Zasada pompowania pompy kriogenicznej

Pompa kriogeniczna jest wyposażona w zimną płytę, która jest chłodzona do bardzo niskiej temperatury przez ciekłego helu lub lodówki. Powoduje to kondensowanie gazu i utrzymuje ciśnienie pary kondensatu poniżej ostatecznego ciśnienia pompy, osiągając w ten sposób działanie pompowania. Głównymi funkcjami pompowania kriogenicznego są kondensacja kriogeniczna, kriogeniczna adsorpcja i chwytanie kriogeniczne. Zimna kondensacja: Ciśnienie równowagi cząsteczkowej cząsteczki gazowej na powierzchni zimnej płyty lub na warstwie skondensowanej gazu jest zasadniczo równe ciśnieniu pary kondensatu. Temperatura zimnej płyty musi być niższa niż 25k, gdy powietrze jest pompowane. Gdy wodór jest pompowany, zimna płyta jest chłodniejsza. Grubość kriogenicznego kondensatu wynosi około 10 mm. Adsorpcja kriogeniczna: Cząsteczki gazowe są adsorbowane na powierzchni adsorbentu pokrytego na zimnej płycie przez jedną grubość warstwy cząsteczkowej (kolejność centymetrów). Ciśnienie równowagi adsorpcji jest znacznie niższe niż ciśnienie pary w tej samej temperaturze. Jeśli ciśnienie pary wodoru jest równe ciśnieniem atmosferycznym przy 20K, ciśnienie równowagi adsorpcji jest niższe niż w węglu aktywnym 20k. Umożliwia to pompowanie w wyższych temperaturach przez adsorbowanie w niższych temperaturach. Pułapka na temperaturę: Cząsteczki gazowe, których nie można skondensować w temperaturze pompowania, są zakopane i wchłaniane przez rosnącą warstwę gazu kondensownego.
Zasadniczo ostatecznym ciśnieniem pompy jest ciśnienie pary skondensowanego gazu w temperaturze zimnej płyty. W temperaturze 120k ciśnienie pary wody jest niższe niż w temperaturze PA. W temperaturze 20k ciśnienie pary wszystkich gazów, z wyjątkiem helu, neonu i wodoru, jest niższe niż w przypadku PA. Jednak ze względu na różnicę temperatur między pompą a zimną płytką ostateczne ciśnienie pompy jest wyższe niż ciśnienie pary kondensatu. W przypadku pojemnika w temperaturze pokojowej i płycie o niskiej temperaturze przy 20K, najwyższe ciśnienie pompy wynosi około czterokrotnie niż ciśnienie pary kondensatu.