RU2050477C1

RU2050477C1 - Multi-step steam-jet vacuum pump

Info

Publication number: RU2050477C1
Authority: RU
Inventors: А.К. Ребров; А.П. Минаев; А.Э. Фридберг; Н.В. Ильясова
Original assignee: Институт теплофизики СО РАН
Priority date: 1991-05-16
Filing date: 1991-05-16
Publication date: 1995-12-20

Abstract

FIELD: pump building. SUBSTANCE: pipeline of annular cross sections is placed in the body with inlet and outlet forevacuum chambers. Annular insertion piece with narrowing cross section is located on the internal body surface. Guide shell and pipeline are coaxial. Diaphragm is placed between the body and the shell below outlet nozzle. Diffusers of electron system are installed in the diaphragm. Nipples coaxial to the Diffusers are placed in the pipeline. EFFECT: forevacuum creation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области вакуумной техники и может быть использовано в качестве эффективного средства откачки в установках вакуумного напыления, термообезгаживания, плазменного упрочнения и т.д. The invention relates to the field of vacuum technology and can be used as an effective means of pumping in installations of vacuum deposition, thermal degassing, plasma hardening, etc.

Известны диффузионные паромасляные насосы, содержащие охлаждаемый корпус с кипятильником в нижней части и паропроводом по оси, снабженным кольцевыми соплами, и радиальную эжекторную ступень, соединенную с патрубком форвакуумной откачки (Цейтлин А.Б. Пароструйные вакуумные насосы. М. Энергия, 1965, с.254-268). Known diffusion steam-oil pumps containing a cooled case with a boiler in the lower part and a steam pipe along the axis, equipped with annular nozzles, and a radial ejector stage connected to the fore-vacuum pump pipe (Zeitlin A.B. Steam-jet vacuum pumps. M. Energy, 1965, p. 254-268).

Наиболее существенными недостатками этих насосов является переохлаждение рабочей жидкости (вакуумного масла) на наружном водоохлаждаемом корпусе, что приводит к попаданию в кипятильник плохо обезгаженной жидкости, а также то, что пары рабочей жидкости, выходящие из эжекторной ступени, конденсируются в патрубке форвакуумной откачки, из которого рабочая жидкость также стекает в кипятильник. При кипении такой рабочей жидкости остаточный газ вместе с парами рабочей жидкости попадает в сопла, ухудшая характеристики насоса: уменьшается производительность, ухудшается предельный вакуум и увеличивается обратный поток паров рабочей жидкости в откачиваемый объем. The most significant drawbacks of these pumps are the subcooling of the working fluid (vacuum oil) on the external water-cooled casing, which leads to the ingress of poorly degassed fluid into the boiler, as well as the fact that the working fluid vapors leaving the ejector stage condense in the fore-vacuum pumping port, from which working fluid also drains into the boiler. When such a working fluid boils, the residual gas, together with the working fluid vapors, enters the nozzles, worsening the pump performance: performance decreases, the ultimate vacuum worsens, and the return flow of working fluid vapors to the pumped volume increases.

Указанные недостатки устранены в пароструйном насосе, описанном в патенте США N 2943784, содержащем корпус с входом и выхлопным форвакуумным патрубком, расположенный в нем паропровод с кольцевыми соплами и испаритель, расположенный на внутренней поверхности корпуса, кольцевой вкладыш с сужающимся проходным сечением, направляющую обечайку, расположенную коаксиально паропроводу и сопряженную верхним торцом с нижним торцом вкладыша. These drawbacks are eliminated in the steam jet pump described in US Pat. No. 2,943,784, comprising a housing with an inlet and an exhaust fore-vacuum pipe, a steam line with annular nozzles located therein, and an evaporator located on the inner surface of the housing, an annular liner with a tapered bore, a guide shell located coaxial to the steam line and conjugated by the upper end to the lower end of the liner.

Однако в этом насосе отсутствует эжекторная ступень, повышающая выпускное давление, не устранено переохлаждение рабочей жидкости на кольцевом вкладыше. However, in this pump there is no ejector stage that increases the outlet pressure, hypothermia of the working fluid on the annular liner has not been eliminated.

В основу изобретения поставлена задача повышения эффективности обезгаживания масла при высоком выпускном давлении и сохранении высокой производительности при низком уровне обратного потока паров рабочей жидкости. The basis of the invention is the task of increasing the efficiency of oil degassing at a high outlet pressure and maintaining high productivity with a low level of backward flow of vapor of the working fluid.

