RU2186248C1 - Адсорбционный насос - Google Patents
Адсорбционный насос Download PDFInfo
- Publication number
- RU2186248C1 RU2186248C1 RU2000130315/06A RU2000130315A RU2186248C1 RU 2186248 C1 RU2186248 C1 RU 2186248C1 RU 2000130315/06 A RU2000130315/06 A RU 2000130315/06A RU 2000130315 A RU2000130315 A RU 2000130315A RU 2186248 C1 RU2186248 C1 RU 2186248C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- adsorbent
- vessel
- ribs
- layers
- wall
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к криогенной технике, а именно к адсорбционным насосам, предназначенным для поддержания вакуума путем поглощения молекул газа из замкнутых объемов. Сосуд снабжен радиальными пустотелыми ребрами, равномерно расположенными в межстенном пространстве сосуда с пересечением слоев теплоизоляции. Внутренние полости ребер содержат проставки, выполненные из капиллярно-пористого титана и проложенные через внутреннюю полость сосуда. На внешней поверхности ребер закреплен дополнительный адсорбент с встроенным в него нагревателем, выполненным в виде нагревательного элемента из токопроводящей пленки, проложенной между слоями адсорбента. Предложенная конструкция обеспечивает стабильное охлаждение адсорбента при температуре жидкой фазы хладагента и повышает эффективность работы адсорбента и теплоизоляции. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области криогенной техники, а более конкретно к устройствам адсорбционных насосов, предназначенных для поддержания вакуума путем поглощения молекул газов из замкнутых объемов.
Известны адсорбционные насосы (см., например, Е.Н. Микулин. Криогенная техника. - М.: Машиностроение, 1969 г.), содержащие адсорбент, заключенный в перфорированную оболочку и закрепленный на холодной стенке криогенных устройств. Такие адсорбционные насосы выполняются в виде самостоятельных кассетных или капсульных устройств, пристыковываемых к охлаждаемой хладагентом стенке холодильной машины, аппарата или емкости. Адсорбент в известных устройствах плохо защищаем от внешних теплопритоков и имеет малоэффективное охлаждение, что отрицательно сказывается на его работоспособности.
Недостатками таких адсорбционных насосов является низкая эффективность работы из-за малоэффективного охлаждения.
Известен также адсорбционный насос (см. , например, авторское свидетельство СССР 827835, кл. F 04 B 37/02 от 1981 г.), выбранный в качестве прототипа. Данный адсорбционный насос содержит сосуд с клапаном вакуумирования, заправочным и дренажными трубопроводами, во внутреннюю полость которого залит хладагент, и вакуумно-многослойной теплоизоляцией, размещенной в межстенном пространстве, нагреватель и адсорбент, закрепленный на внутренней стенке сосуда. Адсорбент, например, активированный древесный уголь, размещен в межстенном пространстве с обеспечением теплового контакта с внешней поверхностью внутренней стенки сосуда и имеет охлаждение от контакта с охлаждаемым экраном и с внутренней стенкой сосуда, заполненного криогенным продуктом, например жидким азотом.
При охлаждении адсорбента от стенки сосуда и экрана адсорбент включается в работу, поглощая молекулы газов из межстенного пространства.
По мере испарения жидкого азота уровень его в сосуде понижается и стенки сосуда, контактируя с газовой фазой хладагента, теряют первоначальную эффективность и стабильность охлаждения адсорбента, расположенного на внешней поверхности внутренней стенки сосуда, что отрицательно сказывается на поддержании высокого вакуума в межстенном пространстве и эффективности работы теплоизоляции.
Регенерацию адсорбента в известных устройствах осуществляют посредством нагрева внутренней стенки сосуда до температуры порядка 130oС, например закачкой горячего газа во внутреннюю полость сосуда, что требует наличия дополнительных обогревающих систем и громоздких устройств, кроме того, такая регенерация адсорбента малоэффективна.
Недостатками известного адсорбционного насоса являются невозможность обеспечить стабильное охлаждение адсорбента при температуре жидкой фазы хладагента и повысить эффективность работы адсорбента и теплоизоляции.
Задачей настоящего изобретения является создание адсорбционного насоса, который обеспечивал бы стабильное охлаждение адсорбента при температуре жидкой фазы хладагента и повышал бы эффективность работы адсорбента и теплоизоляции.
Это достигается тем, что в адсорбционном насосе сосуд снабжен радиальными пустотелыми ребрами, а на радиальных пустотелых ребрах, пересекающих слои теплоизоляции, закреплен дополнительный адсорбент, стабильно охлаждаемый до температуры жидкой фазы хладагента за счет проставок, выполненных из капиллярно-пористого материала, обеспечивающего постоянное насыщение жидким хладагентом проставок вплоть до полного испарения жидкого хладагента.
