内置式低温泵制造技术

本实用新型专利技术涉及低温泵技术领域，公开了内置式低温泵，其包括制冷机(1)和冷板组件(2)，制冷机(1)与冷板组件(2)连接并冷却冷板组件(2)，还包括泵口法兰(3)，制冷机(1)和冷板组件(2)均固装在泵口法兰(3)上，泵口法兰(3)与待真空腔室(5)的开口处配合并实现密封，冷板组件(2)伸入待真空腔室(5)内并通过泵口法兰(3)进行固定。本实用新型专利技术通过无泵壳设计和内置于腔体腔体，使冷板组件于腔体内气体充分接触，这使得冷板组件对气体的吸附更加均匀，有效面积增大，吸附速度较传统低温泵有量级提升，同时由于其有效面积的增大，冷板组件对气体的吸留极限也有量级的提升。

【技术实现步骤摘要】
内置式低温泵
本技术涉及低温泵领域，尤其涉及了一种内置式低温泵。
技术介绍
低温泵是利用低温表面冷凝气体的真空泵，又称冷凝泵。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的研究和生产，以及分子束研究、真空镀膜设备、真空表面分析仪器、离子注入机和空间模拟装置等方面。日常使用状态下，低温泵安装于真空处理装置的真空腔室上。由于低温泵采用低温吸附原理，工作一段时间后，一级冷板和二级冷板表面形成气体冷凝霜层，当霜层过厚时，冷板表面温度升高，对气体吸附作用减弱甚至停止，失去抽气作用，整个低温泵即达到了气吸附的极限。分析和测试结果均表明，决定低温泵中低温泵的抽速和吸留极限的主要因素在于：相对于冷板的气体入口的面积、气体入口与冷板之间的距离和角度位置，冷板及冷板上粘连活性炭的量等。市场生产厂提供的低温泵，大都将冷板和防辐射屏装在泵壳内，通过泵口对真空容器抽气。在该工作状态下：(1)泵口的面积极大的限制了低温泵的抽速；(2)冷板与抽口距离不一致，冷板的吸留不易达到均匀饱和，限制了总吸留极限；(3)泵口的存在同时使气体流道较为复杂，在再生过程中气体分子逸散困难，再生时间长，再生不充分。目前，专利名称为低温泵，专利号为201710173160.X的技术专利，但还存在吸收速度和吸收极限较低的缺陷。
技术实现思路
本技术针对现有技术中吸收速度和吸收极限较低的缺点，提供了内置式低温泵。为了解决上述技术问题，本技术通过下述技术方案得以解决：内置式低温泵，包括制冷机和冷板组件，制冷机与冷板组件连接并冷却冷板组件，还包括泵口法兰，制冷机和冷板组件均固装在泵口法兰上，泵口法兰与待真空腔室的开口处配合并实现密封，冷板组件伸入待真空腔室内并通过泵口法兰进行固定。作为优选，还包括与冷板组件连接的加热棒，加热棒位于待真空腔室内。作为优选，泵口法兰上安装有密封圈，密封圈位于泵口法兰和待真空腔室之间；泵口法兰上还设有用于放置供电线和/或信号传输线的排线孔。作为优选，冷板组件包括一级冷板和二级冷板，制冷机上设有一级冷头和二级冷头，一级冷头和二级冷头均通过泵口法兰伸入待真空腔室内并分别与一级冷板和二级冷板连接进行制冷。作为优选，一级冷板和二级冷板均圆周分布，一级冷板分布在二级冷板外；一级冷板为紫铜板，一级冷板外设有镀银抛光层，一级冷板上的温度为50k～60k；二级冷板为紫铜板，二级冷板外设有镀银抛光层，二级冷板的内壁上设有以低温胶粘的活性炭，二级冷板上的冷却温度为7k～8k。作为优选，一级冷板包括一级底板和多个一级百叶板，一级底板为环形板或圆形板，一级百叶板竖直放置并圆周固定在一级底板上。作为优选，每个一级百叶板均包括第一板和第二板，第一板和第二板之间呈120°～150°的夹角并定义该夹角为一级百叶板的内角，一级百叶板的内角均朝向一级冷板的中轴线方向向内设置，两个相邻一级百叶板之间形成一级气流道。作为优选，定义在一级冷板的水平截面上由第一板和第二板的连接位到一级冷板的中心轴的连接线为一级基准线，第二板2122与一级基准线之间的角度设置为46°～66°。作为优选，二级冷板包括固定板和多个二级百叶板，二级底板为环形板或圆形板，二级百叶板竖直放置并圆周固定在二级底板上。作为优选，每个二级百叶板均包括第三板和第四板，第三板和第四板之间呈110°～140°的夹角并定义该夹角为二级百叶板的内角，二级百叶板的内角均朝向二级冷板的中轴线方向向内设置，两个相邻二级百叶板之间形成二级气流道。作为优选，定义在二级冷板的水平截面上由第三和第四板的连接位到二级冷板的中心轴的连接线为二级基准线，第四板与二级基准线之间的角度设置为83°～103°。作为优选，冷板组件还包括障板，障板为紫铜板，障板外设有镀银抛光层，障板通过铟垫片与一级冷板连接。本技术由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本申请通过无泵壳设计和内置于腔体腔体，使冷板组件于腔体内气体充分接触，这使得冷板组件对气体的吸附更加均匀，冷板组件冷凝霜层厚度和平均吸附量也更趋于一致。传统低温泵冷板吸附集中于障板及筒状一级冷板上部很小空间，本申请通过低温泵障板及百叶窗式一级冷板桶壁均匀吸附，故本申请的低温泵的吸附更加均匀，有效面积增大，吸附速度较传统低温泵有量级提升，同时由于其有效面积的增大，冷板组件对气体的吸留极限也有量级的提升。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是图1的制冷机、泵口法兰和冷板组件的机构示意图。图3是图2的剖视图Ⅰ。图4是图2的剖视图Ⅱ。图5是一级冷板的结构示意图。图6是二级冷板的结构示意图。附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—制冷机、2—冷板组件、3—泵口法兰、4—加热棒、5—待真空腔室、21—一级冷板、210—一级气流道、211—一级底板、212—一级百叶板、2121—第一板、2122—第二板、22—二级冷板、220—二级气流道、221—二级底板、222—二级百叶板、2221—第三板、2222—第四板、23—障板、24—温度传感器、31—密封圈、32—排线孔。具体实施方式下面结合附图与实施例对本技术作进一步详细描述。实施例1内置式低温泵，如图所示，包括制冷机1和冷板组件2，制冷机1与冷板组件2连接并冷却冷板组件2，还包括泵口法兰3，制冷机1和冷板组件2均固装在泵口法兰3上，泵口法兰3与待真空腔室4的开口处配合并实现密封，冷板组件2伸入待真空腔室4内并通过泵口法兰3进行固定。还包括与冷板组件2连接的加热棒4，加热棒4位于待真空腔室5内。舍弃传统低温泵外壳后，我们对低温泵采用内置式电加热的方式进行再生，通过加热棒4直接固定于冷板近端冷头上的方式完成对冷板的快速升温。再生时，由于无泵壳，且一级冷板21、二级冷板22都采用百叶窗式设计，再生过程中，冷板释放出的气体分子可通过均匀分布的叶片通道口逸散，使低温泵能够充分再生。该种工作状态下，真空系统在一次充分再生后可长时工作无需频繁再生，提高真空系统工作效率。泵口法兰3上安装有密封圈31，密封圈31位于泵口法兰3和待真空腔室4之间，密封圈31为氟胶O型圈，密封圈31通过金属中心支架保证其压缩量和负压下的形状；泵口法兰3上还设有用于放置供电线和/或信号传输线的排线孔32。冷板组件2包括一级冷板21和二级冷板22，制冷机1上设有一级冷头和二级冷头，一级冷头和二级冷头均通过泵口法兰3伸入待真空腔室4内并分别与一级冷板21和二级冷板22连接进行制冷，一级冷板21和二级冷板22分别通过铟垫片与一级冷头和二级冷头连接，一级冷板21用以降低二级冷头的热负荷，同时冷凝抽除H2O、CO2等气体，二级冷板22的动作温度低于20K，能大量冷凝吸附除氢、氖、氦以外的其他常见气体，低温活性炭用以吸附氢、氖、氦等难凝气体。...

