Das Pumpenprinzip der kryogenen Pumpe

Die kryogene Pumpe ist mit einer Kaltplatte versehen, die durch flüssiges Helium oder Kühlschrank auf extrem niedrige Temperaturen abgekühlt wird. Es bewirkt, dass das Gas kondensiert und den Dampfdruck des Kondensat unter dem endgültigen Druck der Pumpe hält, wodurch die Pumpwirkung erreicht wird. Die Hauptfunktionen des kryogenen Pumpens sind kryogene Kondensation, kryogene Adsorption und kryogener Einnahme. Kaltkondensation: Der Gleichgewichtsdruck eines Gasmoleküls auf der Oberfläche der Kaltplatte oder auf der kondensierten Gasschicht ist im Wesentlichen dem Dampfdruck des Kondensats. Die Temperatur der Kälteplatte muss niedriger als 25k betragen, wenn Luft gepumpt wird. Wenn Wasserstoff gepumpt wird, ist die Kaltplatte kälter. Die Dicke des kryogenen Kondensats beträgt ca. 10 mm. Kryogene Adsorption: Gasmoleküle werden mit einer einzelnen Molekülschichtdicke (Reihenfolge von Zentimetern) an die Oberfläche einer adsorbierenden, auf einer kalten Platte beschichtet. Der Gleichgewichtsdruck der Adsorption ist viel niedriger als der Dampfdruck bei gleicher Temperatur. Wenn der Dampfdruck von Wasserstoff bei 20 km gleich dem atmosphärischen Druck ist, ist der Adsorptionsgleichgewichtsdruck niedriger als der bei 20K aktiviertem Kohlenstoff. Dies ermöglicht es, bei höheren Temperaturen bei niedrigeren Temperaturen bei höheren Temperaturen zu pumpen. Temperaturfalle: Gasmoleküle, die bei der Pumptemperatur nicht kondensiert werden können, werden vergraben und von einer wachsenden Schicht kondensierbarer Gas aufgenommen.
Im Allgemeinen ist der endgültige Druck der Pumpe der Dampfdruck des kondensierten Gases bei der Kaltplattentemperatur. Bei einer Temperatur von 120 K ist der Dampfdruck von Wasser niedriger als der von PA. Bei einer Temperatur von 20 K ist der Dampfdruck aller Gase mit Ausnahme von Helium, Neon und Wasserstoff niedriger als der der PA. Aufgrund der Temperaturdifferenz zwischen der Pumpe und der Kaltplatte ist der endgültige Druck der Pumpe jedoch höher als der Dampfdruck des Kondensat. Für einen Behälter bei Raumtemperatur und eine Tieftemperaturplatte bei 20 km beträgt der endgültige Druck der Pumpe etwa das Vierfache des Kondensatdampfdrucks.