ОХЛАЖДАЕМАЯ ЛОВУШКА Советский патент 1972 года по МПК F04B37/06 

Изобретение относится к вакуумной и холодильной технике и может быть использовано для увеличения времени поддержания заданного вакуума в емкости, содержащей устройства с большим выделением паров воды, а также для эффективного откачивания газов (например, азота, воздуха и т. п.), которые не могут быть откачаны криогенным насосом, охлаждаемым жидким азотом.

Известны охлаждаемые ловушки для вакуумных насосов, содержаш,ие корпус с патрубками для соединения его с откачным вакуумным насосом и с откачиваемой емкостью и и размещенные в нем оптически непроницаемые криогенные поверхности, охлаждаемые жидким хладагентом, например азотом.

Эти ловушки предназначены для предотвращения миграции паров рабочего тела вакуумных насосов (паров масла) в откачиваемую емкость и, следовательно, не могут применяться при длительной откачке емкости, содержащей устройства с большим выделением водяного пара.

Целью изобретения является увеличение времени поддержания заданного вакуума в емкости, содержащей устройства с большим паровыделеиием, обеспечение конденсации паров воды в твердое состояние, предотвращение попадания паров воды в откачной вакуумный

насос, а также равномерное распределение потока парогазовой смеси по охлаждаемой поверхности.

Цель достигается тем, что охлаждаемые

панели ловушки выполнены в виде верхнего, нижнего и кольцевого вертикального оптически непроницаемых экранов. Последний состоит из равномерно расположенных по окружности вертикальных трубок с продольными

ребрами, образующими проходные каналы с увеличивающимися к периферии площадями сечений. Концы трубок соединены с заполняемыми жидким хладагентом верхним и нижним кольцевыми коллекторами, в плоскости

которых расиоложены верхний и нижний экраны, имеющие большее, чем у вертикального экрана, гидравлическое сопротивленце. По осп корпуса установлен распределительный патрубок с отверстиями, причем отверстия, расположенные в нижней части патрубка, имеют больший диаметр, чем отверстия в верхней части патрубка.

На фиг. 1 показана предлагаемая охлаждаемая ловушка в продольном разрезе; на

диг. 2-то же в поперечном (частичном) разрезе.

си от откачиваемой емкости и патрубка 5 для выхода газа к откачному вакуумному насосу; нижнего 6 и верхнего 7 коллекторов, нижнего 8 и верхнего 9 оптически непроницаемых экранов в виде усеченных конусов, соединенных ребрами с коллекторами 6 и 7; кольцевого вертикального такл.е оптически непроницаемого экрана W, выполненного из равномерно расположенных по окружности трубок }/ с продольными ребрами 12, образующими проходпые каналы 1 с увеличивающимися к периферии площадями сечений; распределительного патрубка 14, закрытого с пижнего торца и имеющего в боковых стенках отверстия 15; цепей подвеса 16, упругих элементов 17, труб 18 и 19 для подвода лшдкого и отвода газообразного хладагента и сливного крана 2U.

Ловушка устанавливается между вакуумной камерой, в которой имеется устройство, выделяющее большое количество водяного пара, и откачным вакуумным насосом, механическим или пароструйным.

В первой фазе вакуумировапия, т. е. в то время когда и откачиваемая емкость и ловушка предварительно вакуумируются откачным вакуумным насосом, рекомендуется не применять хладагент и, если можно, прогреть ловушку нагревательными устройствами, чтобы десорбировать и откачать газ с поверхностей экранов. После дегазации и охлаждения ловушки при вакууме не хуже 1 . ст. через трубу 18 подается л идкий хладагент, и к ловушке подсоединяется емкость с устройством, выделяющим большое кочество водяного пара.

Паро-газовая смесь с помошью распределительного патрубка 14 направляется на кольцевой вертикальный экран 10. Коллекторы 6, 7 и экраны 8, 9 а 10 выполнены из металла с большой теплопроводпостью. Коснувшись эккрана, имеющего криогенную температуру, молекулы водяного пара коиденсыруются в твердое состояние (десублируются). Освобожденный от пара газ отводится по кольцевому каналу и патрубку 5 к откачному вакуумному насосу. Незначительная часть молекул водяпого пара, не захваченная кольцевым вертикальпым экраном 10, десублимируется на нижием 8 и верхнем 9 экранах. Однако преимущественная направленность потока паро-газовой смеси к кольцевому вертикальному экрану, выполнение проходных сечений каналов последнего с увеличением к периферии {в паправлении откачки) и значительно большее гидравлическое сопротивление нижнего 8 и верхнего 9 экраном обеспечивают значительное уменьшение количества молекул водяного пара, попадающих на нижний и верхний экраны. Это количество молекул увеличивается с ростом толщины льда на вертикальном экране и в заключительной части работы ловушки роль нижнего и верхнего экранов возрастает.

вывает газы, не конденсирующиеся при температуре жидкого азота (криозахват). Следовательно, скорость откачки зависит от скорости откачки вакуумного насоса и криозахвата. Возмол ;ен вариант, когда вакуумный откачной пасос отключить (при достаточно большом отношении расхода паров воды к расходу неконденсирующихся газов и натекания в систему). Ловушка работает до тех пор,

пока образующийся лед не закупорит проходные каналы /i5 для газа между продольными ребрами 12 вертикальных трубок 11 и проходные каналы 13 для газа между продольными ребрами 12 вертикальных трубок 11 и проходные сечения для газа в нижнем 8 и верхнем 9 экранах.

Паличие криогенных температр и достаточно большая теплопроводность льда, образовавшегося при десублимации водяного пара,

обеспечивают большую продолжительность работы охлаждаемой ловушки.

Для уменьшения внешних тепловых притоков и, следовательно, расхода хладагента корпус и крышка ловушки покрыты слоем теплоизоляции, криогенные новерхиости крепятся с помощью цепей подвеса 16, точечный или линейный контакт между звеньями обуславливает большое термическое сопротивление, а трубы 18 и 19 для подвода и отвода хладагента

устанавливаются на корпусе через тонкостенные унругие элементы 17, обладающие также больщим термическим сонротивлением и служащие одновременно для компенсации линейных перемещений.

По окончании работы охлаждаемая ловущка прогревается, просушивается, например, греюп,шм воздухом, конденсат удаляется через сливной кран 20, расположенный в нижней точке корпуса.

Предлагаемая ловушка может быть использована для откатки газов не только из пароводяной смеси, но и из других газовых смесей, составляющие газы которых (все или частично) не могут конденсироваться в твердое состояние при температуре жидкого азота.

Предмет изобретения

Охлаждаемая ловушка для вакуумных насосов, содержащая теплоизолированный корпус с патрубками для соединения его с откачным вакуумным насосом и с откачиваемой емкостью и размещенные в нем оптически непроницаемые криогенные панели, охлаждаемые лшдким хладагентом, например азотом, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности ловушки, охлаждаемые панели ловушки выполнены в виде вертикального кольцевого жалюзийного экрана с охлаждающими трубками по торцам и расположенных в плоскостях его коллекторов верхнего и нижнего экранов, образующих вместе с первым замкнутую негерметичную камеру, внутри которой соосно с кольцевым экраном установлен пропущенный через верхний экран распределицом и с отверстиями в боковой стенке, имеющими увеличивающийся вниз по иотоку парогазовой смеси диаметр, при этом проходпые каналы между жалюзи вертикального экрана

имеют увеличивающиеся к периферии площади сечений, а верхний и нижний экраны выполнены с большим, чем у вертикального экрана, гидравлическим сопротивлением.

/J

-5 К &uKijyM

HGCOCIj