RU1831584C - Adsorb pump - Google Patents

Abstract

Использование: дл  создани  и поддержани  требуемого вакуума в рабочем обье- ме. Сущность изобретени : насос содержит герметичный корпус 1 с крышкой, сосуд Дьюара с кольцевой камерой 2, котора  разделена перегородкой дл  размещени  в ней сорбента 3, герметичную полость 4 дл  хладагента и вакуумную полость 5 дл  снижени  теплообмена с окружающей средой. Трубы 6 из металла с высокой теплопроводностью закреплены на днище камеры 2 и снабжены отверсти ми. Сорбент 3 размещен на горизонтальных дисках 7, Диски 7 дистанцируютс  втулками 8. Труба 10 образует внутреннюю стенку камеры 2. выполнена негерметичной и содержит сьемный нагреватель 11. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. (ЛUse: to create and maintain the required vacuum in the working volume. SUMMARY OF THE INVENTION: the pump comprises a sealed housing 1 with a lid, a Dewar vessel with an annular chamber 2, which is separated by a partition to accommodate sorbent 3, an airtight cavity 4 for refrigerant and a vacuum cavity 5 to reduce heat exchange with the environment. Pipes 6 of metal with high thermal conductivity are fixed on the bottom of the chamber 2 and provided with holes. The sorbent 3 is placed on the horizontal disks 7, the disks 7 are spaced by the bushings 8. The pipe 10 forms the inner wall of the chamber 2. is leaky and contains a removable heater 11. 1 sfp, 2 silt. (L

Description

Изобретение относитс  к вакуумной технике, а более конкретно к устройствам дл  создани  и поддержани  требуемого вакуума в рабочих объемах.The invention relates to vacuum technology, and more particularly to devices for creating and maintaining the required vacuum in working volumes.

Целью изобретени   вл етс  устранение указанных недостатков.The aim of the invention is to remedy these drawbacks.

На фиг.1 дан продольный разрез насоса; на фиг.2 - сечение А-А на фиг. 1.Figure 1 shows a longitudinal section of a pump; figure 2 - cross section aa in fig. 1.

Адсорбционный насос состоит из герметичного корпуса 1,внутри которого располо- . жен сосуд Дьюара, имеющий кольцевую камеру 2, разделенную перегородками, дл  размещени  в ней сорбента 3, герметичную полость 4 дл  залива хладагента и вакуумную полость 5 дл  снижени  теплообмена с окружающей средой. На днище кольцевой камеры 2 установлены вертикальные тепло- передающие трубы 6 из металла с высокойThe adsorption pump consists of a sealed housing 1, inside which is located. a Dewar vessel is provided having an annular chamber 2 separated by baffles for receiving sorbent 3 therein, an airtight cavity 4 for filling refrigerant and a vacuum cavity 5 to reduce heat exchange with the environment. On the bottom of the annular chamber 2 installed vertical heat transfer pipes 6 of metal with high

теплопроводностью (например, из меди или алюмини ). В трубах 6 выполнен по высоте р д отверстий дл  обеспечени  доступа откачиваемого газа к сорбенту 3. Сорбент размещен на перегородках, представл ющих собой съемные, горизонтально расположенные диски 7. Толщины сло  сорбента выбираетс  из услови  обеспечени  его взаимодействи  с откачиваемым газом на всю глубину засыпки. Диски дистанциони- руютс  по высоте с помощью втулок 8, установленных на теплопередающих трубах 6. Диски имеют отверсти , расположенные по концентричным окружност м одного или нескольких радиусов, а в отверсти х установлены вертикальные трубы 6. В качестве примера на фиг.2 показаны восемь таких труб, расположенных на окружности одногоthermal conductivity (for example, from copper or aluminum). A number of holes are made in the pipes 6 along the height in order to provide access for the pumped gas to the sorbent 3. The sorbent is placed on the partitions, which are removable, horizontally located disks 7. The thickness of the sorbent layer is selected from the condition that it interacts with the pumped gas to the entire depth of the backfill. The disks are spaced apart in height using bushings 8 mounted on heat transfer pipes 6. The disks have holes located on concentric circles of one or more radii, and vertical pipes 6 are installed in the holes. As an example, eight such pipes located on the circumference of one

0000

ы елyou ate

0000

44

СА)CA)

радиуса. Сверху корпус закрыт крышкой €, имеющей в центре отверстие, в которое входит труба 10, образующа  внутреннюю стенку кольцевой камеры 2. Во внутренней негерметичной полости трубы 10 размещен съемный нагреватель 11. На крышке 9 расположены вентиль 12.radius. On top, the casing is closed by a lid €, having in the center a hole in which the pipe 10 enters, forming the inner wall of the annular chamber 2. A removable heater 11 is placed in the inner leaky cavity of the pipe 10. Valve 12 is located on the lid 9.

