Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

КРИОГЕННЫЙ КОНДЕНСАЦИОННЫЙ НАСОС - Патент РФ 2140568
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
КРИОГЕННЫЙ КОНДЕНСАЦИОННЫЙ НАСОС
КРИОГЕННЫЙ КОНДЕНСАЦИОННЫЙ НАСОС

КРИОГЕННЫЙ КОНДЕНСАЦИОННЫЙ НАСОС

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Насос относится к экспериментальному оборудованию, в частности к насосам для откачки газа из вакуумных камер и аэродинамических труб. Криогенную панель конденсационного насоса выполняют в виде пакета пластин из пористого металла с открытой системой пор. Полости между пластинами соединяют друг с другом и с откачиваемым объемом трубками из пористого металла. Такое выполнение позволяет увеличить производительность криогенного конденсационного насоса за счет увеличения эффективной площади криопанели при неизменных ее габаритных размерах. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2140568
Класс(ы) патента: F04B37/08
Номер заявки: 98114582/06
Дата подачи заявки: 29.07.1998
Дата публикации: 27.10.1999
Заявитель(и): Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского
Автор(ы): Жохов В.А.; Кехваянц В.Г.; Потапов Ю.Ф.; Сидоров С.С.; Прусов Б.В.
Патентообладатель(и): Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского
Описание изобретения: Изобретение относится к экспериментальному оборудованию, в частности к насосам для откачки газа из вакуумных камер и аэродинамических труб.
Криогенные насосы являются практически единственным средством откачки, при работе которых достигаются давления ниже 10-5 Па и не выделяются какие-либо загрязнения в откачиваемый объем.
Из всех видов криогенных насосов в настоящее время наиболее распространены конденсационные и адсорбционные насосы. Действие криогенных насосов основано на физических явлениях, происходящих при низких температурах: конденсации газов на охлаждаемых металлических поверхностях (конденсационные насосы); адсорбции газов на твердых охлажденных сорбентах (адсорбционные насосы). Криогенные конденсационные насосы (ККН) способны выдерживать более высокие удельные газовые нагрузки по сравнению с адсорбционными насосами, так как в отличие от последних конденсация осуществляется в том числе и на сконденсированном на поверхности криопанели твердом осадке.
Известен криогенный конденсационный насос, включающий корпус, теплозащитный экран, систему охлаждения, криопанель (см."Вакуумная техника. Справочник". под ред. Е.С.Фролова и В.В.Минайчева, 2-ое изд., М., Машиностроение, 1992).
Недостатком этого насоса является малая поверхность контакта криопанели с откачиваемым газом и соответственно низкая производительность, обусловленная наличием единственной пластины криопанели.
Наиболее близким из известных технических решений является криогенный конденсационный насос, установленный в аэродинамической трубе (АДТ), включающий корпус (совмещен с корпусом камеры АДТ), теплозащитный экран, систему охлаждения, криопанель в виде пакета пластин (см. В.А.Жохов, В.Г.Кехваянц, Б. В. Прусов, С. С. Сидоров. "Аэродинамическая труба", авт.свидетельство N 1803758).
Недостатком указанного насоса является то, что пластины криопанели выполнены из компактного металла, что уменьшает поверхность контакта откачиваемого газа с криопанелью.
Задачей изобретения является повышение производительности криогенного конденсационного насоса.
Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение эффективности площади криопанели при неизменных ее габаритных размерах.
Указанный технический результат достигается тем, что в криогенном конденсационном насосе, содержащем корпус, теплозащитный экран, систему охлаждения, криопанель в виде пакета пластин, пластины выполнены из пористого металла с открытой системой пор, причем полости между пластинами соединены друг с другом и с откачиваемым объемом трубками из пористого металла.
На чертеже показана принципиальная схема криогенного конденсационного насоса, размещенного в АДТ, где по сравнению с вакуумной камерой более напряженные по газовой нагрузке режима работы ККН.
Криогенный конденсационный насос содержит корпус 1 (в данном случае совпадает с корпусом камеры АДТ), теплозащитный экран 2, систему охлаждения 3, криопанель 4, состоящую из пакета пластин 5 пористого металла с открытой системой пор, трубки из пористого металла 6, соединяющие полости между пластинами друг с другом и с откачиваемым объемом. Пора считается открытой, если она сообщается с поверхностями пористого тела и проницаема для газа и жидкости при наличии градиента давления на пористом теле. Кроме того, на рисунке показаны элементы АДТ: система подачи газа 7, сопло 8, модель 9, вакуумный насос 10 для предварительной откачки камеры АДТ.
Работа криогенного конденсационного насоса в АДТ осуществляется следующим образом. После предварительной откачки камеры АДТ вакуумным насосом 10, охлаждают теплозащитный экран 2 и криопанель 4 с помощью системы охлаждения 3, которая может быть заливной, испарительной или с автономными ожижительными установками и с газовыми холодильными машинами. По достижению необходимой температуры теплозащитного экрана и криопанели с помощью системы подачи газа 7 через сопло 8 осуществляют напуск газа на исследуемую модель 9. Выходящий из сопла газ натекает на первую пластину криопанели 4 и через открытые поры пластин 5 и пористые трубки 6 перетекает в полости между пластинами и конденсируется на поверхностях пластин и в каналах пор.
Удельная поверхность (отношение суммарной поверхности тела к его массе) пористого металла, полученного методами порошковой металлургии составляет порядка 0,05 - 1 м2/г (см. Е. Л.Шведков, Э.Т.Денисенко, Н.Н.Ковенский. "Словарь - справочник по порошковой металлургии", Киев, 1982 и С.В.Белов. "Пористые металлы в машиностроении", М., 1976). Для пластин из компактных металлов, используемых в качестве криопанели, эта величина порядка 10-4 м2/г.
Использование пористого металла в качестве материала пластин криопанели позволяет увеличить эффективную площадь по сравнению с вариантом пластин из компактного металла.
Поскольку криогенные конденсационные насосы относятся к группе насосов поверхностного действия, их производительность пропорциональна эффективной площади контакта откачиваемого газа с криопанелью.
Следовательно ККН с криопанелью из пористого металла могут обладать первоначальной производительностью заметно превосходящей производительность ККН с криопанелью из компактного металла. По мере нарастания слоя конденсата в каналах пор производительность насоса будет уменьшаться и в пределе при закрытии каналов пор будет приближаться к производительности ККН с компактным металлом.
Число пористых пластин криопанели зависит от газовой нагрузки на ККН, мощности системы охлаждения и определяется габаритными размерами камеры.
Тепловое излучение от стенок насоса на криопанель составляет часть теплопритока, соизмеримую с тепловой конденсации. Поэтому при наличии криопанели в виде пакета пластин они выполняют кроме всего прочего и роль дополнительных теплозащитных экранов, снижая тепловые нагрузки на внутренние пластины.
Для криопанелей обычно выбираются материалы с высокими коэффициентами теплопроводности: медь, алюминий, сплавы на их основе и другие металлы.
Формула изобретения: Криогенный конденсационный насос, включающий корпус, теплозащитный экран, систему охлаждения, криопанель в виде пакета пластин, отличающийся тем, что пластины выполнены из пористого металла с открытой системой пор, причем полости между пластинами соединены друг с другом и с откачиваемым объемом трубками из пористого металла.