Конденсационно-сорбционный насос Советский патент 1991 года по МПК F04B37/02 

(

сл ю

ON СЛ

ю

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к устройствам для получения высокого и сверхвысокого вакуума.

Целью изобретения является расширение области использования путем обеспечения откачки одновременно нескольких обьектов с разной газовой нагрузкой и различными давлениями в них.

Дополнительной целью, улучшающей параметры насоса, является уменьшение теплоподвода к сосуду, охлаждаемому до минимальной температуры (например, при помощи жидкого гелия), и следовательно, увеличение ресурса работы насоса.

На фиг.1 изображена конструкция кон- денсационно-сорбционного насоса с четырьмя патрубками; на фиг.2 - сечение А - А на фиг.1 (сечение по патрубкам насоса): на фиг.З - входное устройство насоса с поворотом двух входных патрубков в одну сторону, вариант.

Конденсационно-сорбционный насос состоит из корпуса 1 с входными патрубками 2, теплового экрана 3, охлаждаемого жидким азотом, заливаемым в сосуд 4, охлаждаемого жидким гелием сосуда 5, на котором конденсируется газовый сорбент 6. Входная часть теплового экрана 3 разделена перегородками 7 на каналы 8. соединенные тепловыми мостами 9 с патрубками 2. Длина канала несколько раз превышает диаметр патрубка 2 и характеризует размер сечения канала 8. Перегородки 7 образуют с днищем сосуда малые зазоры 10. Стенки каналов 8 выполнены чернеными.

На фиг.З изображена входная часть насоса с двумя патрубками 2, направленными в одну сторону, причем один из них связан с удлиненным каналом 11.

Конденсационно-сорбционный насос работает следующим образом.

После заливки жидкого азота и гелия соответственно в сосуды 4 и 5 в насос напускают газовый сорбент, например азот 3 (N3), который конденсируется на сосуде 5. После откачки объектов, соединенных с насосом посредством вакуумных затворов, до форвакуумного давления (менее 10-2 Па) и открытия затворов начинается откачка при помощи конденсационно-сорбционного насоса.

Остаточные газы поступают из вэкууми- руемых обьектов по каналам 8 к днищу сосуда 5. При этом основная часть газовой среды объектов, имеющая температуру конденсации не ниже, чем температура жидкого азота, который охлаждает стенки каналов 8, конденсируется на поверхности каналов 8. Оставшиеся газы, имеющие более низкую температуру конденсации, конденсируются

на стенках сосуда 5, а неконденсируемые газы (водород и гелий) поглощаются 1азо- вым сорбентом 6.

В связи с тем. что газовыделение (газовая нагрузка) в одновременно откачиваемых обьектах может быть разным, в каждом канале 8 устанавливается давление, соответствующее газовой нагрузке. Перетека ние газов из одного канала 8 в другой канал 8 через зазоры 10 практически не происходит в связи с тем, что попадающие в зазор 10 молекулы газов соударяются с поверхностью гелиевого сосуда 5 благодаря высокому коэффициенту захвата молекул поверхностью конденсируются на ней Поэтому взаимное влияние откачиваемых, обьектов не проявляется даже при перепаде давлений в каналах Я равном нескольким порядкам

Формула изобретения

1.Конденсационно сорбц.-юнный насос содержащий корпус г входным патрубком, внутри к о т . |) о г о размещен охлаждаемый хладагентом тепловой экран

окружающий о лахдаемым жидким гелием сосуд с осажденным на его наружных стенках газовым сорбентом о т л и ч а ющ и и с я тем, что. с целью расширения области использования путем обеспечения от качки одновременно нескольких обьектов с разной газовой нагрузкой входная часть теплового экрана снабжена перегородками образующими совместно с экраном каналы, каждый из которых с одной стороны соединен с

соответствующим входным патрубком на корпусе с помощью теплового моста, а с другой - с сосудом с осажденным сорбентом.

2.Насос по п.1. о т л и ч а ю щ и и с я тем, что. с целью уменьшения теплоподвода

к сосуду, охлаждаемому жидким гелием, входной патрубок расположен перпендикулярно каналу, а длина канала превышает диаметр входного патрубка.

3. Насос попп,1 и 2, отличающийся

тем, что, с целью повышения удобства эксплуатации при любом пространственном расположении объектов, по меньшей мере один из каналов теплового экрана выполнен выступающим за остальные, а связанный с ним патрубок направлен в сторону объекта.

Конденсационно-сорбционный насос предлагаемой конструкции позволяет осуществить одновременную откачку нескольких объектов с различной газовой нагрузкой и различными давлениями, причем влияние откачиваемых объектов друг на друга устраняется. Конструкция насоса позволяет проводить откачку произвольно расположенных объектов, в том числе и расположенных с одной стороны от насоса. При откачке газовой среды, поступающей в насос 1 через патрубки и каналы, образованные экраном 3 и перегородками, ее основная часть конденсируется на поверхности каналов, охлаждаемой жидким азотом, содержащимся в сосуде, а оставшиеся газы с температурой конденсации более низкой чем температура жидкого азота конденсируются или сорбируются на поверхности сосуда, охлаждаемого жидким гелием и имеющего слой осажденного газового сорбента. Перетекание газов из канала в канал устраняется благодаря высокому коэффициенту захвата молекул поверхностью гелиевого сосуда 5. Изобретение позволяет уменьшить количество насосов на единицу технологического или исследовательского оборудования, а следовательно, уменьшить стоимость изготовления и эксплуатации, повысить удобство эксплуатации оборудования и снизить расход хладагентов. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. l Ј

Фиг. 2

2

//

гп:

Фм.З