Вакуумная камера Советский патент 1974 года по МПК F04B37/08 

1

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано в вакуумных камерах с криогенными коиденсационными насосами.

Известны вакуумные камеры, содержащие герметичный корпус, размещенные в корпусе крноповерхность и радиационные охлаждаемые экраны - наружный и жалюзийный внутренний. Криоповерхность и экраны, защищающие ее от тепловых нагрузок, составляют типовую конструкцию криокоиденсационного насоса таких камер.

Для увеличения скорости откачки в заданном объеме камеры жалюзийный внутренний экран выполняют с максимально возможной площадью жалюзи, например в камерах цилиндрической формы жалюзи располагают не только по боковой поверхности цилиндра, но и в одной из торцовых частей камеры, при этом другая торцовая часть используется под загрузочный люк.

Для уменьщения занимаемого места торцовая часть жалюзийного внутреннего экрана выполняется в виде цельносваренного узла плоской формы, состоящего из двух горизонтальных концентричных кольцевых коллекторов, полости которых сообщены между собой радиальными патрубками, и жалюзийной рещетки, расположенной между коллекторами

и находящейся в тепловом контакте с радиальными патрубками.

При охлаждении жалюзийного внутреннего экрана такой конструкции, имеющей значительные размеры, тепловые деформации в коллекторах и патрубках в каждый момент времени захолаживанпя не соизмеримы и вознпкающие при этом напряжения в конструкции приводят к потере герметичности внутренней полости экрана ил-п даже к разрущению последнего.

Введение в конструкцию известных элементов, например изогнутых по радиусу труб, сильфонов или мембран, выполняющих роль температурных компенсаторов, увеличивает надежность экрана, не исключая при этом возможности появления в них трещин усталостного характера под воздействпем чередующихся нагревов п охлажденш экрана в период эксплуатацип. Однако налпчие указанных элементов в экране существенно уменьщает площадь жалюзийной рещеткп, в результате чего сокращается его способность пропускать газы и снижается эффективность крпонасоса. Кроме того, температурные компенсаторы усложняют конструкцию экрана п увеличивают его габарпты.

