Общая характеристика низкотемпературных средств откачки

Низкотемпературные средства откачки (НТСО), или крионасосы, подразделяются по принципу действия на несколько групп:

• 1. Собственно крионасосы (рис. 7.1, а) — конденсация газов непосредственно на охлаждаемой металлической поверхности (криопанели).

• 2. Адсорбционные крионасосы (рис. 7.1, б) — адсорбция газов на твердых охлаждаемых сорбентах, имеющих хороший тепловой контакт с криопанелью. Сорбент — активированный уголь, цеолиты, оксиды металлов, физическая поверхность которых много больше геометрической (до 10⁷ см²/г).

• 3. Конденсационно-адсорбционные крионасосы (рис. 7.1, в) — адсорбция газов на слое предварительно сконденсированного на криопанели вспомогательного газа. Конденсат вспомогательного газа (пары воды, углекислота, оксид серы, окись азота, метилхлорид, четыреххлористый углерод, спирт, ацетон, бензин, аргон, азот) выступает в роли сорбента. Криокамера предварительно откачивается, затем в нее подается вспомогательный газ, после чего она соединяется с откачиваемым объемом.

• 4. Криозахватные насосы (рис. 7.1, г) — одновременная конденсация на криопанели откачиваемого газа и легко конденсируемого вспомогательного газа. Трудно конденсируемый газ (например, водород) поглощается легко конденсируемым, постоянно подаваемым на криопанель (обычно Ar или углекислота) в количестве 1 и 50 моль соответственно, т.е. количество вспомогательного газа много больше, чем откачиваемого.

• 5. Криогеттерные насосы (рис. 7.1, д) — поглощение откачиваемого газа распыляемой пленкой геттера, осаждаемого на криопанель. В криогеттерном насосе происходит не только физическая, но и химическая сорбция как на поверхности криопанели, так и по объему геттера. В качестве геттера обычно используется титан. Объем связанного газа в криогеттерных насосах в 3 раза выше, чем в геттерных при комнатной темпе -ратуре, так как не происходит синтеза воды и метана и активизируется физическая сорбция.

Наиболее распространены адсорбционные и конденсационные адсорбционные насосы.

Порабочей температуре выделяют крионасосы:

• • азотные (77 К, -196 °С);

• • неоновые (27 К, -246 °С);

• • водородные (20 К, -253 °С);

• • гелиевые (4 К, -269 °С).

По способу охлаждения:

• • наливные — криостаты;

  

  
  

• • испарительные — криопанели в виде змеевиков;

• • с автономными ожижителями — холодильники;

• • с криогенераторами (работают по замкнутому циклу без расхода хладагента).

По конструкции: фланцевые и встроенные (криопанель устанавливается в откачиваемый объем).