ВЫМОРАЖИВАЮЩАЯ ЛОВУШКА Российский патент 2002 года по МПК F04B37/08 B01D8/00 

Изобретение относится к области криогенной и вакуумной техники и касается конструкции вымораживающих ловушек, используемых в вакуумных технологиях, например, при вакуумировании теплоизоляционных полостей в криогенных емкостях.

Известна вымораживающая ловушка (см., например, Е.И. Микулин. Криогенная техника, -М.: Машиностроение, 1969 г., стр.220).

Ловушка содержит корпус с размещенным в нем сосудом с криогенной жидкостью. Ловушка устанавливается перед диффузионным вакуум-насосом и представляет собой часть магистрали, охлаждаемой, например, жидким азотом. Ловушка служит для улавливания (вымораживания) конденсирующихся примесей (паров воды) и предохраняет от попадания паров масла из насоса в вакуумируемый объем, например теплоизоляционную полость криогенной емкости.

Недостатком такой ловушки является низкая эффективность охлаждения и недостаточная прочность конструкции ловушки.

Известна также вымораживающая ловушка (см., например, SU, а.с. 1341398 А1, кл. F 04 F 9/06, опубл. 30.09.87), выбранная в качестве прототипа.

Вымораживающая ловушка содержит корпус, в котором с зазором размещен сосуд с криогенной жидкостью, имеющий цилиндрическую рубашку, образующую со стенками сосуда полость, сообщенную с вакуумным (откачиваемым) объемом. Вымораживающая ловушка устанавливается в вакуумной магистрали между паромасляным или механическим вакуумным насосом и вакуумируемым объемом и предназначена для улавливания обратного потока паров масла от вакуумного насоса к вакуумируемому объему. Обратный поток паров масла от вакуумного насоса через трубопровод попадает в кольцевой зазор ловушки и оседает (адсорбируется) на охлажденных поверхностях цилиндрической рубашки и на наружной поверхности сосуда, заполненного криогенным продуктом, например жидким азотом.

Недостатками известной вымораживающей ловушки являются низкая эффективность охлаждения и недостаточная прочность конструкции ловушки.

Задачей настоящего изобретения является создание вымораживающей ловушки, которая обеспечивала бы повышение эффективности охлаждения и повышение прочности конструкции ловушки.

Это достигается тем, что вымораживающая ловушка снабжена винтовыми поперечными ребрами, образующими со стенками сосуда и корпуса винтообразные каналы, и гофрами, размещенными между ребрами, обладающими развитой, контактирующей с обратным потоком паров масла, поверхностью, и повышающими эффективность охлаждения и прочность конструкции вымораживающей ловушки.

Сущность изобретения заключается в том, что в вымораживающей ловушке, содержащей корпус, в котором с зазором размещен сосуд с криогенной жидкостью, имеющий цилиндрическую рубашку, образующую со стенками сосуда полость, сообщенную с вакуумируемым объемом, стенка рубашки снабжена винтовыми поперечными ребрами, расположенными на ее внешней и внутренней поверхностях и образующие соответственно со стенками корпуса и сосуда винтообразные каналы, и гофрами, размещенными между ребрами, параллельно последним.

Технический результат в части снабжения стенки рубашки винтовыми поперечными ребрами, расположенными на ее внешней и внутренней поверхностях и образующих каналы, гофрами, размещенными между ребрами, а также взаимная конструктивная связь всех составных элементов вымораживающей ловушки, обеспечивает повышение эффективности охлаждения и прочности конструкции, что подтверждено испытаниями опытных образцов, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения.

Использование предлагаемой вымораживающей ловушки в криогенной технике при вакуумировании, например, теплоизоляционных полостей криогенных емкостей позволит дать значительный экономический эффект за счет обеспечения повышения эффективности охлаждения и прочности конструкции.

Суть изобретения поясняется чертежом.

Предлагаемая вымораживающая ловушка состоит из следующих основных узлов и деталей: теплоизолированного корпуса 1, в котором с зазором 2 размещен сосуд 3 с криогенной жидкостью, имеющий цилиндрическую рубашку 4, образующую со стенкой 5 сосуда 3 полость 6, сообщенную с вакуумируемым объемом 7, например, с теплоизоляционной полостью криогенной емкости. Стенка 8 рубашки 4 снабжена винтовыми поперечными ребрами 9-10, соответственно расположенными на ее внешней и внутренней поверхностях и образующие соответственно со стенками корпуса 1 и сосуда 3 винтообразные каналы 11 и 12. Стенка 8 рубашки 4 снабжена гофрами 13, размещенными между ребрами 9 и 10, параллельно последним.

Вымораживающую ловушку посредством трубопровода 14 подстыковывают к вакуумируемому объему 7, а посредством трубопровода 15 к вакуум-насосу 16, например к паромасляному или механическому вакуумному насосу.

Вымораживающая ловушка предназначена для улавливания (вымораживания) обратного потока паров масла от вакуум-насоса 16 к вакуумируемому объему 7 и работает следующим образом.

Обратный поток паров масла от вакуум-насоса 16 через трубопровод 15 попадает в кольцевой зазор 2, проходя по каналам 11,12, и оседает на стенке 8 и внутренних поверхностях каналов 11,12, охлаждаемых от сосуда 3 с криогенной жидкостью, например жидким азотом. Пары азота, образующиеся за счет теплопритоков извне, отводятся из сосуда 3 через встроенный в теплоизолирующую крышку (пробку) 17 дренажный трубопровод 18.

По мере накопления масла в вымораживающей ловушке производят ее очистку от масла посредством отогрева, например прокачкой горячего воздуха. Разогретое и разжиженное масло стекает по винтовым каналам 11,12 в донную часть корпуса 1, откуда через патрубок 19 удаляется.

Снабжение рубашки 4 гофрами 13 и винтовыми поперечными ребрами 9,10 наряду с повышением прочности значительно увеличивают поверхность, контактирующую с обратным паром масла, что, в свою очередь, повышает эффективность охлаждения и поглощения (улавливания) паров масла, т.е. обеспечивает выполнение поставленной задачи.

Изобретение относится к области криогенной и вакуумной техники и касается конструкции вымораживающих ловушек, используемых в вакуумных технологиях, например, при вакуумировании теплоизоляционных полостей в криогенных емкостях. В теплоизолированном корпусе размещен сосуд с криогенной жидкостью. Цилиндрическая рубашка образует со стенкой сосуда полость, сообщенную с вакуумируемым объемом, например, с теплоизоляционной полостью криогенной емкости. Стенка рубашки снабжена винтовыми поперечными ребрами, расположенными на ее внешней и внутренней поверхностях и образующими соответственно со стенками корпуса и сосуда винтообразные каналы. Стенки рубашки снабжены гофрами, размещенными между ребрами, параллельно последним. Предложенная конструкция ловушки обеспечивает повышение эффективности охлаждения и повышение прочности конструкции ловушки. 1 ил.

Вымораживающая ловушка, содержащая теплоизолированный корпус, в котором с зазором размещен сосуд с криогенной жидкостью, имеющий цилиндрическую рубашку, образующую со стенкой сосуда полость, сообщенную с вакуумируемым объемом, отличающаяся тем, что стенка рубашки снабжена винтовыми поперечными ребрами, расположенными на ее внешней и внутренней поверхностях и образующими соответственно со стенками корпуса и сосуда винтообразные каналы, и гофрами, размещенными между ребрами, параллельно последним.