RU2182990C2

RU2182990C2 - Freezing-out trap

Info

Publication number: RU2182990C2
Application number: RU2000118916A
Authority: RU
Inventors: В.И. Гореликов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2002-05-27

Abstract

FIELD: cryogenic and vacuum engineering; construction of freezing-out traps used in vacuum technologies. SUBSTANCE: proposed trap includes vessel filled with cryogenic fluid; outer surface of this vessel has fins coated with multi-layer covering made from dielectric material; located between layers is heater made in form of current-conducting conductor made from paper impregnated with graphite or carbon tape. EFFECT: ease maintenance due to avoidance of dismantling the trap from oil. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области криогенной и вакуумной техники и касается конструкции вымораживающих ловушек, используемых в вакуумных технологиях. The invention relates to the field of cryogenic and vacuum technology and relates to the design of freezing traps used in vacuum technologies.

Известна вымораживающая ловушка (см., например, Е.И. Микулин. "Криогенная техника", М.:Машиностроение, 1969 г., с. 220). A freezing trap is known (see, for example, EI Mikulin. "Cryogenic Technique", M.: Mechanical Engineering, 1969, p. 220).

Ловушка содержит сосуд с криогенной жидкостью, охлаждаемую рубашку и трубопроводы для стыковки к вакуумному насосу и вакуумируемой емкости. Ловушка служит для улавливания (вымораживания) конденсирующихся примесей (паров воды) и предохраняет от попадания паров масла из насоса в вакуумируемый объем, например теплоизоляционную полость криогенной емкости. Такие ловушки для очистки их от масла необходимо отстыковывать от вакуумной магистрали и после промывки и удаления масла вновь монтировать в вакуумную магистраль, что создает неудобства при их эксплуатации, а также увеличивает время простоя оборудования вакуумной системы. The trap contains a vessel with cryogenic liquid, a cooled jacket and pipelines for docking to a vacuum pump and a vacuum tank. The trap serves to trap (freeze) condensing impurities (water vapor) and prevents oil vapor from the pump from entering the evacuated volume, for example, a heat-insulating cavity of a cryogenic tank. Such traps for cleaning them from oil must be undocked from the vacuum line and, after washing and removing the oil, re-mounted in the vacuum line, which creates inconvenience during their operation, and also increases the downtime of the vacuum system equipment.

Недостатком такой ловушки является необходимость проведения демонтажа при очистке ловушки от масла и неудобство ее эксплуатации. The disadvantage of this trap is the need for dismantling when cleaning the trap from oil and the inconvenience of its operation.

Известна также вымораживающая ловушка (см., например, SU, а.с. 1341398 A, F 04 F 9/06, опубл. 30.09.87 г.), выбранная в качестве прототипа. Also known freezing trap (see, for example, SU, and.with. 1341398 A, F 04 F 9/06, publ. 30.09.87,), selected as a prototype.

Вымораживающая ловушка содержит сосуд, заполненный криогенной жидкостью, на внешней поверхности которого расположены ребра. Ловушка посредством трубопроводов сообщается с вакуумным насосом и вакуумируемым объемом и служит для улавливания обратного потока паров масла из вакуумного насоса при откачке воздуха из вакуумного объема. Проходя через винтовой канал ловушки и зазор между корпусом и промежуточной обечайкой, пары масла адсорбируются на охлажденных поверхностях ребер, цилиндрического сосуда и промежуточной обечайки. По мере накопления масла в ловушке ее демонтируют из вакуумной магистрали, очищают от масла и вновь устанавливают в вакуумную магистраль с последующим проведением проверки герметичности стыков. The freezing trap contains a vessel filled with cryogenic liquid, on the outer surface of which there are ribs. The trap by means of pipelines communicates with the vacuum pump and the evacuated volume and serves to capture the return flow of oil vapor from the vacuum pump when pumping air from the vacuum volume. Passing through the screw channel of the trap and the gap between the body and the intermediate shell, oil vapor is adsorbed on the cooled surfaces of the ribs, cylindrical vessel and the intermediate shell. As the oil accumulates in the trap, it is removed from the vacuum line, cleaned of oil and re-installed in the vacuum line, followed by a leak test of the joints.

Недостатками известной вымораживающей ловушки является неудобство эксплуатации из-за необходимости демонтажа при очистке ловушки от масла. The disadvantages of the known freezing trap is the inconvenience of operation due to the need for dismantling when cleaning the trap from oil.

