Pwmp gwactod yw cryopump sy'n defnyddio arwyneb tymheredd isel i gyddwyso nwy, a elwir hefyd yn bwmp cyddwysiad. Gall y cryopump gael gwactod glân gyda'r gyfradd bwmpio uchaf a'r pwysau eithaf isaf, ac fe'i defnyddir yn eang wrth ymchwilio a chynhyrchu lled-ddargludyddion a chylchedau integredig, yn ogystal ag ymchwil trawst moleciwlaidd, offer cotio gwactod, offer dadansoddi wyneb gwactod, ïon mewnblanwyr a dyfeisiau efelychu gofod, ac ati agwedd.
egwyddor pwmpio
Y tu mewn i'r cryopump mae plât oer wedi'i oeri i dymheredd isel iawn gan heliwm hylif neu oergell. Mae'n cyddwyso'r nwy ac yn cadw pwysedd anwedd y cyddwysiad o dan bwysau eithaf y pwmp, er mwyn cyflawni'r effaith bwmpio. Prif swyddogaethau pwmpio tymheredd isel yw anwedd tymheredd isel, arsugniad tymheredd isel a dal tymheredd isel.
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.
Os yw pwysedd anwedd hydrogen yn hafal i bwysau atmosfferig o 20K, mae pwysedd arsugniad ecwilibriwm yn is na Pa wrth amsugno hydrogen â charbon wedi'i actifadu 20K. Mae hyn yn ei gwneud hi'n bosibl perfformio pwmpio trwy arsugniad cryogenig ar dymheredd uwch.
③Cryogenic trapping: Gas molecules that cannot be condensed at the extraction temperature are buried and adsorbed by the growing layer of condensable gas.
Yn gyffredinol, pwysedd y pwmp yn y pen draw yw pwysedd anwedd y nwy cyddwys ar dymheredd y plât oer. Pan fydd y tymheredd yn 120K, mae pwysedd anwedd dŵr eisoes yn is na Pa. Ar dymheredd o 20K, ac eithrio heliwm, neon a hydrogen, mae pwysau anwedd nwyon eraill hefyd yn is na Pa.
Fodd bynnag, oherwydd tymereddau gwahanol y cynhwysydd wedi'i bwmpio a'r plât oer cryogenig, mae pwysedd y pwmp yn y pen draw yn uwch na phwysedd anwedd y cyddwysiad.
Ar gyfer llong ar dymheredd ystafell, gyda cryopanel o 20K, mae pwysau eithaf y pwmp tua 4 gwaith pwysau anwedd y cyddwysiad.