ВАКУУМНАЯ ОХЛАЖДАЕМАЯ ЛОВУШКА Российский патент 2009 года по МПК F04F9/06 

Предлагаемое изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано при создании ловушек, охлаждаемых криогенными продуктами.

Известна криогенная ловушка [№1199979, кл. F04F 9/06, бюл. №47, опубл. 23.12.85], содержащая вертикальный корпус, снабженный входным и выходным патрубками, размещенный в корпусе сосуд с криогенной жидкостью и расположенный вокруг него охлаждаемый экран, выполненный из газопроницаемого высокотеплопроводного материала. Такая конструкция ловушки обеспечивает высокий коэффициент захвата паров вредных примесей в широком диапазоне давлений. Так как охлаждаемый экран не имеет тепловой защиты, то из-за большого теплопритока к экрану, а следовательно, и к сосуду с криогенным продуктом ловушка имеет большой расход хладагента.

Известна вымораживающая ловушка [№2278716 С2, кл. B01D 8/00, F04F 9/06, бюл. №18, опубл. 27.06.2006], которая имеет вертикальный корпус, снабженный входным и выходным патрубками, размещенный в корпусе сосуд с криогенной жидкостью и расположенный вокруг него охлаждаемый экран в виде цилиндра, выполненного из высокотеплопроводного материала, у которого верхнее днище имеет форму кольца и закреплено по внутреннему диаметру на верхней части сосуда с криогенной жидкостью, экран выполнен из газонепроницаемого материала, имеет входные и выходные отверстия, и в нижней части экрана расположено съемное днище, причем экран соединен с сосудом с криогенной жидкостью с помощью двух ребер, установленных на сосуде и пересекающих оси входного и выходного отверстий в экране; на внешнюю поверхность экрана, верхнее днище сосуда с криогенной жидкостью нанесена вакуумно-многослойная изоляция, а во входном и выходном патрубках корпуса размещены тонкостенные втулки из материала с высокой отражательной способностью, например алюминиевой фольги.

Охлаждаемый экран расположен эксцентрично относительно сосуда с криогенной жидкостью, причем ось экрана смещена в сторону входного патрубка корпуса.

За входным отверстием охлаждаемого экрана между экраном и внутренним цилиндром расположен рассекатель.

Такая ловушка обеспечивает высокий коэффициент захвата паров вредных примесей в широком диапазоне давлений и из-за хорошей тепловой защиты имеет сравнительно низкий расход хладагента, но из-за неэффективного использования рабочего объема ловушки она имеет небольшой запас жидкого азота, что сокращает интервал времени между доливом хладагента.

Решаемая задача - увеличение объема сосуда с криогенной жидкостью за счет более эффективного использования рабочего объема ловушки.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в ловушке, имеющей вертикальный цилиндрический корпус, снабженный входным и выходным патрубками, размещенный в корпусе сосуд с криогенной жидкостью и расположенный вокруг него охлаждаемый экран в виде цилиндра, выполненного из газонепроницаемого материала и имеющего входное и выходное отверстия, в нижней части экрана расположено съемное днище, экран соединен с сосудом с криогенной жидкостью с помощью двух ребер, установленных на сосуде и пересекающих оси входного и выходного отверстий в экране, на внешнюю поверхность экрана, съемного днища, верхнюю часть сосуда с криогенной жидкостью нанесена вакуумно-многослойная изоляция, сосуд с криогенной жидкостью выполнен в виде двух вертикально расположенных и последовательно соединенных цилиндрических сосудов разных диаметров, причем диаметр верхнего сосуда больше нижнего, верхней кромкой охлаждаемый цилиндрический экран герметично крепится к нижней части цилиндрической обечайки верхнего сосуда, съемное днище устанавливается на днище нижнего сосуда, при этом крайняя кромка съемного днища плотно прилегает к нижней кромке цилиндрического экрана.

На чертеже представлена схема вакуумной охлаждаемой ловушки с увеличенным объемом сосуда с криогенной жидкостью.

