Адсорбционна помпа - Studiopedia
Принципът на работа на адсорбционните помпи се основава на способността на предварително дегазирани порести твърди вещества да абсорбират газове и пари, главно поради физическа адсорбция.
Адсорбционните помпи намират приложение в безмаслени помпени системи както за създаване на предварителен вакуум, така и за получаване или поддържане на много ниско налягане в камери с висок вакуум.
Най-широко използваните адсорбенти са зеолитите. Зеолитите придобиват пореста структура и много добри адсорбиращи свойства след калциниране.
Във вакуумните адсорбционни помпи адсорбентът обикновено се охлажда с течен азот и по-рядко с течен водород или хелий.
Устройството на адсорбционната помпа е показано на фиг. 10.2. В цилиндричния корпус 3, изработен от неръждаема стомана, е вкарана перфорирана тръба 2. Пръстеновидното пространство между тръбата и корпуса е запълнено със зеолит 1. За охлаждане на адсорбента на помпата отдолу се поставя съд на Дюар, в който се налива течен азот. След като изпомпването приключи, вентилът на входа на помпата се затваря, съдът на Дюар се отстранява и помпата се затопля до стайна температура. В този случай, поради обратното освобождаване на газ от зеолита, налягането в обема на помпата може да надвиши атмосферното налягане. В тази връзка в горната част на помпата е предвиден клапан (запушалка) 4, който предпазва помпата от разрушаване, когато газът се отделя от адсорбента.
За да се получат ниски гранични остатъчни налягания, се препоръчва предварително изпомпване на обема до налягане от 10 4 Pa с водна струя или механична помпа. Понякога друга адсорбционна помпа също се използва като предвакуумна помпа.
Скоростта на помпата m 3 / s може да се определи по формулата
,
където е коефициентът на залепване ( ≤1); растеж е остатъчното налягане на помпата, Pa; рр е налягането във входната част на помпата, Pa;
T е температурата на газа, K; M е молекулното тегло на газа, kg/kmol; A е площта на входната секция, m 2.
В помпите непрекъснато обновяван газопоглъщащ филм се поддържа непрекъснато в активно състояние, следователно максималното остатъчно налягане на помпата се определя от отделянето на газ от разпръскания газопоглъщащ елемент и конструктивните елементи на помпата. Коефициентът зависи от скоростта на обновяване на геттерния филм и неговата температура.
Колкото по-голяма е площта, върху която е нанесен гетерният филм, толкова по-ефективна е работата на помпата. На повърхността на титановия филм при стайна температура протича реакцията на синтез на СН4, образуван в системата от въглерод и водород.
Когато титановият филм се охлади до температурата на течния азот, скоростта на реакцията на синтез на метан рязко намалява и скоростта на помпата за активни газове се увеличава поради увеличаване на техния коефициент на залепване. Коефициентиадхезията за чисти титанови филми при стайна температура е 0,4...0,5 за N2; 0,6 ... 0,7 за O2 и CO и приблизително 0,05 за H2. Когато филмът се охлажда с течен азот, коефициентът на залепване се увеличава до 0,9...1,0 за N2, O2 и CO и до 0,4...0,5 за H2.
Схема на супервакуумен газопоглъщащ агрегат (фиг. 10.3), състоящ се от газопоглъщаща помпа 1, азотен уловител 4 и пара-маслена помпа 5. В газопоглъщащата помпа титанът кондензира върху вътрешната стена на цилиндричен екран 6, охлаждан от течен азот, подаван от съд на Дюар 2. Титановият изпарител 3 съдържа захранване от титаниева жица и механизъм за неговия период доставка на ic. Изпаряването на титана става поради нагряването на титановата тел чрез електронно бомбардиране от електронния пистолет, намиращ се в изпарителя. Този метод на нагряване осигурява значителна скорост на изпарение на титан с минимално топлинно излъчване, което определя относително ниска консумация на азот (≈ 5 l/h). Малък екран, монтиран над изпарителя, практически елиминира навлизането на титан в вакуумирания обем.
Граничното остатъчно налягане на блока е 10 -10 Pa, скоростта на действие за водород е 28000 l / s, за азот 10 000 l / s в диапазона на налягането
10 -4 ... 10 -8 Pa. Тази разлика в скоростта на действие се обяснява с по-високата проводимост на входната тръба за водород, отколкото за азот.
В някои вакуумни инсталации (за изследване на термоядрени реакции, симулиране на космически условия и др.) Титанът се кондензира върху екрани, охлаждани с течен азот, монтирани директно в работната камера, а работната зона на камерата е защитена от титанови пари. В същото време се постига висока скорост на действие (до стотици хиляди l / s) и ограничаващо остатъчно налягане до 10 -10 ... 10 -11 Pa.
Не намерихте това, което търсихте?Използвайте търсачката: