Kryódæla er lofttæmdæla sem notar yfirborð við lágan hita til að þétta gas, einnig þekkt sem þéttisdæla. Kryódælan getur fengið hreint lofttæmi með hæsta dæluhraða og lægsta endanlegu þrýstingi og er mikið notað í rannsóknum og framleiðslu á hálfleiðurum og samþættum hringrásum, svo og sameindageislarannsóknum, lofttæmihúðunarbúnaði, lofttæmi yfirborðsgreiningartækjum, jónum. ígræðslutæki og geimhermunartæki o.s.frv.
dæla meginreglan
Inni í frostdælunni er köld plata sem er kæld niður í mjög lágt hitastig með fljótandi helíum eða ísskáp. Það þéttir gasið og heldur gufuþrýstingi þéttivatnsins undir endanlegum þrýstingi dælunnar til að ná dæluáhrifum. Helstu hlutverk lághita dælingar eru lághitaþétting, lághitaaðsog og lághitafanga.
① Low temperature condensation: gas molecules condense on the surface of the cold plate or on the condensed gas layer, and the equilibrium pressure is basically equal to the vapor pressure of the condensate. When pumping air, the temperature of the cold plate must be lower than 25K; when pumping hydrogen, the temperature of the cold plate is lower. The thickness of the low-temperature condensation and extraction condensation layer can reach about 10 mm.
②Low temperature adsorption: The gas molecules are adsorbed on the surface of the adsorbent coated on the cold plate with a thickness of a monomolecular layer (in the order of centimeters). The equilibrium pressure for adsorption is much lower than the vapor pressure at the same temperature.
Ef gufuþrýstingur vetnis er jöfn andrúmsloftsþrýstingi við 20K, er jafnvægisþrýstingur aðsogs lægri en Pa þegar vetni er tekið upp með 20K virku kolefni. Þetta gerir það mögulegt að framkvæma dælingu með kryogenic aðsog við hærra hitastig.
③Cryogenic trapping: Gas molecules that cannot be condensed at the extraction temperature are buried and adsorbed by the growing layer of condensable gas.
Almennt séð er endanlegur þrýstingur dælunnar gufuþrýstingur þétta gassins við hitastig köldu plötunnar. Þegar hitastigið er 120K er gufuþrýstingur vatns nú þegar lægri en Pa. Við 20K hita, nema fyrir helíum, neon og vetni, er gufuþrýstingur annarra lofttegunda einnig lægri en Pa.
Hins vegar, vegna mismunandi hitastigs á dældu ílátinu og kryógenískum köldu plötunni, 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.