1. বায়ু নিষ্কাশন নীতি
ক্রায়োপাম্পের ভিতরে একটি ঠান্ডা প্লেট থাকে যা তরল হিলিয়াম বা একটি রেফ্রিজারেটর দ্বারা খুব কম তাপমাত্রায় ঠান্ডা হয়। এটি গ্যাসকে ঘনীভূত করে এবং পাম্পের চূড়ান্ত চাপের নিচে কনডেনসেটের বাষ্পের চাপ রাখে, যাতে পাম্পিং প্রভাব অর্জন করা যায়। নিম্ন তাপমাত্রার পাম্পিং এর প্রধান কাজগুলি হল নিম্ন তাপমাত্রা ঘনীভবন, নিম্ন তাপমাত্রা শোষণ এবং নিম্ন তাপমাত্রা ক্যাপচার।
① নিম্ন তাপমাত্রার ঘনীভবন: গ্যাসের অণুগুলি ঠান্ডা প্লেটের পৃষ্ঠে বা ঘনীভূত গ্যাস স্তরে ঘনীভূত হয় এবং ভারসাম্যের চাপ মূলত ঘনীভূত বাষ্পের চাপের সমান। বায়ু পাম্প করার সময়, ঠান্ডা প্লেটের তাপমাত্রা 25K এর চেয়ে কম হতে হবে; হাইড্রোজেন পাম্প করার সময়, ঠান্ডা প্লেটের তাপমাত্রা কম হয়। নিম্ন-তাপমাত্রার ঘনীভবন এবং নিষ্কাশন ঘনীভবন স্তরের বেধ প্রায় 10 মিমি পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে।
②নিম্ন তাপমাত্রা শোষণ: গ্যাসের অণুগুলি একটি মনোমোলিকুলার স্তরের পুরুত্ব (সেন্টিমিটারের ক্রমে) সহ ঠান্ডা প্লেটে প্রলেপযুক্ত শোষণকারীর পৃষ্ঠে শোষিত হয়। শোষণের জন্য ভারসাম্যের চাপ একই তাপমাত্রায় বাষ্পের চাপের তুলনায় অনেক কম। হাইড্রোজেনের বাষ্পের চাপ 20K এ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের সমান হলে, 20K সক্রিয় কার্বনের সাথে হাইড্রোজেন শোষণ করার সময় শোষণের ভারসাম্য চাপ Pa থেকে কম হয়। এটি উচ্চ তাপমাত্রায় ক্রায়োজেনিক শোষণ দ্বারা পাম্পিং করা সম্ভব করে তোলে।
③Cryogenic trapping: গ্যাসের অণুগুলি যেগুলি নিষ্কাশন তাপমাত্রায় ঘনীভূত করা যায় না সেগুলিকে সমাহিত করা হয় এবং ঘনীভূত গ্যাসের ক্রমবর্ধমান স্তর দ্বারা শোষণ করা হয়।
সাধারণভাবে বলতে গেলে, পাম্পের চূড়ান্ত চাপ হল ঠান্ডা প্লেটের তাপমাত্রায় ঘনীভূত গ্যাসের বাষ্পের চাপ। যখন তাপমাত্রা 120K হয়, তখন পানির বাষ্পের চাপ ইতিমধ্যেই Pa-এর থেকে কম হয়। 20K তাপমাত্রায় হিলিয়াম, নিয়ন এবং হাইড্রোজেন ছাড়া অন্যান্য গ্যাসের বাষ্পের চাপও Pa-এর চেয়ে কম।
যাইহোক, পাম্প করা পাত্র এবং ক্রায়োজেনিক কোল্ড প্লেটের বিভিন্ন তাপমাত্রার কারণে, পাম্পের চূড়ান্ত চাপ কনডেনসেটের বাষ্পের চাপের চেয়ে বেশি। কক্ষ তাপমাত্রায় একটি পাত্রের জন্য, 20K এর একটি ক্রিওপ্যানেল সহ, পাম্পের চূড়ান্ত চাপ ঘনীভূত বাষ্পের চাপের প্রায় 4 গুণ।
2. প্রকার
