液氮面變動而改變),以防止液氮面下降時因冷凝面溫度升高而使冷凝面吸附的油蒸氣分子再放出;
④阱的結構要合理,既要便于焊接、檢漏,又要有低的熱損耗。大流導的冷阱多采用擴大冷阱中間部分以獲得z*有利于氣流的幾何形狀。
典型的金屬冷阱結構型式如圖7-21—圖7-25所示。
圖7-21中(a)型冷阱不能防止油的爬移。從0點發出的蒸氣分子,遵循余弦定律,碰撞在冷阱室溫壁(如A1、A2點)上,然后再蒸發。這樣打在A12區域的蒸氣分子可以不碰在液氮冷凍面上而進入高真空端。(b)型為改進型,黑粗線為導熱良好的紫銅屏蔽板,焊在中心液氮容器上,蒸氣分子至少要有一次碰撞在液氮冷凍面上,才能進入高真空端,因此擋油效果較(a)型好。
圖7-25給出的直角冷阱,其高為57.8cm,直筒內徑為29.9cm,入口法蘭直徑為25.4cm,法蘭厚19mm。T形管壁厚3mm,21根25.4mm、壁厚0.8mm的冷凍管焊在液氮貯存器的底部,貯液器靠三根6. 5mm放空管和一根25.4mm注液管懸吊在法蘭上。這四根支持管采用了帽形結構的雙層管,降低了導熱損失。貯液器容積為9375cm3,占T形管垂直部分體積的25%,裝一次液氮能維持13h。
21根冷凍管按一定形狀排列,對入氣口形成光學密閉并保持z*大的流導。21根冷凍管的總截面僅大于T型管截面的15%,但是卻具有8929cm2巨大冷凍面。為防止管的擺動和減少與貯液器焊點的應力,冷卻管的底部用不銹鋼帶焊成蛛網狀,并在管子中部的外面焊一圈不銹鋼絲以增加強度。
裝滿一次液氮約需10min,在4×10-3Pa的真空條件下,注入液氮5min盾,將容器(直徑51cm,長3m)的真空度提高到8×10-4Pa,抽氣12h,達到了2×10-7Pa。
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