Криосорбционный насос Советский патент 1985 года по МПК F04B37/02 

Изобретение относится к вакуумной технике.

Известен криосорбционный насос, содержащий сорбционный элемент, охлаждаемый парами хладагента 1.

При такой конструкции регенерация сорбента не вызывает больших потерь хладагента, однако производительность насоса заметно падает вследствие низкой эффективности отвода теплоты сорбции при больших скоростях откачки.

Известен также криосорбционный насос, содержаш,ий ванну с хладагентом и размещенный в ней сосуд, внутри которого расположен сорбционный элемент, снабженный нагревателем. В процессе сорбции сосуд заполнен теплообменным газом, через который осуществляется охлаждение сорбционного элемента. После насыщения сорбента сосуд вакуумируется и с помоЩью нагревателя производится нагрев сорбента и его регенерация. Теплопередача от теплого сорбционного элемента к криогенной жидкости минимальна благодаря наличию между ними вакуумного промежутка 2.

Недостатком известного насоса является его ограниченная производительность, обусловленная низкой эффективностью охлаждения сорбента.

Цель изобретения - сокращение расхода хладагента в процессе регенерации, сокращение времени регенерации и повышение сорбционной емкости.

Указанная цель достигается тем, что в криосорбционном насосе, содержащем ванну с хладагентом и размещенный в ней сосуд, внутри которого расположен сорбционный элемент, снабженный нагревателем, сосуд выполнен двустенным с отвакуумированным межстенным пространством и сообщен в нижней части с ванной посредством натрубка.

Сосуд снабжен трубопроводом для отвода паров.

Сосуд дополнительно сообщен с ванной при помощи трубопровода с дросселем.

Патрубок снабжен обратным клапаном.

На фиг. 1 изображен предлагаемый насос, продольный разрез; на фиг. 2 - насос, сосуд в котором снабжен трубопроводом для. отвода паров; на фиг. 3 - насос, сосуд в котором дополнительно сообщен с ванной.

Криосорбционный насос содержит ванну 1 . хладагентом и размещенный в ней сосуд 2, внутри которого расположен сорбционный элемент 3, снабженный нагревателем 4. Сосуд 2 выполнен двустенным с отвакуумированным межстенным пространством и сообщен в нижней части с ванной 1 посредством патрубка 5.

Сосуд 2 снабжен трубопроводом 6 для отвода паров.

Сосуд 2 дополнительно сообщен с ванной 1 цри помощи трубопровода 7 с дросселем 8, а патрубок 5 снабжен обратным клапаном 9. Откачиваемый газ поступает к сорбционному элементу 3 через патрубок 10. Трубопровод 6 снабжен вентилем 11.

При заполнении ванны 1 жидким хладагентом, через патрубок 5 во внутренний объем сосуда 2 за счет гидростатического давления поступает жидкий хладагент. Газ, заполняющий сосуд 2, при этом конден сируется и внутри сосуда 2 создается разрежение, компенсируемое продолжающим поступать жидким хладагентом. В конечном итоге внутренний объе.м сосуда 2 полностью (или почти полностью) заполняется жидким хладагентом, сорбционный элемент 3 охлаждается и сорбент начинает поглощать газ, подводимый к нему из откачиваемого

объема по патрубку 10.

После полного насыщения сорбента (или при уменьшении скорости откачки ниже допустимой) патрубок 10 отключается от откачиваемого объема и включается нагреватель 4. При этом остатки жидкого хладагента вытесняются через патрубок 5 из сосуда 2 образующимся паром, сорбционный элемент 3.нагревается и происходит регенерация сорбента. Для сокращения времени регенерации путем ускорения процесса наполнения сосуда 2 жидким хладагентом насос снабжен трубопроводом 7 с дросселем 8 (фиг. 2). Вентиль 11 открывают в периоды заполнения сосуда 2 и во время сорбции для вывода из сосуда 2 паровой фазы по трубопроводу 6 в атмосферу. Во время регенерации сорбента вентиль 11 закрывают и первые же порции пара, образовавшегося при включении нагревателя 4, вытесняют жидкость из сосуда 2.

Пары из сосуда 2 откачиваются по трубопроводу 6 вакуумным насосом при открытом вентиле 11. Откачк может производиться нетолько в период заполнения сосуда 2 жидким хладагентом, но и во время сорбции. Создающееся при этом разрежение обеспечивает понижение температуры жидкого хладагента, находящегося в сосуде 2, а дополнительный его расход, вызываемый откачкой паров, компенсируется потоком, поступающим через дроссель 8.

Таким образом, в предлагаемом насосе обеспечивается возможность охлаждения сорбционного элемента непосредственно жидким хладагентом при условии минимального расхода последнего, а также простота и экономичность процесса регенерации.

Фиг. 2

Фиг. 3

1. КРИОСОРБЦИОННЫЙ НАСОС, содержащий ванну с хладагентом и размещенньш в нем сосуд, внутри которого расположен сорбционный элемент, снабженный нагревателем, ог.дичаюц4ыь(ся тем, что, с целью сокращения расхода хладагента в процессе регенерации, сосуд выполнен двустенным с отвакуумировакным межстенным пространством и сообщен в нижней части с ванной посредством патрубка. 2.Насос по п. 1, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени регенерации, сосуд снабжен .трубопроводом для отвода паров. 3.Насос по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения сорбционной емкости, сосуд дополнительно сообщен с ванной при помощи трубопровода с дросселем. 4.Насос по п. 1, отличающийся тем, что патрубок снабжен обратным клапаном. 03 00 сд 05 О5