Kryopumpar

Kryopumpar är vakuumpumpar som uppnår hög- eller ultrahög vacuum genom att fånga gaser i kyliga ytor. Genom att kondensera eller adsorbera gasmolekyler på kalla ytor minskar de trycket i en kammare utan att använda mekaniska roterande delar i den kalla delen.

Principen bygger på att gasmolekyler som träffar en yta kyls ned till kryogena temperaturer och därmed kondenseras eller adsorberas. En vanlig tvåstegskonstruktion använder flytande kväve vid cirka 77 K för kondensation av kondensabla gaser, medan en andra yta kyls till cirka 10–20 K med en heliumbaserad kylare eller stängd kylkrets och använder aktivt kol för adsorption av gaser som väte och helium. De fångade gaserna pumpas bort av en bakpump. Den kalla delen saknar traditionella rörliga delar, vilket ger låga vibrationer och lång livslängd.

Konstruktion och varianter varierar. Många system har två ytor: en kondensationsyta och en adsorptionsyta. Vissa enheter är integrerade med turbopump eller annan vakuumpump i systemet. Moderna lösningar kan använda helt stängda kryokylare (closed-cycle) vilka inte kräver flytande kväve.

Gasernas beteende och prestanda varierar. Kryopumpar är särskilt effektiva för vatten, koldioxid och andra kondensabla ämnen samt används ofta för väte och ädelgaser när adsorptionsytor används. Vissa mycket lätta gaser kan vara en utmaning och kräva längre pumpning eller särskild behandling.

Användningar inkluderar halvledarfabrik, ytforskning, masspektrometri och elektronmikroskopi, där ren vakuum och låga vibrationer är viktiga.

Regeneration och underhåll: när pumpen mättas värms den försiktigt upp så att fångade gaser frigörs och pumpas bort igen av bakpump. Systemet kräver noggrann hantering av kylmedel och skydd mot kyla och gasläckage.