Задачей настоящего изобретения является создание вымораживающей ловушки, которая обеспечивала бы удобство эксплуатации путем исключения демонтажа при очистке ловушки от масла. The present invention is the creation of a freezing trap, which would provide ease of use by eliminating dismantling when cleaning the trap from oil.

Это достигается тем, что вымораживающая ловушка снабжена нагревателем, позволяющим производить отогрев и очистку ловушки от масла без отстыковки ловушки от вакуумной магистрали. This is achieved by the fact that the freezing trap is equipped with a heater, which allows heating and cleaning the trap from oil without undocking the trap from the vacuum line.

Сущность изобретения заключается в том, что вымораживающая ловушка, содержащая сосуд, заполненный криогенной жидкостью, на внешней поверхности которого расположены ребра, снабжена нагревателем, выполненным в виде токопроводящей жилы, при этом на ребра нанесено многослойное покрытие из теплопроводного электроизоляционного материала, а нагреватель расположен между слоями покрытия. The essence of the invention lies in the fact that a freezing trap containing a vessel filled with cryogenic liquid, on the outer surface of which there are ribs, is equipped with a heater made in the form of a conductive core, while the ribs are coated with a multilayer coating of thermally conductive insulating material, and the heater is located between the layers coverings.

Технический результат заключается в том, что по сравнению с известными техническими решениями вновь созданная вымораживающая ловушка обеспечивает удобства эксплуатации путем исключения демонтажа при очистке ловушки от масла. The technical result consists in the fact that, compared with the known technical solutions, the newly created freezing trap provides ease of use by eliminating the removal of oil from the trap when cleaning the trap.

Техническое решение в части снабжения ловушки нагревателем, выполненным в виде токопроводящей жилы, и расположение нагревателя между слоями многослойного покрытия из теплопроводного и электроизоляционного материала, нанесенного на ребра, а также взаимная конструктивная связь всех составных элементов ловушки, обеспечивает удобства эксплуатации путем исключения демонтажа при очистке ловушки от масла. The technical solution in terms of supplying the trap with a heater made in the form of a conductive core, and the location of the heater between the layers of a multilayer coating of heat-conducting and insulating material deposited on the ribs, as well as the mutual structural connection of all the components of the trap, ensures ease of operation by eliminating dismantling when cleaning the trap from oil.

Использование предлагаемой вымораживающей ловушки, например, при вакуумировании теплоизоляционных полостей криогенных емкостей, содержащих многослойно-вакуумную теплоизоляцию, позволит дать значительный экономический эффект за счет сокращения времени простоя вакуумного оборудования в период очистки ловушки от масла без демонтажа ловушки ив вакуумной магистрали, что, в свою очередь, обеспечивает удобства при эксплуатации вакуумной системы. The use of the proposed freezing trap, for example, when evacuating heat-insulating cavities of cryogenic containers containing multilayer-vacuum thermal insulation, will provide a significant economic effect by reducing the downtime of the vacuum equipment during the cleaning of the trap from oil without dismantling the trap and the vacuum line, which, in turn, , provides convenience when operating a vacuum system.

На фиг.1 представлена вымораживающая ловушка. Figure 1 presents a freezing trap.

На фиг.2 представлен нагреватель. Figure 2 presents the heater.

Предлагаемая вымораживающая ловушка состоит из сосуда 1, заполненного криогенной жидкостью, на внешней поверхности 2 которого расположены ребра 3. Она снабжена нагревателем 4, выполненным в виде токопроводящей жилы 5, изготовленной, например, из бумаги, пропитанной графитом, или углеродной ленты, при этом на ребра 3 нанесено многослойное покрытие 6 из теплопроводного электроизоляционного материала, например пасты кремнийорганической теплопроводной 131-179ТУ- 02-1-342-86. Нагреватель 4 расположен между слоями 7 и 8 покрытия 6. The proposed freezing trap consists of a vessel 1 filled with cryogenic liquid, on the outer surface 2 of which there are ribs 3. It is equipped with a heater 4, made in the form of a conductive core 5, made, for example, of paper impregnated with graphite, or a carbon tape, while ribs 3 applied a multilayer coating 6 of a thermally conductive insulating material, for example paste silicone heat-conductive 131-179TU-02-1-342-86. The heater 4 is located between the layers 7 and 8 of the coating 6.

