Криоконденсационные насосы
Принцип криоконденсационной откачки показан на рисунке 16.
Поверхность твердого тела охлаждается с помощью хладагента до низких температур. Для охлаждения конденсирующей поверхности используются сжиженные газы с низкими температурами кипения Тк: азот (ТК = 77,З К), неон (ТК = 27,2 К), водород (Тк = 20,4 К), гелий (ТК = 4,2 К). Давление насыщенных паров откачиваемых веществ рнас при температуре криопанели должно быть ниже давления, которое необходимо получить в рабочем объеме.
Предельное давление рпр, достигаемое при криогенной откачке газа, всегда выше, чем давление насыщения этого газа рнас при температуре хладагента Тк. В этих условиях предельное давление устанавливается при достижении динамического равновесия потоков конденсирующегося Qnp и испаряющегося Qo6p газов:
Таким образом, видно, что предельное давление рпр всегда больше давления насыщенных паров откачиваемого вещества на криопанели рнас.
Для получения заданного давления при откачке легких газов требуются более низкие температуры криопанели.
Скорость конденсационной откачки определяется как
Для единичной площади криопанели:
Наиболее простой способ охлаждения крионасосов — охлаждение жидким криоагентом, наливаемым в сосуд, наружная поверхность которого служит криопанелью. Эти насосы отличаются простотой конструкции, не требуют подсоединения к электросети и водопроводу, в них нет движущихся деталей.
Недостатки насосов наливного типа:
- — необходимость оснащения системой сбора испарившегося рабочего газа;
- — значительные потери холода (после окончания работы газ остается в сосуде);
![]()
![]()
![]()
Криоконденсационные насосы требуют предварительного разряжения и используются в сочетании с другими типами насосов. На рисунке 17 представлена схема криоконденсационного насоса наливного типа.
- — большой расход криоагента, необходимого во время пуска насоса для охлаждения криопанелей и экранов от нормальной до рабочей температуры;
- — необходимость установки только в вертикальном положении.