Пароструйный вакуумный насос

 

Сущность изобретения: насос содержит корпус (1) с кипятильником (2), в котором установлен керамический паропровод (3) с соплами (4). Внутренняя поверхность паропровода и сопл покрыта электропроводным слоем (12) переменной толщины. К этому слою через токовводы (7, 8) подведен ток низкого напряжения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (аз F 04 F 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

7 (21) 4799586/29 (22) 11.01.90 (46) 15.06.92. Бюл. |ч 22 (71) Научно-производственное объединение

"Вакууммаш" (72) К.С.Садыков и С.А.Фигуров (53) 621.528(088.8) (56) Цейтлин А.Б. Пароструйные вакуумные насосы. М.,Л.. Энеогия, 1965.Патент Англии М 1108896, кл. F 04 F 9/00, 1968.

Авторское свидетельство СССР

N 1488592, кл. F 04 F 9/00, 1989... Ж 1740800 А1 (54) ПАРОСТРУЙНЫЙ ВАКУУМНЫЙ НАСОС (57) Сущность изобретения: насос содержит корпус (1) с кипятильником (2), в котором установлен керамический паропровод (3) с соплами (4). Внутренняя поверхность паропровода и сопл покрыта электропроводным слоем (12) переменной толщины. К этому слою через токовводы (7, 8) подведен ток низкого напряжения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, 1740800

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано в установках для получения и поддержания вакуума, Известны струйные вакуумные насосы, содержащие корпус, установленный в нем паропровод с соплами, кипятильник, нагреватель.

В насосах этой конструкции паропровод выполнен из однородного металла (чаще алюминия). Нагреватель представляет собой узел, содержащий металлический кожух, -нагревательный элемент, керамическую электроизоляционную плиту со слоем тепловой изоляции, К недостаткам подобной конструкции относится долгое время выхода насоса на рабочий режим, которое складывается из времени разогрева до кипения рабочей жидкости плюс время прогрева паропровода. Существенный градиент температур вверх по паропроводу (температура паров в кипятильнике на несколько десятков градусов выше, чем на входе в первую ступень насоса) также является нежелательным, так как приводит к уменьшению вакуум-фактора насоса, Известно, что прогрев верхней ступени насоса, а значит, уменьшение градиента температур позволяет увеличить вакуумфактор насоса. Кроме того, недостатком данной конструкции является непроизводительные тепловые потери от корпуса паропровода в рабочий объем насоса.

Наиболее близким к предлагаемому является пароструйный вакуумный насос, содержащий двухслойный паропровод, наружн ый слой которого, теплоизоляционный, предотвращает потерю тепла из полости паропровода, внутренний слой— теплопроводный, обеспечивает передачу тепла от нагрева вверх по паропроводу и создает почти постоянную температуру стенки паропровода по всей высоте.

Недостатком данной конструкции является то, что имеет место (хоть и незначител ьный), расход тепла от пара в паропроводе на предварительный нагрев внутреннего теплопроводного слоя. Кроме того, так как сопла выполнены целиком из теплопроводного материала (обычно из металла), то в период запуска насоса происходит падение температуры пара, выходящего из сопл, Это приводит к снижению быстроты действия насоса, а также увеличению времени выхода насоса на режим, так как увеличивается время прогрева насоса, Цель изобретения — сокращение времени выхода насоса на рабочий режим и повышение быстроты действия насоса, 5

Поставленная цель достигается тем, что в вакуумном пароструйном насосе, содержащем корпус с нагревателем, внутри которого расположен двухслойный паропровод с соплами, как внутреннюю поверхность паропровода и сопл, выполненных из теплоизоляционного материала, нанесено электропроводное покрытие, на которое подается электрическое напряжение. Для экономии электроэнергии электроп ро водное покрытие выполнено переменным по толщине.

При подаче напряжения на паропровод и протекании тока по электропроводному покрытию на внутренней поверхности паропровода и сопл происходит выделение тепла, которое идет на нагрев рабочей жидкости, а после выхода насоса на рабочий режим — на перегрев пара в паропроводе и соплах перед истечением сверхзвуковой струи, что приводит к повышению полного давления и полного импульса паровой. струи, предотвращению преждевременной конденсации пара. Увеличение полного импульса истекающей струи предопределяет рост скорости истекающей струи, а значит, увеличение количества откачанного в единицу времени газа, т,е. быстроты действия насоса. Опорная пластина, служащая также нагревательным элементом, расположена в рабочей жидкости и не имеет теплового контакта с корпусом насоса, т.е, потери в окружающую среду минимальны. Прогрев внутренней поверхности сопл, а значит дополнительный прогрев рабочего пара перед истечением из сопл предотвращает потери полного импульса рабочего пара, так как температура в кипятильнике и на верхней ступени насоса за счет дополнительного подогрева пара вверх по паропроводу одинакова.