Целью изобретения является снпженпе температурных папряженпй в процессе эксплуатации экрана с одновременным увеличением пропускной способпости его для молекул газа. Это достигается тем, что жалюзийная решетка выполнена из наклонно расположенных оребрепных трубок, например, шевронного сечения, изогнутых под углом и соединенных с подводяодпми и отводяшими хладагент радиальпымп патрубками. При этом нодводяшие хладагент радиальные патрубки сообщены с внутренним кольцевым коллектором, расиоложепы в одной плоскости с ним п вторым заглушепным концом подвижно закреплены па паружном кольцевом коллекторе. Чередующиеся с подводящими отводящие хладагент радиальные патрубки сообщены с наружным кольцевым коллектором, расположены наклонно п вторым заглушенным концом так же подвижно закреплены на внутреннем кольцевом коллекторе. Такое исполнение экрана обладает увеличенной надежностью незавпсимо от его размеров, так как радиальные патрубкп жестко связаны только с одним из кольцевых коллекторов, второй же торец их может свободно перемещаться относптельно другого кольцевого коллектора. Относительные перемещения рядом стоящих радиальных патрубков компенсируются оребреннымп трубками благодаря больщой их длине и изгибам в нескольких местах. Наклонное расположение отводящих хладагент радиальных натрубков с возвышением в сторону наружного кольцевого коллектора, а также наклонное расположение оребренных трубок, при котором выходной конец каждой трубки поднят относительно входного, при испарении хладагента препятствует образованию газовых «пробок, прпводящих к местному перегреву экрана. Увеличивающийся по мере удаления от внутреннего кольцевого коллектора перепад высот между концамп оребреппых трубок способствует интенсификации движения газовых пузырей. На фиг. 1 изображена предлагаемая вакуумная камера, общий вид; на фиг. 2 - вид па стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез по Б-Б на фиг. 2. Вакуумная камера состоит пз герметичного корнуса 1, в котором размещены криоповерхность 2, защищенная радиационными экранами- наружным 3 и внутренним жалюзийным 4. Экран 5, установленный на крышке корпуса 6, закрывает загрузочное отверстие камеры. Торцовая часть внутреннего жалюзийного экрана выполнена из двух горизонтальных концентричных кольцевых коллекторов - внутреннего 7 и наружного 8, подводящих хладагент радиальных патрубков 9 п отводящих его радиальных патрубков 10; а также из сообщенных с этпмп патрубками оребренных трубок П, например, шевронного сечения, изогнутых иод углом в нескольких местах, образуя жалюзпйную решетку в виде концентрически расположенных многоугольников, Радиальные иатрубкп 9 расположеиы горизонтально в одной плоскости с внутренним коллектором 7, однпм торцом сообшены с ним, а противоположные торцы этих патрубков заглушены и подвижно закреплепы на наружном коллекторе 8. Радиальные патрубки 10 расположены наклонно (угол наклона определяется возвышением наружного коллектора 8 над внутренним 7) и сообщены с наружным коллектором 8. Противоположные торцы этих патрубков заглушены и подвижно закреплены на внутреннем коллекторе 7. Ребра трубок решетки в местах изгибов вырезаны так, что в согнутом положении торцы ребер сопрпкасаются друг с другом беззазорпо или с пезначительнымп зазорами, не ухудшающими защитной характеристики экрана, так как тенловой поток, направленный перпендикулярно к плоскости экрана, благодаря наклонному расположению оребренных трубок, не пропикает через эти зазоры к криоиоверхности. Горизонтальные подводящпе хладагент радпальные патрубкп 9 чередуются с паклоннымп отводящпми хладагент радиальнымп патрубками 10, поэтому сообщенные с ппмп оребренные трубки расположены также наклонно. По мере удаления от внутреннего коллектора 7 перепад высот между концами этих трубок увеличивается. Торцовая часть внутреннего жалюзийного экрана может выполняться в виде отдельного узла или заодно с цилиндрической частью этого экрана. В последнем случае коллектор 8 является общим для обеих частей экрана. Места сварки оребренных трубок с радиальными патрубками закрыты щитками 12. После предварительного вакуумирования камеры насосамн, наиример механическими п диффузионными, производят охлаждение радиационных экранов, а затем криоповерхности, на которой вымораживаются основные компоненты воздуха. Прп захолаживанпи торцовой части внутреннего жалюзийпого экрана 4 жидкий хладагент иоступает в коллектор 7, откуда радиальные патрубки 9 распределяют его по оребрепным трубкам 11 решетки, обеспечивая эффективное охлаждение последпей. Отвод хладагента из трубок осуществляют радиальными патрубкам 10 в коллектор 8. Предмет изобретения Вакуумная камера, содержащая герметичный корпус, размещенные в корпусе криоповерхность и радиационный охлаждаемый экран, включающий два горизонтальных конценричных кольцевых коллектора, подводящие и отводящие хладагент, радиальные патрубки и жалюзийную решетку, о т л и ч а ю ш а я с я ем, что, с целью снижения температурных апряжений с одновременным увеличением ропускной способностп для молекул газа, алюзийная решетка выполнена из наклоно расположенных оребренных трубок, например, шевронного сечения, изогнутых под углом и соединеикых с подводящими и отводящими хладагент радиальными патрубками, при этом подводя1Д :е хладагент радиальные патрубки сообщены с внутренним кольцевым коллектором, рас оложены в одной плоскости с ним и BTOjbiM заг.гл ..нным концом подвижно закреплены на наружном кольцевом коллекторе, а чередующиеся с подводящими отводящие хладагент радиальные патрубки сообщены с наружным кольцевым коллектором, расположены наклонно и вторым заглущенным концом так же подвижно закреплены на внутреннем кольцевом коллекторе.

77

Ю

а

8

10

Фыг.з