4.4. Адсорбційні уловлювачі
Незважаючи на те, що охолоджувані уловлювачі забезпечують досить надійний захист відкачуваного об'єму від попадання в нього пари робочої рідини, їх безперечним недоліком є необхідність постійної подачі охолоджувальної речовини.
Висока адсорбційна здатність деяких пористих речовин - адсорбентів (цеолітів, активованого окислу алюмінію, активованого вугілля, силікагелю, пористих металів тощо) щодо пари масла дає можливість створювати ефективні уловлювачі.
Адсорбенти перед використанням необхідно очищати шляхом прогрівання до 600-700 К у вакуумі для видалення вологи та інших домішок, адсорбованих у порах при зберіганні адсорбенту в атмосферних умовах. Така процедура активування має повторюватися кожного разу після контакту уловлювача з атмосферним повітрям. Активування (регенерація) необхідна і після тривалого періоду роботи під вакуумом для видалення адсорбованих парів робочих рідин, якщо уловлювач знаходиться в стані адсорбційної рівноваги або близькому до нього стані.
Через те, що в неохолоджуваному уловлювачі основні складові повітря (азот та кисень) адсорбуються в незначних кількостях, час досягнення насичення (строк служби уловлювача t) можна оцінити за формулою
(4.6)
де Ма - маса адсорбенту; Fпит - його питома поверхня; θ— ступінь покриття молекулами масла поверхні адсорбенту; v - зворотний потік пари масла; Fмол - площа молекули масла.
На рис. 4.9 показано адсорбційні уловлювачі, котрі мають вигляд розширеної ділянки вакуумпроводу, яка заповнена адсорбентом. Такі уловлювачі доцільно розміщувати в частині вакуумної системи, яка прогрівається, щоб забезпечити їх автоматичну регенерацію.
За допомогою цеолітових уловлювачів, виготовлених за схемою, зображеною на рис. 4.9, можна підтримувати вакуум ~ 10-9 мм.рт.ст. упродовж декількох десятків днів над вимкненим паромасляним насосом, обладнаним тільки механічним відбивачем, охолоджуваним проточною водою.
Можливі схеми вакуумних адсорбційних уловлювачів, обладнаних електричними нагрівачами для регенерації, показані на рис. 4.10. Розміщення адсорбенту в уловлювачі з зовнішнім нагрівачем (рис. 4.10, а) більш доцільне, бо в ньому автоматично запобігається міграція пари масла по стінках уловлювача. В уловлювачі з внутрішнім нагрівачем (рис. 4.10, б) для цієї мети може бути використано охолодження стінок корпусу та встановлення антиміграційних бар'єрів. Застосування адсорбційних уловлювачів у відкачувальних системах з паромасляними дифузійними насосами знижують зворотний потік робочої рідини у відкачуваний об'єм більше ніж у сто разів.
Неохолоджувані адсорбційні уловлювачі можна також застосовувати для зменшення потоку більш леткого масла форвакуумних насосів у високовакуумну ступінь відкачки. У таких уловлювачах використовуються пакети, заповнені декількома адсорбентами (рис. 4.11) з різною поглинальною здатністю. Пакет 3, розміщений ближче до насоса, слід наповнювати активованим вугіллям або цеолітом з найбільшою сорбційною ємністю щодо пари масла. Пакет 2 наповнюється активованим окислом алюмінію, а пакет 1 -силікагелем. Останні два адсорбенти, хоч і мають обмежену ємність щодо парів масла, добре поглинають різні вуглецеві сполуки.
Слід зазначити, що при відкачці через уловлювач великої маси повітря він швидко насичується, в основному парою води, і стає малоефективним або навіть перешкоджає досягненню заданого розрідження. Тому доцільно мати додатковий форвакуумний трубопровід, через який, обминаючи
уловлювач, видаляється основна маса газу, і об'єм відкачується до тиску 1- 10-1 мм.рт.ст. При цих тисках течія газу відбувається в області в'язкісного режиму, при якому проникнення парів з насоса буде незначним. Потім об'єм відкачується до заданого тиску через адсорбційний уловлювач.