Адсорбицнонные насосы относятся к группе насосов
поверхностного действия. Принцип действия адсорбционного насоса основан
на способности некоторых предварительно обезгаженных и охлажденных до
низких температур пористых твердых тел (адсорбентов) поглощать большие
количества газов и паров главным образом в результате физической
адсорбции. При физической адсорбции связь молекулы газа или пара с
поверхностью адсорбента очень мала и поэтому процесс поглощения газа
адсорбционными насосами полностью обратим: при охлаждении
адсорбента происходит поглощение газов и паров, а при нагревании — их
обратное выделение. В качестве адсорбентов могут быть использованы
активированные древесные или торфяные угли, силикагели, алюмогелл и
природные или искусственные цеолиты. Наибольшей сорбционной емкостью
обладают активированные угли и цеолиты.
Устройство простейшего цеолитового адсорбционного насоса показано на
рис. 43. В металлическом корпусе 2 насоса установлена кассета 4 с
адсорбентом 3. При подготовке насоса к работе сосуд Дьюара 5 снимают, и
на корпус надвигают электрическую печь. Обезгаживание адсорбента
проводится при непрерывной откачке выделяющихся газов через входной
патрубок 1. После обезгаживаиия адсорбента корпус насоса охлаждается
жидким азотом с помощью сосуда Дьюара.
Адсорбционные насосы чаше всего используют как средства для создания
предварительного разрежения до давления 1,33—10-2 Па в
вакуумных системах безмасляной откачки. Они могут работать и как
самостоятельные средства безмасляной откачки замкнутых объектов с малыми
потоками газоотделепия до высокого или сверхвысокого вакуума. Для
получения высокого и сверхвысокого вакуума с помощью адсорбционных
насосов необходима периодическая прокачка неадсорбируемых газов
вспомогательным насосом объемного действия.
Отечественная промышленность выпускает цеолнтовые адсорбционные насосы
ЦВН и вакуумные цеолитовые агрегаты ЦВА на их основе.
К достоинствам адсорбционных насосов относятся: простота конструкции,;
отсутствие электропитания (имеющиеся электронагреватели включаются
только на время обезгаживаиия адсорбента); обеспечение безмасляной
откачки в широком интервале давлений: от атмосферного до высокого
вакуума.
Среди недостатков адсорбционных насосов следует отметить: ограниченную
сорбционную емкость насоса по воздуху и зависимость давления над насосом
от количества поглощенного газа; малую сорбционную емкость насоса по
водороду, который является основным компонентом газоотделен ня
большинства конструкционных материалов; необходимость бесперебойной
заливки жидкого азота в систему охлаждения насоса; необходимость в
частой регенерации (обезгаживание адсорбента) насоса (при этом качество
адсорбента после нескольких циклов регенерации заметно ухудшается:
адсорбент осыпается, обугливается и т. п.); возможность запыления
вакуумной системы и откачиваемого объекта продуктами разложения и
осыпания адсорбентов, так как все виды адсорбентов, применяемые в этих
насосах, в той или иной степени являются источниками пыли.
Сорбционная емкость насоса по водороду может быть повышена применением
активированных адсорбентов; платинированных или палладированных
силикагелей и т. п. Насосы с активированными адсорбентами позволяют
получить предельное давление до 10-8 Па при кратковременной
предварительной откачке вспомогательным насосом с целью снижения
парциального давления инертных газов: гелия и неона.