SU1451340A1

SU1451340A1 - Cryosorption pump

Info

Publication number: SU1451340A1
Application number: SU864092919A
Authority: SU
Inventors: Марксэн Петрович Ларин
Original assignee: Организация П/Я М-5273
Priority date: 1986-07-25
Filing date: 1986-07-25
Publication date: 1989-01-15

Abstract

Изобретение относитс к вакуумной технике и позвол ет улучшить от- : качные характеристики и повысить экономичность насоса. В корпусе 1 внутри цилиндрического экрана 5 размещен охлаждаемый радиационный экранThe invention relates to vacuum technology and makes it possible to improve the quality of the pump and improve the efficiency of the pump. In the housing 1 inside the cylindrical screen 5 placed a cooled radiation screen

Description

:1:one

Изобретение относитс к вакуумной технике, а именно-к конструкци м криосорбционных вакуумных насосов.The invention relates to vacuum technology, namely, to designs of cryosorption vacuum pumps.

Цель изобретени - улучшение от, качных характеристик и повьш ение экономичности насоса.The purpose of the invention is to improve the performance and increase the efficiency of the pump.

На чертеже представлен насос, про- разрез.The drawing shows a pump, a slit.

Криосорбционньй насос содержит вертикальньй корпус 1 с днищем 2 и расположенным на крышке 3 входным патрубком 4, размещенный в корпусе Л внутри цилиндрического экрана 5 ох- лаждаемый радиационный экран, выполненный в виде обечайки 6, закрепленной на сосуде 7 дл хладагента, снабжённом сквозным осевым каналом 8с шевронным экраном 9, расположенным в зоне верхнего днища сосуда 7, и установленньй внутри радиадаонного экрана откачивающий элемент, выполненный в виде кольцевого сосуда 10 дл криоагента. Насос дополнительно содержит ДИСКОВЬЙ теплопровод 11, закрепленньй, с тепловым коитактом на днище кольцевого сосуда 10, перфорированные обечайки 12, выполненные из высокотеплопроводного материала иThe cryosorption pump contains a vertical casing 1 with a bottom 2 and an inlet pipe 4 located on the lid 3 placed in the casing L inside the cylindrical screen 5 cooled cooling screen made in the form of a shell 6 fixed on the refrigerant vessel 7 equipped with a through axial channel 8c a chevron screen 9 located in the zone of the upper bottom of the vessel 7, and a pumping element installed inside the radiadon screen, made in the form of an annular vessel 10 for the cryoagent. The pump additionally contains a DISK heat line 11, fixed, with a thermal coactant on the bottom of the ring vessel 10, perforated shells 12, made of highly heat-conducting material and

коаксиально расположенные на дисковом теплопроводе 11 , пористые газопроницаемые экраны 13, установленные с зазорами относительно внутренних и внешних поверхностей кольцевого сосуда , 10 и каждой перфорированной обечайки 12, и адсорбент 14, размещен-, ньй в зазорах. Внутренн перфорированна обечайка 12 снабжена перего- родкой 15, закреплениой на ее верхнем торце, а в дисковом теплопроводе 11 вьшолнены отверсти 16. Сосуд 7 дл хладагента снабжен тонкостенной трубг- кой 17, размещенной с зазором в сквозном осевом канале 8 и закрепленной , верхним торцом на шевронном экране 9, нижним на днище 2 корпуса 1, а обечайка 6 радиационного экраг ; на - адсорбционным карманом 18, рас- положенным на ее внешней поверхности, и крышкой 19 с патрубком 20 и сильфоном 21, соединенным с входным патрубком 4. Циливдрический экран 5 снабжен крышкой 22, закрепленной на крышке 19i Кроме того, внутренние поверхности обечайки 6 радиационного экрана и ее крышки 19, поверхность верхнего днища сосуда 7 дл хладаcoaxially located on the disk heat pipe 11, porous gas-permeable screens 13, installed with gaps relative to the inner and outer surfaces of the annular vessel, 10 and each perforated shell 12, and the adsorbent 14, placed in the gaps. The inner perforated shell 12 is provided with a baffle 15, fastened at its upper end, and the holes in the disk heat pipe 11 are filled 16. The vessel 7 for the refrigerant is provided with a thin-walled pipe 17, placed with a gap in the through axial channel 8 and fixed, with the upper end chevron screen 9, the bottom on the bottom 2 of the housing 1, and the shell 6 of the radiation ecrag; on - an adsorption pocket 18 located on its outer surface and a lid 19 with a nozzle 20 and a bellows 21 connected to the inlet nozzle 4. The cylindrical screen 5 is equipped with a lid 22 fixed to the lid 19i In addition, the inner surfaces of the shell 6 of the radiation screen and its covers 19, the surface of the upper bottom of the vessel 7 for the cool