Необходимое распределение создаваемого тепла по элементам паропровода достигается за счет изменения толщины наносимого на внутреннюю поверхность паропровода и сопл покрытия из электропроводного материала. Это позволяет поддерживать температуру рабочего пара постоянной, что предотвращает потери полного давления и перегрев пара.

Известен пароструйный насос, в котором на электропроводный паропровод с соплом подается электрическое напряжение для дополнительного подогрева пара. Предлагаемая конструкция отличается тем, что в ней сопло. выполнено двухслойным, где внутренний слой — электропроводный, à HGружный — из теплоизоляции, а также тем, что электропроводный слой в паропроводе име1740800

55 ет переменную толщину по высоте паропровода.

На фиг.1 изображен предлагаемый насос; на фиг.2 — разрез А — А на фиг.1.

Пароструйный вакуумный насос содер- 5 жит корпус 1 с кипятильником 2, размещенным в корпусе, паропровод 3 с соплами 4 и опорной пластиной 6, с шиной 5, охватывающей боковую поверхность опорной пластины, токоподвод 7 и установленный в 10 центре верхнего сопла токоподвод 8, соединенный с низковольтной обмоткой согласующего трансформатора 9. Опорная пластина 6 отделена от нижней части корпуса изоляторами 10. 15

Паропровод с соплами 4 изготовлен из керамики, На внутреннюю поверхность как паропровода, так и сопел нанесен слой переменной толщины из электропроводного резистивного материала 12, например ни- 20 хрома.

Насос работает в следующей последовательности.

При вкл ючен ии в сеть согласующего трансформатора 9 через понижающую об- 25 мотку посредством токоподводов 7 и 8 на паропровод 3 с соплами 4 подается низковольтное напряжение и при этом происходит разогрев нижней части паропровода и опорной пластина 6 за счет тепловой энер- 30 гии, выделяющейся при протекании по ним электрического тока, а также всего паропровода и сопл. От опорной пластины 6 и нижней части паропровода 3 тепло передается к рабочей жидкости в кипятильнике, нагре- 35 вая ее до состояния кипения. Образующиеся при этом пары рабочей жидкости поступают в паропровод 3 с соплами 4, где дополнительно подогреваются, соприкасаясь с внутренней поверхностью паропрово- 40 да и сопл, нагреваемой при протекании по ним электрического тока. и переходят из состояния влажного па а в перегретое, после чего пар истекает из сопл 4 паропровода

3 в виде сверхзвуковых струй, обладающих 45 откачивающим свойством относительно газа, поступающего из вакуумного объема. Установка токоподвода 7 в нижней части паропровода и токоподвода 8 в центре верхнего сопла позволяет кипятить рабочую жидкость и компенсировать тепловые потери паропровода и даже перегревать пар.

Тепловая энергия в данном случае подводится строго по назначению: на нагрев жидкости до рабочей температуры, ее парообразование, на компенсацию тепловых потерь и на перегрев пара. Созданиь тепла происходит непосредственно в металлических элементах паропровода. Минимизация тепловых потерь от паропровода в сторону рабочего объема насоса и от опорной пластины к корпусу насоса позволяет наиболее полно использовать создаваемое тепло для испарения рабочей жидкости и перегрева пара в паропроводе. Уменьшение времени прогрева паропровода, из-за прогрева лишь покрытия небольшой толщины, определенной из теплового расчета, приводит к уменьшению времени выхода насоса на рабочий режим. Дополнительный прогрев пара в соплах на выходе из паропровода увеличивает скорость истечения пара и далее количество откачанного газа, т.е. быстроту действия насоса.

Формула изобретения

1. Пароструйный вакуумный насос, содержащий корпус с кипятильником, внутри которого расположен двухслойный паропровод с соплами, о т л и ч а ю щ и и с.я тем. что, с целью сокращения времени выхода на рабочий режим, повышения быстроты действия насоса посредством дополнительного подогрева паропровода, на внутреннюю поверхность паропровода и сопл, выполненных из теплоизоляционного материала, нанесено электропроводное покрытие, 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что, с целью экономии электроэнергии, электропроводное покрытие выполнено с переменной толщиной.

Составитель Г. Коршунова

Редактор М.Недолуженко Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т,Палий

Заказ 2069 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101