Криосорбционный насос Советский патент 1989 года по МПК F04B37/02 

:1

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно-к конструкциям криосорбционных вакуумных насосов.

Цель изобретения - улучшение от, качных характеристик и повьш ение экономичности насоса.

На чертеже представлен насос, про- разрез.

Криосорбционньй насос содержит вертикальньй корпус 1 с днищем 2 и расположенным на крышке 3 входным патрубком 4, размещенный в корпусе Л внутри цилиндрического экрана 5 ох- лаждаемый радиационный экран, выполненный в виде обечайки 6, закрепленной на сосуде 7 для хладагента, снабжённом сквозным осевым каналом 8с шевронным экраном 9, расположенным в зоне верхнего днища сосуда 7, и установленньй внутри радиадаонного экрана откачивающий элемент, выполненный в виде кольцевого сосуда 10 для криоагента. Насос дополнительно содержит ДИСКОВЬЙ теплопровод 11, закрепленньй, с тепловым коитактом на днище кольцевого сосуда 10, перфорированные обечайки 12, выполненные из высокотеплопроводного материала и

коаксиально расположенные на дисковом теплопроводе 11 , пористые газопроницаемые экраны 13, установленные с зазорами относительно внутренних и внешних поверхностей кольцевого сосуда, 10 и каждой перфорированной обечайки 12, и адсорбент 14, размещен-, ньй в зазорах. Внутренняя перфорированная обечайка 12 снабжена перего- родкой 15, закреплениой на ее верхнем торце, а в дисковом теплопроводе 11 вьшолнены отверстия 16. Сосуд 7 для хладагента снабжен тонкостенной трубг- кой 17, размещенной с зазором в сквозном осевом канале 8 и закрепленной, верхним торцом на шевронном экране 9, нижним на днище 2 корпуса 1, а обечайка 6 радиационного экраг ; на - адсорбционным карманом 18, рас- положенным на ее внешней поверхности, и крышкой 19 с патрубком 20 и сильфоном 21, соединенным с входным патрубком 4. Циливдрический экран 5 снабжен крышкой 22, закрепленной на крышке 19i Кроме того, внутренние поверхности обечайки 6 радиационного экрана и ее крышки 19, поверхность верхнего днища сосуда 7 для хлада

гента и поверхность дискового теплопровода 11, перегородки 15 и пористых газопроницаемых экранов 13 снаб-г жены двуслойным покрытием, включающим слои алюминия и его окиси.

Насос, работает следуклцим образом.

Входным патрубком 4 насос подключается к откачиваемому объему, откачивается внешним насосом до давления около 100 Па, после чего в сосуд 7 и кольцевой сосуд 10 заливается жидкий азот. Полное охлаждение экранов и откачивающего элемента снижает испаряемость жидкого азота из сосудов 7 и 10, и сосуд 10 соединяется с фор- вакуумным насосом, обеспечивающим откачку паров хладагента и с,ниженйе его температуры до 50 К и ниже. Для охлаждения сосуда 10 и контактирующих с ним элементов можно использовать и другие криоагенты, имеющие температуру кипения при атмосферном давлении ниже азота.

Откачиваемый газ, поступакщйй в полость насоса через входной патрубок 4, поглощается адсорбентом 14, эффективность охлаждения которого обеспечивается наличием пористых газопроницаемых экранов 13, теплопровода 11 и обечаек 12.

Наличие крышек 19 и 22 с тепловой развязкой в виде сильфона 21 в значительной степени защищает отка- чива ющий элемент от теплового излучения со стороны крышки 3 корпуса 1. Перегородка 15 исключает попадание откачиваемого газа сразу из входного патрубка 4 в полость внутренней перфорированной, обечайки 12. Эта пог лость. предназначена для откачки трудносорбируемых газов, которые, не адсорбируясь на периферийных слоях адсорбента вследствие наличия в откачиваемом газе легкоадсорбируемых компонентов, достигают этой полости, адсорбент в которой имеет достаточно адсорбционное пространство, и адсорбируются в ней. Доступ в полость осуществляется через отверстия 15 в

теплопроводе 11. I ., .

Трубка 17 выполняет роль экрана,

снижающего теплоприток к сосуду 7.и, соответственно, расход хладагента, а адсорбционный карман 18 обеспечивает поддержание вакуума в полости между корпусом 1 и радиационным экра- н(м и минимум теплопритоков к радиа- щ|онному экрану. Этой же цели служит

5

о

5 0

5

5

0

5

нанесенное на поверхность обечайки 6, крышки 19, верхнего днища сосуда 7, дискового теплопровода 11, перегоррд- ки 1.5 и экранов 13 двуслойное покрытие в виде плотного монокристаллического слоя алюминия толщиной не менее 1 мкм п слоя окиси алюминия толщиной 2-20 нм.

Снижение теплопритоков ведет к повышению эконоь«чности насоса и .„ улучшению его откачных характеристик.

Форм у л а изобрете ния

1 k, Криосорбционный насос, содержа-- щий вертикальный корпус с днищем и расположенным на крышке входным патрубком, размещенный в корпусе внутри цилиндрического экрана охлаждаемый радиационный экран, выполненный в виде обечайки, закрепленной на сосуде для хладагента, снабженном сквозным осевым каналом с шевронным экраном, расположенным в зоне верхнего днища сосуда, и установленный внутри радиационного экрана откачивающий элемент, выполненный в виде кольцевого сосуда для криоагента, отличающий- с я тем, что, с целью улучшения откачных характеристик и по.вышения эконом1тчности, насос дополнительно содержит дисковый теплопровод, закрепленный с тепловым контактом на днище кольцевого сосуда,- перфорированные обечайки, выполненные из высокотеплопроводного материала и коак сиально расположенные на дисковом теплопроводе, пористые газопроницаемые экраны, установленные с зазорами относительно внутренних и внещних поверхностей кольцевого сосуда и каждой перфорированной обечайки, и адсорг бент, размещенный в зазорах.

2.Насос ПОП.1, отличающийся тем, что внутренняя перфорированная обечайка снабжена перегородкой, закрепленной на ее верхнем торце, а в дисковом теплопроводе вы- , полнены отверстия.

3.Насос по П.1, отличающийся тем, что сосуд для хладагента снабжен тонкостенной трубкой, размещенной с зазором в сквозном осевом канал е и закрепленной верхним торцом на шевронном экране, нижним - на днище корпуса, а обечайка радиационного Экрана - адсорбционным карманом, расположенным на ее внешней поверхности.

5 . U513406

А, Насос по п. 1, о т л. и ч а ю -6, Насос по пп.1;и 4, о т л и:щ и и с я тем, Wo обечайка радиа-чающийся .тем, что внутренние

ционного экрана снабжена крышкойповерхности обечайки радиационного

с патрубком и сильфоном, соединеннымэкрана и ее крьшки, поверхности

с входньм патрубком.верхнего днища сосуда для хладагента

; 5, Насос по ПП.1 и 4, о т л и -и поверхности дискового теплопровода,

чающийся тем, что цилиндриг.; перегородки и пористьк газопроницаеческий экран снабжен крышкой, siaK-мых экранов снабжены двуслойным по;репленн6й на крышке обечайки радиа- Q. KpuTKeMt включающим слои алюминия и

циоиного экрана,его окиси.

Изобретение относится к вакуумной технике и позволяет улучшить от- : качные характеристики и повысить экономичность насоса. В корпусе 1 внутри цилиндрического экрана 5 размещен охлаждаемый радиационный экран