分子篩吸附泵
正文
定義
在低溫下靠分子篩的物理吸附作用實現抽氣的真空泵。分子篩吸附泵結構簡單、無油污染、無振動噪聲，是獲得無油真空常用的真空泵，常用作無油真空機組的前級泵或超高真空機組的維持泵。原理
一切固體物質表面的原子或分子與固體內部的原子或分子所處的狀態是不同的。固體內部原子或分子所受的吸引力對稱地和均勻地分布在原子或分子周圍，即處於力場飽和的平衡狀態，而表面的原子或分子所受的力則是不對稱的，也就是說固體表面有過剩的表面自由能，即表面有吸附力場存在，這就是固體表面對氣體或液體具有吸附作用的原因。一切固體物質的表面都有吸附作用。但實際上只有多微孔的物質或磨得很細的物質因表面積很大，才有明顯的吸附作用。分子篩就是這種物質。分子篩（人造沸石）為多微孔型結構的鹼金屬鋁矽酸鹽，體內有許多空腔狀晶胞，其間有微孔相通。在液氮溫度下，氣體或液體分子通過微孔吸附於晶胞空腔的內表面上。分子篩有很大的比表面積（見表），所以能吸附大量的氣體和液體。分子篩除有吸附作用外，還有篩分、離子交換和催化等作用。分子篩對氣體是物理吸附，其過程是可逆的。在低溫下吸附的氣體，在溫度回升時則逐漸解吸。分子篩在常溫時暴露於空氣中能吸附大量水蒸汽，每克5A分子篩能吸附水蒸汽0.1～0.2克,相當1.3×104～2.7×104帕每升氣體量。分子篩吸附大量水蒸汽後吸氣能力便大大降低。分子篩和水分子的親和力特彆強,只有經過適當烘烤,吸附的水蒸汽才能全部解吸。因此，分子篩吸附泵在暴露於大氣或使用一個時期後都要進行烘烤。通常，這種處理是把分子篩放在封閉的容器內經300～350℃溫度烘烤除氣1～2小時。但加熱溫度一般不宜超過600℃，否則會使分子篩損壞。
分子篩吸附泵分子篩吸附氣體有很強的選擇性
它只能吸附分子直徑小於微孔直徑的氣體和液體。空氣分子的直徑為2～4埃（1埃=1×10-10米），油分子的直徑為7～8埃，可分別用 5A和13X型分子篩吸附。分子篩對不同氣體的吸附強弱也不同,對氮、氧和氬吸附能力很強。這3種氣體占空氣體積的99.9％，分壓之和為 105帕。但分子篩對氖、氦和氫等氣體吸附能力卻極弱。溫度對分子篩吸附能力的影響非常大，在液氮溫度（-196℃）下，每克5A分子篩能把50～100厘米3容器從大氣壓抽到1帕;而在常溫下每克5A分子篩對最易吸附的氮的吸附量僅為10.9立方厘米。因此，烘烤除氣和低溫冷卻是保證分子篩吸附泵抽氣性能的必要條件。
結構
分子篩吸附泵分為內冷式(圖1)和外冷式（圖2）兩種。前者的液氮和電能的耗量小、抽氣速率大、極限壓力低，但加工較複雜；後者結構簡單，加工容易，但液氮和電能的耗量大、要有特製的液氮筒。分子篩吸附泵如作為前級泵使用還要設定安全塞，否則溫度回升時吸附的氣體解吸有發生爆炸的危險。如作為超高真空維持泵使用，因吸附的氣體量小可不設定安全塞，以減少放氣和漏氣源。分子篩導熱性很差，泵的結構設計需要考慮熱傳導問題，以便烘烤或冷卻時能迅速達到預定要求。
分子篩吸附泵
分子篩吸附泵
分子篩吸附泵