ВАКУУМНЫЙ ПОРШНЕВОЙ НАСОСf^.^af^tm L втВСЕСОЮЗНА?. \1ПАТЕНШ-Т[11^^^ Советский патент 1970 года по МПК F04B53/14 F04B37/00 

Известны вакуумные -поршневые насосы, содержащее .цилиндр с всасывающим и нагнетательным клапанами.

Цель изобретения - обеспечение вакуумиравания сосудов, заполненных криогенными жидкостями, нап ример жидким азотом.

Это достигается тем, что цилиндр вьшолнен герметично закрытым с обоих торцов и снабжен регенератором, подключенным к полостям цилиндра, расположенным то обе стороны поршня.

Для уменьшения вредного пространства и гидравлического сопротивления регенератор размещен внутри поршня, и торцовые стенки последнего выполнены перфорированными.

На чертеже схематично показан предлагаемый насос.

Он содержит цилиндр /, поршень 2, регенератор 3, автоматические всасывающий 4 и нагнетательный 5 клапаны, механизм 6 для привода порщня. С помощью насоса ва-куумируется к|рио стат 7.

Внутренний объем цилиндра / разделен поршнем 2 на две полости А и Б. Е холодной полости А (вследствие -прохода через «ее ларов криогенной жидкости ноддерживается низкая температура. Снаружи полость покрыта низкотемпературной теплоизоляцией 8. Теплая -поло-сть 5 находится при температуре окружающей среды. Обе яолости гидравлически соединены через регенератор 3, который размещается в (поршне, как показано на чертеже, или вне его. Если регенератор располол ен в поршне, то торцевые стенки последнего выполняются перфорированными. Механизм 6 привода обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня 2 и может быть выполнен, например, в виде электромагнитного или кривошипно-шатуиного леханизма.

Рабочие процессы в насосе при установившемся режиме молсно представлять в виде четырех фаз.

Первая фаза. В начале фазы поршень 2 находится в крайнем правом положении.

Полость А цилиндра заполнена парами криогенной жидкости нри давлении в криостате 7. При двилченпи поршня 2 влево пар из полости Л переталкивается через регенератор 3 в полость Б. Насадка при этом охлаладается, а

пар нагревается до температуры окружающей среды. В результате нагрева давление пара растет и к концу фазы оно равно атмосферному. Вторая фаза. При давлении пара, равному атмосферному, открывается нагнетательный клапан 5. Поршень тродолл :ает двигаться влево и идет дальнейший переток пара из по лости А в иолость Б. При расширении пара в результате нагрева его в регенераторе 5 и поны через нагнетательный клапан 5. Фаза заканчивается, когда поршень стриходи в левое крайнее положение.

Третья фаза. Клапаны 4 и 5 зак|рыты. При движении лорш.ня вправо иар из. шсшостц Б Перетекает в полость Л. Ороходя через генератор 3, пар охлаждается, и давление в цилиндре снижается. К концу фазы оно |ра,вн& давлению в К1риостате.

Четвертая фаза. Оставшийся в полости ioap переталкивается в полость А. При проходе через генератор 3 он охлаждается, удельный объем его уменьшается, вследст вие чего идет подсасывание пара щ криостата 7 через открывшийся клапаи 4. Вса сывание заканчивается, когда весь пар, из полости. перейдет в полость А.

Далее фазы повторяются.

Таким образом, процесс вакуумирования сосуда 1C криогенной жидкостью с помощью предлагаемого насоса осуществляется в, зультате использования тепла окружающей среды. Электрическая (механическая) MOIB ность, затрачиваемая на привод вытеснителя, расходуется лишь на преодоление трения щви.жущихся частей и сопротивление регенератора. Сила же поршня о цилиндр незначительна, поскольку в насосе нет плотных поршневых колец, ±ак как давдени в, о,беир полостях в любой момент времени практически одинаковое. Сопротивление регенератора также невелико, поскольку жар, проходящий через нее, имеет малую, плотность.

1Термод на;Мический анализ процессов в ваKy;y }(itiH4.cpce. иоказадает, что предложенная кайстр-уАЕция может полдерживать в К|риостате давление в т раз меньщее чем атм.оофе рное. 8.ед11чица t в Щредеде равна отн:0 шен.ию температур окружающей 1среды и криаге1дной жидкости. Так, для жидкого азота т 3,8, а для водорода т 14,5. Более гдубокий вакуум можно получить путем установки щоследоватедьдо я кодькйз ступеней, описанных выше.

Предложенную констру1кцию можно также

использовдть ДД9-. С.: атия| газа в установках

газификации криогенных жидкостей как само тоя1 ьсао , и, в сочетании с механическим

наюосом-газификатором.

Предмет изобретения

1.Вакуумный поршневой «асос, содержащий цилиндр € всасывающим и нагнетательным

,на1Щ1Ь ох4М.ч 01Щ11 СЯ тем, что, с целью обеспечения вакуумирования сосудов, заполненяь1Х 1К|§иогенными ; идк0стями, например жидкJИм азотом, цилиндр выполнен герметично aajKgbiTbiiM с о;боих и сна-бжен регенератором, подключенным IK полостям цилиндра, расположенным по обе стороны поршня.

2.. пр. п.. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения гидравлического сопротивления, регенератор размещен внут1ри поршня, и торцовые стенки последнего выполнены перфорированными.

5 8

VV;V;S;:-;-;; j;A;

, ;

ГП