Кроме того, в предлагаемом адсорбционном насосе между слоями адсорбента встроен нагреватель, выполненный в виде нагревательного элемента из токопроводящей пленки, позволяющего производить высокоэффективную регенерацию адсорбента.
Сущность изобретения заключается в том, что в адсорбционном насосе, содержащем сосуд с клапаном вакуумирования, заправочным и дренажным трубопроводами, во внутреннюю полость которого залит хладагент, вакуумно-многослоиную теплоизоляцию, размещенную в межстенном пространстве, нагреватель и адсорбент, закрепленный на внутренней стенке сосуда, сосуд снабжен радиальными пустотелыми ребрами, равномерно расположенными в межстенном пространстве сосуда с пересечением слоев теплоизоляции, причем внутренние полости ребер содержат проставки, выполненные из капиллярно-пористого материала и проложенные через внутреннюю полость сосуда, а на внешней поверхности ребер закреплен дополнительно адсорбент, при этом нагреватель выполнен в виде нагревательного элемента из токопроводящей пленки, проложенной между слоями адсорбента.
Снабжение сосуда радиальными пустотелыми ребрами, равномерно расположенными в межстенном пространстве сосуда с пересечением слоев теплоизоляции, размещение проставок, выполненных из капиллярно-пористого материала, закрепление дополнительно адсорбента, нагревательный элемент, встроенный в адсорбент, а также конструктивная взаимная связь всех составных элементов адсорбционного насоса обеспечивает стабильное охлаждение адсорбента при температуре жидкой фазы хладагента и повышает эффективность работы адсорбента и теплоизоляции, что подтверждено испытаниями опытных образцов, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения.
Использование предлагаемого адсорбционного насоса для поддержания вакуума в замкнутых объемах, например в теплоизоляционных полостях криогенных емкостей, при длительном хранении криогенных продуктов позволит дать значительный экономический эффект за счет обеспечения стабильного охлаждения адсорбента при температуре жидкой фазы хладагента и повышения эффективности работы адсорбента и теплоизоляции.
На фиг. 1 изображен адсорбционный насос; на фиг.2 изображен узел I на фиг.1.
Предлагаемый адсорбционный насос состоит из следующих основных узлов и деталей: сосуда 1 с хладагентом и вакуумно-многослойной теплоизоляцией 2, размещенной в межстенном пространстве 3, нагревателя 4 и адсорбента 5, закрепленного на внутренней стенке 6 сосуда 1. Сосуд 1 снабжен радиальными пустотелыми ребрами 7, равномерно расположенными в межстенном пространстве 3 сосуда 1 с пересечением слоев 8 теплоизоляции 2, причем внутренние полости 9 ребер 7 содержат проставки 10, выполненные из капиллярно-пористого материала, например капиллярно-пористого титана, и проложенные через внутреннюю полость 11 сосуда 1. На внешней поверхности 12 ребер 7 закреплен дополнительный адсорбент 13 с встроенным в него нагревателем 4, выполненным в виде нагревательного элемента 14 из токопроводящей пленки 15, проложенной между слоями 16 адсорбента 13. Сосуд 1 содержит заправочный трубопровод 17 и дренажный трубопровод 18. Межстенное пространство 3 образовано внутренней стенкой 6 и наружной стенкой 19, на которой установлен клапан вакуумирования 20. В качестве адсорбентов 5 и 13 используют, например, активированный древесный уголь марки ПАУ-1, цеолит САЕ-4ВС и др.
Работает адсорбционный насос следующим образом. Хладагент, например жидкий азот, заливают посредством заправочного трубопровода 17 во внутреннюю полость 11 сосуда 1, в результате чего первоначально происходит захолаживание адсорбционного насоса с последующим заполнением полости 11 через дренажный трубопровод 18. При заправке сосуда 1 хладагентом начинает работать (поглощать молекулы газов из межстенного пространства 3) адсорбенты 5 и 13 за счет охлаждения от внутренней стенки 6 и ребер 7, при этом в межстенном пространстве 3 обеспечивается вакуум порядка 1-10-4 мм рт.ст. и выше. Устойчивость такого вакуума зависит от стабильности охлаждения адсорбентов 5 и 13, внутренние полости 9 ребер 7 содержат проставки 10, выполненные из капиллярно-пористого материала и проложенные через внутреннюю полость 11 сосуда 1. За счет капиллярных свойств материала проставки 10, насыщаясь жидким азотом, передают холод и поддерживают постоянное охлаждение адсорбентов 5 и 13 при температуре жидкой фазы азота вплоть до полного его испарения из внутренней полости 11 сосуда 1. Пересечение слоев 8 теплоизоляции 2 и ребрами 7 с закрепленным на них дополнительным адсорбентом 13 позволяет улучшить вакуум между слоями теплоизоляции 2 и тем самым повысить эффективность работы теплоизоляции 2.