Задача решается тем, что многоступенчатый пароструйный насос, содержащий корпус с входом и выхлопным форвакуумным патрубком, расположенный в нем паропровод с кольцевыми соплами и испаритель, расположенный на внутренней поверхности корпуса кольцевой вкладыш с сужающимся проходным сечением, направляющую обечайку, расположенную коаксиально паропроводу, согласно изобретению снабжен диафрагмой, расположенной между корпусом и обечайкой ниже выхлопного патрубка, в диафрагме установлены диффузоры эжекторной системы, а в паропроводе установлены сопла, соосные диффузорам. The problem is solved in that a multi-stage steam jet pump comprising a housing with an inlet and an exhaust fore-vacuum pipe, a steam pipe with annular nozzles located therein and an evaporator located on the inner surface of the housing, an annular liner with a tapered bore, a guide shell located coaxially to the steam pipe, according to the invention is provided a diaphragm located between the body and the shell below the exhaust pipe, diffusers of the ejector system are installed in the diaphragm, and in the steam line claimed nozzle coaxial diffusers.

На чертеже изображен продольный разрез предлагаемого насоса. The drawing shows a longitudinal section of the proposed pump.

Насос содержит корпус 1, размещенный в нем паропровод 2 с кольцевыми соплами 3 и расположенный на внутренней поверхности корпуса вкладыш 4 с сужающимся проходным сечением. Вкладыш продолжен вниз направляющей обечайкой 5, соединенной с внутренней поверхностью вкладыша и расположенной коаксиально паропроводу. Между корпусом 1 и цилиндрической обечайкой 5 установлена диафрагма 6 с несколькими неохлаждаемыми диффузорами 7 эжекторной системы, установленными соосно с соплами 8, расположенными в нижней части паропровода. В нижней части корпуса 1 расположен испаритель 9 с нагревателем 10. К боковой стенке корпуса выше диафрагмы 6 приварен форвакуумный патрубок 11. The pump comprises a housing 1, a steam line 2 located therein with annular nozzles 3, and a liner 4 with a tapering cross-section located on the inner surface of the housing. The liner is continued downwardly by a guide shell 5 connected to the inner surface of the liner and located coaxially with the steam line. Between the housing 1 and the cylindrical shell 5, a diaphragm 6 is installed with several uncooled diffusers 7 of the ejector system mounted coaxially with nozzles 8 located in the lower part of the steam line. An evaporator 9 with a heater 10 is located in the lower part of the housing 1. A fore-vacuum pipe 11 is welded to the side wall of the housing above the diaphragm 6.

Работа насоса происходит следующим образом. The operation of the pump is as follows.

При включенном нагревателе 10 в испарителе 9 испаряется рабочая жидкость, пар поступает через паропровод и, проходя через сопла 3, расширяется. Откачиваемый газ диффундирует в струю пара, приобретая в результате столкновения с молекулами пара дрейфовую скорость в направлении вниз по потоку. При столкновении с холодными деталями насоса пар рабочей жидкости конденсируется и стекает пленкой по деталям корпуса 1 и вкладыша 4. Попав на обечайку 5, пленка рабочей жидкости нагревается паровыми потоками второй и третьей ступеней и обезгаживается. Откачиваемый газ и частично несконденсировавшиеся пары рабочей жидкости откачиваются (дополнительно сжимаются) эжекторной системой. Затем пары рабочей жидкости конденсируются на холодных стенках корпуса 1 и стекают в испаритель 9. When the heater 10 is turned on, the working fluid evaporates in the evaporator 9, the steam enters through the steam line and, passing through the nozzle 3, expands. The pumped gas diffuses into the steam jet, acquiring a drift velocity in the downstream direction as a result of collision with the vapor molecules. In the event of a collision with the cold parts of the pump, the steam of the working fluid condenses and drains with the film over the parts of the housing 1 and the liner 4. Once on the shell 5, the film of the working fluid is heated by steam flows of the second and third stages and degassed. The evacuated gas and partially non-condensed vapor of the working fluid are pumped out (additionally compressed) by the ejector system. Then the vapor of the working fluid condenses on the cold walls of the housing 1 and flows into the evaporator 9.

Предлагаемая конструкция обеспечивает высокий уровень обезгаживания масла перед возвратом его в кипятильник, высокое выпускное давление, уменьшенную высоту насоса при сохранении высокой производительности и низком уровне обратного потока паров рабочей жидкости. The proposed design provides a high level of degassing of the oil before returning it to the boiler, high discharge pressure, reduced pump height while maintaining high performance and low level of the return flow of vapor of the working fluid.

Claims

MULTI-STAGE VASUUM PUMPED VACUUM PUMP, comprising a casing with an inlet and outlet forevacuum pipe, a steam line with annular sections located therein and an evaporator located on the inner surface of the casing with an annular tapering cross section, a guiding shell located coaxially to the steam pipe located between the casing and the shell below the outlet pipe, diffusers of the electronic system are installed in the diaphragm, and installed in the steam line cost sharing, coaxial with the diffuser.