一种低温泵冷凝吸附装置的制作方法

本实用新型涉及低温泵技术领域，尤其涉及一种低温泵冷凝吸附装置。

背景技术：

低温泵是利用低温表面冷凝或吸附气体的一种真空泵。低温泵可以获得抽气速率最大、极限压力最低的清洁真空，广泛应用于半导体和集成电路、真空镀膜、离子注入机和空间模拟等行业。

如图1所示，是一个典型的低温泵结构，包括法兰1、一级挡板2、防辐射屏3、冷伞4、冷头5和制冷机6。该低温泵在运行时，制冷机6持续产生冷量，使防辐射屏3、一级挡板2和冷伞4保持在低温状态。制冷机6分为一级冷头和二级冷头。制冷机6一级冷头与防辐射屏3 和一级挡板2连接，通常温度为60～100K，可以使空间内的水蒸汽、二氧化碳等气体在其表面冷凝。制冷机6二级冷头与冷伞4连接，通常温度为10～20K，可以使空间内的氮气、氧气、氩气等气体在其表面冷凝，另有氢气、氦气等非凝性气体被冷伞内表面粘接的活性炭低温吸附。通过低温冷凝和低温吸附等手段，低温泵将空间内的几乎所有气体都抽除，获得高真空。

如图2所示，是一个典型的多层结构冷伞4结构。该冷伞由多个冷伞片401组合而成。冷伞片401可能是全圆型或半圆形。多个冷伞片401之间由安装架或支架(图中未显示)相互串联，从上往下累积多层。冷伞片401与安装架或支架支架通过铆钉、螺钉或焊接等形式连接。

如图3所示，低温泵在工作时，氮气、氧气、氩气等气体，经过防辐射屏开口和一级挡板的间隙，进入低温泵内部，最终达到冷伞，在其表面被低温冷凝。由于传统冷伞的多层结构，气体分子很难到达冷伞内部，因此冷伞表面冷凝的气体量受到限制。当冷伞表面冷凝的气体不断累积，低温泵对这些气体的抽气速度不断下降，而空间内的压力则不断上升。最终低温泵就会达到一个饱和状态，抽气效果达不到要求。低温泵内部最多能够冷凝的气体量，被称为低温泵的抽气容量。

低温泵饱和之后，需要对低温泵进行再生，以恢复其原始抽气性能。再生就是通过各种升温手段，使低温泵内部冷凝或吸附的气体，排出泵外。低温泵的再生过程可能需要耗费多个小时，频繁的再生制约了低温泵的应用，需要增大低温泵的抽气容量。

而且在这种结构的冷伞表面冷凝的固态气体，在冷凝层太厚的情况下，还有掉落到防辐射屏的危险，因为防辐射屏温度较高，固态气体会气化，空间内的压力就会上升，真空度变差。

技术实现要素：

鉴于目前存在的上述不足，本实用新型提供一种低温泵冷凝吸附装置，可以使被抽气体到达冷伞内部的任何位置，充分利用冷伞有限的表面和空间，可以冷凝更多的气体。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种低温泵冷凝吸附装置，所述冷凝吸附装置包括中心安装架、若干冷伞片和与中心安装架底部连接的导热底板，所述冷伞片呈放射状有序分布在底板上方且固定连接在中心安装架和/或底板上。

依照本实用新型的一个方面，所述底板为设有中心孔的圆形板，所述中心安装架为下端开口的中空圆柱体，所述开口于底板中心孔密封相连。

依照本实用新型的一个方面，所述冷伞片沿中心安装架的直径方向平行设置。

依照本实用新型的一个方面，所述冷伞片沿与中心安装架的直径呈不等于90°的夹角设置。

依照本实用新型的一个方面，所述冷伞片为多边形。

依照本实用新型的一个方面，所述冷伞片、底板、中心安装架之间通过紧固件的方式连接或通过焊接的方式连接。

本实用新型实施的优点：本实用新型所述的冷凝吸附装置，包括中心安装架、若干冷伞片和与中心安装架底部连接的导热底板，所述冷伞片呈放射状有序分布在底板上方且固定连接在中心安装架和/或底板上；可以使被抽气体(氮气、氧气、氩气等)到达冷伞内部的任何位置，充分利用冷伞有限的表面和空间，可以冷凝更多的气体。也就是说，对这些气体的抽气容量更大，由此低温泵可以运行更长时间才会达到饱和状态，进而减少低温泵的再生频率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型背景技术所述的低温泵结构示意图；

图2为本实用新型背景技术所述的冷伞结构示意图；

图3为本实用新型背景技术所述的低温泵冷凝情况示意图；

图4为本实用新型实施例所述的一种低温泵冷凝吸附装置结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的低温泵冷凝吸附装置冷凝情况示意图；

图6至图8为本实用新型所述的低温泵冷凝吸附装置多种冷伞片分布情况示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图图4至图8所示，一种低温泵冷凝吸附装置，所述冷凝吸附装置包括中心安装架1、若干冷伞片2和与中心安装架底部连接的导热底板3，所述冷伞片呈放射状有序分布在底板上方且固定连接在中心安装架和/或底板上。

在实际应用中，所述底板为设有中心孔的圆形板，所述中心安装架为下端开口的中空圆柱体，所述开口于底板中心孔密封相连。

在实际应用中，所述冷伞片沿中心安装架的直径方向平行设置。

在实际应用中，所述冷伞片沿与中心安装架的直径呈不等于90°的夹角设置。

在实际应用中，所述冷伞片为多边形。

在实际应用中，所述冷伞片、底板、中心安装架之间通过紧固件的方式连接或通过焊接的方式连接。

该冷凝吸附装置由多个冷伞片、1个中心安装架和一个底板组合而成。与传统上下多层冷伞结构相比，本发明冷凝吸附装置是由内往外发射状，并安装了一个底板。冷伞片、中心安装架、底板之间可以用铆钉、螺钉或焊接等形式连接。

因为大多数气体是由上而下由四周往中间的路径，最终到达冷凝吸附装置表面。根据这个规律，将冷伞片放在与防辐射屏直径方向平行的位置，也可以有一定角度的偏转，但不能与防辐射屏直径方向垂直，要去不能影响气体往冷凝吸附装置中心方向和往冷凝吸附装置底部方向的运动，可以使气体到达冷凝吸附装置最中心位置和最底部。

冷凝吸附装置底部的底板，还可以防止被冷凝的固态气体掉落至防辐射屏底部，以免压力不稳定或上升。

比较图3和图5可知，在本发明冷凝吸附装置的基础上，能够冷凝的气体量远远比传统上下多层冷伞多得多。

其中的冷伞片，可以是矩形，也可以是梯形，可以连接在中心安装架上，也可以连接在底板上，冷伞片的大小、形状、数量可以按实际空间任意排布，但都要求冷伞片与防辐射屏直径方向平行，也可以有一定偏转，但不能与防辐射屏直径方向垂直。

本实用新型实施的优点：本实用新型所述的冷凝吸附装置，包括中心安装架、若干冷伞片和与中心安装架底部连接的导热底板，所述冷伞片呈放射状有序分布在底板上方且固定连接在中心安装架和/或底板上；可以使被抽气体(氮气、氧气、氩气等)到达冷伞内部的任何位置，充分利用冷伞有限的表面和空间，可以冷凝更多的气体。也就是说，对这些气体的抽气容量更大，由此低温泵可以运行更长时间才会达到饱和状态，进而减少低温泵的再生频率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。