1. Havoni chiqarish printsipi
Kriopump ichida suyuq geliy yoki muzlatgich yordamida juda past haroratgacha sovutilgan sovuq plastinka mavjud. U gazni quyuqlashtiradi 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.
① Past 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 etishi mumkin.
②Past haroratli adsorbsiya: gaz molekulalari monomolekulyar qatlam qalinligi (santimetrlar tartibida) bilan sovuq plastinkada qoplangan adsorbent yuzasida adsorbsiyalanadi. Adsorbsiya uchun muvozanat bosimi bir xil haroratdagi bug' bosimidan ancha past bo'ladi. Vodorodning bug 'bosimi 20K da atmosfera bosimiga teng bo'lsa, vodorodni 20K faollashtirilgan uglerod bilan yutishda adsorbsiyaning muvozanat bosimi Pa dan past bo'ladi. Bu yuqori haroratlarda kriyojenik adsorbsiya orqali nasoslarni amalga oshirish imkonini beradi.
③Kriogen tutqich: 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 Pa dan past bo'ladi. 20K haroratda, geliy, neon va vodoroddan tashqari, boshqa gazlarning bug' bosimi ham Pa dan past bo'ladi.
Shu bilan birga, pompalanadigan idish va kriyojenik sovuq plastinkaning turli haroratlari tufayli nasosning yakuniy bosimi kondensatning bug 'bosimidan yuqori. Xona haroratida, 20K kriyopanelli idish uchun nasosning oxirgi bosimi kondensatning bug 'bosimidan taxminan 4 baravar yuqori.
2. Turing
Kriopompalar ikki turga bo'linadi: inyeksiya tipidagi suyuq geliyli kriopompalar va yopiq tutashuvli gaz geliyli sovutgichli kriopompalar.
In'ektsiya suyuq geliyli kriyopomp
U asosan suyuq geliyli idish, nasos korpusi va to'siq bilan bog'langan 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.
Nasos Pa bosimiga oldindan pompalanganda, suyuq azot va suyuq geliy AOK qilinadi va gaz 4,2K ishlaydigan sovuq plastinkada kondensatsiyalanadi. Oldindan nasosdan so'ng, geliy va vodorodning qisman bosimi Pa tartibida bo'ladi, shuning uchun nasos Pa dan past bo'lgan yakuniy bosimni olishi mumkin. Agar suyuq geliy idishi evakuatsiya qilinsa va 6650 Pa ga tushirilsa, suyuq geliyning harorati mumkin. 2,3K ga tushirilishi va pastki chegara bosimini olish mumkin.
Yopiq tsiklli gaz geliyli muzlatgichli kriopump
Bu 1970-yillarda paydo bo'lgan yangi turdagi kryopump. Ushbu nasos geliyni iste'mol qilmaydi, ishlatish oson, parvarish qilish oson va tobora ko'proq foydalaniladi. Sovutgichning sovutgich muhiti gaz geliysi, birinchi bosqich sovuq plitasining harorati 50-100K, odatdagi dastur esa 65K, suv bug'ini kondensatsiyalash va boshqa gazlarni oldindan sovutish uchun ishlatiladi; ikkinchi bosqichli sovuq plastinkaning harorati 10-20K boʻlib, u azot, kislorod va argon kabi gazlarni kondensatsiyalash uchun ishlatiladi.
Ikkilamchi sovuq plastinkaning ichki yuzasi faollashtirilgan uglerod bilan qoplangan. Faollashgan uglerod 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 Pa, ish bosimi diapazoni Pa, nasosdan oldingi bosim esa 1 Pa bo'lishi talab qilinadi. Tayyor mahsulotning nasos tezligi sekundiga 60,000 litrga yetdi. Bundan tashqari, jarayonning xususiyatlariga ko'ra, havo olish sovuq plitasi pompalanadigan idishga joylashtirilishi mumkin va havo chiqarish tezligi sekundiga 106 litrdan oshishi mumkin.