Криогенный конденсационный насос

 

КРИОГЕННЫЙ КОНДЕНСАЦИОННЫЙ НАСОС по авт. св. № 511430, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости откачки, откачивающий элемент установлен с возможностью осевого трехпозиционного перемещения относительно кольцевой диафрагмы. сл со ;о 00 00 а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5D F 04 В 37 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

Я т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 511430 (21) 3591583/25-06 (22) 20.05.83 (4&) 15.02.85. Бюл. № 6 (72) И. Д. Абушенков, В. К. Чернецкий и В. Я. Ильичев (71) Физико-технический институт низких температур АН УССР (53) 621.528.1 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 511430, кл. F 04 В 37/08. 1974.,.SU„„1139886 А (54) (57) КРИОГЕННЫЙ КОНДЕНСАЦИОННЫЙ НАСОС по авт. св. № 511430, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости откачки, откачивающий элемент установлен с возможностью осевого трехпозиционного перемещения относительно кольцевой диафрагмы.

1139886

Изобретение относится к вакуумной технике.

По основному авт. св. № 511430 известен криогенный конденсационный насос, содержащий корпус с размещенным в нем внутри охлаждаемого экрана откачивающим элементом, выполненным в виде сосуда, заполненного жидким газом, в зоне днища которого с минимальным зазором установлена кольцевая диафрагма, имеющая тепловой контакт с экраном. Внутри сосуда, заполненного жидким газом, установлен адсорбционный насос, входной патрубок которого герметично прикреплен к днищу сосуда, и площадь его проходного сечения составляет 0,1-0,01 от площади отверстия диафрагмы (1) . .Недостатком криогенного конденсационного насоса являГтся значительнОе время достижения предельного вакуума вследствие длительного процесса переконденсации газа через узкую кольцевую щель между диафрагмой и днищем сосуда. Кроме того, этот насос имеет большие потери времени на предварительное захолаживание жидким азотом сосуда и встроенного в него адсорбционного насоса перед заливкой в него жидкого гелия, поскольку такое захолаживание осуществляется только за счет сравнительно неэффективного теплообмена излучением между сосудом и охлажденным азотным экраном. Если начать заливать жидкий гелий, не дожидаясь окончания предварительного захолаживания сосуда, то это приводит к повышенному расходу жидкого гелия. Все это снижает эксплуатационные возможности насоса и область его применения.

Целью изобретения является повышение скорости откачки.

Указанная цель достигается тем, что в криогенном конденсационном насосе, содержащем корпус с размещенным в нем внутри охлаждаемого экрана откачивающим элементом, выполненным в виде сосуда, заполненного жидким газом, в зоне днища которого с минимальным зазором установлена кольцевая диафрагма, имеющая тепловой контакт с экраном, при этом внутри сосуда установлен адсорбционный насос, входной патрубок которого герметично прикреплен к днищу сосуда, и площадь его проходного сечения составляет 0,1-0,01 от площади отверстия диафрагмы, откачивающий элемент установлен с возможностью осевого трехпозиционного перемещения относительно кольцевой диафрагмы.

На чертеже схематически изображен насос, продольный разрез.

Насос содержит корпус 1, в котором имееется охлаждаемый экран 2. Внутри экрана

2 размещен откачивающий элемент, выпол ненный в виде сосуда 3, заполняемого жид5

55 ким газом. В зоне днища 4 сосуда 3 с ми нимальным зазором а установлена кольцевая диафрагма 5, имеющая тепловой контакт с экраном 2. Внутри сосуда 3 установлен адсорбционный насос 6, входной патрубок 7 которого герметично прикреплен к днищу 4 сосуда, и площадь его проходного сечения составляет 0,1-0,01 от площади отверстия. Откачивающий элемент. установлен с возможностью осевого трехпозиционного перемещения относительно кольцевой диафрагмы 5.

Насос- работает следующим образом.

Объем насоса откачивают вспомогательным насосом до давления 1 ° 10 тор.

Затем сосуд 3 перемещают в крайнее нижнее положение.

В этом положении днище 4 сосуда 3 по отношению к кромке отверстия диафрагмы

5 устанавливается с небольшим зазором, равным, например, 0,2 — 0,5 мм.

При этом допускается касание в отдельных точках между дном 4 и диафрагмой 5.

Далее в полость экрана 2 заливается жидкий азот, которым охлаждаются экраны 2, кольцевая диафрагма 5 и сосуд 3 со встроенным в него адсорбционным насосом 6.

Благодаря тому, что сосуд 3 имеет тепловой контакт с охлажденным экраном 2, он достаточно быстро охлаждается до температуры, близкой к температуре жидкого азота.

По окончании захолаживания сосуда

3 его устанавливают в среднее (рабочее) положение. В этом положении между днищем 4 сосуда и кольцевой диафрагмой 5 имеется необходимый рабочий зазор, который гарантирует отсутствие касания между диафрагмой и днищем 4. Затем в сосуд

3 заливается жидкий гелий, и происходит охлаждение поверхности сосуда 3 и адсорбционного насоса 6.

Большая часть откачиваемого газа кон- ° денсируется на наиболее холодном днище

4 сосуда 3, а трудноконденсируемые газы поглощаются адсорбентом насоса 6.

В первоначальный период откачки, когда в откачиваемом объеме имеется повышенное давление газа, часть газа проникает через зазор а между диафрагмой 5 и днищем 4 к участкам сосуда, у которых более высокая температура, чем самая низкая температура его днища, и конденсируется на этих участках.

По мере понижения давления происходит перекачка газа, первоначально сконденсировавшегося на относительно теплых поверхностях, на наиболее холодную поверхность сосуда 3.

Чтобы кольцевой зазор Между днищем

4 и диафрагмой 5 не оказьгвал сопротивление такому процессу переконденсации, со- суд 3 при достижении низкого давления в

1139886

3 реципиенте (равного, например, 1 ° 10 тор) поднимается в крайнее верхнее положение.

В этом положении между днищем 4 и диафрагмой 5 образуется достаточный по величине зазор, который не оказывает большаго сопротивления процессу переконденсации газа, ранее сконденси рова вшегося на более теплых поверхностях, в результате чего сокращается время получения предельного вакуума.

Составитель О. Тишина

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор Л Пилипенко

Заказ 32/26 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4