一种大口径抽除氙气低温泵的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及真空抽气技术领域，具体涉及一种大口径抽除氙气低温栗。
【背景技术】
[0002]大型氙气工质推力器性能或可靠性试验需在高真空环境下试验，栗体障板易被推力器束流溅射腐蚀，影响推力器和低温栗的性能。并且氙气工质推力器试验时，所放出气体量大，从几个sccm到上百sccm不等，这就需要氣气抽气能力强大的高真空抽气栗，过去一般采用油扩散栗来抽除氙气，但扩散栗一方面会给试验带来油蒸汽污染，并且扩散栗只能垂直安装，而试验容器上可供垂直安装的位置十分有限。随着近年大冷量G-M低温制冷机的快速发展，使得采用大口径G-M低温制冷机低温栗抽除氙气成为可能，大口径抽除氙气低温栗所获得真空洁净，且该种栗对安装方式没有限制，成为目前大型氙气工质推力器性能或可靠性试验的首选栗种。但目前普通的大口径低温栗均是针对抽出空气进行设计的，其对氙气的抽速相对较小，且前端障板不能经受长时间离子推力器束流溅射。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提供了一种大口径抽除氙气低温栗，能够实现对氙气的大抽速抽除，且耐溅射、无油蒸汽污染。
[0004]本发明的大口径抽除氙气低温栗，包括低温制冷机、吸附阵、热沉、防辐射屏、栗壳、障板、障板测温元件、吸附阵测温元件和一级冷屏；其中，低温制冷机为二级低温制冷机，通过法兰安装在栗壳上，并与栗壳之间设有橡胶密封圈；吸附阵安装在低温制冷机的二级冷头上，吸附阵由多个长方形壳体组成，长方形壳体的上下表面开放，长方形壳体的侧面设有翅片；吸附阵上安装有测温元件；一级冷屏固定安装在低温制冷机的一级冷头上，表面发黑处理；热沉安装在低温栗壳体上；障板固定安装在低温栗口处的热沉上，为板状结构，且障板的垂直方向对吸附阵实现一次光学屏蔽，障板表面喷涂有石墨涂层，障板测温元件安装在障板上。
[0005]进一步地，吸附阵由1.5mm厚无氧铜铆接而成，在吸附阵与低温制冷机的二级冷头的连接处垫有铟垫片。
[0006]进一步地，所述热沉通液氮、冷氮气或机械制冷工质。
[0007]有益效果:
[0008]本发明能够以普通低温栗1.5倍的抽速抽除氙气，且无污染，耐溅射，适用于高温等离子体的恶劣环境，且可以采用通液氮或者是机械制冷工质进行冷却，降低成本。
【附图说明】
[0009]图1为本发明大口径抽除氙气低温栗的结构示意图。
[0010]图2为本发明的障板和吸附阵遮挡关系图。
[0011]图3为吸附阵结构示意图。
[0012]图4为障板结构示意图。
[0013]其中，1-低温制冷机，2-吸附阵，3-热沉，4-防辐射屏，5-栗壳，6_障板，7_障板测温元件，8-吸附阵测温元件，9- 一级冷屏，10-翅片。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0015]本发明提供了一种大口径抽除氙气低温栗，如图1?图2所示，包括低温制冷机1、吸附阵2、热沉3、防辐射屏4、栗壳5、障板6、障板测温元件7、吸附阵测温元件8和一级冷屏9。其中，所述栗壳5内径Φ 1250mm，直段长850mm ;低温制冷机I用来给吸附阵和一级冷屏提供冷量，一般选用二级低温制冷机，低温制冷机I通过法兰安装在栗壳5上，并和栗壳5采用橡胶密封圈密封，吸附阵6安装在制冷机的二级冷头上，吸附阵2是由1.5_厚无氧铜铆接而成，在吸附阵与二级冷头的连接处垫有铟垫片。本发明吸附阵主要用于吸附氙气，氙气在50K时饱和蒸汽压已达5X 10-7Pa，所以，只要保持吸附阵温度低于50K即可，普通的低温栗要求吸附阵在1K以内，针对此特点，特别设计低温栗的吸附阵和热防护系统。