一种致冷机低温泵

技术领域

本发明涉及低温抽气技术领域，具体为一种致冷机低温泵。

背景技术

低温抽气技术是目前获得洁净真空环境的一种快速而有效的方法。随着温度下,致冷量近10瓦的两级高可靠小型致冷机的日臻完善,致冷机低温泵得到迅速发展,已成为一种获得清洁、无油污染的真空获得设备。低温泵的工作原理是利用气体在超低温表面发生物理吸附而达到排气的效果。

首先，在气体被低温泵吸入内部时，气体中所含有的H2O和CO2等冷凝点较高的气体在经过一级冷阵后凝结在一级冷阵表面，而气体中剩下的N2、 O2等不可凝气体进入二级冷阵后被吸附剂吸附，当一级冷阵冷凝的气体量过多，则排气速度降低，在凝结气体达到极限后，这时低温泵不在具备吸气动力，继而需要将低温泵加热，放出冷凝的H2O和CO2后，重新使用，使得在低温泵使用过程中无法进行连续吸气，使得吸气效率降低。

其次，由于在致冷机对降温气体进行通入通出时，在泵内部易产生较多的热量，而一级冷阵内部需要进行吸气，由于光子的存在，使得一级冷阵的通气口易受到热负载的热辐射的影响，造成冷阵内部温度升高，继而使得吸气功率下降，继而造成吸气速度降低，使得吸气容量减小。

发明内容

本发明提供了一种致冷机低温泵，具备除凝固气体的优点，解决了以上背景技术中提到的问题。

本发明提供如下技术方案：一种致冷机低温泵，包括泵壳，所述泵壳的下表面固定安装有制冷机驱动装置，所述制冷机驱动装置正面的上方开设有冷却气进气口，所述制冷机驱动装置正面的下方开设有冷却气出气口，所述制冷机驱动装置的一侧固定安装有预抽口，所述泵壳的顶部固定安装有百叶窗，所述百叶窗下表面的中部固定安装有二级冷阵，所述二级冷阵的内部固定安装有吸附剂，所述二级冷阵底面的中部固定安装有二级冷头，所述二级冷头内部固定套接有通气柱，所述通气柱与制冷机驱动装置固定连接，所述百叶窗的下表面固定安装有分隔板，所述分隔板的下表面固定安装有进气板，所述进气板的外部活动套接有位于泵壳内部的外冷阵板，所述外冷阵板的顶部固定连接有卡顶头，所述外冷阵板的下表面固定安装有支撑弹簧，所述二级冷阵外部的周围均匀固定安装有与分隔板相连接的套筒，所述套筒内部活动套接有连通棒，所述连通棒内部开设有流道，所述套筒内部开设有回力腔，所述回力腔内部固定安装有与连通棒连接的回复弹簧，所述连通棒的另一端固定安装有与卡顶头活动连接的推杆，所述套筒靠近分隔板一侧的下表面开设有连通口，所述二级冷阵的外部固定安装有内冷阵板，所述内冷阵板和二级冷阵之间固定安装有隔温层，所述二级冷阵与内冷阵板及外冷阵板内部均开设有注冷道。

优选的，所述进气板的上表面均匀开设有多个转轴，所述转轴上活动套接有连通转板，所述外冷阵板的下端内表面固定安装有外冷板齿，所述进气板内部的内外侧均固定安装有主齿轮，所述主齿轮的正面固定安装有传动齿轮，所述传动齿轮的外侧固定套接有齿条，两端所述主齿轮之间均匀固定安装有转轴，所述进气板内侧的传动齿轮的另一端活动连接有一级冷头，所述一级冷头活动套接在通气柱外部，所述通气柱位于一级冷头附近的上下端开设有柱孔，所述一级冷头的下端外侧均匀开设有与主齿轮相适配的冷头卡齿，所述一级冷头外部的上下端开设有冷头孔。

优选的，所述流道为反7形状，所述外冷阵板在上方时，所述流道使二级冷阵和分隔板外侧连通，所述外冷阵板下降后，所述流道与连通口连通，所述外冷阵板下降到卡顶头顶端与推杆连接时，此时为极限位置，所述分隔板为恒温吸热材料制成。

优选的，所述进气板表面的转轴呈一条直线，所述分隔板外侧的连通转板个数比分隔板内侧多。

优选的，所述一级冷头在上移后使得上端的柱孔和冷头孔连通，继而使得内冷阵板形成冷阵。

本发明具备以下有益效果：

1、该致冷机低温泵，通过主齿轮、传动齿轮等齿轮的配合，使得在外冷阵板凝结气体过多时，外冷阵板向下移动达到极限位置后，此时一级冷头接入内冷阵板使得内冷阵板形成新的一级冷阵，使得在外冷阵板的一级冷阵吸力消失后能够调整一级冷阵位置，使得吸力不会停止，待外冷阵板处凝结气体化开排出后，一级冷头返回以形成原一级冷阵，继而使得低温泵形成连续吸气，继而提高吸气效率。

