Мал. 7. Кріонасос з малими витратами гелію.

Мідна мембрана 6, яка герметично приєднана до азотного екрану і до трубки 8, яка служить для наливання зрідженого гелію та відведення пари гелію, зменшує підведення тепла до гелійової посудини. Діафрагма 10 встановлюється таким чином, щоб проміжок між краєм діафрагми та гелійовою посудиною був мінімальним, що запобігає можливості конденсації газу на верхній частині гелійового насоса. За такої конструкції для відкачки газу використовується лише нижня частина гелійової посудини, практично тільки її дно. В насосі ГСВ-250 величина поверхні дна гелійової посудини складає близько 5% всієї її поверхні. Якщо внаслідок конденсації газів поглинальна здатність дна насоса збільшиться, наприклад, в 10 разів, це призведе до збільшення витрати зрідженого гелію всього в півтора рази.

За допомогою бічних під’єднувальних патрубків 3, 4 або з боку дна 5 насос під’єднується до відкачуваного об’єму.

Граничний вакуум після прогрівання складає 10^-12 мм рт.ст., швидкість відкачки в діапазоні 10^-4 - 10^-10 мм рт.ст. дорівноє 250л/с для азоту, 900 л/с - для водню.

При охолодженні насосів парами кріоагентів (випарний спосіб охолодження) також використовують зріджені гази з посудин Дьюара. В цьому випадку кріопанелі насосів виготовляють у вигляді змійовиків або плоских шайб з внутрішніми каналами. Охолодження кріопанелей відбувається в результаті циркуляції по каналах та змійовиках парів кріоагента, що випаровується.

Циркуляція здійснюється під дією надлишкового тиску в посудині Дьюара або за допомогою механічного вакуумного насоса. Ці способи живлення насоса кріоагентом дають можливість легко регулювати температуру кріопанелі в широкому діапазоні (вище або нижче нормальної температури кипіння кріоагента), що забезпечує більш економні витрати кріоагента. Процес регулювання температури легко автоматизується.

Крім того, в наливних насосоах газоподібний гелій, що випаровується в кріопанелях, часто використовують для охолодження захисних екранів до температур, проміжних між нормальною та температурою кріопанелі, при цьому відпадає необхідність використання іншого кріоагента. Через те, що в кріопанелях немає рідких кріоагентів, то після зупинки ці насоси легко відігрівати. Кріопанель в випарних насосах може бути встановлена в довільному просторовому положенні.

На мал. 8. наведена конструкція випарного кріонасоса.

Проходячи по внутрішніх каналах кріопанелі, холодоагент випаровується, охолоджуючи поверхню кріопанелі, і виходить через трубку 8 при більш високій температурі.

Рідкий холодоагент надходить з посудини Дьюара до кріопанелі по трубці 2, яка заекранована трубкою 3. Холодоагент, який випарувався, з каналів кріопанелі через відвідну трубку проходить по змійовику 5, виготовленому у вигляді біфілярної спіралі. Цей змійовик служить теплозахисним екраном й виготовлений у вигляді циліндра з відкритими торцями.

Мал. 8. Випарний кріонасос з плоскою кріопанеллю.

Холодоагент, який виходить із змійовика, надходить в екран 6, який запобігає нагріванню кріопанелі тепловим випромінюванням від фланцця 1, і далі по трубці 8 виходить з насоса. До змійовика та кріопанелі припаяні термобалончики газових термометрів 7, які вимірюють та підтримують температуру на кріопанелі та втрати холодоагента. Змійовик підтримується стійками 9, виготовленими з неіржавіючої сталі. Всі консруктивні елементи насоса закріплюються на фланці 1, за допомогою якого насос монтується безпосередньо у відкачуваному об’ємі.

Спосіб охолодження за допомогою автономних зріджувачів використовують у великих кріонасосах. Зріджений газ збирається в ємності, яка є кріопанеллю. Відпрацьований газ, який виходить з ємності кріонасоса, віддає холод в теплообмінниках зустрічному потоку газу, який йде на зріджування, що суттєво підвищує економність процесу охолодження насоса.

Конструктивна схема кріонасоса з автономним зріджувачем наведена на мал. 9.

Кріопанель 12 з’єднана з ємністю, в якій збирається зріджений водень, і підтримується на стійках 15 утримувачами 8.