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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，廣泛應用于半導體和集成電路的研究和生產(chǎn)，以及分子束研究、真空鍍膜設備、真空表面分析儀器、離子注入機和空間模擬裝置等方面。
在低溫泵內設有由液氦或制冷機冷卻到極低溫度的冷板。它使氣體凝結，并保持凝結物的蒸汽壓力低于泵的極限壓力，從而達到抽氣作用。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，冷板溫度必須低于 25K；抽氫時，冷板溫度更低。低溫冷凝抽氣冷凝層厚度可達10毫米左右。②低溫吸附：氣體分子以一個單分子層厚 (10-8厘米數(shù)量級)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時氫的蒸氣壓力等于大氣壓力，用 20K的活性炭吸氫時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低溫吸附來進行抽氣。③低溫捕集：在抽氣溫度下不能冷凝的氣體分子，被不斷增長的可冷凝氣體層埋葬和吸附。
立式結構：適于埋裝在地下，不會受電動機熱風、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；立式結構還有利于排氣，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。
對稱結構：泵的總體結構力求對稱布置，以便在冷態(tài)下能均勻變形。冷頭一般采用二級機構，第一級達到80K,第二級達到溫度10K。
雙層殼體：為了保冷方便和有利于輸送危險介質，通常都制成雙層殼體，內殼里面承受泵壓，內外殼之間是吸入壓力，這樣可適當降低內殼的強度要求。
外殼需做成真空夾層，已達到隔熱效果。
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