Techniklexikon

Adsorptionspumpe

eine Sorptionspumpe, bei der das Gas aus dem Vakuumbehälter durch physikalische Adsorption an der inneren Oberfläche eines hochporösen Stoffes entfernt wird (Vakuumpumpe). Als Adsorbentien werden Aktivkohle oder Zeolithe (M-Aluminium-Silikate, M: Na, Ca, Li o.ä.) verwendet. Diese besitzen eine auf die Masse des porösen Festkörpers bezogene spezifische innere Oberfläche von etwa 10⁶m²/kg, die durch Gasmoleküle vollständig bedeckt werden kann. Wegen der Explosionsgefahr durch die bei einem Lufteinbruch entstehende Adsorptionswärme wird Aktivkohle seltener benutzt, allerdings hat sie eine höhere Wärmeleitfähigkeit als Zeolithe. Im Betrieb wird der Adsorptionskörper bei Zimmertemperatur mit dem Vakuumbehälter verbunden und dann mit flüssigem Stickstoff gekühlt (Abb.). Da die adsorbierende Wirkung bei tiefen Temperaturen grösser ist, wird während des Kühlvorgangs Gas aus dem Behälter entfernt, und der Druck sinkt. Das ist das Prinzip der Adsorptionspumpe. Am Ende des Adsorptionsvorgangs wird der Behälter durch ein Ventil abgekoppelt und der Adsorptionskörper durch Erwärmung auf 250 - 350°C über ein Entlüftungsventil wieder entladen. Die erreichbaren Enddrücke liegen im Bereich des Grobvakuums oder Feinvakuums (p > 0,1Pa = 10 ^{- 3}mbar). Der Enddruck kann durch Hintereinanderschalten zweier Adsorptionspumpen oder durch Vorevakuieren des Vakuumbehälters noch erniedrigt werden. Adsorptionspumpen werden auch als Kryopumpen (Kryosorptionspumpen) eingesetzt.

Adsorptionspumpe: Schema einer einfachen Adsorptionspumpe, 1: Pumpengefäss aus Edelstahl, 2: Anschlussflansch (Saugstutzen), 3: Sicherheitsstopfen oder Entlüftungsventil, 4: Kühlmitteleingang, 5: Kühlmittelausgang, 6: Kühlschlange, 7: Siebrohr, 8: Adsorptionsmittel (Aktivkohle oder Zeolith), 9: Kühlmittelbehälter (Dewar). Die Pfeile zeigen den durch die Adsorption angetriebenen Gasstrom an.