第5講氣體捕集式真空泵

1、[簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介]:氣體捕集式真空泵是一種使氣體分子被吸附或凝結(jié)在泵內(nèi)表面上的真空泵，可分以下幾種型式。1.吸附泵，它是依靠具有大表面積的吸附劑(如多孔物質(zhì))的物理吸附作用來抽氣的一種捕集式真空泵。例如分子篩吸附泵。2.吸氣劑泵，它是一種利用吸氣劑以化學(xué)方式捕獲氣體的真空泵。吸氣劑通常是以塊狀或沉積新鮮薄膜形式存在的金屬或合金。例如鈦升華泵和鋯鋁吸氣泵屬于這種類型。一、引一、引言氣體捕集式真空泵是一種使氣體分子被吸附或凝結(jié)在泵內(nèi)表面上的真空泵

2、，可分以下幾種型式。1.吸附泵，它是依靠具有大表面積的吸附劑(如多孔物質(zhì))的物理吸附作用來抽氣的一種捕集式真空泵。例如分子篩吸附泵。2.吸氣劑泵，它是一種利用吸氣劑以化學(xué)方式捕獲氣體的真空泵。吸氣劑通常是以塊狀或沉積新鮮薄膜形式存在的金屬或合金。例如鈦升華泵和鋯鋁吸氣泵屬于這種類型。3.吸氣劑離子泵，它是使被電離的氣體通過電場(chǎng)或電磁場(chǎng)的作用吸附在吸氣材料的表面上，以達(dá)到抽氣目的的。它有如下兩種型式。1)蒸發(fā)離子泵：泵內(nèi)被電離的氣體吸附在

3、以間斷或連續(xù)方式升華(或蒸發(fā))而覆在泵內(nèi)壁的吸氣材料上，以實(shí)現(xiàn)抽氣的一種真空泵。例如軌旋式離子泵(或稱彈道式鈦泵)。2)濺射離子泵：泵內(nèi)被電離的氣體吸附在由陰極連續(xù)濺散出來的吸氣材料上以實(shí)現(xiàn)抽氣目的的一種真空泵。4低溫泵，它是利用低溫表面捕集氣體的真空泵。下面介紹幾種典型的氣體捕集式真空泵。的作用，故稱之為分子篩。分子篩的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。其中鋁硅酸鹽陰離子骨架可以形象地看作是一座晶體的“化學(xué)建筑物”，里邊排列著幾種不同形狀的“走廊”(孔道

4、)縱橫貫穿著，而且“房子”上還開有大小不同的窗口(晶孔)。分子篩的容積大約有一半是空腔，小于晶孔直徑的氣體分子即可通過晶孔而吸附于晶穴的內(nèi)表面，巨大的內(nèi)表面積決定了分子篩能大量吸氣的特性。根據(jù)化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的不同，分子篩有許多種。常用的有5A型分子篩，其內(nèi)表面積為585m2／g；13X型分子篩，其內(nèi)表面積為520m2／g。這兩種分子篩在1lO3～1102Pa壓強(qiáng)范圍內(nèi)對(duì)氮吸附量較大。為提高分子篩在低壓下的吸附量和吸附速率，采用離子交換改

5、性法得到了NaM和ZSM5型分子篩，其在104Pa范圍內(nèi)吸附量較高。在液態(tài)氮溫度下，分子篩吸附的氣體體積為其自身體積的50～110倍。分子篩對(duì)氣體的吸附是物理吸附，過程是可逆的。低溫下吸附的氣體在溫度回升時(shí)將如數(shù)地釋放出來。分子篩吸氣能力可用吸附等溫線來表示。吸附等溫線是在一定溫度下，分子篩對(duì)氣體的吸附量與氣體平衡壓強(qiáng)的關(guān)系曲線。2.分子篩吸附泵的結(jié)構(gòu)分子篩吸附泵的結(jié)構(gòu)分子篩吸附泵是利用分子篩在低溫下能大量吸氣、在高溫下又能將吸附的氣體

6、釋放出來的性質(zhì)而設(shè)計(jì)的一種真空泵。它是目前獲得無油超高真空較為理想的一種予抽泵。1)分子篩吸附泵的結(jié)構(gòu)要求：分子篩吸附泵要滿足如下幾個(gè)條件。(1)使分子篩能得到充分冷卻。(2)使被抽氣體易于深入分子篩內(nèi)部。(3)節(jié)省液氮的消耗量。(4)易于對(duì)分子篩加熱再生。(5)必須設(shè)置安全閥。2)分子篩吸附泵的結(jié)構(gòu)類型：按冷卻方式不同，可分為內(nèi)冷式和外冷式。(1)內(nèi)冷式：如圖l所示。泵外殼用不銹鋼制成。分子篩放在無氧銅翼片上，四周有鎳網(wǎng)圍住，防止分子