Герметизаци  полости кольцевой камеры с сорбентом 3 осуществл етс  уплотнени ми 13 и 14..The sealing of the cavity of the annular chamber with the sorbent 3 is carried out by seals 13 and 14.

Адсорбционный насос работает следующим образом. Кольцевую камеру 2 с размещенным в ней сорбентом вакуумируют через вентили 12, после чего вентиль закрывают и насос через патрубок вентил  присоедин ют к рабочему объему, подлежащему вакуумированию. Первоначально откачку рабочего объема осуществл ют механическими насосами (форвакуумнымм и турбо- молекул рными) с доведением в нем вакуума до рабочего. Затем непосредственно перед испытани ми (например, оптических систем) механические вакуумные насосы отключают, чтобы избежать вли ни  шума и вибраций на результаты испытаний. После этого вентиль 12 открывают и в дальнейшем в ходе испытании рабочий вакуум поддерживают адсорбционным насосом. При этом выдел ющиес  в ходе испытаний газы (N2, Оа и другие) через вентиль 12 проход т внутрь труб 6, через отверсти  в них проникают в полость 2 и поглощаютс  там сорбентом 3. Охлаждение насоса осуществл ют хладагентом 4, которым обычно  вл етс  жидкий азот. Охлаждение сорбента до низких температур резко увеличивает его поглощающую способность. Заливку азота осуществл ют через патрубок Б. Азот при работе испар етс  и пары его удал ют через патрубок В. В ходе испытаний требуетс  периодически доливать азот через патрубок Б дл  поддержани  его на определенном уровне, контролируемом датчиком.The adsorption pump operates as follows. The annular chamber 2 with the sorbent located in it is evacuated through the valves 12, after which the valve is closed and the pump is connected through the nozzle to the working volume to be evacuated. Initially, the working volume is pumped out by mechanical pumps (forevacuum and turbo-molecular), bringing the vacuum in it to the working one. Then, immediately before testing (e.g. optical systems), the mechanical vacuum pumps are turned off to avoid the effects of noise and vibration on the test results. After that, the valve 12 is opened, and further during the test, the working vacuum is maintained by an adsorption pump. In this case, the gases emitted during the tests (N2, Oa, and others) pass through the valve 12 inside the pipes 6, through the holes in them penetrate the cavity 2 and are absorbed by the sorbent 3. The pump is cooled by the refrigerant 4, which is usually liquid nitrogen. Cooling the sorbent to low temperatures dramatically increases its absorption capacity. Nitrogen is charged through nozzle B. Nitrogen is vaporized during operation and the vapor is removed through nozzle B. During the tests, nitrogen must be periodically added through nozzle B to maintain it at a certain level controlled by the sensor.

После завершени  испытание с целью восстановлени  рабочих свойств сорбента осуществл ют его регенерацию. Дл  этого после слива или испарени  жидкого азоте включают нагреватель 11 и прогревают весь узел до 300°С, выдержива  в этом режиме в течение нескольких часов. При этом одновременно осуществл етс  вакуумирование через вентиль 12. При нагреве газы (в основ- ном Мг и О)- св занные с сорбентом, выдел ютс  из него и откачиваютс , 8 сорбент восстанавливает свои поглощающие свойства , после чего адсорбционный насос вновь готов к работе.After completion of the test, in order to restore the operational properties of the sorbent, it is regenerated. For this, after draining or evaporating liquid nitrogen, the heater 11 is turned on and the entire assembly is heated to 300 ° C, keeping in this mode for several hours. In this case, evacuation is simultaneously carried out through valve 12. During heating, the gases (mainly Mg and O) associated with the sorbent are separated from it and pumped out, 8 the sorbent regains its absorption properties, after which the adsorption pump is again ready for operation .

