本發(fā)明涉及低溫泵領域，尤其是一種相變加熱再生的低溫泵。

背景技術：

1、現(xiàn)有的熱管的工作溫度不能低于其內部工作流體的凝點，否則會導致工作流體凝固進而無法完成通過毛細作用到達吸熱段，進而使得熱管內的工作流體停止相變，使得熱管的導熱效率大大下降。

2、低溫泵是儲存式真空泵，泵內設有極低溫面，可以通過冷凝和吸附來捕捉氣體，以實現(xiàn)超高真空的狀態(tài)。低溫泵可以獲得抽氣速率最大、極限壓力最低的清潔真空，廣泛應用于半導體和集成電路的研究和生產，以及分子束研究、真空鍍膜設備、真空表面分析儀器、離子注入機和空間模擬裝置等方面。

3、低溫泵長期運轉達到飽和容量時，抽速急劇下降，這時就需要停泵升溫，使吸附在低溫板上的氣體釋放出來，恢復原來的抽氣性能。升溫并用預抽泵抽除釋放出冷凝吸附的氣體稱為“再生”。

4、再生有下面幾種方式：

5、①自然升溫法：關掉制冷機電源，利用泵壁的熱量使低溫泵緩慢升溫。開始時升溫很慢，當泵內壓力升到對流換熱起作用時，升溫速率加快，最后達到穩(wěn)定的升溫值。

6、②放氣升溫法：停掉制冷機后，打開放氣閥放入清潔干燥的空氣使低溫泵低溫板快速升溫

7、③電加熱法：低溫泵中的一、二級冷頭上加裝電加熱器，再生時通電加熱使低溫板快速升溫，縮短再生時間。

8、現(xiàn)有的電加熱方式采用金屬外殼的電加熱棒穿入低溫泵內部，空金屬外殼內部為多條電熱絲和硅膠，硅膠位于電熱絲和金屬外殼之間，避免電熱絲之間互相接觸或與加熱棒外殼接觸，防止發(fā)生短路。

9、硅膠的厚度越小導熱性能越好，但是電加熱棒越容易發(fā)生短路，進而造成電磁干擾；硅膠的厚度越大越不容易發(fā)生短路，但是導熱性能越差。因為硅膠的導熱性較差，而現(xiàn)有的電加熱棒內的硅膠厚度較大，導致了電加熱棒對冷頭的加熱量不能繼續(xù)提高，電加熱再生所用的時間較長。而且由于低溫泵內部空間優(yōu)先和需要降低密封接口數量的需求，造成了不能通過增加加熱棒的數量來提高加熱量。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種相變加熱再生的低溫泵，解決了上述技術問題。

2、一種相變加熱再生的低溫泵，包括低溫泵本體，還包括熱管、加熱器和隔熱套，所述熱管從上到下依次與低溫泵本體內部的一級冷頭和二級冷頭接觸并穿過低溫泵本體的氣缸殼體，所述熱管從上到下高度不斷下降，所述加熱器位于低溫泵本體外部并與熱管接觸，所述隔熱套套裝在熱管和加熱器外側。