吸附阵骨架采用长方形壳体结构，长方形壳体的沿栗轴线的上下表面开放，长方形壳体的4个周向侧面增加4组翅片，这样可增大低温冷凝面积，可以大大提高低温栗对氙气的抽速。吸附阵2上安装有测温元件8，以便监测低温栗运行时吸附阵的温度指标。测温元件的测量范围为1K?400K，精度为±1K。一级冷屏9由2mm厚无氧铜加工而成，由螺钉固定在低温制冷机I的一级冷头上，表面发黑处理，用于减少栗壳对热沉的热辐射。热沉3安装在低温栗壳体5上，由304不锈钢管和铜翘片构成，经计算分析，相对于普通低温栗，该栗对热沉的温度要求相对较低，温度低于120K即可，所以，热沉管路内可以通液氮、冷氮气，也可以通机械制冷工质(三级复叠机械制冷机组提供)，可降低使用成本。障板6位于低温栗的栗口位置，在试验过程中，试验束流会对低温栗障板产生溅射作用，造成障板的腐蚀，从而降低低温栗的使用寿命，因此，本发明障板6宽厚1.5_，采用板状结构，且其垂直的方向对吸附阵实现一次光学屏蔽，在障板表面喷涂石墨涂层，石墨涂层厚0.5mm,以减小试验束流对障板的溅射。具体结构见图4。障板通过螺钉固定在热沉上，障板6上安装有测温元件7，以便监测低温栗运行时障板6的温度指标。测温元件的测量范围为40K?400K，精度为
+ IKo
[0016]本发明低温栗防溅射，且对氙气的抽速可达普通低温栗的1.5倍，可大大节约设备氙气抽除栗购置成本，经济效益显著。
[0017]综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种大口径抽除氙气低温栗，其特征在于，包括低温制冷机(I)、吸附阵(2)、热沉(3)、防辐射屏(4)、栗壳(5)、障板(6)、障板测温元件(7)、吸附阵测温元件(8)和一级冷屏(9);其中，低温制冷机⑴为二级低温制冷机，通过法兰安装在栗壳(5)上，并与栗壳(5)之间设有橡胶密封圈；吸附阵(6)安装在低温制冷机(I)的二级冷头上，吸附阵(2)由多个长方形壳体组成，长方形壳体的上下表面开放，长方形壳体的侧面设有翅片；吸附阵(2)上安装有测温元件(8)级冷屏(9)固定安装在低温制冷机(I)的一级冷头上，表面发黑处理；热沉(3)安装在低温栗壳体(5)上；障板￠)固定安装在低温栗口处的热沉上，为板状结构，且障板的垂直方向对吸附阵(2)实现一次光学屏蔽，障板(6)表面喷涂有石墨涂层，障板测温元件(7)安装在障板(6)上。2.如权利要求1所述的大口径抽除氙气低温栗，其特征在于，吸附阵(2)由1.5mm厚无氧铜铆接而成，在吸附阵(6)与低温制冷机(I)的二级冷头的连接处垫有铟垫片。3.如权利要求1所述的大口径抽除氙气低温栗，其特征在于，所述热沉(3)通液氮、冷氮气或机械制冷工质。
【专利摘要】本发明公开了一种大口径抽除氙气低温泵。使用本发明能够实现对氙气的大抽速抽除，且耐溅射、无油蒸汽污染。本发明包括低温制冷机、吸附阵、热沉、防辐射屏、泵壳、障板、障板测温元件、吸附阵测温元件和一级冷屏。其中，吸附阵由多个长方形壳体组成，长方形壳体的上下表面开放，长方形壳体的侧面设有翅片；障板固定安装在低温泵口处的热沉上，为板状结构，且障板的垂直方向对吸附阵实现一次光学屏蔽，障板表面喷涂有石墨涂层。本发明能够以普通低温泵1.5倍的抽速抽除氙气，且无污染，耐溅射，适用于高温等离子体的恶劣环境，且可以采用通液氮或者是机械制冷工质进行冷却，降低成本。
【IPC分类】F04B37/08, F04B39/06
【公开号】CN105041609
【申请号】CN201510419303
【发明人】柏树, 颜昌林, 杨建斌, 刘玉魁
【申请人】兰州空间技术物理研究所
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月16日