Известно, что через определенное количество циклов адсорбци -регенераци  сорбент деградирует и постепенно тер ет свою поглощающую способность по отношению к газам. В этом случае необходима замена в насосе всего сорбента, что осуществл ют , извлека  из кольцевой камеры последовательно диски с насыпанным на них сорбентом, начина  с верхнего, а затем в обратном пор дке начина  с нижнего, загружают диски, засыпа  их слоем свежегоIt is known that after a certain number of adsorption-regeneration cycles, the sorbent degrades and gradually loses its absorption capacity with respect to gases. In this case, it is necessary to replace the entire sorbent in the pump, which is done by removing disks from the annular chamber successively with the sorbent poured on them, starting from the top and then starting from the bottom in the reverse order, loading the disks, filling them with a fresh layer

сорбента.sorbent.

Технико-экономическа  эффективность изобретени  заключаетс  в том, что с одной стороны, упрощаетс  эксплуатаци  насоса благодар  удобству загрузки и выгрузкиThe technical and economic efficiency of the invention lies in the fact that, on the one hand, the operation of the pump is simplified due to the convenience of loading and unloading

сорбента из-за наличи  съемных, горизонтально расположенных дисков с насыпанным на них слоем сорбента, а с другой стороны, повышаетс  надежность нагревател , т.к. внутренн   полость кольцевой камеры с установленным в ней нагревателем выполнена негерметичной, а сам нагреватель выполнен съемным. Это позвол ет монтировать нагреватель в адсорбционный насос только на период проведени  регенёрации сорбента, а в рабочих режимах нагреватель из насоса удал етс , чтобы не подвергать его воздействию низких температур . Кроме того, така  конструкци  позвол ет легко замен ть нагреватель в случаеsorbent due to the presence of removable, horizontally located disks with a layer of sorbent poured on them, and on the other hand, the reliability of the heater increases, because the inner cavity of the annular chamber with the heater installed in it is leaky, and the heater itself is removable. This allows the heater to be mounted in the adsorption pump only for the period of regeneration of the sorbent, and in operating conditions the heater is removed from the pump so as not to expose it to low temperatures. In addition, this design makes it easy to replace the heater in case of

выхода его из стро .his exit from the system.

Claims (2)

1.Адсорбционный насос, содержащий герметичный корпус с крышкой, внутри которого расположен сосуд Дьюара с кольцевой камерой дл  сорбента, разделенной перегородками, и нагреватель, установленный во внутренней полости кольцевой камеры , отличающийс  тем, что, с целью1. An adsorption pump comprising a sealed housing with a lid, inside of which there is a Dewar vessel with an annular chamber for the sorbent separated by partitions, and a heater installed in the inner cavity of the annular chamber, characterized in that, for the purpose of упрощени  эксплуатации и повышени  надежности , ои снабжен вертикальными трубами , в которых выполнен по высоте р д отверстий, и втулками, перегородки установлены горизонтально и выполнены сьемными в виде дисков с отверсти ми, расположенными по концентричным окружност м одного или нескольких радиусов, вертикальные трубы установлены в отверсти х втулки и надеты на трубы между перегородками , внутренн   полость кольцевой камеры выполнена негерметичной и изолирована от полости сосуда Дьюара, нагреватель выполнен съемным, а вертикальные трубы и диски выполнены из металла с высокой теплопроводностью.To simplify operation and increase reliability, the unit is equipped with vertical pipes in which a number of holes are made in height and with bushings, the partitions are installed horizontally and made removable in the form of disks with holes located along concentric circles of one or several radii, vertical pipes are installed in the holes of the sleeve and are put on the pipes between the partitions, the inner cavity of the annular chamber is leaky and isolated from the cavity of the Dewar vessel, the heater is removable, and the vertical s tube and wheels are made of metal with high thermal conductivity. 2.Насос по п, 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что днище кольцевой камеры расположено в полости сосуда Дюара, а вертикальные трубы установлены на днище.2. The pump according to claim 1, with the fact that the bottom of the annular chamber is located in the cavity of the Dewar vessel, and vertical pipes are installed on the bottom. .iV -I- /. -,- r.iV -I- /. -, - r шшshh i. -:. : 1 l ;i. - :. : 1 l; --1-/J--1- / J Ci 1 Ci 1 ;; r/;; r / II fr8Sie8lfr8Sie8l А-АAa Фиг.1Figure 1