2、该致冷机低温泵，通过外冷阵板的上下移动，使得连通转板发生转动，继而使得连通转板开口处避开正在冷凝气体的一侧，而对准凝结后停止工作的一侧，使得在正在冷凝一侧的冷阵受到的热辐射减少，保证冷阵内部的温度处于较低水平，从而稳定吸气速度，保证吸气效率，同时增大凝结一侧冷阵的热辐射，使得通过热辐射提高凝结气体的化开速度，提高冷阵利用速度。

附图说明

图1为本发明正面结构示意图；

图2为本发明图1中A-A截面展示图；

图3为本发明进气板内部连接结构示意图；

图4为本发明一级冷头和通气柱结构示意图；

图5为本发明二极冷阵结构示意图；

图6为本发明图1中A处放大图。

图中：1、泵壳；2、制冷机驱动装置；3、冷却气进气口；4、冷却气出气口；5、预抽口；6、通气柱；7、百叶窗；8、二极冷阵；9、二级冷头；10、吸附剂；11、外冷阵板；12、卡顶头；13、进气板；14、支撑弹簧；15、套筒；16、连通转板；17、分隔板；18、转轴；19、一级冷头；20、外冷板齿； 21、冷头卡齿；22、主齿轮；23、传动齿轮；24、齿条；25、柱孔；26、冷头孔；27、内冷阵板；28、隔温层；29、注冷道；30、连通棒；31、流道； 32、回力腔；33、回复弹簧；34、连通口；35、推杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，一种致冷机低温泵，包括泵壳1，泵壳1的下表面固定安装有制冷机驱动装置2，制冷机驱动装置2正面的上方开设有冷却气进气口3，制冷机驱动装置2正面的下方开设有冷却气出气口4，冷却气进气口3和冷却气出气口4，以及内部的注冷道29形成低温回路，并通过冷头形成中间装置调节冷却气体的通入方向，制冷机驱动装置2的一侧固定安装有预抽口5，预抽口5连接需抽真空设备，泵壳1的顶部固定安装有百叶窗7，百叶窗7为人字形设置，使得上方的热辐射射入减小，继而保证低温泵内部温度在较低水平，百叶窗7下表面的中部固定安装有二级冷阵8，在一级冷阵后连通二级冷阵8，而二级冷阵8的温度需要低于一级冷阵，继而提高吸气效果，二级冷阵 8的内部固定安装有吸附剂10，用以吸附出去凝结气体后的剩余气体，二级冷阵8底面的中部固定安装有二级冷头9，二级冷头9内部固定套接有通气柱 6，通气柱6与制冷机驱动装置2固定连接，百叶窗7的下表面固定安装有分隔板17，分隔板17将外冷阵板11和内冷阵板27分离开，继而使得两侧冷阵板交替进行吸附凝结气体，分隔板17的下表面固定安装有进气板13，进气板 13的外部活动套接有位于泵壳1内部的外冷阵板11，外冷阵板11的顶部固定连接有卡顶头12，卡顶头12最上端能够将推杆35卡接，使得外冷阵板11 向下移动不能超过推杆35的高度，外冷阵板11的下表面固定安装有支撑弹簧14，二级冷阵8外部的周围均匀固定安装有与分隔板17相连接的套筒15，套筒15内部活动套接有连通棒30，连通棒30内部开设有流道31，套筒15 内部开设有回力腔32，回力腔32内部固定安装有与连通棒30连接的回复弹簧33，连通棒30的另一端固定安装有与卡顶头12活动连接的推杆35，套筒 15靠近分隔板17一侧的下表面开设有连通口34，二级冷阵8的外部固定安装有内冷阵板27，内冷阵板27和二级冷阵8之间固定安装有隔温层28，二级冷阵8与内冷阵板27及外冷阵板11内部均开设有注冷道29，通过二级冷阵8外部设有隔温层28和内冷阵板27，使得二级冷阵8受到的热辐射降低到最少，继而保证二级冷阵8的吸气效率。