Нагревательный элемент 14, выполненный из токопроводящей пленки 15 и размещенный среди слоев 16 дополнительного адсорбента 13, обеспечивает эффективный нагрев и регенерацию адсорбентов 13 и 5, а использование адсорбента в качестве электроизоляции повышает эффективность теплопередачи и прогрева адсорбента 13 за счет непосредственного теплового контакта, что в конечном счете повышает эффективность регенерации адсорбента и последующей его работы.
Для ускорения процесса регенерации адсорбента нагревательный элемент 14 также прокладывают в слоях адсорбента 5. Регенерацию 5, 13 производят как при изготовлении адсорбционного насоса, так и в период его эксплуатации. Для этого с помощью нагревательного элемента 14 нагревают адсорбенты 5, 13 до температуры порядка 130o С, при этом одновременно осуществляют откачку газов из межстенного пространства 3, например, посредством механического вакуумного насоса, который пристыковывают к клапану вакуумирования 20.
Таким образом, обеспечивается стабильное охлаждение адсорбента при температуре жидкого азота и повышается эффективность работы адсорбента и теплоизоляции в предлагаемом адсорбционном насосе, что позволяет выполнить поставленную задачу.
Claims (1)
- Адсорбционный насос, содержащий сосуд с клапаном вакуумирования, заправочным и дренажными трубопроводами, во внутреннюю полость которого залит хладагент, вакуумно-многослойную теплоизоляцию, размещенную в межстенном пространстве, нагреватель и адсорбент, закрепленный на внутренней стенке сосуда, отличающийся тем, что сосуд снабжен радиальными пустотелыми ребрами, равномерно расположенными в межстенном пространстве сосуда с пересечением слоев теплоизоляции, причем внутренние полости ребер содержат проставки, выполненные из капиллярно-пористого материала и проложенные через внутреннюю полость сосуда, а на внешней поверхности ребер закреплен дополнительно адсорбент, при этом нагреватель выполнен в виде нагревательного элемента из токопроводящей пленки, проложенной между слоями адсорбента.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000130315/06A RU2186248C1 (ru) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | Адсорбционный насос |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000130315/06A RU2186248C1 (ru) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | Адсорбционный насос |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2186248C1 true RU2186248C1 (ru) | 2002-07-27 |
Family
ID=20242890
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000130315/06A RU2186248C1 (ru) | 2000-12-04 | 2000-12-04 | Адсорбционный насос |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2186248C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106224202A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-14 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种利用电加热激活的非蒸散型吸附泵 |
-
2000
- 2000-12-04 RU RU2000130315/06A patent/RU2186248C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ИВАНОВ В.И. Безмасляные вакуумные насосы. - Л.: Машиностроение, 1980, с.154, 155. МИНАЙЧЕВ В.Е. Вакуумные крионасосы. - М.: Энергия, 1976, с.64. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106224202A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-14 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种利用电加热激活的非蒸散型吸附泵 |
CN106224202B (zh) * | 2016-08-31 | 2018-06-22 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种利用电加热激活的非蒸散型吸附泵 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Tatlıer et al. | A novel approach to enhance heat and mass transfer in adsorption heat pumps using the zeolite–water pair | |
US5048301A (en) | Vacuum insulated sorbent driven refrigeration device | |
JP2004529309A (ja) | 吸着式冷却装置と吸着式冷却装置を組み込む温度制御輸送容器 | |
US4840224A (en) | Device for transferring heat energy by capillary forces | |
US4335781A (en) | High power cooler and method thereof | |
KR20170117503A (ko) | 소버 내에서의 가스 분배를 위한 시스템, 장치 및 방법 | |
CA2362572A1 (en) | Preparation of heat sink materials | |
RU2186248C1 (ru) | Адсорбционный насос | |
CA2412945A1 (en) | Adsorption refrigerating device | |
JP2004163089A (ja) | 冷凍方法及びシステム | |
JP2000292085A (ja) | 蓄熱体、蓄熱装置及び蓄熱装置の製法 | |
RU2187696C1 (ru) | Адсорбционный насос | |
RU2206790C1 (ru) | Адсорбционный насос | |
RU2208703C2 (ru) | Адсорбционный насос | |
RU2187695C2 (ru) | Адсорбционный насос | |
RU2208181C1 (ru) | Адсорбционный насос | |
RU2203439C1 (ru) | Адсорбционный насос | |
RU2208182C1 (ru) | Адсорбционный насос | |
RU2188991C2 (ru) | Устройство для хранения продуктов | |
RU2203437C1 (ru) | Адсорбционный насос | |
RU2194225C2 (ru) | Устройство для хранения продуктов | |
GB1604421A (en) | Heat transfer apparatus | |
US3130564A (en) | Absorption refrigeration | |
RU2187694C2 (ru) | Адсорбционный насос | |
RU2186715C2 (ru) | Устройство для хранения продуктов при низких температурах |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031205 |