Kriopump gazni quyish uchun past haroratli sirtdan foydalanadigan vakuum nasosidir, uni kondensat nasosi deb ham ataladi. Kriopump - bu toza vakuumni olish uchun eng past bosim va eng yuqori nasos tezligiga ega vakuum pompasi. U yarimo'tkazgichlar va integral mikrosxemalar, shuningdek molekulyar nurlarni tadqiq qilish, vakuumli qoplama uskunalari, vakuumli sirt tahlil asboblari, ion implantatorlari va kosmik simulyatsiyalarni tadqiq qilish va ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. qurilmalar va boshqalar.
Nasos printsipi suyuq geliy yoki kriyopompadagi muzlatgich bilan juda past haroratgacha sovutilgan sovuq plastinka bilan jihozlangan. U gazni kondensatsiya qiladi va nasos effektiga erishish uchun kondensatning bug 'bosimini nasosning oxirgi bosimi ostida ushlab turadi. Past haroratli nasosning asosiy funktsiyalari past haroratli kondensatsiya, past haroratli adsorbsiya va past haroratni ushlab turishdir.
①Past haroratli kondensatsiya: gaz molekulalari sovuq plastinka yuzasida yoki kondensatsiyalangan gaz qatlamida kondensatsiyalanadi va muvozanat bosimi asosan kondensatning bug 'bosimiga teng. Havoni pompalaganda, sovuq plastinkaning harorati 25K dan past bo'lishi kerak; vodorodni pompalaganda, sovuq plastinkaning harorati past bo'ladi. Past haroratli kondensatsiya va ekstraktsiyali kondensatsiya qatlamining qalinligi taxminan 10 mm ga yetishi mumkin.
②Past haroratli adsorbsiya: gaz molekulalari monomolekulyar qatlam qalinligi (10-8 sm tartib) bilan sovuq plastinkada qoplangan adsorbent yuzasida adsorbsiyalanadi. Adsorbsiya uchun muvozanat bosimi bir xil haroratdagi bug' bosimidan ancha past bo'ladi. Masalan, 20K faollashtirilgan uglerod vodorodni yutganda, 20K dagi vodorodning bug' bosimi atmosfera bosimiga teng, adsorbsion muvozanat bosimi esa 10-8 Pa dan past bo'ladi. Bu yuqori haroratlarda kriyojenik adsorbsiya orqali nasoslarni amalga oshirish imkonini beradi.
③Kriogen tutilish: Ekstraksiya haroratida kondensatsiyalana olmaydigan gaz molekulalari kondensatsiyalanadigan gazning o'sib borayotgan qatlami tomonidan ko'miladi va adsorbsiyalanadi.
Umuman olganda, nasosning yakuniy bosimi sovuq plastinka haroratida kondensatsiyalangan gazning bug 'bosimidir. Harorat 120K bo'lsa, suvning bug' bosimi allaqachon 10-8 Pa dan past bo'ladi. Harorat 20K bo'lganda, geliy, neon va vodoroddan tashqari, boshqa gazlarning bug' bosimi ham {{3} dan past bo'ladi. } Pa. Biroq, pompalanadigan idish va kriyojenik sovuq plastinkaning har xil haroratlari tufayli nasosning yakuniy bosimi kondensatning bug 'bosimidan yuqori. Xona haroratida, kriyopanel 20K bo'lgan idish uchun nasosning oxirgi bosimi kondensatning bug 'bosimidan taxminan 4 baravar yuqori.
Turi kriopompalar ikki turga bo'linadi: in'ektsion suyuq geliyli kriopompalar va yopiq tutashuvli gaz geliyli sovutgichli kriopompalar.
①AOK qilingan suyuq geliyli kriyopompa: U asosan suyuq geliy idishi, nasos korpusi va to'siqga ulangan suyuq azot bo'shlig'idan iborat. Suyuq geliy iste'molini kamaytirish uchun suyuq geliy idishining tashqi devori ikki qavatli issiqlik izolyatsiyasi devorini qabul qiladi va ular orasida evakuatsiya qilinadi.
Nasosni 10-6 Pa bosimgacha oldindan pompalaganda, unga suyuq azot va suyuq geliy quyiladi va gaz 4,2K ishchi sovuq plastinkada kondensatsiyalanadi. Oldindan nasosdan so'ng, geliy va vodorodning qisman bosimi 10-12 Pa tartibida bo'ladi, shuning uchun nasos 10-11 Pa dan past bo'lgan yakuniy bosimni olishi mumkin. Agar suyuq geliy idishi evakuatsiya qilinsa va siqilgan bo'lsa. 6650 Pa, suyuq geliyning harorati 2,3K ga kamayishi va pastki chegara bosimini olish mumkin.
②Yopiq tutashuvli gaz geliyli sovutgichning kriogen nasosi: Bu 1970-yillarda paydo bo'lgan yangi turdagi kriogen nasos (rasmda). Ushbu nasos geliyni iste'mol qilmaydi, ishlatish oson, parvarish qilish oson va tobora ko'proq foydalaniladi. Sovutgichning sovutgich muhiti gaz geliy, birlamchi sovuq plitaning harorati 50-100K, u suv bug'ini kondensatsiyalash va boshqa gazlarni oldindan sovutish uchun ishlatiladi; ikkilamchi sovuq plastinkaning harorati 10-20K bo'lib, u azot, kislorod va argon va boshqa gazlarni kondensatsiyalash uchun ishlatiladi.
Ikkilamchi sovuq plastinkaning ichki yuzasi faollashtirilgan uglerod bilan qoplangan. Faollashgan uglerodning o'ziga xos sirt maydoni 500-2500 m2/g ni tashkil qiladi va u past haroratda geliy, neon va vodorod uchun kuchli adsorbsiya qobiliyatiga ega. Sovuq plastinka kislorodsiz misdan yasalgan va emissiyani kamaytirish uchun sirt oyna darajasiga qadar silliqlangan. Nasosning oxirgi bosimi 10-7 ~ 10-8 Pa, ish bosimi diapazoni 10-1 ~ 10-7 Pa, va nasosdan oldingi bosim 1 Pa bo'lishi kerak. .
Tayyor mahsulotning nasos tezligi sekundiga 60,000 litr (1 litr=10-3 m3) ga yetdi. Bundan tashqari, jarayonning xususiyatlariga ko'ra, havo olish sovuq plitasi pompalanadigan idishga joylashtirilishi mumkin va havo chiqarish tezligi sekundiga 106 litrdan ko'proqqa yetishi mumkin.
Kam issiqlik yuki Yog 'nasosining issiqlik yuki asosan gazning kondensatsiya issiqligi va ishlaydigan sovuq plastinkaga qaragan atrofdagi devorning radiatsion issiqligidir. Kondensatsiya issiqligi gaz turiga bog'liq. 80K va 133,322 Pa litrdagi azot uchun 20K sovuq plastinkadagi kondensatsiya issiqligi 0.3-0,6 joulga teng.
Ishlaydigan sovuq plastinka tomonidan qabul qilingan nurli issiqlik atrofdagi devor paneli haroratining 4-chi kuchi va ishlaydigan sovuq plastinka harorati o'rtasidagi farqga mutanosibdir. Shuning uchun, 4,2K va 20K ishlaydigan sovuq plitalar 50-100K sovuq plitalar bilan himoyalangan, ular ishlaydigan sovuq plitalar tomonidan olingan radiatsion issiqlikni kamaytiradi.