低溫泵是利用低溫表面冷凝氣體的真空泵，又稱冷凝泵。低溫泵可以獲得抽氣速率最大、極限壓力最低的清潔真空，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體和集成電路的研究和生產(chǎn)，以及分子束研究、真空鍍膜設(shè)備、真空表面分析儀器、離子注入機(jī)和空間模擬裝置等方面。
在低溫泵內(nèi)設(shè)有由液氦或制冷機(jī)冷卻到極低溫度的冷板。它使氣體凝結(jié)，并保持凝結(jié)物的蒸汽壓力低于泵的極限壓力，從而達(dá)到抽氣作用。低溫抽氣的主要作用是低溫冷凝、低溫吸附和低溫捕集。①低溫冷凝：氣體分子冷凝在冷板表面上或冷凝在已冷凝的氣體層上，其平衡壓力基本上等于冷凝物的蒸氣壓。抽空氣時(shí)，冷板溫度必須低于 25K；抽氫時(shí)，冷板溫度更低。低溫冷凝抽氣冷凝層厚度可達(dá)10毫米左右。②低溫吸附：氣體分子以一個(gè)單分子層厚 (10-8厘米數(shù)量級(jí))被吸附到涂在冷板上的吸附劑表面上。吸附的平衡壓力比相同溫度下的蒸氣壓力低得多。如在 20K時(shí)氫的蒸氣壓力等于大氣壓力，用 20K的活性炭吸氫時(shí)吸附平衡壓力則低于10-8 帕。這樣就可能在較高溫度下通過(guò)低溫吸附來(lái)進(jìn)行抽氣。③低溫捕集：在抽氣溫度下不能冷凝的氣體分子，被不斷增長(zhǎng)的可冷凝氣體層埋葬和吸附。
一般說(shuō)來(lái)，泵的極限壓力就是冷板溫度下的被冷凝氣體的蒸氣壓力。溫度為120K時(shí)，水的蒸氣壓已低于10-8帕。溫度為20K時(shí)，除氦、氖和氫外，其他氣體的蒸氣壓也低于10-8帕。但由于被抽容器和低溫冷板的溫度不同，泵的極限壓力高于冷凝物的蒸氣壓。對(duì)于室溫下的容器，低溫板為20K時(shí)，泵的極限壓力約為冷凝物蒸氣壓力的4倍。
立式結(jié)構(gòu)：適于埋裝在地下，不會(huì)受電動(dòng)機(jī)熱風(fēng)、空氣溫度和日照等影響，易于保冷；能降低泵的吸上高度，增加灌注頭，提高有效汽蝕余量；立式結(jié)構(gòu)還有利于排氣，使懸掛軸有足夠高度便于布置軸封裝置，故該泵也稱為立式筒型泵。
對(duì)稱結(jié)構(gòu)：泵的總體結(jié)構(gòu)力求對(duì)稱布置，以便在冷態(tài)下能均勻變形。冷頭一般采用二級(jí)機(jī)構(gòu)，第一級(jí)達(dá)到80K,第二級(jí)達(dá)到溫度10K。
雙層殼體：為了保冷方便和有利于輸送危險(xiǎn)介質(zhì)，通常都制成雙層殼體，內(nèi)殼里面承受泵壓，內(nèi)外殼之間是吸入壓力，這樣可適當(dāng)降低內(nèi)殼的強(qiáng)度要求。
外殼需做成真空夾層，已達(dá)到隔熱效果。
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