§ 5.7.1. Конструкции криогенных насосов

Рассмотрим основные конструктивные варианты криогенных насосов. Для работы в низком вакууме используются насосы погружного типа (рис. 5.11, а), а для работы в высоком вакууме — заливного типа (рис. 5.11, б). 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 в конструкции насосов погружного и заливного типов состоит в том, что сосуд Дьюара 4 для размещения криоагената 5 в насосах погружного типа выполняется съемным, а в насосах заливного типа в качестве теплоизоляции между стенками насоса и сосудом с криоагентом используется вакуум, создаваемый самим насосом. В качестве криоагентов используются сжиженные газы (табл. 5.3).  

  Схемы криоадсорбционных насосов с неподвижным адсорбентом конструктивно просты, но требуют дополнительной арматуры и дублирования откачных средств для обеспечения непрерывного процесса откачки, имеют высокие эксплуатационные расходы криоагента и электроэнергии на изменение температуры не только самого адсорбента, но и корпуса насоса. Характеристики промышленных адсорбционных насосов приведены в табл. П.8.  

  Схема криоадсорбционного насоса с движущимся адсорбентом (рис. 5.11, в) обеспечивает постоянство быстроты откачки и предельного давления независимо от времени работы насоса. Адсорбент движется по замкнутому контуру с линейной скоростью ул, проходя на своем пути камеру адсорбции 1, шлюз 2, нагреватель 5, камеру десорбции 4, шлюз 3, холодильник 6, и вновь попадает в камеру адсорбции.  

  Криоконденсационные насосы заливного типа имеют конструктивную схему рис. 5.11, г. В полость 2 заливается низкотемпературный криоагент (жидкий гелий или водород), а в полость 3—высокотемпературный криоагент (жидкий азот). Экраны / защищают поверхность сосуда низкотемпературным криоагентом от излучения стенок насоса, не препятствуя проникновению откачиваемого газа к охлажденной поверхности. Очень часто в криоконденсационных насосах используется адсорбционный способ поглощения неконденсирующихся газов, для чего поверхность сосуда с низкотемпературным криоагентом покрывается адсорбентом в виде пористой оксидной пленки (или в процессе работы насоса на ней осаждается пористый слой хорошо конденсируемых газов).