Вымораживающую ловушку устанавливают перед вакуумным насосом 9, например механическим вакуумным насосом, и подстыковывают к нему посредством трубопровода 10. Ловушка представляет собой часть вакуумной магистрали 11 и подстыковывается посредством трубопровода 12 к вакуумируемому объему 13, например теплоизоляционной полости 14 криогенной емкости 15, содержащей в качестве теплоизоляции 16 многослойно-вакуумную теплоизоляцию, а в качестве адсорбента 17 - цеолит СаЕ иди активированный древесный уголь, закрепленный с тепловым контактом на наружной поверхности внутренней емкости 18. Сосуд 1 снабжен экраном 19, закрепленным на ребрах 3 с образованием канала 20, и установлен в корпусе 21. В донной части корпуса 21 установлен вентиль 23 для слива масла. A freezing trap is installed in front of the vacuum pump 9, for example, a mechanical vacuum pump, and is connected to it by means of a pipe 10. The trap is a part of the vacuum line 11 and is connected by a pipe 12 to the evacuated volume 13, for example, a heat-insulating cavity 14 of a cryogenic tank 15, which contains thermal insulation 16 multi-layer vacuum insulation, and as an adsorbent 17 - CaE zeolite go activated charcoal, fixed with a thermal contact to the outside second surface of the inner vessel 18. The vessel 1 is provided with a screen 19 fixed to the ribs 3 to form a channel 20, and is mounted in the housing 21. The bottom housing 21 is mounted a valve 23 for draining the oil.

Вымораживающая ловушка служит для улавливания конденсирующихся примесей (паров воды) и предохранения от попадания обратных паров масла от вакуумного насоса 9, например, при аварийной остановке насоса, в вакуумируемый объем 13. Обратный поток паров масла от вакуумного насоса 9 через трубопровод попадает в кольцевой зазор 22 и оседает на экране 19, охлаждаемом теплопроводностью через ребра 3 от сосуда 1, заполненного криогенной жидкостью, например жидким азотом. Несконденсировавшиеся при температуре экрана 19 пары масла попадают в канал 20 и оседают ( вымораживаются) на внешней поверхности 2 сосуда 1 и на ребрах 3, имеющих температуру криогенной жидкости. По мере накопления масла, вымораживающую ловушку очищают от него. Для этого, не производя отстыковку ловушки от вакуумной магистрали 11, включают нагреватель 4 и производят разогрев ловушки. Разогретое и ожиженное масло стекает с поверхностей ребер 3, экрана 19 и сосуда 1 по каналу 20 в донную часть корпуса 21, откуда открытием вентиля 23 удаляется. A freezing trap is used to trap condensable impurities (water vapor) and to prevent the return of oil vapor from the vacuum pump 9, for example, during an emergency stop of the pump, into the evacuated volume 13. The reverse flow of oil vapor from the vacuum pump 9 through the pipeline enters the annular gap 22 and settles on the screen 19, cooled by thermal conductivity through the ribs 3 from the vessel 1, filled with cryogenic liquid, for example liquid nitrogen. Vapors of oil that are not condensed at the temperature of the screen 19 fall into the channel 20 and settle (freeze) on the outer surface 2 of the vessel 1 and on the ribs 3 having the temperature of the cryogenic liquid. As oil accumulates, the freezing trap is cleaned of it. For this, without disconnecting the trap from the vacuum line 11, turn on the heater 4 and produce a heating trap. The heated and liquefied oil flows from the surfaces of the ribs 3, the screen 19 and the vessel 1 through the channel 20 to the bottom of the housing 21, from where it is removed by opening the valve 23.

Таким образом ловушка обеспечивает удобство обслуживания при эксплуатации путем исключения демонтажа при очистке ловушки от масла, что значительно сокращает время простоя вакуумной системы в период очистки вымораживающей ловушки от масла. Thus, the trap provides ease of maintenance during operation by eliminating dismantling when cleaning the trap from oil, which significantly reduces the downtime of the vacuum system during cleaning of the freezing trap from oil.

Claims

A freezing trap containing a vessel filled with cryogenic liquid, on the outer surface of which there are ribs, characterized in that it is equipped with a heater made in the form of a conductive core, while the ribs are coated with a multilayer coating of thermally conductive insulating material, and the heater is located between the coating layers.