3、進一步地，所述熱管包括管體，所述管體兩端封閉，所述管體內填充有工作流體，所述管體穿過氣缸殼體并與氣缸殼體固定連接。

4、進一步地，所述熱管包括不沾涂層，所述不沾涂層位于管體內側并與管體內壁貼合，所述不沾涂層與管體固定連接。

5、進一步地，所述管體為鋁、銅、鋁合金或銅合金，所述不沾涂層為聚四氟乙烯涂層。

6、進一步地，所述管體內的工作流體的熔點低于-100℃且臨界溫度高于0℃。

7、進一步地，所述工作流體為乙醇、r23、?r508b或r600a。

8、進一步地，所述熱管伸出低溫泵本體的部分形成有平板部，所述加熱器與平板部接觸并固定連接，所述加熱器為電加熱器。

9、進一步地，所述隔熱套為硬質外殼，所述隔熱套與氣缸殼體固定連接，所述隔熱套不與熱管和加熱器接觸，所述隔熱套內部形成有真空環(huán)境。

10、進一步地，所述隔熱套內壁固定設置有反射層。

11、進一步地，還包括第一固定裝置和第二固定裝置，所述第一固定裝置將熱管與一級冷頭固定，所述第二固定裝置將熱管與二級冷頭固定。

12、本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

13、1.熱管內的冰晶通過重力在熱管中運動，使得熱管內的工作流體在凝固后依然可以進行相變導熱，大大提高了熱管的導熱效率；

14、2.通過熱管進行導熱，使得加熱器位于低溫泵本體外側，從而可以設置面積和功率更大的加熱器，增加了單位時間內給冷頭的熱量，減少了再生時間，提高了生產效率；

15、3.加熱器在低溫泵本體外側，加熱器和熱管之間有足夠空間進行絕緣處理，避免了現(xiàn)有技術的加熱棒短路影響低溫泵正常工作，提高了低溫泵的可靠性；

16、4.采用隔熱套給熱管和加熱器隔熱，減少了熱管在低溫泵低溫吸附和低溫泵升溫加熱時熱管和外界的熱交換；

17、5.熱管和加熱器之間可采用厚度較大的絕緣層或加熱器采用絕緣外殼，熱管不通電，避免了現(xiàn)有技術短路對泵內外設備的電磁干擾。

技術特征：

1.一種相變加熱再生的低溫泵，包括低溫泵本體（1），其特征在于：還包括熱管（2）、加熱器（3）和隔熱套（8），所述熱管（2）從上到下依次與低溫泵本體（1）內部的一級冷頭（14）和二級冷頭（15）接觸并穿過低溫泵本體（1）的氣缸殼體（10），所述熱管（2）從上到下高度不斷下降，所述加熱器（3）位于低溫泵本體（1）外部并與熱管（2）接觸，所述隔熱套（8）套裝在熱管（2）和加熱器（3）外側。

2.根據權利要求1所述的一種相變加熱再生的低溫泵，其特征在于：所述熱管（2）包括管體（20），所述管體（20）兩端封閉，所述管體（20）內填充有工作流體，所述管體（20）穿過氣缸殼體（10）并與氣缸殼體（10）固定連接。

3.根據權利要求2所述的一種相變加熱再生的低溫泵，其特征在于：所述熱管（2）包括不沾涂層（22），所述不沾涂層（22）位于管體（20）內側并與管體（20）內壁貼合，所述不沾涂層（22）與管體（20）固定連接。

4.根據權利要求3所述的一種相變加熱再生的低溫泵，其特征在于：所述管體（20）為鋁、銅、鋁合金或銅合金，所述不沾涂層（22）為聚四氟乙烯涂層。

5.根據權利要求2所述的一種相變加熱再生的低溫泵，其特征在于：所述管體（20）內的工作流體的熔點低于-100℃且臨界溫度高于0℃。

6.根據權利要求5所述的一種相變加熱再生的低溫泵，其特征在于：所述工作流體為乙醇、r23、?r508b或r600a。

7.根據權利要求1所述的一種相變加熱再生的低溫泵，其特征在于：所述熱管（2）伸出低溫泵本體（1）的部分形成有平板部（21），所述加熱器（3）與平板部（21）接觸并固定連接，所述加熱器（3）為電加熱器。

8.根據權利要求1所述的一種相變加熱再生的低溫泵，其特征在于：所述隔熱套（8）為硬質外殼，所述隔熱套（8）與氣缸殼體（10）固定連接，所述隔熱套（8）不與熱管（2）和加熱器（3）接觸，所述隔熱套（8）內部形成有真空環(huán)境。

9.根據權利要求1所述的一種相變加熱再生的低溫泵，其特征在于：所述熱管（2）與水平面的夾角大于45度。

10.根據權利要求1所述的一種相變加熱再生的低溫泵，其特征在于：還包括第一固定裝置（4）和第二固定裝置（5），所述第一固定裝置（4）將熱管（2）與一級冷頭（14）固定，所述第二固定裝置（5）將熱管（2）與二級冷頭（15）固定。

技術總結
本發(fā)明涉及一種相變加熱再生的低溫泵，包括低溫泵本體，還包括熱管、加熱器和隔熱套，所述熱管從上到下依次與低溫泵本體內部的一級冷頭和二級冷頭接觸并穿過低溫泵本體的氣缸殼體，所述熱管從上到下高度不斷下降，所述加熱器位于低溫泵本體外部并與熱管接觸，所述隔熱套套裝在熱管和加熱器外側。本發(fā)明的熱管內的冰晶通過重力在熱管中運動，使得熱管內的工作流體在凝固后依然可以進行相變導熱，大大提高了熱管的導熱效率；通過熱管進行導熱，使得加熱器位于低溫泵本體外側，從而可以設置面積和功率更大的加熱器，增加了單位時間內給冷頭的熱量，減少了再生時間，提高了生產效率。

技術研發(fā)人員：崔漢博,王占杰
受保護的技術使用者：上海優(yōu)尊真空設備有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9