Вакуумная охлаждаемая ловушка с увеличенным объемом сосуда с криогенной жидкостью (см. чертеж) имеет вертикальный цилиндрический корпус 1, снабженный входным 2 и выходным 3 патрубками. В корпусе размещен сосуд с криогенной жидкостью 4, вокруг которого расположен охлаждаемый экран 5 из газонепроницаемого материала в виде цилиндра. Экран 5 имеет входное 6 и выходное 7 отверстия, в нижней части экрана расположено съемное днище 8, закрепленное на нижнем днище сосуда 4. Экран 5 соединен с сосудом 4 двумя ребрами 9, которые приварены к сосуду 4 вдоль образующей его цилиндрической части и пересекают оси входного 6 и выходного 7 отверстий. На внешнюю поверхность экрана 5, съемного днища 8 и верхнюю часть сосуда 4 нанесена вакуумно-многослойная изоляция 10. Сосуд с криогенной жидкостью выполнен в виде двух вертикально расположенных и последовательно соединенных цилиндрических сосудов 4а и 4б разных диаметров. Верхней кромкой охлаждаемый экран 5 герметично крепится к нижней части цилиндрической обечайки нижнего сосуда 4б, при этом крайняя кромка съемного днища 8 плотно прилегает к нижней кромке цилиндрического экрана 5.

Таким образом, за счет более эффективного использования рабочего объема ловушки верхний сосуд имеет максимально возможный диаметр, объем сосуда с криогенной жидкостью увеличен. Это позволяет увеличить интервал времени между доливами жидкого азота более чем в полтора раза при тех же габаритах и теплопритоках в ловушке.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, следовательно, предложенное техническое решение соответствует критерию «новизна».

Сравнение существенных признаков предложенного устройства с признаками известных решений дает основание считать, что предложенное техническое решение отвечает критериям «изобретательский уровень» и «промышленная применяемость».

Предлагаемое изобретение относится к вакуумной технике, преимущественно к заливным ловушкам, охлаждаемым жидким криогенным продуктом. Вакуумная охлаждаемая ловушка содержит вертикальный цилиндрический корпус, снабженный входным и выходным патрубками, размещенный в корпусе сосуд с криогенной жидкостью, расположенный вокруг него охлаждаемый экран из газонепроницаемого материала. В нижней части экрана расположено съемное днище. Экран соединен с сосудом двумя ребрами, установленными на сосуде и пересекающими оси входного и выходного отверстий в экране. На внешнюю поверхность экрана, съемного днища и верхнюю часть сосуда с криогенной жидкостью нанесена вакуумно-многослойная изоляция. Сосуд с криогенной жидкостью выполнен в виде двух вертикально расположенных и последовательно соединенных цилиндрических сосудов. Верхний сосуд имеет диаметр больший, чем нижний. Верхней кромкой охлаждаемый цилиндрический экран герметично крепится к нижней части цилиндрической обечайки верхнего сосуда. Съемное днище устанавливается на днище нижнего сосуда, при этом крайняя кромка съемного днища плотно прилегает к нижней кромке цилиндрического экрана. Использование изобретения позволит увеличить объем сосуда с криогенной жидкостью за счет более эффективного использования рабочего объема ловушки. 1 ил.

Вакуумная охлаждаемая ловушка, содержащая вертикальный цилиндрический корпус, снабженный входным и выходным патрубками, размещенный в корпусе сосуд с криогенной жидкостью, расположенный вокруг него охлаждаемый экран из газонепроницаемого материала в виде цилиндра и имеющего входное и выходное отверстия, в нижней части экрана расположено съемное днище, экран соединен с сосудом двумя ребрами, установленными на сосуде и пересекающими оси входного и выходного отверстий в экране, на внешнюю поверхность экрана, съемного днища и верхнюю часть сосуда с криогенной жидкостью нанесена вакуумно-многослойная изоляция, отличающаяся тем, что сосуд с криогенной жидкостью выполнен в виде двух вертикально расположенных и последовательно соединенных цилиндрических сосудов разных диаметров, причем верхний сосуд имеет диаметр больше, чем нижний, верхней кромкой охлаждаемый цилиндрический экран герметично крепится к нижней части цилиндрической обечайки верхнего сосуда, съемное днище устанавливается на днище нижнего сосуда, при этом крайняя кромка съемного днища плотно прилегает к нижней кромке цилиндрического экрана.