Высоковакуумный адсорбционный насос Советский патент 1987 года по МПК F04B37/02 

Рекуперативный теплообменник 9 по охлаждающей среде подключен.к трубопро воду 7 отвода паров, а по охлаждаемой - к источнику 8 сжатого газа одноименного КА. Активное сопло 11 эжектора 10 подключено к выходу теплообменника 9 по охлаждаемой среде, а пассивное сопло 13 - к жидкостной полости 3 сосуда, заполненного КА. Сосуд выполнен в виде перевернутого двухсменного стакана 15 с закреплен ными на его стенках 16 змеевиками 17 охлаждения о Промежуточньй экран выполнен в виде открытой сверху емкости 18, установленной коаксиально стакану. С наружной стороны емкость снабжена многослойной изолядией 19 и .зме1

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано в вакуумных адсорбционных насосах.

Целью изобретения является повышение экономичности путем уменьшения количества подпиточного криоагента В имроком интервале температур и улучшение условий охлаждения адсорбента, а также увеличение ресурса работы по трудноконденсируемым газам.

На чертеже изображена схема высоковакуумного адсорбционного насоса,

. Высоковакуумньй адсорбционный насос содержит корпус 1, размещенные в нем азотный экран 2 и промежуточньй . экран, заполненньш криоагентом сосуд с жидкой полостью 3 и паровой полостью 4 и закрепленным на нем адсорбенг том 5, трубопровод 6 подпитки и тру- бопровод 7 отвода паров, причем насос дополнительно содержит источник 8 сжатого газа одноименного криоагенту, рекуперативный теплообменник 9, под- Ю1юченный по охлаждающей среде к трубопроводу 7 отвода паров, а по охлаждаемой - к источнику 8 сжатого газа, установленный в корпусе 1 эжектор 10, активное сопло 11 которого подключено к выходу 12 теплообменника 9 по охлаждаемой среде, а пассивное сопло 13 - при помощи вентиля 14 к жидкостной полости 3 сосуда, которьш выполнен в виде перевернутого двухстенного

евиками 20 охлаждения, а с внутренней стороны днища 21 - адсорбционным элементом 22, Все змеевики и выход 23 эжектора сообщены с труболроводом 6 подпитки. Адсорбент 5 закреплен на внутренней стенке стакана. Такое выполнение насоса позволяет эффективно термостатировать адсорбент, обеспечить значительное увеличение эффективности использования жидкого КА и Независимость ведения процесса крио- статирования от количества КА в стакане и параметров подпиточног о КА в широких пределах. Кроме того, обеспечивается надежная заирта адсорбента от легкоконденсируемых газов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

2

стакана 15 с закрепленными на его стенках 16 змеевиками 17 охлаждения, а промежуточньй экран - в виде открытой сверху емкости 18, установленной

коаксиально стакану 15 и снабженной с наружной стороны многослойной изоляцией 19 и змеевиками 20 охлаждения, а с внутренней стороны днища 21 - адсорбционным элементом 22, причем

все змеевики охлаждения и выход 23 эжектора 10 сообщены с трубопроводом . 6 подпитки, а адсорбент 5 закреплен на внутренней стенке 24 стакана 15. При этом змеевики 17 стакана 15

и змеевики емкости 18 выполнены составными из .отдельных секций, объединенных между собой при помощи коллекторов 25 и 26.

Адсорбент закреплен пластинами 27,

выполненными из высокотеплопроводного газопроницаемого материала,

Высоковакуумньй адсорбционньй насос работает следующим образом.

Захолаживание насоса производится

подачей газообразного криоагента через трубопровод 6 подпитки. При этом вентиль 14 закрыт, и поток сжатого газа из источника 8 ч.ерез теплообменник 9 не подается. Газообразньй криоагент проходит по змеевикам 17 стакана 15 и змеевикам 20 емкости 18, подается внутрь двухстенного стакана 15 и выходит по трубопроводу 7 отвода

паров, подкхпоченг ого к теплообменник 9 по охлаждаюодей среде. После того, как температура двухстенного стакана 15 и емкости 18 достигнет 80 К, чере трубопровод 6 подпитки подается жи,ц- кий криоагент и дальнейшее охлаждени насоса происходит парами криоагента, испаряющегося в, ямеевиках 17 стакана 15 и змеевиках 20 емкости 18. При этом поток сжатого I asa подается из источника 8 через теплообменник 9 по охлаждаемой среде к акткза.ощ соплу 11 эжектора 10 и смешивается с подпи точным потоком криоагента в трубопро воде 6.

