Вакуумный пароструйный насос Советский патент 1991 года по МПК F04F9/00 

Изобретение относится к вакуумной технике, в частности к пароструйным вакуумным насосам.

Цель изобретения - повышение производительности путем уменьшения миграции парового потока в откачиваемый объем. На чертеже представлен предлагаемый насос, продольный разрез.

Насос содержит корпус 1 с входным патрубком 2 и патрубком 3 форвакуумной откачки, паропровод 4 с соплами 5, каждое из которых образовано зонтом 6 и подсо- пельником 7, кипятильник 8 и нагреватель 9. Насос снабжен цилиндрической вставкой 10 с внутренней гофрированной несмачивающейся поверхностью 11 и профилированной насадкой 12 в виде усеченного конуса, меньшее основание 13 которого обращено в сторону входного патрубка 2, при этом насадка 12 установлена соосно с паропроводом 4, а вставка 10 размещена во входном патрубке 2.

Высоковакуумный пароструйный насос работает следующим образом.

Входной патрубок 2 через затвор (не показан) присоединяется к откачиваемому объему, а патрубок 3 - к линии форвакуумной откачки (не показано). При закрытом затворе (не показан) производится предварительная откачка внутреннего объема насоса, включается кипятильник и только после этого открывается затвор, соединяющий насос с откачиваемым объемом. Паровой поток в начальный период движется по паропроводу 4 с постоянным сечением. Часть его входит в объем через нижнее сопло 5, образованное зонтом б и подсопель- ником 7, а остальная часть устремляется вверх и попадает в верхнее сопло 5. Площадь поперечного сечения увеличивается по высоте насоса, что способствует созданию стабильного потока через нижнее сопло 5 и уменьшает вероятность выброса рабочей жидкости в откачиваемый объем и момент запуска насоса.

Паровой поток, выйдя из верхнего сопла 5, образованного зонтом 6 и подсопель- ником 7, устремляется в сторону нижнего сопла 5 по кольцевому сечению, образованному корпусом 1. Пары рабочей жидкости конденсируются на стенках насоса и стекают в кипятильник 8, а откачиваемый газ перемещается струей пара, истекающей из нижнего сопла 5, образованного зонтом 6 и подсопельником 7, и удаляется через патрубок 3.

Незначительная часть парового потока после третичного соударения молекул (мелкодисперсная туманная фаза) входит в со- прикосновение с несмачивающейся

гофрированной поверхностью 11 вставки 10 и мгновенно теряет свою кинетическую энергию, затрачивая ее на разрыв взаимосвязей межмолекулярного сцепления молекул парового потока, и вместе с откачиваемым газом направляется обратно в корпус 1 насоса.

Перед меньшим основанием 13 насадки 12 в период работы насоса строго по оси образуется критическая точка К, вокруг которой благодаря веерному эффекту (во время движения) откачиваемый газ получает дополнительное ускорение, что приводит к увеличению производительности насоса, а под критической точкой образуется нейтральная зона конической формы, при входе в которую молекулы рабочей жидкости практически теряют всю свою кинетическую энергию и вместе с откачиваемым газом устремляются обратно в корпус 1 насоса.

Создается челночно-веерный эффект, благодаря которому молекулы рабочей жидкости практически и откачиваемый объем не проникают. Этому способствует оптимальный выбор расстояния между меньшим основанием насадки 12 и входным патрубком 2 насоса. Расстояние определяется по формуле: h VHZ -(R -2)2 . где R - радиус внутреннего отверстия вставки 10, г- радиус меньшего основания 13 вставки 10, Н - зазор между внешней кромкой насадки 12 и нижним основанием вставки 10 входного патрубка 2. Зазор Н определяется из расчета равенства площади поперечного сечения внутреннего отверстия вставки 10 и площади кольцевого сечения, образованного внешней кромкой малого основания 13

насадки 12 (конусность которого соответствует углу наклона сопла второй и т.д. ступеням) и внутренней кромкой гофрированной поверхности вставки 10 входного патрубка 2.

Уменьшение зазора приводит к уменьшению производительности насоса, а увеличение - к увеличению габаритов насоса и его массы.

50

Формула изобретения

Вакуумный пароструйный насос, содержащий корпус с входным патрубком и патрубком форвакуумной откачки, паропровод

55 с соплами, кипятильник и нагреватель, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности путем уменьшения миграции парового потока в откачиваемый объем, насос снабже н цилиндрической

вставкой с внутренней гофрированной не516687436

смачивающейся поверхностью и профили- в сторону входного патрубка, при этом на- рованной насадкой в виде усеченного кону- садка установлена соосно с паропроводом, са, меньшее основание которого обращено а вставка размещена во входном патрубке.

Изобретение позволяет повысить производительность вакуумного пароструйного насоса путем уменьшения миграции парового потока в откачиваемый объем. Насос содержит корпус 1 с входным патрубком 2 и патрубком 3 форвакуумной откачки, паропровод 4 с соплами 5, кипятильник 8, нагреватель 9 и цилиндрическую вставку 10 с внутренней гофрированной несмачивающейся поверхностью 11. Профилированная насадка 12 выполнена в виде усеченного конуса, меньшее основание 13 которого обращено в сторону патрубка 2. Насадка 12 установлена соосно с паропроводом 4. Вставка 10 размещена в патрубке 2. Перед основанием 13 образуется критическая точка, под которой образуется нейтральная зона конической формы. При входе в зону молекулы рабочей жидкости теряют кинетическую энергию и вместе с газом устремляются в корпус 1. 1 ил.