гента и поверхность дискового теплопровода 11, перегородки 15 и пористых газопроницаемых экранов 13 снаб-г жены двуслойным покрытием, включающим слои алюмини и его окиси.Genta and the surface of the heat pipe 11, the partition 15 and the porous gas-permeable screens 13 are provided with a double-layer coating comprising layers of aluminum and its oxide.

Насос, работает следуклцим образом.The pump works in the following way.

Входным патрубком 4 насос подключаетс к откачиваемому объему, откачиваетс внешним насосом до давлени около 100 Па, после чего в сосуд 7 и кольцевой сосуд 10 заливаетс жидкий азот. Полное охлаждение экранов и откачивающего элемента снижает испар емость жидкого азота из сосудов 7 и 10, и сосуд 10 соедин етс с фор- вакуумным насосом, обеспечивающим откачку паров хладагента и с,ниженйе его температуры до 50 К и ниже. Дл охлаждени сосуда 10 и контактирующих с ним элементов можно использовать и другие криоагенты, имеющие температуру кипени при атмосферном давлении ниже азота.The inlet pipe 4 connects the pump to the volume being pumped out, is pumped out by an external pump to a pressure of about 100 Pa, after which liquid nitrogen is poured into the vessel 7 and the annular vessel 10. The complete cooling of the screens and the evacuating element reduces the evaporation of liquid nitrogen from vessels 7 and 10, and the vessel 10 is connected to a form-vacuum pump, which allows the refrigerant vapor to be pumped out and lower to 50 K and below. Other cryoagents having a boiling point at atmospheric pressure below nitrogen can be used to cool the vessel 10 and the elements in contact with it.

Откачиваемый газ, поступакщйй в полость насоса через входной патрубок 4, поглощаетс адсорбентом 14, эффективность охлаждени которого обеспечиваетс наличием пористых газопроницаемых экранов 13, теплопровода 11 и обечаек 12.The evacuated gas, which enters the pump cavity through the inlet 4, is absorbed by the adsorbent 14, the cooling efficiency of which is ensured by the presence of porous gas-permeable screens 13, the heat pipe 11 and the shells 12.

Наличие крышек 19 и 22 с тепловой разв зкой в виде сильфона 21 в значительной степени защищает отка- чива ющий элемент от теплового излучени со стороны крышки 3 корпуса 1. Перегородка 15 исключает попадание откачиваемого газа сразу из входного патрубка 4 в полость внутренней перфорированной , обечайки 12. Эта пог лость. предназначена дл откачки трудносорбируемых газов, которые, не адсорбиру сь на периферийных сло х адсорбента вследствие наличи в откачиваемом газе легкоадсорбируемых компонентов, достигают этой полости, адсорбент в которой имеет достаточно адсорбционное пространство, и адсорбируютс в ней. Доступ в полость осуществл етс через отверсти 15 вThe presence of covers 19 and 22 with thermal isolation in the form of a bellows 21 substantially protects the evacuating element from thermal radiation from the side of the cover 3 of the housing 1. The partition 15 prevents the evacuated gas from the inlet 4 into the cavity of the perforated inner shell 12 This plea. It is designed for pumping difficultly sorbed gases, which, not adsorbing on the peripheral layers of the adsorbent due to the presence of easily adsorbable components in the pumped gas, reach this cavity, the adsorbent in which has enough adsorption space, and is adsorbed in it. Access to the cavity is through holes 15 in

теплопроводе 11. I ., .heat line 11. I.,.

