Pumpprincipen för kryogen pump

Den kryogena pumpen är försedd med en kall platta som kyls till extremt låg temperatur med flytande helium eller kylskåp. Det får gasen att kondensera och håller kondensatets ångtryck under pumpens ultimata tryck och därmed uppnår pumpverkan. Huvudfunktionerna för kryogen pumpning är kryogen kondensation, kryogen adsorption och kryogen fångst. Kall kondensation: Jämviktstrycket för en gasmolekyl kondensering på ytan på den kalla plattan eller på det kondenserade gasskiktet är i princip lika med ångtrycket i kondensatet. Temperaturen på den kalla plattan måste vara lägre än 25 000 när luften pumpas. När väte pumpas är den kalla plattan kallare. Tjockleken på det kryogena kondensatet är cirka 10 mm. Kryogen adsorption: Gasmolekyler adsorberas till ytan på en adsorbent belagd på en kall platta med en enda molekylskikttjocklek (ordning av centimeter). Jämviktstrycket för adsorptionen är mycket lägre än ångtrycket vid samma temperatur. Om ångtrycket för väte är lika med det atmosfäriska trycket vid 20K, är adsorptionens jämviktstryck lägre än vid 20K aktiverat kol. Detta gör det möjligt att pumpa vid högre temperaturer genom adsorberande vid lägre temperaturer. Temperaturfälla: Gasmolekyler som inte kan kondenseras vid pumptemperaturen begravas och absorberas av ett växande lager av kondenserbar gas.
I allmänhet är pumpens ultimata tryck ångtrycket för den kondenserade gasen vid den kalla plattans temperatur. Vid en temperatur på 120K är ångtrycket på vatten lägre än för PA. Vid en temperatur på 20K är ångtrycket för alla gaser, utom helium, neon och väte, lägre än PA. På grund av temperaturskillnaden mellan pumpen och den kalla plattan är pumpens ultimata tryck högre än kondensatets ångtryck. För en behållare vid rumstemperatur och en lågtemperaturplatta vid 20K är pumpens ultimata tryck ungefär fyra gånger det för kondensatångtrycket.