超低温化工泵的抽气原理分析

  由液氦或冰箱冷却到极低温度的冷板布置在超低温化工泵中。它冷凝气体，使冷凝液的蒸气压保持低于泵的极限压力，从而达到抽气效果。超低温化工泵送的主要功能是低温冷凝、低温吸附和低温捕集。

  ①低温冷凝：气体分子冷凝在冷板表面或冷凝的气体层上，平衡压力基本等于冷凝物的蒸气压。抽气时，冷板温度必须低于25K；抽氢时，冷板温度较低。低温抽气冷凝层厚度可达10毫米左右。

  ②低温吸附：气体分子吸附在单层厚度(厘米量级)的冷板上涂覆的吸附剂表面。吸附平衡压力比相同温度下的蒸气压低得多。例如，当氢气的蒸气压等于20K时的大气压时，当氢气被20K活性炭吸收时，吸附平衡压力低于Pa。这样，可以在较高温度下通过低温吸附来泵送空气。

  ③低温捕集：泵送温度下无法冷凝的气体分子被不断增长的可凝气层掩埋吸附。

  一般来说，超低温化工泵的极限压力是冷凝气体在冷板温度下的蒸汽压。当温度为120K时，水的蒸气压低于Pa。当温度为20K时，除氦气、氖气和氢气外，其他气体的蒸气压都低于Pa。然而，由于泵送容器和低温冷板之间的不同温度，超低温化工泵的极限压力高于冷凝物的蒸汽压。对于室温下的容器，当低温板为20K时，泵的极限压力约为冷凝液蒸气压的4倍。