Трубка 17 выполн ет роль экрана,The tube 17 acts as a screen,

снижающего теплоприток к сосуду 7.и, соответственно, расход хладагента, а адсорбционный карман 18 обеспечивает поддержание вакуума в полости между корпусом 1 и радиационным экра- н(м и минимум теплопритоков к радиа- щ|онному экрану. Этой же цели служитreducing the heat input to the vessel 7. and, accordingly, the coolant flow rate, and the adsorption pocket 18 ensures the maintenance of a vacuum in the cavity between the housing 1 and the radiation screen (m and minimum heat influx to the radiation shield).

5five

о about

5 0 50

5five

00

5five

нанесенное на поверхность обечайки 6, крышки 19, верхнего днища сосуда 7, дискового теплопровода 11, перегоррд- ки 1.5 и экранов 13 двуслойное покрытие в виде плотного монокристаллического сло алюмини толщиной не менее 1 мкм п сло окиси алюмини толщиной 2-20 нм.a two-layer coating in the form of a dense single-crystal aluminum layer not less than 1 micron thick in the alumina layer 2-20 nm thick deposited on the surface of the shell 6, lid 19, the upper bottom of the vessel 7, the disk heat conductor 11, re-corroded 1.5 and screens 13.

Снижение теплопритоков ведет к повышению эконоь«чности насоса и .„ улучшению его откачных характеристик.A decrease in heat leakage leads to an increase in the cost-effectiveness of the pump and an improvement in its pumping characteristics.

Форм у л а изобрете ни Formula inventions

1 k, Криосорбционный насос, содержа-- щий вертикальный корпус с днищем и расположенным на крышке входным патрубком , размещенный в корпусе внутри цилиндрического экрана охлаждаемый радиационный экран, выполненный в виде обечайки, закрепленной на сосуде дл хладагента, снабженном сквозным осевым каналом с шевронным экраном, расположенным в зоне верхнего днища сосуда, и установленный внутри радиационного экрана откачивающий элемент, выполненный в виде кольцевого сосуда дл криоагента, отличающий- с тем, что, с целью улучшени откачных характеристик и по.вышени эконом1тчности, насос дополнительно содержит дисковый теплопровод, закрепленный с тепловым контактом на днище кольцевого сосуда,- перфорированные обечайки, выполненные из высокотеплопроводного материала и коак сиально расположенные на дисковом теплопроводе, пористые газопроницаемые экраны, установленные с зазорами относительно внутренних и внещних поверхностей кольцевого сосуда и каждой перфорированной обечайки, и адсорг бент, размещенный в зазорах.1 k, A cryosorption pump containing a vertical case with a bottom and an inlet pipe located on the lid, placed in the case inside the cylindrical screen a cooled radiation screen made in the form of a shell mounted on a refrigerant vessel equipped with a chevron-through axial channel with a chevron screen located in the zone of the upper bottom of the vessel, and a pumping element installed inside the radiation screen, made in the form of an annular vessel for the cryoagent, characterized in that, in order to improve pumping Characteristics and improvements in economy, the pump additionally contains a disk heat pipe fixed with thermal contact on the bottom of the ring vessel, perforated shells made of highly heat-conducting material and coaxially arranged on a disk heat pipe, porous gas-permeable screens installed with gaps relative to internal and external surfaces annular vessel and each perforated shell, and adsorg bent, located in the gaps.

2.Насос ПОП.1, отличающийс тем, что внутренн перфорированна обечайка снабжена перегородкой , закрепленной на ее верхнем торце, а в дисковом теплопроводе вы- , полнены отверсти .2. The POP.1 pump, characterized in that the inner perforated shell is provided with a partition fixed on its upper end, and in the disk heat conduit you have filled holes.

