Крионасосы можно разделить на две группы: большие крионасосы, используемые в крупных вакуумных системах, например для моделирования условий космического пространства или для получения сверхвысокого вакуума в камерах ускорителей заряженных частиц, и малые крионасосы, используемые в небольших системах (объемом ~1 м³), для которых не допускаются какие-либо загрязняющие примеси.

В больших вакуумных системах обычно используются криопанели, охлаждаемые жидким гелием. Насосы этого типа обычно конструируются специально для конкретной вакуумной установки; для достижения максимальной скорости откачки в этих насосах стараются получить при заданных размерах наибольшую площадь поверхности. Ряд насосов такого типа описан в литературе.

Конструктивные схемы этих насосов построены по общему принципу. Поскольку скорость откачки определяется эффективной площадью криоповерхности или входного отверстия насоса, безразлично придавать поверхности пористую или шероховатую структуру. Поэтому криопанель обычно имеет гладку ю плоскую поверхность.

Рис. 3.18. Фланцевый наливной крионасос: 1 — соединительный фланец; 2 — шевронный отражатель; 3 — криоповерхность.

Вокруг криопанели, как правило, помещают охлаждаемый жидким азотом теплозащитный экран, проницаемый для газа, но отражающий тепловое излучение. Использование теплозащитного экрана снижает тепловую нагрузку на криопанель и тем самым уменьшает расход жидкого гелия. Кроме того, экран связывает легко конденсирующиеся газы и пары, такие, как СО₂ и H₂O. В работах описаны типичные конструкции фланцевых наливных крионасосов.

Криоповерхность насоса для уменьшения воздействия теплового излучения посеребрена. Насосы этой конструкции выпускаются двух типоразмеров: диаметром 800 и 320 мм, емкостью гелиевого резервуара 75 и 10 л соответственно. При использовании одинарного шевронного отражателя для большего насоса быстрота откачки по водороду составляла 30 м³*с^-1 и 4,5 м3*с^-1 для меньшего. Скорость откачки других газов была ниже. Такие насосы обеспечивают предельное остаточное давление 10^-11 Па.

Одним из важных параметров наливных крионасосов является расход жидкого гелия. Рассмотренные выше насосы за время их охлаждения (заполнения гелием) расходуют 5—10 л (большой) и 1—2 л (малый) жидкого гелия. На установившемся режиме работы насосов расход гелия в сутки составляет 1 и 0,25 л соответственно. В усовершенствованных современных конструкциях этот параметр уменьшен в 5 раз.

Обычно встроенные крионасосы конструируются таким образом, чтобы криоповерхность занимала как можно большую часть поверхности стенок камеры. Охлаждение конструкции до температур жидкого азота позволяет получать сверхвысокий вакуум без предварительного прогрева и тренировки установки»

В некоторых крионасосах предусмотрено охлаждение с помощью специальных холодильных машин — ожижителей с циркуляцией гелия по замкнутому контуру. Хотя отражатель шевронного типа обеспечивает наиболее эффективную теплозащиту, его использование заметно снижает скорость криооткачки. Поэтому были разработаны крионасосы открытой конструкции, которая обеспечивает более высокие скорости откачки, но при повышенном расходе жидкого гелия.