一种低温杜瓦腔室的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及超高真空环境下的低温恒温领域，特别涉及一种低温杜瓦腔室。
【背景技术】
[0002]超高真空技术目前已经是表面科学、半导体应用、高能粒子加速器、核聚变研究装置和宇宙开发领域不可或缺的技术。为了实现低温环境，就离不开超高真空环境；为了实现超低温环境，就离不开低温恒定器。超低温是研究材料物理化学性质变化，不可缺少的环境因素，对航天工业及宇宙开发都具有重要的特殊意义。
[0003]为营造超低温恒温环境，必须具备三个条件:
[0004]—、超高真空环境:其目的是减小热量的传递和散失，以此来达到保温效果。真空度越高，能够传递热量的分子越少，当达到超高真空环境时，可以认为能量传递与散失主要是热辐射，因此超高真空环境是实现超低温环境首先需要保证的；
[0005]二、保温:其目的是减小热量散失速度的一种重要手段，也是为了降低能量消耗的主要手段之一；
[0006]三、降低辐射量:降低辐射量是延缓温度散失的问题，也是为了降低能量的消耗，是降低能量散失的一种延续手段。
[0007]现有技术设备中普遍存在的问题为:真空漏率较高，不利于维持超高的真空环境；保温性能较差，热量散失速度很快，同时通过辐射形式向外散失的能量较大，导致液氮、液氦的消耗量较高，成本大幅增加。
【发明内容】
[0008]本实用新型为的目的是克服上述问题，提供一种低温杜瓦腔室，结构紧凑合理，真空漏率小，密封性好，残留气体量少；抗腐蚀性好；腔室本体采用不锈钢，可耐高温烘烤；具有双层保温系统；具有辐射屏蔽系统；漏热少；低温表面无霜；液氦消耗量少，滞留时间长。
[0009]本实用新型为实现上述目的的采用的技术方案是:一种低温杜瓦腔室，其特征在于:真空机构包括腔室外筒的上端连接上法兰，腔室外筒的下端连接腔室端盖，腔室端盖的下部连接探入外筒，探入外筒的下端连接真空密封顶，探入实验管通过导向环插装于真空机构内，探入实验管的外部通过探入液氦筒套装有液氦机构，液氦机构的外部通过探入真空屏蔽筒套装有液氮机构，液氮机构的外部通过探入真空屏蔽筒套装于真空机构内。
[0010]进一步地，所述真空机构包括腔室外筒的上端连接腔室上密封法兰，腔室上密封法兰的上部连接上法兰，上法兰上分别连接安全阀、角阀、密封法兰，腔室外筒的下端连接腔室下密封法兰，腔室下密封法兰的下部连接腔室端盖，腔室端盖上连接探入外筒，探入外筒的下端连接真空密封顶，真空密封顶的下端连接聚四氟乙烯锥顶。
[0011]进一步地，所述液氮机构包括套装于腔室外筒内的液氮屏蔽外筒，液氮屏蔽外筒内套装有液氮屏蔽内筒，液氮屏蔽内筒的上、下两端分别通过液氮屏蔽上盖、液氮屏蔽下盖与液氮屏蔽外筒相连，液氮屏蔽下盖下部连接屏蔽下盖，液氮屏蔽上盖上分别连接液氮进入接头、液氮放出接口，屏蔽下盖的下部与腔室下密封法兰相连，屏蔽下盖上连接探入真空屏蔽筒，探入真空屏蔽筒套装于探入外筒内，探入真空屏蔽筒的下端连接探入真空定位端盖，探入真空定位端盖与真空密封顶相连。
[0012]进一步地，所述液氦机构包括套装于液氮屏蔽内筒内的液氦筒，液氦筒的上端连接液氦筒端盖，液氦筒端盖上分别连接有液氦进入接头、液氦放出接头、安全阀、液氦细管，液氦细管的上端连接上法兰，液氦筒的下端连接液氦筒下盖，液氦筒下盖通过液氦导向环与探入液氦筒相连，探入液氦筒的下端连接探入液氦屏蔽端盖，探入液氦屏蔽端盖与探入真空定位端盖相连，探入液氦筒内套装探入实验管，液氮屏蔽上盖与液氦筒端盖之间设有至少I片屏蔽片。
[0013]进一步地，上法兰分别连接液氦进入接头、液氮放出接口、吊耳、角阀、安全阀、液氦放出接头、液氮备用接口、安全阀、液氮进入接头。
[0014]进一步地，安全阀上连接有球阀。
[0015]进一步地，探入实验管由上至下依次穿过密封法兰、上法兰、液氮屏蔽上盖、液氦细管、液氦筒端盖、液氦筒下盖、屏蔽下盖、腔室端盖。