3.Насос по П.1, отличающийс тем, что сосуд дл хладагента снабжен тонкостенной трубкой, размещенной с зазором в сквозном осевом канал е и закрепленной верхним торцом на шевронном экране, нижним - на днище корпуса, а обечайка радиационного Экрана - адсорбционным карманом, расположенным на ее внешней поверхности.3. Pump according to Claim 1, characterized in that the refrigerant vessel is provided with a thin-walled tube placed with a gap in the through axial channel e and fixed with an upper end on the chevron screen, the lower one at the bottom of the body, and the shell of the radiation Shield - with an adsorption pocket located on its outer surface.

5 . U513406five . U513406

А, Насос по п. 1, о т л. и ч а ю -6, Насос по пп.1;и 4, о т л и:щ и и с тем, Wo обечайка радиа-чающийс .тем, что внутренниеAnd, the pump under item 1, about t l. and h and s-6, Pump according to claims 1; and 4, about t l and: u and with that, Wo the shell is radio-sensitive.

ционного экрана снабжена крышкойповерхности обечайки радиационногоshield is provided with a lid

с патрубком и сильфоном, соединеннымэкрана и ее крьшки, поверхностиwith pipe and bellows, connected to the screen and its clamps, surface

с входньм патрубком.верхнего днища сосуда дл хладагентаwith inlet manifold. Upper bottom refrigerant container

; 5, Насос по ПП.1 и 4, о т л и -и поверхности дискового теплопровода,; 5, Pump according to PP.1 and 4, about tl and -and the surface of the disk heat conductor,

чающийс тем, что цилиндриг.; перегородки и пористьк газопроницаеческий экран снабжен крышкой, siaK-мых экранов снабжены двуслойным по;репленн6й на крышке обечайки радиа- Q. KpuTKeMt включающим слои алюмини иdue to the fact that the cylinder; The partitions and porous gas permeable screen are provided with a lid, the siaK screens are equipped with a two-layer screen; replenished on the cover of the radio body Q. KpuTKeMt including layers of aluminum and

циоиного экрана,его окиси.cyoin screen, its oxides.

Claims

Claim

1. A cryosorption pump comprising a vertical casing with a bottom and an inlet nozzle located on the lid, a cooled radiation screen placed inside the casing inside a cylindrical screen, made in the form of a shell mounted on a refrigerant vessel equipped with a through axial channel with a chevron screen located in the zone the upper bottom of the vessel, and a pumping element installed inside the radiation screen, made in the form of an annular vessel for a cryoagent, characterized in that, in order to improve the pumping characteristics In order to improve efficiency, the pump additionally contains a disk heat conduit fixed with thermal contact on the bottom of the annular vessel, perforated shells made of highly heat-conducting material and coaxially located on the disk heat conduit, porous gas-permeable screens installed with gaps relative to the inner and outer surfaces of the annular vessel and each perforated shell, and adsorg. bent placed in the gaps.

2. The pump according to claim 1, characterized in that the inner perforated shell is provided with a partition mounted on its upper end, and in the disk heat conductor, you-. holes are filled.

3. The pump according to π, 1, characterized in that the refrigerant vessel is equipped with a thin-walled tube placed with a gap in the through axial channel and fixed with the upper end on the chevron screen, lower on the bottom of the housing, and the shell of the radiation screen with an adsorption pocket, located on its outer surface.

5 1451340 6

4, Pump pr. 1, with the fact that the shell of the radiation screen is provided with a cover with a nozzle and a bellows connected to the inlet nozzle.

5. The pump according to claims 1 and 4, characterized in that the cylinder =. The screen is equipped with a cover fixed to the cover of the shell of the radiation screen.

6. The pump according to claims 1 and 4, with respect to: that the inner surfaces of the shell of the radiation shield and its cover, the surface of the upper bottom of the vessel for the refrigerant and the surface of the disk heat pipe, the baffle and the porous gas-permeable screens are provided with a two-layer coating, including layers of aluminum and its oxide.