【技术保护点】
1.内置式低温泵，其特征在于：包括制冷机(1)和冷板组件(2)，制冷机(1)与冷板组件(2)连接并冷却冷板组件(2)，还包括泵口法兰(3)，制冷机(1)和冷板组件(2)均固装在泵口法兰(3)上，泵口法兰(3)与待真空腔室(5)的开口处配合并实现密封，冷板组件(2)伸入待真空腔室(5)内并通过泵口法兰(3)进行固定。/n

【技术特征摘要】
1.内置式低温泵，其特征在于：包括制冷机(1)和冷板组件(2)，制冷机(1)与冷板组件(2)连接并冷却冷板组件(2)，还包括泵口法兰(3)，制冷机(1)和冷板组件(2)均固装在泵口法兰(3)上，泵口法兰(3)与待真空腔室(5)的开口处配合并实现密封，冷板组件(2)伸入待真空腔室(5)内并通过泵口法兰(3)进行固定。


2.根据权利要求1所述的内置式低温泵，其特征在于：泵口法兰(3)上安装有密封圈(31)，密封圈(31)位于泵口法兰(3)和待真空腔室(5)之间；泵口法兰(3)上还设有用于放置供电线和/或信号传输线的排线孔(32)。


3.根据权利要求1所述的内置式低温泵，其特征在于：冷板组件(2)包括一级冷板(21)和二级冷板(22)，制冷机(1)上设有一级冷头和二级冷头，一级冷头和二级冷头均通过泵口法兰(3)伸入待真空腔室(5)内并分别与一级冷板(21)和二级冷板(22)连接进行制冷。


4.根据权利要求3所述的内置式低温泵，其特征在于：一级冷板(21)和二级冷板(22)均圆周分布，一级冷板(21)分布在二级冷板(22)外；一级冷板(21)为紫铜板，一级冷板(21)外设有镀银抛光层，一级冷板(21)上的温度为50k～60k；二级冷板(22)为紫铜板，二级冷板(22)外设有镀银抛光层，二级冷板(22)的内壁上设有活性炭，二级冷板(22)上的冷却温度为7k～8k。


5.根据权利要求3所述的内置式低温泵，其特征在于：一级冷板(21)包括一级...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈家富，冯寅兵，呼鹏，
申请(专利权)人：浙江博开机电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33