Способ создания вакуума и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК F04B37/08 

сл

с

Использование: в сушильных, энергетических и технологических установках. Сущность изобретения: при закрытом вентиле 3 сосуд 1 заполняют жидкостью при помощи насоса б. Воздух удаляется из установки через вентиль 9. При полном заполнении сосуда насос б отключают, вентили 8 и 9 закрывают. Открывают вентиль 3, Жидкость из сосуда 1 вытекает, создавая вакуум. Контроль количества вытекаемой жидкости осуществляют мерным устройством 10. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

XI ел

д

G5 Ю Ю

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано в сушильных, энергетических и технологических установках.

Известен способ получения вакуума за счет конденсации водяных паров в барометрическом конденсаторе. Холодная вода стекает с одной п олки конденсатора на другую. В прямо- или противоточном режиме с водой движется пар, который при соприкосновении с водой конденсируется. При этом в конденсаторе устанавливается давление ниже атмосферного. Неконденсирующиеся газы откачиваются из конденсатора вакуум- насосами. Перепад между атмосферным давлением и давлением и давлением внутри конденсатора уравновешивается столбом жидкости, находящейся в барометрической трубе.

Однако, известному способу присущи недостатки, заключающиеся в невозможности получения более глубокого вакуума, подаче холодной воды в коднесатор, непрерывной работе вакуум-насосов, возникающие в связи с заполнением объема работающего кондесатора паром и некон-. денсирующимися газами, созданием требуемой для конденсации разности температур между паром и холодной водой, поддержанием созданного вакуума за счет удаления из конденсатора неконденсирующихся газов.

Наиболее близким к предлагаемому способу получения вакуума путем вытеснения из сосуда газа жидкостью с последующим удалением жидкости через гидравлический затвор является способ получения вакуума по опыту Торричелли.

Однако по опыту Торричелли для получения вакуума трубку, до краев заполняют ртутью, закрывают с незапаянной стороны, затем ее переворачивают и опускают в чашку с ртутью под уровень жидкости. После этого открывается закрытый конец трубки и некоторый обьем ртути выливается в чашку, а в верхней части трубки образуется вакуум.

В предлагаемом способе устраняются переворачивание трубки и опускание ее под уровень жидкости, что упрощает способ получения вакуума.

Устранение операции переворачивания и опускания трубки достигается за счет того, что протекание жидкости через верхнее и нижнее сечение трубки регулируется по принципу закрыто-открыто. В трубке Торричелли регулировка протекания жидкости по данному принципу производится только для верхнего сечекия трубки, а нижнее сечение запаяно наглухо. В период, когда жидкость заливается в трубку (сосуд

вытесняя воздух, нижнее сечение закрыто, а верхнее открыто так же, как и в опыте Торричелли. После вытеснения воздуха верхнее сечение закрывается, а нижнее открывается и из трубки (сосуда) жидкость вытекает, при этом в верхней части образуется вакуум. По опыту же Торричелли для получения вакуума требуется еще переворачивание трубки и опускание ее под уровень

0 жидкости. Чтобы предотвратить прорыв воздуха в образующееся вакуумное пространство, высота столба жидкости в трубке должна быть больше высоты столба жидкости, соответствующего атмосферному дав5 лению.

Способ получения вакуума по опыту Торричелли может быть применим только в лабораторных условиях, когда сосуды, в которых требуется получить вакуум, не обла0 дают большим весом и габаритами и с которыми в состоянии справиться мускульная сила человека. Эта сила должна быть достаточной для того, чтобы переворачивать сосуд или трубку, наполненную жидко5 стью. К недостаткам способа получения вакуума по опыту Торричелли необходимо отнести и трудности, которые возникают в связи с удержанием жидкости в трубке или сосуде большого объема в момент, когда

0 трубка перевернута и проводится ее опускание под уровень жидкости.

Наиболее близким к предлагаемой конструкции вакуумной установки является барометрический конденсатор, состоящий из

5 корпуса, внутри которого расположены полки, барометрической трубы, барометрического ящика, патрубков подвода пара и воды и работа которого обеспечивается насосами подачи холодной воды и вакуум-нз0 сосами, поддерживающими вакуум за счет откачки неконденсирующихся газов,

Однако, известной вакуумной установке также присущи недостатки, заключающиеся в сложности установки, повышенном

5 расходе электроэнергии на ее работу, загрязнения воды в барометрическом ящике (гидросборнике) и, как следствие, в трудности ее дальнейшего использования, возникающие в связи с наличием полок внутри

0 корпуса, вакуум-насосов, непрерывной работой насосов подачи холодной воды и вакуум-насосов, открытым барометрическим ящиком, кроме того, в зависимости от расхода конденсируемого пара конденсатор

5 должен выполняться согласно расчетным габаритам.

