Криогенный конденсационный насос Советский патент 1983 года по МПК F04B37/08 

(54) КРИОГЕННЫЙ КОНДЕНСАЦИОННЫЙ НАСОС

Изобретение относится к вакуумной технике.

По основному авт.св. № 623989 известен криогенный конденсационный насосу содержавши корпус с расположенными внутри конденсационным элементом в виде змеевика и поддоном для сбора конденсата, при этом змеевик закреплен с тепловьм контактом на поверхности сосуда с хладагентом и один конец змеевика терметично введен в его внутреннкио полость и расположен выше уровня хладагента, а второй герметично выведен из корпуса и снабжен запорным устройством Ci.

К недостатку известного насоса следует отнести большой расход гелия за счет теплопроводности газа, заполняющего насос, и на предварительное охлаждение конденсационных элементов даже при эффективном использовании энтальпии паров.

Кроме того, он обладает малой быстротой действия, что объясняется уменьшением быстроты откачки на верхних участках каждого витка змеевика.

Цель изобретения - увеличение быстроты действия насоса-и повыление экономичности.

Указанная цель достигается тем, что в криогенном конденсационном насосе, содержащем корпус с расположенными внутри конденсационным. элементом в виде змеевика и поддоном для сбора конденсата, при этом змеевик закреплен с тепловым контактом . на поверхности сосуда с хладагентом, и один конец змеевика геЕметично вве10ден в его внутреннюю полость и расположен выше уровня хладагента, а второй герметично выведен из корпуса и снабжен запорным устройством, на поверхности сосуда с хладагентом

15 закреплен с тепловым контактом дополнительный змеевик, входной конец которого герметично выведен из корпуса и снабжен заливочным патрубком с криогенным вентилем и трубопрово20дом, подсоединенным к входу насоса, выходной, конец герметично Ъведен в поддон, а последний герметично закреплен на сосуде.

При этом насос снабжен откачивгио25щим элементом, выполненным в виде кассеты с адсорбентом.

С целью повышения экономичности при откачке газов с низкой температурой конденсации, кассета размещена

30 на наружной поверхности змеевиков. С целью повышения экономичности при откачке газов с высокой темперр1 турой конденсации, кассета размещена на экране. На фиг.1 изображен насос, продол ный разрез; на фиг. 2 - то же,, с рез мещением адсорбционной кассеты на экране. Криогенный конденсационный насос содержит корпус 1 с расположенными внутри конденсационным элементом в виде змеевика 2 и поддоном 3 для сбора конденсата. Змеевик 2 закрепл с тепловым контактом на поверхности сосуда 4 с хладагентом, и один коне змеевика 2 герметично введен в его внутреннюк полость и расположен выше уровня хладагента, а второй герметично выведен из корпуса 1 и снаб жен запорным устройством 5. На поверхности сосуда 4 с хладагентом закреплен с тепловым контак том дополнительный змеевик 6, входной конец которого герметично выведен из корпуса 1 и снабжен заливочным патрубком 7. с криогенным вентилем 8 и трубопроводом 9 с клапаном 10, подсоединенным к входу насоса, выходной конец герметично введен в поддон 3, а последний герметично закреплен на сосуде 4. Насос снабжен откачивающим элементом, выполне ным в виде кассеты 11 с адсорбентом Кассета 11 может быть размещена на наружной, поверхности змеевиков 2 и 6-или на поверхности охватывающего сосуд 4 охлаждаемого экрана 12 Предлагаемый насос работает следуюцим образом. Подключают насос к откачиваемому объему и заполняют азотом экран 12. Затем при закрытом клапане 10 подают жидкий азот по дополнительному змеевику 6. При этом пары азота выходят в атмосферу. При подаче жидкого азота по допо нительному змеевику б температура сосуда 4 для жидкого хладагента понижается и при достижении -00 К подача азота прекращается, клапан 10 закрывают. Далее под некоторым избыточным давлением из переносного сосуда Дьюара с жидким хладагентом .всосуд 4 подают жидкий гелий, водород или неон. За счет испарения Ясидкого хладагента в сосуде 4 змеев ки 2 и б вместе с поддоном 3 охлаждаются ниже температуры конденсации газа, заполняющего насос или от чиваемый объем, причем через змеевик 2 прокачивается только пар хлад аг&нта. При этом открывают клапан 1 и воздух из откачиваемого объема на нает конденсироваться в жидкую фазу на внутренней поверхности дополните ного змеевика б. Дальнейшее понижение давления осуществляется за счет вымораикивания откачиваемого газа на наружных стенках сосуда 4, змеевиков 2 и б и сорбции газа адсорбентом в кассете .11. Предла 7аемый криогенный конденсационный насос позволяет получать в откачиваемом объеме вакуум в интервале давлений 760-10 ®торри ниже с малым расходом хладагента по сравнению с другими криогенными насосами за счет предварительного охлаждения конденсационных элементов и сосуда для хладагента с помощью жидкого азота, подаваемого из внешнего источника и эффективного использования энтальпии паров хладагента. Предлагаемое изобретение позволяет использовать для откачки объема от атмосферного давления до сверхвысокого вакуума один насос вместо комбинации насосов предварительного разрежения и высоковакуумных насосов, что значительно упрощает эксплуатацию вакуумной установки и сокращает количество обслуживающего персонала. Формула изобретения 1.Криогенный конденсационный насос по авт.св. № 623989, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстроты действия и повышения экономичности, на поверхности сосуда с хладагентом закреплен с тепловым контактом дополнительный змеевик, входной конец которого герметично выведен из корпуса и снабжен заливочным патрубком с криогенным вентилем и трубопроводом, подсоединенным к входу насоса, выходной конец герметично введен в поддон, а последний герметично закреплен на сосуде. 2.Насос ПОП.1, отличающийся тем/ что он снабжен откачиваняцим элементом, выполненным в виде кассеты с адсорбентом. 3.Насос по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения быстроты действия при откачке газов с низкой температурой конденсации, кассета размещена на наружной поверхности змеевиков. 4.Насос по пп,1 и 2, о т л ичающ.ийся тем, что, с цельюповышения быстроты действия при откачке газов с высокой температурой конденсации, кассета размещена на экране. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №623989, кл. F 04 Б 37/08, 1977.