Криогенный вакуумный насос Советский патент 1982 года по МПК F04B37/08 

(54) КРИОГЕННЫЙ ВАКУУМНЫЙ НАСОС

1

Изобретение относится к вакуумной технике.

Известен криогенный вакуумный насос, содержащий корпус и размещенный в нем откачивающий элемент в виде сосуда для хладагента с входным и выходным патрубками 1.

Недостатком известного крионасоса является то, что при необходимости регенерации его до полного использования запаса хладагента в сосуде, остатки хладагента (жидкого гелия) в сосуде испаряют, после че го производят регенерацию. Расход хладагента без совершения полезной работы (откачки газа) приводит к непроизводительным энергозатратам.

Целью изобретения является уменьшение потерь хладагента в период регенерации насоса.

Указанная цель достигается тем, что внутри сосуда размещен дополнительный сосуд, снабженный вакуумной рубашкой и сообщенный в зоне днища с сосудом для хладагента посредством запорного вентиля, а входной и выходной патрубки снабжены запорными вентилями.

На чертеже изображен насос, продольный разрез.

Криогенный вакуумный насос содержит корпус 1 и размещенный в нем откачивающий элемент в виде сосуда 2 для хладагента с входным и выходным патрубками 3 и 4. Внутри сосуда 2 размещен дополнительный сосуд 5, снабженный вакуумной рубащкой 6 и сообщенный в зоне днища с сосудом 2 для хладагента посредством запорного вентиля 7. Входной и выходной патрубки 3 и 4 снабжены запорными вентилями 8 и 9. Запорный вентиль 7 установлен в патрубке 10.

Насос работает следующим образом.

Патрубок 4 соединяют с газгольдером (на чертеже не показан), патрубок 3 с источником низкокипящего хладагента. С помощью вспомогательного насоса (на чертеже не показан) реципиент вместе с криогенным вакуумным насосом откачивают. Затем под избыточным давлением подают жидкий гелий в сосуд 2. При этом необходимо открыть запорные вентили 8 и 9, а такжче запорный вентиль 7. Жидкий гелий заполняет полости сосуда 2 и дополнительного сосуда 5 охлаждая их. Перед заливкой жидкого гелия с помощью вспомогательного насоса (на чертеже не показан) необходимо откачать вакуумную рубашку 6 дополнительного сосуда 5. При охлаждении дополнительного сосуда 5 давление в полости вакуумной рубашки 6 снизится и остается на этом уровне до полного использования запасов жидкого гелия внутри дополнительного сосуда 5. После этого откачивают газ из реципиента путем конденсации его на наружной поверхности сосуда 2 для хладагента. При возникновении необходимости регенерации насоса его отсоединяют от реципиента. Затем закрывают запорные вентили 8 и 9, перекрыв тем самым пути отвода паров гелия из полости сосуда 2 в газгольдер. При этом давление в сосуде 2 (над зеркалом жидкого гелия) начнет возрастать (из-за испарения части гелия вследствие теплопритоков к сосуду 2), что приводит к выдавливанию жидкого гелия из сосуда 2 через патрубок 10 в дополнительный сосуд 5. После полного удаления жидкого гелия из сосу да 2 закрывают запо.рный вентиль 7, отсоединяя полость сосудй 2 от полости дополнительного сосуда 5. После этого открывают запорный вентиль 9 (соединяя тем самым полость сосуда 2 с газгольдером) и осуществляют регенерацию насоса путем отепления сосуда 2. Хранящийся во время регенерации жидкий гелий в дополнительном сосуде 5 при этом практически не испаряется, так как помещен внутри теплоизолированной полости, образованной вакуумной рубащкой 6. Десорбирующийся при отеплении сосуда 2 газ откачивается из полости корпуса 1 насоса с помощыЬ дополнительного криогенного насоса (на чертеже не показан) . После завершения регенерации выключают нагреватели или прекращают продув «теплого газообразного гелия через полость сосуда 2. После этого открывают запорный вентиль 7 и охлаждают сосуд 2 хладагентом, поступивщим по патрубку 10 из дополнительного сосуда 5. При необходимости дозаливают сосуд 2 и дополнительный сосуд 5 жидким гелием из внешнего источника хладагента и продолжают откачку реципиента. Чередуя процессы откачки реципиента и регенерации крионасоса, последний можно эксплуатировать в течение длительного времени (от нескольких месяцев до нескольких лет) без отогрева откачивающего элемента сосуда для хладагента 2 до высоких температур. Формула изобретения 1.Криогенный вакуумный насос, содержащий корпус и размещенный в нем откачивающий элемент в виде сосуда для хладагента с входным и выходным патрубками, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь хладагента в период регенерации насоса, внутри сосуда размещен дополнительный сосуд, снабженный вакуумной рубашкой и сообщенный в зоне днища с сосудом для хладагента посредством запорного вентиля. 2.Насос по п. 1, отличающийся тем, что входной и выходной патрубки снабжены запорными вентилями. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 553357, кл. F 04 В 37/08, 1975.