Криоадсорбционные вакуумные насосы

Принцип откачки криоадсорбционных насосов основан на адсорбции газов на охлаждаемых поверхностях адсорбента.

Температура адсорбирующих поверхностей должна быть ниже температуры конденсации газов при атмосферном давлении. Быстрота адсорбционной откачки определяется процессом нестационарной диффузии газов в пористой структуре адсорбента. Чем ниже температура поверхности адсорбента, тем выше его коэффициент адсорбируемости. В качестве адсорбентов обычно используются: активный уголь, цеолит, селикогель и алюмоселикогель.

На рис.8.1 представлены конструкции криоадсорбционных насосов следующих типов:

·

· заливного (б);

· с движущимся адсорбентом (в).

Адсорбент 1 для предотвращения загрязнения и улучшения условий охлаждения помещается внутри пористого металлического фильтра 2. Нагреватель 3 служит для регенерации адсорбента после его насыщения откачиваемым газом. Разница между конструкцией погружного и заливного типа состоит в том, что сосуд Дьюара 4 для размещения криоагента 5 в насосе погружного типа выполняется съемным, а в насосах заливного типа в качестве изоляции между стенками насоса и сосудом 4 используется вакуум, создаваемый самим насосом.

Принцип работы криоадсорбционных насосов с движущимся адсорбентом заключается в следующем. Адсорбент движется по замкнутому контуру с линейной скоростью, проходя на своем пути камеру адсорбции 1, шлюз 2, нагреватель 5, камеру десорбции 4, шлюз 3, холодильник 6 и вновь поступает в камеру адсорбции (рис. 8.1,в).

Достоинствами этих типов насосов являются:

─ отсутствие органических соединений в вакуумной системе;

─ непрерывность откачки (для криоадсорбционных насосов с движущимся адсорбентом).

Недостатки следующие:

- высокие эксплуатационные расходы криоагента и электроэнергии, так как необходимо охлаждать не только сам адсорбент, но и корпус насоса;

- необходимость периодической регенерации.

Криоадсорбционные насосы погружного типа используются для работы в низком вакууме, заливного типа с движущимся адсорбентом – в высоком вакууме.

Для получения низкого остаточного давления для цеолитовых насосов рекомендуется предварительно производить откачку до 10² Па (например, водоструйным насосом).