Вакуумный крионасос

 

Г.А. Гороховский, Ю. II. Гунько, А. Г. Краморов. и А.К. Бреусов (72) Авторы изобретения

Омский. политехнический институт (7!) Заявитель (54) ВАКууИНЫй KPHOHACOC

Изобретение относится к криогенному машиностроению и предназначено для вымораживания паров воды, углекислоты и газов в замкнутом объеме.

Известны вакуумные крионасосы, содержащие теплозащитный экран и криопанель, охлаждаемые криогенератором с полостями сжатия и расширения, соединенными между собой посредством теплообменников и регенераторов (1 ).

Однако известные устройства недостаточно высоко эффективны из-за несовершенства схемы включения криогенератора.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вакуумный крионасос, содержащий холодильно-газовую машину с теплообменниками нагрузки и поршневыми компрессором и расширителем, полости которых соединены посредством холодильника и регенераторов, а также криопанель с жалюзийными экраном, за2 крепленные на теплообменниках нагрузки машины (2).

Этот крионасос также недостаточно высокоэффективен из-за несовершенства схемы включения холодильногазовой машины, в результате чего ограничивается уровень достигаемого вакуума.

Целью изобретения является получение более глубокого вакуума.

Поставленная цель достигается тем, что полости компрессора и расширителя машины имеют дополнительную линию связи с включенной в нее емкостью, выполненную в виде змеевика, размещенного на криопанели, в жалюзи экрана и на наружной поверхности расширителя.

На чертеже изображен схематично го данный крионасос, разрез.

Крионасос содержит холодильно-газовую машину 1 с теплообменниками 2 и 3 нагрузки и поршневыми компрессором 4 и расширителем 5, полости 6

973920 и 7 которых соединены посредством холодильника 8 и регенераторов 9 и 10, а также криопанель 11 с жалюзийным экраном 12, закрепленные на теплообменниках 2 и 3 нагрузки машины 1.

Полости 6 и 7 компрессора и расширителя машины 1 имеют допслнительную линию 13 связи с включенной в нее емкостью 14, выполненную в виде змеевика 15, размещенного на криопанели

11, в жалюзи экрана 12 и на зружной поверхности расширителя 5.

Линия 13 связи подключена к полости 7 расширителя через обратный клапан 16, а полость 6 компрессора через другой обратный клапан 17. На входе в емкость 14 установлен регулирующий вентиль 18. Крионасос патрубком 19 подсоединяется к откачиваемому объему.

2Î

Крионасос работает следующим образом.

При движении поршней машины вверх криоагент в полостях 6 и 7 (холодильнике 8), регенераторах 9 и 10 и теплообменниках нагрузки 2 и 3 сжимается, и через обратный клапан 16 часть его перепускается в линию 13,, нагревается и поступает в дополнительную емкость 14. Холодный криоагент, выходя из полости 7, отводит тепло от криопанели 11, обеспечивая лучшую конденсацию примесей на панели, в особенности на ее периферийной части и понижает температуру жа1

35 люзийного экрана 12. Это происходит за счет контакта линии 13 с жалюзи и дополнительного змеевикового экрана, Таким образом, существенно уменьшается количество теплопритоков

40 к теплообменникам нагрузки первой и второй ступеней ° Затем поршень компрессора 4 продолжает двигаться вверх, а поршень расширителя 5 движется вниз, переталкивая газ охлажденный в хо9

45 лодильнике 8 и в регенраторах 9 и 10, в полости 7 расширителя, что необходимо для производства холода. После этого поршни движутся вниз, расширяя и охлаждая газ в полостях 6 и

5Î и теплообменных аппаратах и отводя тепло от экрана 12 и криопанели 11, вымораживая примеси от откачиваемого объема. Нагретый до температуры окру>нающей среды криоагент из емкос-ти 14 и линии 13 через обратный кла55 пан 17 перепускается в полость 6 компрессора 4 при закрытом обратном клапане 16. Поршень компрессора процолжает перемещаться вниз, а по шень расширителя 5 идет вверх, выталкивая криоагент из полостей 7 расширителя в теплообменные аппараты и полости 6 компрессора. Далее процессы повторяются.

Холодопроизводительность машины, реализуемая непосредственно через теплообменник нагрузки обеих ступеней из-за введения дополнительной линии, не снижается. Это объясняется тем, что перепуск небольшой части криоагента из полости расширителя в полость компрессора по линии, минуя регенераторы, улучшает условия работы теплообменных аппаратов, в особенности регенераторов, неидеальность работы которых создает наибольшую из необратимых потерь в цикле машины. В то же время введение линии с криоагентом, охлаждающим криопанель и экран, позволяет существенно снизить теплопритоки к теплообменникам нагрузки. Кроме того, на поверхности трубопровода этой лини также вымерзает часть газов и паров, что увеличивает полезную холодопроизводительность машины, улучшает уc ловия работы криопанели. В результате сокращается время откачки и обеспечивается достижение более глубокого вакуума. Увеличение поверхности теплообмена с откачиваемой средой такие сокращает время откачки и увеличивает продолжительность работы вакуумнасоса без отогрева. Перечисленные достоинства повышают эффектив,ность работы крионасоса, так как количество энергии, потребляемое машиной при организации перепуска, практически не изменяется. формула изобретения

Вакуумный крионасос, содержащий холодильно-газовую машину с теплооб"менниками нагрузки и поршневыми комп-= рессором и расширителем, полости ко.торых соединены посредством холодильника и регенераторов, а также криопанель с жалюзийным экраном, закрепленные на теплообменниках нагрузки машины, отличающийся тем, что, с целью получения более глубокого вакуума, полости компрессора и расширителя машины имеют дополните>1ьную линию связи с включенной в нее емкостью, выполненную в виде

973920

t2 m цД

Составител6- 3. Килимник

Редактор Л. Повхан Техред Ж.Кастелевич Корректор Р

М. Ыа оши

Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )(-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 8652/44

Фипиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 змеевика, размещенного на криопанели, в жалюзи экрана и на наружной поверхности расширителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе S

Nighida К. и др. Some Characheristics of Gryopamp J. Vac. Sci and

Techno1, 1966, ч. 3, 1»" 5.

2. Минайчев В.Е. Вакуумные крионасосы. M., "Энергия", 1976.