正航儀器技術(shù)整理低溫泵的抽氣原理與分類
 
低溫泵是利用低溫(低于100K)表面冷凝和吸附氣體來獲得和保持真空的泵。
1.低溫泵的抽氣原理與分類
    北方的冬天，在玻璃窗上常結(jié)一層霜，這就是低溫抽氣作用。水蒸汽凝結(jié)在0oC以下的玻璃表面上，使空氣中水蒸汽的分壓強降低了，達到了抽除水蒸汽的目的。同理，如果設(shè)法使某一固體表面溫度足夠低，使其低于空氣中主要氣體成分的飽和蒸汽壓溫度，空氣中大部份氣體被凝結(jié)，達到了抽真空的目的。按這種原理抽真空的泵叫低溫冷凝泵。
    利用低溫表面上的吸附劑和打在其上的氣體分子發(fā)生吸附而達到抽氣作用的泵叫作低溫吸附泵。根據(jù)所用吸附劑不同，又可分為三種類型：1)非金屬吸附劑泵：以活性炭、分子篩等為吸附劑。2)金屬吸附劑泵：以蒸發(fā)或升華在冷面上的鈦、鉭、鋁等金屬或其合金為吸氣劑。3)氣體霜也有類似吸附劑一樣的吸氣作用，象二氧化碳、水蒸汽等易冷凝的氣體，在低溫表面上凝結(jié)的同時，將不易冷淀的氣體(如氦)也一起埋葬或吸附抽除。
如果按供低溫介質(zhì)的方式分類，又可分為貯槽式、連續(xù)流動式和閉循環(huán)小型制冷機低溫泵。
2.低溫泵的結(jié)構(gòu)
圖6是一種低溫冷凝泵。它由三種部件組成，一是由低溫介質(zhì)(液氦)冷卻的抽氣表面；二是各種形狀和溫度的輻射屏(圖中是人字形障板，液氮溫度)；三是泵體。

實際應(yīng)用的低溫泵常將低溫冷凝與吸附作用結(jié)合起來，構(gòu)成如圖7所示的結(jié)卡勾。對各種氣體都能抽除。

 圖8是閉循環(huán)小型制冷機低溫泵。它由低溫泵、壓縮機和膨脹機等部份組成。制冷介質(zhì)氦氣由壓縮機壓縮，經(jīng)進氣管到膨脹機。這時進氣閥門打開，膨脹機活塞在專用電機帶動下向上運動，使膨脹機下腔充滿高壓氣體。當活塞到達上部頂端時，關(guān)閉進氣閥，同時打開排氣閥，使膨脹機與低壓端相通，氣體膨脹制冷，活塞向下移動把冷量貯存在活塞內(nèi)的蓄冷器中。如此多次循環(huán)，便在一、二級冷頭處分別獲得低于80K和20K的低溫和所需的制冷功率，并使氣體在低溫面上凝結(jié)，在活性炭上吸附而被抽除。