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真空元件:金属冷阱结构型式

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发表于 2014-5-2 06:34:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
  金属冷阱的型式繁多,结构复杂。为了保证冷阱既有良好的挡油效果,又有较大的流导,设计冷阱时需注意以下几点:
  
  ①冷凝面要正对返流蒸气分子的入射方向,并且至少要保证一次光学屏蔽,以获得最好的捕集效果;
  
  ②用于超高真空系统的冷阱,油爬移的所有通路上至少要有一段处于低温,以防止油的爬移;
  
  ③保证冷阱的温度恒定(不因液氮面变动而改变),以防止液氮面下降时因冷凝面温度升高而使冷凝面吸附的油蒸气分子再放出;
  
  ④阱的结构要合理,既要便于焊接、检漏,又要有低的热损耗。大流导的冷阱多采用扩大冷阱中间部分以获得最有利于气流的几何形状。
  
  典型的金属冷阱结构型式如图7-21—图7-25所示。
  
  图7-21中(a)型冷阱不能防止油的爬移。从0点发出的蒸气分子,遵循余弦定律,碰撞在冷阱室温壁(如A1、A2点)上,然后再蒸发。这样打在A12区域的蒸气分子可以不碰在液氮冷冻面上而进入高真空端。(b)型为改进型,黑粗线为导热良好的紫铜屏蔽板,焊在中心液氮容器上,蒸气分子至少要有一次碰撞在液氮冷冻面上,才能进入高真空端,因此挡油效果较(a)型好。
  
  图7-25给出的直角冷阱,其高为57.8cm,直筒内径为29.9cm,入口法兰直径为25.4cm,法兰厚19mm。T形管壁厚3mm,21根25.4mm、壁厚0.8mm的冷冻管焊在液氮贮存器的底部,贮液器靠三根6. 5mm放空管和一根25.4mm注液管悬吊在法兰上。这四根支持管采用了帽形结构的双层管,降低了导热损失。贮液器容积为9375cm3,占T形管垂直部分体积的25%,装一次液氮能维持13h。

  21根冷冻管按一定形状排列,对入气口形成光学密闭并保持最大的流导。21根冷冻管的总截面仅大于T型管截面的15%,但是却具有8929cm2巨大冷冻面。为防止管的摆动和减少与贮液器焊点的应力,冷却管的底部用不锈钢带焊成蛛网状,并在管子中部的外面焊一圈不锈钢丝以增加强度。
  
  装满一次液氮约需10min,在4×10-3Pa的真空条件下,注入液氮5min盾,将容器(直径51cm,长3m)的真空度提高到8×10-4Pa,抽气12h,达到了2×10-7Pa。




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