Вакуумный поршневой насосf^.^af^tm l втвсесоюзна?. \1патенш- т[11^^^

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ оома Советокит

Сеииалиотичеокик

Рооптблик

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 27Ь, 3

27d, 6,02

Заявлено 10.1.1969 {¹ 1295992!24-6) с присоединением заявки №

МПК F 04b

F 04b

УДК 621.522.1:621.642 (088.8) Приоритет

Опубликовано 15Х1,1970. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания 28.ХП.1970

«омитет оо делам изобретений и открытий при Совете Миниотроо ссср

Авторы изобретения

В. М. Бродянский, M. Ю. Боярский и Ю. В. Синявский

Московский ордена Ленина энергетический институт

Заявитель рсесс ю .

piV11EHT86-Т., ГИ.-: "

1 .й ЬЛ i"

ВАКУУМНЫЙ ПОРШНЕВОЙ НАСОС

Известны вакуумные поршневые насосы, содержащие цилиндр с всасывающим и нагнетательным клапанами.

Цель изобретения — обеспечение вакуумпp0IBBHHH сосудов, заполненных криогенными жидкостями, например жидким азотом.

Это достигается тем, что цилиндр выполнен герметично закрытым с обоих торцов .и снабжен регенератором, подключенным к;полостям цилиндра, расположенным IIIO обе стороны поршня.

Для уменьшения вредного пространства и гидравлического сопротивления регенератор размещен внутри поршня, и торцовые стенки последнего выполнены перфорированными.

На чертеже схематично показан п редлагаемый насос.

Он содержит цилиндр 1, поршень 2, регенерато р 8, автоматические всасывающий 4 и нагнетательный 5 клапаны, меха низм 6 для привода поршня. С .помощью насоса вакуумируется ириостат 7.

Внутренний объвм цилиндра 1 разделен поршнем 2 на две полости А и Б. В холодной полости А вследствие прохода через нее .паров криогенной жидкости поддерживается низкая температура. Снаружи полость покрыта низ котемпературной теплоизоляцией 8.

Теплая полость Б находится при температуре окружающей среды. Обе:полости гидравлически соединены через регенератор 8, который размещается в поршне, как,показано на чертеже, или вне его. Если регенератор расположен в поршне, то торцевые стенки последнего

5 выполняются перфорированными. Механизм б привода обеспечивает возвратно-поступательное движение поршня 2 и может быть выполнен, например, в виде электромагнитного или кривошипно-шатунного механизма.

10 Рабочие процессы в насосе при установившемся режиме можно представлять в виде четырех фаз.

П е р в а я ф а з а. В начале фазы поршень

2 находится в крайнем правом положении.

15 Полость А цилиндра заполнена парами криогенной жидкости при давлении в криостате 7.

При движении поршня 2 влево пар из полости

А переталкивается через регенератор 8 в полость Б. Насадка при этом охлаждается, а

20 пар нагревается до температуры окружающей среды. В результате нагрева давление пара растет и к концу фазы оно равно атмосферному.

Втор ая фаза. При давлении пара, рав2S ному атмосферному, открывается нагнетательный клапан 5. Поршень продолжает двигаться влево и идет дальнейший переток Inapa из полости А в полость Б. При расширении пара в результате нагрева его в регенераторе 3 и поВо лости Б часть пара выталкивается из маши ны через напнетательный клапан 5. Фаза заканчи вается,,когда поршень приходит в левое крайнее положение.

Третья фаза. Клапаны 4 и 5 закрыты.

При движении поршня вправо пар из полостц

Б перетекает в полость А. Проходя через генератор 3, пар охлаждается, и давление в цилиндре снижается. К концу фазы оно равно давлению в криостате.

Четв е:р тая фаза. Оставшийся в полости Б irrap переталкивается в полость А. При проходе через генератор 3 он охлаждается, удельный объем его уменьшается, аследспвие чего идет подсасывание пара из криостата 7 через открывшийся клапан 4. Всасывание заканчивается, когда весь пар из полости Б перейдет в полость А.

Далее фазы повторяются.

Таким образом, процесс ва кууми рования сосуда с криогенной жидкостью с помощью предлагаемого насоса осуществляется в. yg= зультате использования тепла окружающей среды. Электрическая (механическая) мощность, затрачиваемая на привод вытеснителя, расходуется лишь на преодоление трения движущихся частей и |сопротивление регенератора. Сила же трения поршня о цилиндр:незначительна, поскольку в насосе нет плотных поршневых колец, 1ак как давление м, обеих полостях в любой момент в ремени практически одинаковое. Сопротивление регенератора та кже невелико, поскольку жар, проходящий через нее, имеет малую плотность.

273362 ф

Термодьнамичесыий анализ процессов в вакуум насосе аоказцеает, что предложенная кайструащия может поддерживать в криостате давление iB c раз меньшее чем атмосферное.

Це@цчинц $ в пределе раBHa отношению температур окружающей среды и криогенной жидкости. Так, для жидкого азота g = 3,8, а для водорода т = 14,5. Более глубокий вакуум можно получить путем установки последоваЮ тедьдо неокольких ступеней, описанных выше.

Предложенную конструкцию можно также использовать дщ сдатия газа в установках газификации криогенных жидкостей как caiMoотоятелыыо так и в Сочетании с механическим

15 на сосом-тазификаторам. предмет изобретения

1. Вакуумный поршневой .насос, содержащий

20 цилиндр с всасывающим и нагнетательным клапанами, оу р чщощиыя тем, что, с целью обеспечения вакуумирования сосудов, заполненлых щриогенными жидкостями, например жидким мотом,,цилиндр вьпполнен герметич25 но закпыты м с обоих торцов и снабжен регенераTopoM, под1ключенным ас полостям цилиндра, расположенным irro обе стороны поршня, 2, Насос по п,. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения гидравлического сопротивления, .регенератор размещен внупри поршня, и торцовые стенки последнего выполнены перфорированными.

273362

Составитель Т. Рабчук

Редактор П. А. Вербова Техред Л. В. Куклина Корректор Т. А. Уманец аказ 3736)3 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2