Цель изобретения - изменение и регулирование величины создаваемого вакуума. Поставленная цель достигается тем, что я способе получения вакуума путем вытеснения из сосуда газа жидкостью с последующим удалением жидкости через гидравлический затвор регулируется количество вытекающей жидкости из сосуда, а устройство для создания вакуума, содержащее ва- куумируемый сосуд с барометрической трубкой и гидросборником, снабжено насосом, связывающим гидросборник с вакуу- мируемым сосудом через трубопровод и вентиль, устройством контроля уровня жидкости в гидросборнике и двумя вентилями, один из которых установлен в верхней части вакуумируемого сосуда, а другой - в нижней части барометрической трубки.

Величина объема вакуумируемого пространства в сосуде определяется высотой уровня выпускаемой из сосуда жидкости. В процессе регулирования количества выпускаемой жидкости изменяется высота уровня, а вместе с ним изменяется и объем вакуумируемого пространства.

В устройстве для создания вакуума насос с трубопроводом и вентилем обеспечивает заполнение сосуда жидкостью без его кантования.

Вентиль в верхней части сосуда обеспечивает выход газа при заполнении сосуда жидкостью. Вентиль в нижней части барометрической трубы обеспечивает регулирование количества сливаемой жидкости. Мерное устройство на гидросборнике позволяет контролировать количество выпускаемой из сосуда жидкости.

Все эти признаки позволяют создавать вакуум без кантования герметичного сосуда.

На чертеже изображена вакуумная установка.

Вакуумная установка состоит из вакуумного сосуда 1, барометрической трубы 2, вентиля 3, гидросборника 4, вентиля 5, насоса 6, трубопровода 7, вентилей 8 и 9, мерного устройства 10.

Установка работает следующим образом.

В начальном положении вентиль 3 закрыт, а вентили 5 и 9 открыты. Жидкость из гидросборника 4 насосом 6 по трубопроводу 7 через вентиль 8 подается в вакуумиру- емый сосуд 1 и барометрическую трубу 2. Она вытесняет воздух в начале из барометрической трубы 2, а затем из сосуда 1. Воздух удаляется из установки через вентиль 9 в атмосферу. Как только из воздушника 9 показалась жидкость насос 6 отключают и закрывают вентили 8 и 9. Затем открывается вентиль 3 и жидкость под действием избыточного давления и гравитационных сил вытекает в гидросборник 4. При этом в сосуде 1 образуется вакуум. Вы пуск жидкости

производят до тех пор, пока в сосуде не образуется требуемый объем вакуумируемого пространства. Пределом количества вытекающей жидкости является высота 5 столба жидкости в барометрической трубе, уравновешивающего образовавшийся перепад между атмосферным давлением и давлением в сосуде. Как только в сосуде или барометрической трубе будет достигнута

0 требуемая высота столба жидкости вентиль 3 закрывают. Контроль количества выпускаемой жидкости производится по мерному устройству 10.

Высота барометрической трубки может

5 быть различной. Если в качестве рабочей жидкости, например, используется вода, то высота барометрической трубки должна быть не менее 10 метров, если, например, ртуть, то не менее 0,8 метров. При малой

0 высоте трубы и вакуумируемого сосуда установка может и не снабжаться насосом 6. Тогда рабочая жидкость заливается вручную. Гидросборник может выполняться как открытым, так и закрытым. С целью предот5 вращения загрязнения жидкости и ее повторного использования сборник рекомендуется выполнять закрытым, тогда он снабжается воздушником 5. В случае потери вакуума по какой-либо причине про0 цесс его получения повторяется.

Вода в вакуумируемый сосуд может подаваться и из водопровода, а ее удаление производят в окружающую среду или канализацию

5 Экономический эффект, получаемый в результате использования предлагаемого изобретения возникает за счет снижения расхода электроэнергии, требуемой для непрерывной работы вакуум-насосов и насо0 сов подачи холодной воды и уменьшения металлоемкости, так как в вакуумируемом сосуде отсутствуют полки.

45

Ф ормула изобретения

1 Способ создания вакуума путем вытеснения газа из сосуда жидкостью с последующим ее удалением через гидравлический затвор, отличающийся тем, что, с целью

0 изменения величины создаваемого вакуума, количество вытекающей из сосуда жидкости регулируют.

кости в гидросборннке и двумя вентилями, вакуумируемого сосуда, а другой - в нижней один из которых установлен в верхней части части барометрической трубки.