其中，进气板13的上表面均匀开设有多个转轴18，转轴18外套接的连通转板16使得下方进入的气体能够进入到一级冷阵内部，使得气体进入后向温度较低的一级冷阵板附近靠近，而热辐射呈直线射入，将温度传到入相应的阵板上，转轴18上活动套接有连通转板16，连通转板16内部设有通气道，外冷阵板11的下端内表面固定安装有外冷板齿20，进气板13内部的内外侧均固定安装有主齿轮22，主齿轮22的正面固定安装有传动齿轮23，传动齿轮23的外侧固定套接有齿条24，两端主齿轮22之间均匀固定安装有转轴18，进气板13内侧的传动齿轮23的另一端活动连接有一级冷头19，外冷阵板11 上的外冷板齿20与一级冷头19上的冷头卡齿21，以及中间齿轮的相互配合，使得外冷阵板11和一级冷头19呈相反方向移动，并在移动过程中带动连通转板16来回偏转，一级冷头19活动套接在通气柱6外部，通气柱6位于一级冷头19附近的上下端开设有柱孔25，一级冷头19的下端外侧均匀开设有与主齿轮22相适配的冷头卡齿21，一级冷头19外部的上下端开设有冷头孔 26，柱孔25和冷头孔26的相互配合连通，使得在一级冷头19上下移动后，改变冷却气体的通入位置，继而改变一级冷阵板的位置。

其中，流道31为反7形状，使得在连通棒30在外冷阵板11下降后，能够推动连通棒30向内移动，继而改变流道31的外接位置，使得二级冷阵8 外连接空间发生变化，外冷阵板11在上方时，流道31使二级冷阵8和分隔板17外侧连通，外冷阵板11下降到卡顶头12顶端与推杆35连接时，此时为极限位置，外冷阵板11下降后，流道31与连通口34连通，分隔板17为恒温吸热材料制成，其表面为黑色恒温材料涂覆，使得其能够吸收热辐射的同时其自身温度变化量较小，继而使得低温泵内部温度处于较低水平。

其中，进气板13表面的转轴18呈一条直线，使得在外冷阵板11移动后，带动同一条直线上的连通转板16转动，分隔板17外侧的连通转板16个数比分隔板17内侧多，由于外冷阵板11的凝结面积比内冷阵板27大，使得在消除凝结气体的热辐射需要更多，同时在吸气时能够加快吸气速度，继而使凝结面积与吸气量呈正比。

其中，一级冷头19在上移后使得上端的柱孔25和冷头孔26连通，继而使得内冷阵板27形成冷阵，使得外冷阵板11在重力作用上下移动后，带动一级冷头19往反方向移动，使得一级冷阵位置发生变化，冷却气体通入内冷阵板27中，使得内冷阵板27温度降低。

本实施案例工作原理如下：

当低温泵开始工作时，此时外冷阵板11位于最高位置，此时连通转板16 朝向二级冷阵8一侧，此时接入电源，使得制冷机驱动装置2中向通气柱6 内接入冷却气体，继而使得二级冷阵8形成二级冷阵，而外冷阵板11形成一级冷阵，继而形成负压，将气体从预抽口5吸入制冷机驱动装置2内并从连通转板16进入到分隔板17外侧，使得气体中的H2O和CO2凝结在外冷阵板 11外表面，在气体中的H2O和CO2凝结完毕后，剩余气体从流道31内进入温度更低的二级冷阵8中，使得二级冷阵8内部的吸附剂10将剩余气体吸附干净。

当外冷阵板11表面凝结气体到极限量时，此时外冷阵板11的重力克服套筒15与连通棒30的摩擦力而不断向下移动，直到推杆35与卡顶头12顶端接触，此时由于卡顶头12自下而上不断加框，使得在外冷阵板11下降过程中推动推杆35，使得流道31与连通口34连接，使得分隔板17内侧与二级冷阵8内侧连通，同时由于外冷阵板11下降，使得一级冷头19向上移动使得上端的柱孔25与冷头孔26连通，继而使得内冷阵板27形成新的一级冷阵，且在外冷阵板11移动时连通转板16发生转动，使得分隔板17内侧的连通转板16朝向分隔板17，而分隔板17外侧的连通转板16朝向外冷阵板11，使得内冷阵板27附近的热辐射减少，同时由于内冷阵板27表面温度降低，使得此时产生负压，使得气体中的H2O和CO2凝结在内冷阵板27外表面，在气体中的H2O和CO2凝结完毕后，剩余气体从连通口34内进入温度更低的二级冷阵8中，使得二级冷阵8内部的吸附剂10将剩余气体吸附干净。

而在分隔板17外侧，由于脱离一级冷头19的冷却，同时连通转板16朝向外冷阵板11一侧，使得热辐射直射在外冷阵板11凝结层表面，使得凝结层温度上升，当外冷阵板11表面温度升到到气体凝结温度以上后，气体化开并从百叶窗7处排出。

当外冷阵板11外部凝结气体清除完毕后，外冷阵板11在弹力作用下回到原位置，此时一级冷头19重新接入外冷阵板11，使得外冷阵板11温度降低，重新在外冷阵板11表面凝结气体，而由于连通转板16转动，使得内冷阵板27外部凝结了的气体受到热辐射化开，继而形成循环，使得低温泵能够连续工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。