ক্রিওপাম্প দুটি প্রকারে বিভক্ত: ইনজেকশন-টাইপ লিকুইড হিলিয়াম ক্রিওপাম্প এবং ক্লোজড-সার্কিট গ্যাস হিলিয়াম রেফ্রিজারেটর ক্রিওপাম্প।
ইনজেকশন তরল হিলিয়াম cryopamp
এটি প্রধানত একটি তরল হিলিয়াম ধারক, একটি পাম্প বডি এবং একটি বাফেলের সাথে সংযুক্ত একটি তরল নাইট্রোজেন গহ্বর দ্বারা গঠিত। তরল হিলিয়ামের ব্যবহার কমানোর জন্য, তরল হিলিয়াম পাত্রের বাইরের প্রাচীর একটি দ্বি-স্তর তাপ নিরোধক প্রাচীর গ্রহণ করে এবং এর মধ্যে খালি করা হয়।
যখন পাম্পটি Pa চাপে পূর্ব-পাম্প করা হয়, তখন তরল নাইট্রোজেন এবং তরল হিলিয়াম ইনজেকশন করা হয় এবং 4.2K এর কার্যকারী ঠান্ডা প্লেটে গ্যাস ঘনীভূত হয়। প্রি-পাম্পিংয়ের পরে, হিলিয়াম এবং হাইড্রোজেনের আংশিক চাপ Pa এর ক্রমে থাকে, তাই পাম্পটি Pa-এর নীচে চূড়ান্ত চাপ পেতে পারে। যদি তরল হিলিয়াম পাত্রটি খালি করা হয় এবং 6650 Pa-এ ডিকম্প্রেস করা হয় তবে তরল হিলিয়ামের তাপমাত্রা 2.3K এ হ্রাস করা হবে, এবং একটি নিম্ন সীমা চাপ প্রাপ্ত করা যেতে পারে।
বন্ধ চক্র গ্যাস হিলিয়াম রেফ্রিজারেটর cryopamp
এটি একটি নতুন ধরনের ক্রিওপাম্প যা 1970 এর দশকে আবির্ভূত হয়েছিল। এই পাম্প হিলিয়াম গ্রাস করে না, পরিচালনা করা সহজ, রক্ষণাবেক্ষণ করা সহজ এবং ক্রমবর্ধমানভাবে ব্যবহৃত হচ্ছে। রেফ্রিজারেটরের হিমায়নের মাধ্যম হল গ্যাস হিলিয়াম, প্রথম পর্যায়ের কোল্ড প্লেটের তাপমাত্রা হল 50-100K, এবং সাধারণ প্রয়োগ হল 65K, যা জলীয় বাষ্পকে ঘনীভূত করতে এবং অন্যান্য গ্যাসকে ঠান্ডা করতে ব্যবহৃত হয়; দ্বিতীয় পর্যায়ের কোল্ড প্লেটের তাপমাত্রা হল 10-20K, যা নাইট্রোজেন, অক্সিজেন এবং আর্গনের মতো গ্যাসকে ঘনীভূত করতে ব্যবহৃত হয়।
সেকেন্ডারি কোল্ড প্লেটের অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠটি সক্রিয় কার্বন দ্বারা আবৃত থাকে। সক্রিয় কার্বনের কম তাপমাত্রায় হিলিয়াম, নিয়ন এবং হাইড্রোজেনের জন্য শক্তিশালী শোষণ ক্ষমতা রয়েছে। কোল্ড প্লেটটি অক্সিজেন-মুক্ত তামা দিয়ে তৈরি, এবং নির্গমন কমাতে পৃষ্ঠটি একটি আয়নার স্তরে পালিশ করা হয়।
পাম্পের চূড়ান্ত চাপ হল Pa, কাজের চাপের পরিসর হল Pa, এবং প্রি-পাম্পিং চাপ 1 Pa হওয়া প্রয়োজন৷ সমাপ্ত পণ্যের পাম্পিং রেট 60,000 লিটার/সেকেন্ডে পৌঁছেছে৷ উপরন্তু, প্রক্রিয়ার বৈশিষ্ট্য অনুযায়ী, বায়ু নিষ্কাশন ঠান্ডা প্লেট পাম্প করা পাত্রে ব্যবস্থা করা যেতে পারে, এবং বায়ু নিষ্কাশন হার 106 লিটার/সেকেন্ডের বেশি পৌঁছতে পারে।