Cryopump

Un cryopump est une pompe de vide qui emprisonne les gaz et les vapeurs en les condensant sur une surface froide. Ils sont seulement efficaces sur quelques gaz, selon les points de congélation et d'ébullition du gaz relativement à la température des cryopump. Ils sont parfois habitués pour bloquer les contaminents particuliers, par exemple devant une pompe de diffusion pour emprisonner l'huile backstreaming, ou devant une mesure de McLeod de pour empêcher d'entrer l'eau. Dans cette fonction, ils s'appellent un cryotrap ou le piège froid , quoique le mécanisme physique soit le même que pour un cryopump. Le Cryotrapping peut également se rapporter à un effet quelque peu différent, où les molécules augmenteront leur temps de séjour sur une surface froide sans geler réellement. Il y a un retard entre la molécule empiétant sur la surface et rebondissant de elle. De l'énergie cinétique aura été perdue, le ralentissement de molécules. Par exemple, l'hydrogène ne condensera pas 8 au Kelvins mais il peut cryotrapped. Ceci emprisonne effectivement des molécules pendant une période prolongée et les enlève de ce fait de l'environnement de vide juste comme le cryopompage.

Opération

Cryopumps sont généralement refroidis par la glace sèche ou l'azote liquide , ou les versions autonomes peuvent inclure un intégré Cryocooler . Des cloisons sont souvent fixées à la tête froide pour augmenter la superficie disponible pour la condensation, mais elles augmentent également la prise de chaleur rayonnante du cryopump. Avec le temps, la surface sature par la suite avec le condensat et la vitesse de pompage chute graduellement à zéro. Elle tiendra les gaz emprisonnés tant que elle reste froide, mais elle ne condensera pas les gaz frais des fuites ou de backstreaming jusqu'à ce qu'elle soit régénérée. La saturation se produit très rapidement dans de bas vides, ainsi des cryopumps habituellement sont seulement employés dans des systèmes de vide élevé ou très poussé.

La régénération d'un cryopump est le processus d'évaporer les gaz emprisonnés. Ceci peut être fait à la température ambiante et à la pression, ou le processus peut être rendu plus complet par exposition au vide et plus rapide par les températures elevated. Les pratiques sont de chauffer la chambre entière sous vide à la température la plus élevée laissée par les matériaux, d'accorder l'heure pour que les produits du dégazage soient épuisés par les pompes mécaniques, et puis refroidir et employer le cryopump sans casser le vide.

Quelques cryopumps ont les étapes multiples à de diverses basses températures, avec les étapes externes protégeant les étapes intérieures les plus froides. Les étapes externes condensent les gaz à haute ébullition de point tels que l'eau et le pétrole, de ce fait sauvant la capacité de superficie et de réfrigération des étapes intérieures pour les gaz inférieurs de point d'ébullition tels que l'azote.

Cryopumps sont souvent combinés avec les pompes de sorption de en enduisant la tête froide des matériaux fortement adsorbants tels que le charbon actif par ou un zéolite . Pendant que le sorbant sature, l'efficacité d'une pompe de sorption diminue, mais peut être rechargée en chauffant le matériel de zéolite (de préférence dans des conditions de basse pression) aux outgas il. La température de panne de la structure poreuse du matériel de zéolite peut limiter la température maximale qu'elle peut être chauffée à pour la régénération.

Les pompes de sorption sont un type de cryopump qui est employé souvent comme pompes de dégrossissage pour ramener des pressions de la gamme d'atmosphérique à sur l'ordre de 0.1 PA (torr de 10^-3), alors que de plus basses pressions sont réalisées using une pompe de finissage (voir le nettoyer à l'aspirateur ).

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