Princip čerpání kryogenního pumpy

Kryogenní čerpadlo je vybaveno studenou deskou, která je ochlazena na extrémně nízkou teplotu kapalným heliem nebo lednicí. Způsobuje kondenzaci plynu a udržuje tlak páry kondenzátu pod konečným tlakem čerpadla, čímž se dosáhne čerpacího účinku. Hlavními funkcemi kryogenního čerpání jsou kryogenní kondenzace, kryogenní adsorpce a kryogenní zachycení. Studená kondenzace: Rovnovážný tlak kondenzující molekuly plynu na povrchu studené desky nebo na kondenzované vrstvě plynu se v podstatě rovná tlaku par kondenzátu. Při čerpání vzduchu musí být teplota studené desky nižší než 25 kB. Při čerpání vodíku je studená deska chladnější. Tloušťka kryogenního kondenzátu je asi 10 mm. Kryogenní adsorpce: Molekuly plynu jsou adsorbovány na povrch adsorbentu potaženého na studené desce jednou tloušťkou molekulární vrstvy (pořadí centimetrů). Rovnovážný tlak adsorpce je mnohem nižší než tlak par při stejné teplotě. Pokud je tlak parou vodíku roven atmosférickému tlaku při 20k, adsorpční rovnovážný tlak je nižší než při 20k aktivovaném uhlíku. To umožňuje čerpání při vyšších teplotách adsorbenováním při nižších teplotách. Teplotní past: Molekuly plynu, které nelze kondenzovat při teplotě čerpání, jsou pohřbeny a absorbovány rostoucí vrstvou kondenzovatelného plynu.
Obecně je konečným tlakem čerpadla tlak par kondenzovaného plynu při teplotě studené desky. Při teplotě 120 k je tlak páry vody nižší než tlak PA. Při teplotě 20k je tlak par všech plynů, s výjimkou helia, neonu a vodíku, nižší než tlak PA. Avšak vzhledem k teplotnímu rozdílu mezi čerpadlem a studenou deskou je konečný tlak čerpadla vyšší než tlak páry kondenzátu. Pro nádobu při pokojové teplotě a nízkoteplotní destičce při 20 K je konečný tlak čerpadla přibližně čtyřnásobkem tlaku tlaku páry kondenzátu.