Kryódæla er lofttæmdæla sem notar lághita yfirborð til að þétta gas, einnig þekkt sem þéttisdæla. Kryopumpan er lofttæmisdælan með lægsta lokaþrýstinginn og hæsta dæluhraðann til að fá hreint lofttæmi. Það er mikið notað í rannsóknum og framleiðslu á hálfleiðurum og samþættum hringrásum, svo og sameindageislarannsóknum, lofttæmihúðunarbúnaði, lofttæmi yfirborðsgreiningartækjum, jónaígræðslutækjum og geimhermi. tæki o.fl.
Dælureglan er búin köldu plötu sem er kæld niður í mjög lágt hitastig með fljótandi helíum eða ísskáp í frostdælunni. Það þéttir gasið og heldur gufuþrýstingi þéttivatnsins undir endanlegum þrýstingi dælunnar til að ná dæluáhrifum. Helstu hlutverk lághita dælingar eru lághitaþétting, lághitaaðsog og lághitafanga.
①Lághitaþétting: gassameindir eru þéttar á yfirborði köldu plötunnar eða á þétta gaslaginu og jafnvægisþrýstingurinn er í grundvallaratriðum jafn gufuþrýstingi þéttivatnsins. Þegar loft er dælt verður hitastig köldu plötunnar að vera lægra en 25K; þegar dælt er vetni er hitastig kalda plötunnar lægra. Þykkt lághitaþéttingar- og útdráttarþéttingarlagsins getur náð um 10 mm.
②Lághitaaðsog: Gassameindirnar eru aðsogaðar á yfirborði aðsogsefnisins sem er húðað á köldu plötunni með þykkt einsameindalags (10-8 cm röð). Jafnvægisþrýstingurinn fyrir aðsog er mun lægri en gufuþrýstingurinn við sama hitastig. Til dæmis er gufuþrýstingur vetnis við 20K jafn andrúmsloftsþrýstingi og aðsogsjafnvægisþrýstingur er lægri en 10-8 Pa þegar 20K virkt kolefni gleypir vetni. Þetta gerir það mögulegt að framkvæma dælingu með kryogenic aðsog við hærra hitastig.
③Cryogenic gildra: Gassameindir sem ekki er hægt að þétta við útdráttshitastigið eru grafnar og aðsogast af vaxandi lagi af þéttanlegu gasi.
Almennt séð er endanlegur þrýstingur dælunnar gufuþrýstingur þétta gassins við hitastig köldu plötunnar. Þegar hitastigið er 120K er gufuþrýstingur vatns nú þegar lægri en 10-8 Pa. Þegar hitastigið er 20K, nema fyrir helíum, neon og vetni, er gufuþrýstingur annarra lofttegunda einnig lægri en {{3} } Pa. Hins vegar, vegna mismunandi hitastigs ílátsins sem dælt er og kalda plötunnar, er endanlegur þrýstingur dælunnar hærri en gufuþrýstingur þéttivatnsins. Fyrir ílát við stofuhita, með 20K cryopanel, er endanlegur þrýstingur dælunnar um það bil 4 sinnum hærri en gufuþrýstingur þéttivatnsins.
Tegund frostdæla er skipt í tvær gerðir: innspýtingar vökva helíum cryopumps og lokaðar hringrásar gas helíum kæliskápar cryopumps.
①Indælt fljótandi helíum kryodæla: Hún er aðallega samsett úr fljótandi helíumíláti, dæluhluta og fljótandi köfnunarefnisholi sem er tengt við skífu. Til þess að draga úr neyslu á fljótandi helíum tekur ytri veggur fljótandi helíumíláts upp tveggja laga hitaeinangrunarvegg og er tæmdur á milli.
Þegar dælunni er fordælt í þrýstinginn 10-6 Pa, er fljótandi köfnunarefni og fljótandi helíum hellt í hana og gasið þéttist á kalda plötunni sem er 4,2K. Eftir fordælingu er hlutþrýstingur helíums og vetnis í röðinni 10-12 Pa, þannig að dælan getur náð endanlegum þrýstingi undir 10-11 Pa. Ef fljótandi helíumílátið er tæmt og þjappað niður til 6650 Pa, hitastig fljótandi helíums er hægt að lækka í 2,3K og hægt er að fá lægri mörkþrýsting.
②Cryogenic dæla fyrir lokaðan hringrás gas helíum kæli: Þetta er ný tegund af cryogenic dælu sem kom fram á áttunda áratugnum (mynd). Þessi dæla eyðir ekki helíum, er auðveld í notkun, auðvelt í viðhaldi og er í auknum mæli notuð. Kælimiðill kæliskápsins er gashelíum, hitastig aðalkalda plötunnar er 50-100K, sem er notað til að þétta vatnsgufu og forkæla aðrar lofttegundir; hitastig aukaköldu plötunnar er 10-20K, sem er notað til að þétta nitur, súrefni og argon og aðrar lofttegundir.
Innra yfirborð efri köldu plötunnar er húðað með virku kolefni. Sérstakt yfirborð virks kolefnis er 500-2500 m2/g og það hefur mikla aðsogsgetu fyrir helíum, neon og vetni við lágan hita. Kaldaplatan er úr súrefnislausum kopar og yfirborðið er slípað að spegilhæð til að draga úr losun. Lokaþrýstingur dælunnar er 10-7 ~ 10-8 Pa, vinnuþrýstingssviðið er 10-1 ~ 10-7 Pa, og fordæluþrýstingurinn þarf að vera 1 Pa .
Dæluhraði fullunninnar vöru hefur náð 60,000 lítrum/sekúndu (1 lítri=10-3 m3). Að auki, í samræmi við eiginleika ferlisins, er hægt að raða kalda plötunni fyrir loftútdrátt í dældu ílátinu og loftútdráttarhraði getur náð meira en 106 lítrum/sekúndu.
Lágt hitaálag Hitaálag olíudælunnar er aðallega þéttingarhiti gassins og geislunarhiti veggsins í kring sem snýr að starfandi köldu plötunni. Hiti þéttingar er tengdur gastegundinni. Fyrir köfnunarefni við 80K og 133.322 Pa lítra er þéttingarhitinn á 20K kaldri plötu 0.3-0,6 joule.
Geislunarhitinn sem vinnandi köldu platan tekur á móti er í réttu hlutfalli við mismuninn á 4. veldi hitastigs umhverfis veggplötunnar og hitastigs vinnukalda plötunnar. Þess vegna eru 4,2K og 20K vinnandi kaldar plötur varðir með 50-100K köldum plötum til að draga úr geislunarhitanum sem vinnandi kalda plöturnar taka á móti.