После того, как в двухстенном стакане 15 началось накопление жидкого криоагента, открывается вентиль 14 и часть жидкого криоагента подсасывается в эжектор 10 через пассивное сопло 13, В результате происходит смешение жидкого криоагента с газооб- разньм, поступающим из источника 8. При наличрш в двухстенном стакане 15 жидкого криоагента температ ура под- питочного криоагента может , изменяться в широких пределах. После достижения в двухстерп :о г стакане 15 заданного уровня жидкого криоагекта его подпитку прекращают. Откачиваемый газ или смесь газов подается в насос и поступает через азотньй зкран 2 к поверхности двухстенного стакана 15 и в зазор между последним и емкостью 18. Поскольку схема захолаживания насоса позволяет достигать на поверхности емкости температур вплоть до температуры жидкого криоагента, на поверхностях крионасоса происходит конденсацз-1Я основной, массы газов, за исключе- нием газов с низкой температурой кон- денсат.щи, которые откачиваются адсорбентом 5. дсорбционный элемент 22 имеет более высокую температуру, чем адсорбент 5, и служит д.ля предо.твра- тй,еция прорыва к поверхности адсорбента 5 легкоконденсируемых газов при .случайном отеплении поверхности емкости 18.

Закрёпле}ше адсорбента посредством пластин 27, выполненных из пористого высокотеплопроводного газопроницаемого материала, соединенного с поверхностями теп.ловым контактом, и использование в крионасосе двух групп ох- лаждампртх змеевиков, объединенных коллекторами 25 и 26, позволяет эф-.

0

0

5

5

фективно термостатировать адсорбент в н. ;сосе.

Применение рекуперативного тепло-- обме1;ника 9 и эжектора 10 обеспечиЕа-- ет значительное увеличение эффектил- пости использования жидкого криоагента и независимость ведения процесса криостатирования от количества криоагента в двухстенном стакане 15 и параметров подпиточного криоагента в широких пре.делах.

Схема расположения двухстенного стакана 15 и емкости 18 обеспечивает надежную защиту адсорбента 5 от легкоконденсируемых газов, повышая ресурс работы насоса в целом. Нанесение изоляции 19 на емкость 18 способствует повышению экономичности HacoCvT.

Форм.ула изобретения

1. Высоковакуумный адсорбционньй насос, содержапщй корпус, размещенные в нем азотный и промея:уточные экраны, заполненньй криоагентом сосуд с жидкостной и паровой полостями и закрепленным на нем адсорбентом, и трубопроводы подпитки и отвода паров .отличающийся тем, что, с целью повьш ения экoнo п- чнocти пyтe уменьшения количества подпиточного

5 криоагента в опфоком интервале TeNffle- ратур и улучшения условий охлалодения адсорбента, а также увеличе п1я ресурса работы по трудноконденсируемым газам, насос дополнительно содерлсит

0 источник сжатого газа одноименного криоагенту, рекуиеративный теплообменник, подключенный по охлаждаюп;ей среде к трубопроводу отвода паров, а по охлаждаемой - к источнику сжато5 го газа, установленный в корпусе

эжектор, активное сопло которого подключено к выходу теплообменника по охо 1аждаемой среде, а пассивное - при помощи вентиля к жидкостной полости

Q сосуда, последний выполнен в виде перевернутого двухстенного стакана с закрепленными на его стенках змеевиками охлаждения, а промежуточный Зкран - в виде открытой сверху емкости, установленной коаксиально стакану и снабженной с наружной стороны многослойной изоляцией и змеевиками охлаждения, а с внутренней стороны днища - адсорбционным элементом, при

0

5

5 1359480в

чем все змеевики охлаждения и2. Насос по п.1, отличаю-,

выход эжектора сообщены с тру-щ и и с я тем, что змеевики стакана

бопроводом подпитки, а адсорбенти емкости выполнены составными из

закреплен на внутренней стенкеотдельных секций, объединенных между

стакана.собой при помощи коллекторов.

Изобретение позволяет повысить экономичность насоса путем уменьшения количества подпиточного криоагента (КА) в широком интервале т-р и улучшения условий охлаждения адсорбента, а также увеличить ресурс работы насоса по трудноконденсируемым газам. 00 ел О (X) о