trampa meissner

La trampa Meissner o fría es un tipo de condensador de absorción criogénico, para lo cual se rellenan normalmente de nitrógeno líquido, que ebulle a presión atmosférica a una temperatura de 77K (-196ºC), de este modo se consiguen condensar los gases del interior de la cámara cuando estamos en niveles de alto vacío. El resultado es que podemos bajar un poco la presión de las cámaras, cuando estas se encuentran a presiones mínimas del orden de 10E-8mbar. Además es un tipo de bomba que no produce vibraciones cuando se estabiliza (cuando la temperatura en su interior es homogénea, en este caso 77K).

Otra aplicación muy importante de las trampas frías, es evitar que se condensen los vapores de aceite que provienen de las bombas primarias, como las rotativas. En estos casos entre la succión de la bomba primaria y la cámara de vacío o bien entre otro tipo de bomba como una turbo, se suele colocar una trampa fría. En caso de que hubiera vapores de aceite en el circuito estos se condensarían en las paredes de la trampa que están refrigeradas por nitrógeno líquido. También se sitúan trampas frías en la brida de entrada de las bombas difusoras, de este modo se evita que salgan a la cámara de vacío, los vapores de aceite de la bomba, se conoce como retrodifusión.

En la (figura) se encuentra una trampa fría multicelda montada sobre brida DN100CF. Al ser multicelda permite aumentar la superficie de contacto y minimizar el volumen de refrigerante (normalmente nitrógeno líquido), esta solución ahorra nitrógeno líquido, pero el llenado de las celdas debe de hacerse más a menudo, ya que al aumentar la superficie, la disipación de calor es mayor. En concreto para esta bomba (depende del radio de las celdas), con nueve celdas cilíndricas, se consigue un aumento de la superficie si tuviéramos solo una en un factor (2), y tenemos una reducción del volumen de nitrógeno en un factor (1.7). El funcionamiento es muy sencillo. Una vez el sistema en vacío, se vierte nitrógeno líquido por el orificio superior de entrada, y entonces se produce el llenado de los cilindros, condensándose en la superficie de estos los gases o vapores cuya presión de vapor a la temperatura de 77K y una presión de 10E-2mbar condensen.

Otro tipo de trampa fría, pero con usos destinados a la consecución de temperaturas bajas en el interior de una cámara de vacío, se encuentra en los anillos refrigeradores de la cámara MARTE. En este caso el llenado de los mismos se hace mediante un dewar situado a cierta altura de la cámara de vacío, por lo que interviene una presión diferencial, que permite llenarlos, independientemente de la geometría de entrada de las bridas con respecto a los anillos, además de garantizar un flujo constante, que haga que estén siempre llenos de refrigerante, en este caso nitrógeno líquido.
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© Jesús Manuel Sobrado Vallecillo (www.txus.es)