Охлаждаемая ловушка

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРО ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сониалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

1Ч. Кл. Г 04@ 6i00

Заявлено 09.1.1969 (№ 1296385/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14.111.1972. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 6Х.1972

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УД К 621.528: 621.59 (088.8) Авторы изобретения В. П. Горин, К. П. Шумский, В. В. Леонов, А. Е. Иванов, В. С. Захаров, - — - "-" : --

Б. П. Сивушков, В. И. Куприянов, A. Х. Родионов, В. С. Баррнов и А. Я. Штрахман

Заявитель

ОХЛАЖДАЕМАЯ ЛОВУШКА

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, содержащие 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 паровыделением, 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 ловушк:1 выполнены в виде верхнего, нижнего и кольцевого вертикального оптичссКН непроницаемых экранов. Послед1шй состоит из равномерно расположенных по окружности вертикальных трубок с продольными

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

15 которых р BcIIoëoæÐíhI Верхнпи и нижниЙ экраны, имеющие большее, чем у верт;1кальиого экрана, гидравлическое сопротивле 111 е. По ос» 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.

Охлаждаемая ловушка состоит пз корпуса

1 с крышкой 2, пэ pbITblx слоем 3 теплоизоляции, патрубка 4 для входа пара-га-овой смс33225,3

3 си от откачиваемой емкости и патрубка 6 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 также оптически непроницаемого экрана 10, выполненного из равномерно расположенных по окружности трубок 11 с продольными ребрами 12, образующими проходные каналы 18 с увеличивающимися к периферии площадями сечений; распределительного патрубка 14, з акры гого с нижнего торца и имеющего в боковых стенках отверстия 15; цепей подвеса 16, упругих элементов 17, труб 18 и 19 для подвода жидкого и отвода газообразного хладагента и сливного крана 20.

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

В первои фазе вакуумирования, т. е. в то время когда и откачиваемая емкость и ловушка предварительно вакуумиру ются откачным ваку умным 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 ° 10 — лмрт. ст. через трубу 18 подается жидкий хладагент, и к ловушке подсоединяется емкость с устройством, выделяющим большое кочество водяного пара.

Паро-газовая смесь с помощью распределительного патрубка 14 направляется на кольцевой вертикальный экран 10. Коллекторы 6, 7 и экраны 8, 9 и 10 выполнены из металла с большой теплопроводностью. Коснувшись эккрана, имеющего кр иогенную температуру, молекулы водяного пара конденснруются в твердое состояние (десублируются) . Освобожденный от пара газ отводится по кольцевому каналу и патрубку 6 к откачному вакуумному насосу. Незначительная часть молекул водяного пара, не захваченная кольцевым вертикальным экраном 10, десублимируется на нижнем 8 и верхнем 9 экранах. Однако преимущественная направленность потока наро-газовой смеси к кольцевому вертикальному экрану, выполнение проходных сечений каналов последнего с увеличением к периферии (в направлении 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.

При конденсации водяного пара в твердое

Состояние последний захватывает и «замуро5

Зо

45 вывает» газы, не конденсирующиеся при температуре жидкого азота (криозахват). Следовательно, скорость откачки зависит от скорости откачки вакуумного насоса и криозахвата. Возможен вариант, когда вакуумный откачной насос можно отключить (при достаточно большом отношении расхода паров воды к расходу неконденсирующ ихся газов и натекания в систему). Ловушка работает до тех пор, пока образующийся лед не закупорит проходные каналы 1l8 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.

Наличие 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 поверхности крепятся с помощью цепей подвеса 16, точечный или линейный контакт между звеньями обуславливает большое термическое сопротивление, а трубы 18 л 19 для подвода и отвода хладагента устанавливаются на корпусе через тонкостенные упругие элементы 17, обладающие также большим термическим сопротивлением и служащ ие одновременно для компенсации линейных перемещений.

По окончании работы охлаждаемая ловушка прогревается, просушивается, например, греющим 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 насосоа, 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 жидким хладагентом, например азотом, отличаюи аяся 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 замкну.тую негерметичную камеру, внутри которой соосно с кольцевым экраном устачовлен пропущенный через верхний экран распределительный патрубок с заглушенным нижним тор332253 имеют увеличивающиеся к периферии площади сечений, а верхний и нижний экраны выполнены с большим, чем у вертикального экрана, гидравлическим сопротивлением.

@иг Я

Составитель И. Ратенберг

Тех ред Е. Борисова

Корректор Л. Орлова

Редактор T. Орловская

Заказ 1155/10 Изд. № 500 Тираж 448 Подписное

11НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 415

Типография, пр. Сапунова, 2 цом и с отверстиями в боковой стенке, имеющими увеличивающийся вчиз по потоку парогазовой смеси диаметр, при этом проходные каналы между жалюзи вертикального экрана

А л ууг

VCVC