[0016]进一步地，探入实验管的上、下两端分别连接有样品放入接口、探入实验端盖，探入实验管与上法兰、液氮屏蔽上盖、屏蔽片之间分别设置有导向环，探入实验管与屏蔽下盖、腔室端盖之间分别设置有同轴导向环。
[0017]本实用新型的有益效果:
[0018]一、真空环境效果
[0019]I)真空漏率小；
[0020]2)焊接部位漏气机率低；
[0021]3)真空腔室表面放气量少；
[0022]4)获得真空效率高；
[0023]5)相同体积下获得同等真空度，所消耗的能源低于行业平均值；
[0024]6)构造全部采用不锈钢加工而成，可进行高温烘烤；
[0025]二、保温效果
[0026]I)真空保温，降低外部热量进入腔室；
[0027]2)液氮保温，防止温差过大，减少热量交换；
[0028]3)双层保温，降低液氦使用量；
[0029]4)利用探入的真空屏蔽管来充当液氮层，目的是稳定液氦层，以增加液氮残留量;
[0030]三、降低辐射量效果
[0031]I)增加辐射屏蔽板，减少热量交换；
[0032]2)真空保温层、液氮保温层、液氦保温层之间，以真空层为屏蔽手段，减少各层之间的热量交换；
[0033]四、综合效果
[0034]I)漏热少；
[0035]2)低温表面无霜；
[0036]3)液氦消耗量少，滞留时间长。
【附图说明】
[0037]图1是一种低温杜瓦腔室的整体结构示意图。
[0038]图2是一种低温杜瓦腔室的整体结构剖面图。
[0039]图3是一种低温杜瓦腔室的下部结构剖面图。
[0040]图中:1、上法兰；2、样品放入接口 ；3、液氦进入接头；4、液氮放出接口 ；5、吊耳；6、角阀；7、安全阀；8、液氦放出接头；9、液氮备用接口 ；10、球阀；11、安全阀；12、液氮进入接头；13、密封法兰；14、腔室上密封法兰；15、液氮屏蔽上盖；16、屏蔽片；17导向环；18、液氦细管；19、液氦筒端盖；20、液氦筒；21、液氮屏蔽内筒；22、液氮屏蔽外筒；23、液氮屏蔽下盖；24、腔室外筒；25、屏蔽下盖；26、腔室下密封法兰；27、腔室端盖；28、液氦筒下盖；29、液氦导向环；30、同轴导向环；31、探入外筒；32、探入真空屏蔽筒；33、探入液氦筒；34、探入实验管；35、探入实验端盖；36、探入液氦屏蔽端盖；37、探入真空定位端盖；38、真空密封顶；39、聚四氟乙烯锥顶。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明，但本实用新型并不局限于具体实施例。
[0042]实施例1
[0043]如图1 -图3所示的一种低温杜瓦腔室，探入实验管34的上、下两端分别连接有样品放入接口 2、探入实验端盖35，探入实验管34外套装有液氦机构，液氦机构外套装有液氮机构，液氮机构外套装有真空机构。
[0044]真空机构包括腔室外筒24，腔室外筒24的上端连接腔室上密封法兰14，腔室上密封法兰14的上部连接上法兰1，上法兰I上分别连接安全阀7、角阀6、密封法兰13，腔室外筒24的下端连接腔室下密封法兰26，腔室下密封法兰26的下部连接腔室端盖27，腔室端盖27上连接探入外筒31，探入外筒31的下端连接真空密封顶38，真空密封顶38的下端连接聚四氟乙烯锥顶39。
[0045]液氮机构包括套装于腔室外筒24内的液氮屏蔽外筒22，液氮屏蔽外筒22内套装有液氮屏蔽内筒21，液氮屏蔽内筒21的上、下两端分别通过液氮屏蔽上盖15、液氮屏蔽下盖23与液氮屏蔽外筒22相连，液氮屏蔽下盖23下部连接屏蔽下盖25，液氮屏蔽上盖15上分别连接液氮进入接头12、液氮放出接口 4，屏蔽下盖25的下部与腔室下密封法兰26相连，腔室下密封法兰26与腔室端盖27的连接处安装有同轴导向环30，屏蔽下盖25上连接探入真空屏蔽筒32，探入真空屏蔽筒32套装于探