Адсорбционный насос

 

Изобретение относится к вакуумной технике и позволяет улучшить откачные характеристики насоса. В корпусе 1 расположена криопанель (К) 2, на поверхности которой размещен адсорбент (А) 3. К 2 снабжена дополнительным А, закрепленным на ее поверхности, причем А 3 и дополнительный А 4 имеют разные теплопроводности, что позволяет одному из А включаться в работу позже другого, В результате исключается блокировка пор менее теплопроводного А первоначально адсорбируемыми газами на высокотеплопроводном А. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л F 04 В 37/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4775536/29 (22) 29.12,89 (46) 15,05.92.Бюл. ¹ 18 (71) Красноярский институт космической техники (72) И,И.Хоменко, В.Г.Вдовенко, О,Л.Шелковский, Л.В.Нестерова и И.Я.Шестаков (53) 621.528.3 (088.8) (56) Пипко А.И. и др. Конструирование и расчет вакуумных систем, М.: Энергия, 1979.

Волчкевич А.И, Высоковакуумные адсорбцион н ые насосы, M.: Машиностроение, 1973.

Уэбстон Дж, Техника сверхвысокого вакуума, М.: Мир, 1988.

Изобретение относится к вакуумной технике, в частности к конструкции адсорбционных насосов.

Известны адсорбционные насосы, принцип работы которых основан на физической адсорбции газов пористыми адсорбентами, например, цеолитами, активированным углем и т.д. Основными элементами таких насосов являются криоадсорбционная панель и система тепломассозащиты. Эффективность работы насоса (быстродействие, предельный вакуум), расход криоагента и др,) зависят от рода адсорбента, температуры, условий охлаждения и откачки газов.

К недостаткам адсорбционных насосов относятся неполное использование поглотительных свойств адсорбента из-за неравномерного температурного режима слоя

„„Я „„1733687 А1

Грибов А.С. и др. Насосы криосорбционные гелиевые — Электронная промышленность, 1973, вып. 9 (23), с, 97 (прототип). (54) АДСОРБЦИОННЫЙ НАСОС (57) Изобретение относится к вакуумной технике и позволяет улучшить откачные характеристики насоса. B корпусе 1 расположена криопанель (К) 2, на поверхности которой размещен адсорбент (А) 3. К 2 снабжена дополнительным А, закрепленным на ее поверхности, причем А 3 и дополнительный А 4 имеют разные теплопроводности, что позволяет одному из А включаться в работу позже другого. В результате исключается блокировка пор менее теплопроводного А первоначально адсорбируемыми газами на высокотеплопроводном А. 2 ил. адсорбента, а также явление блокировки входов в адсорбционные полости газом с более высокой температурой кипения, например, водородом при откачке гелия, азотом при откачке водорода.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является насос, имеющий в качестве криоадсорбционной панели комбинацию непосредственно панели, охлаждаемой жидким гелием, и сорбирующих экранов, охлаждаемых газообразным гелием и жидким азотом, что обеспечивает дифференциальную откачку компонентов газового потока на различных температурных уровнях. Адсорбентом на панели и экранах является оксид алюминия

АЬОз, Предельное давление, достигаемое насосом, 10 Па, при давлении запуска 10

Па, охлаждение основной криоадсорбционной панели жидким гелием, 1733 б87

50

К недостаткам указанного насоса относится то, что адсорбент панели и экранов достигает криогенных температур, близких к температуре кипения азота, практически одновременно, что приводит к интенсивному поглощению азота, т.е. закрытию (блокировке) более глубоких слоев адсорбента.

При этом охлаждение периферийных слоев адсороента, несмотря на его малую глубину (120—

150 мкм), идет менее интенсивно.

Цель изобретения — улучшение откачных характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в адсорбционном насосе, содержащем корпус с криопанелью, снабженной адсорбентом, на поверхности криопанели закреплен дополнительный адсорбент, причем значения теплопроводности адсорбентов различные.

На фиг. 1 представлен адсорбционный насос; на фиг. 2 — узел I на фиг. 1.

Насос состоит из корпуса 1„ внутри которого находится криососуд 2. На наружной поверхности последнего по известной технологии нанесен слой оксида алюминия (AI203) 3, являющийся адсорбентом, Наружная поверхность криососуда, покрытая слоем оксида алюминия, является криоадсорбционной панелью.

Для увеличения геометрической площади ее делают с ребрами, выполненными в виде многозаходной винтовой поверхности, Многозаходность винтовой поверхности улучшает доступ откачиваемого газа к адсорбенту, уменьшая аэродинамическое сопротивление. В пазах винтовой поверхности расположен адсорбент — углеродное волокно 4.

С целью уменьшения термического сопротивления между криососудом и углеродным волокном поверхность по внутреннему диаметру винтовой поверхности не покрыта оксидом алюминия, Штуцеры 5 и 6 служат для соединения насоса с откачиваемым объемом и для регенерации, Принцип работы насоса заключается в следующем.

5 В криососуд2 заливается криоагент. Коэффициент теплопроводности углеродного волокна больше, чем оксида алюминия. Поэтому углеродное волокно достигает криогенных температур значительно быстрее

10 оксида алюминия. В связи с этим основную часть газа откачивает адсорбент — углеродное волокно. Слой адсорбента — оксида алюминия в это время находится при температуре значительно выше температу15 ры углеродного волокна. Поэтому поглощающая способность его низкая. Достигнув криогенных температур, адсорбент — оксид алюминия поглощает остаточные газы, для которых поры углеродного волокна уже бло20 кированы газами с более высокой температурой конденсации. Тем самым устраняются последствия явления блокировки, которое присутствует в других конструкциях насосов.

25 Углеродное волокно, обладая хорошей теплопроводностью, дополнительно улучшает условия охлаждения адсорбента — оксида алюминия. Все это приводит к более полному использованию адсорбционных

30 свойств адсорбента, понижает предельное давление насоса, увеличивает скорость откачки, Формула изобретения

35 Адсорбционный насос, содержащий корпус и расположенную в нем криопанель, на поверхности которой размещен адсорбент, отличающийся тем, что, с целью улучшения откачных характеристик, крио40 панель снабжена дополнительным адсорбентом, закрепленным на ее поверхности, причем адсорбенты имеют разные теплопроводности.

1733687

Составитель И.Хоменко

Редактор И.Касарда Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Д.Сычева

Заказ 1650 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