SU1733687A1

SU1733687A1 - Adsorption pump

Info

Publication number: SU1733687A1
Application number: SU894775536A
Authority: SU
Inventors: Иван Иванович Хоменко; Владимир Георгиевич Вдовенко; Олег Леонидович Шелковский; Людмила Владимировна Нестерова; Иван Яковлевич Шестаков
Original assignee: Красноярский институт космической техники
Priority date: 1989-12-29
Filing date: 1989-12-29
Publication date: 1992-05-15

Abstract

Изобретение относитс к вакуумной технике и позвол ет улучшить откачные характеристики насоса. В корпусе 1 расположена криопанель (К) 2, на поверхности которой размещен адсорбент (А) 3. К 2 снабжена дополнительным А, закрепленным на ее поверхности, причем А 3 и дополнительный А 4 имеют разные теплопроводности, что позвол ет одному из А включатьс в работу позже другого, В результате исключаетс блокировка пор менее теплопроводного А первоначально адсорбируемыми газами на высокотеплопроводном А. 2 ил.The invention relates to vacuum technology and allows for improved pumping performance of a pump. In housing 1, there is an (K) 2 located on the surface of which adsorbent (A) 3 is placed. K 2 is equipped with an additional A fixed on its surface, moreover A 3 and additional A 4 have different thermal conductivities, which allows one of A to be included in work later than another. As a result, blocking of pores by less heat-conducting A initially adsorbed on high-heat-conducting gases is excluded. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к вакуумной технике, в частности к конструкции адсорбционных насосов.The invention relates to vacuum technology, in particular, to the design of adsorption pumps.

Известны адсорбционные насосы, принцип работы которых основан на физической адсорбции газов пористыми адсорбентами , например, цеолитами, активированным углем и т.д. Основными элементами таких насосов вл ютс крио- адсорбционна панель и система тепломас- созащиты. Эффективность работы насоса (быстродействие, предельный вакуум), расход криоагента и др.) завис т от рода адсорбента , температуры, условий охлаждени и откачки газов.Known adsorption pumps, the principle of which is based on the physical adsorption of gases by porous adsorbents, for example, zeolites, activated carbon, etc. The main elements of such pumps are the cryo-adsorption panel and the heat and mass protection system. The efficiency of the pump (speed, ultimate vacuum), the flow rate of the cryoagent, etc.) depends on the type of adsorbent, temperature, cooling conditions, and pumping out of gases.

К недостаткам адсорбционных насосов относ тс неполное использование поглотительных свойств адсорбента из-за неравномерного температурного режима сло The disadvantages of adsorption pumps include the incomplete use of the adsorbing properties of the adsorbent due to the uneven temperature conditions of the layer.

адсорбента, а также вление блокировки входов в адсорбционные полости газом с более высокой температурой кипени , например , водородом при откачке гели , азотом при откачке водорода.adsorbent, as well as the phenomenon of blocking the entrances to the adsorption cavities by gas with a higher boiling point, for example, by hydrogen when pumping gels, by nitrogen when pumping hydrogen.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс насос, имеющий в качестве криоадсорбционной панели комбинацию непосредственно панели, охлаждаемой жидким гелием, и сорбирующих экранов, охлаждаемых газообразным гелием и жидким азотом, что обеспечивает дифференциальную откачку компонентов газового потока на различных температурных уровн х. Адсорбентом на панели и экранах вл етс оксид алюмини AlaOa. Предельное давление, достигаемое насосом, Па, при давлении запуска Па, охлаждение основной криоадсорбционной панели жидким гелием.The closest in technical essence to the present invention is a pump having, as a cryoadsorption panel, a combination of directly a panel cooled by liquid helium and sorbing screens cooled by gaseous helium and liquid nitrogen, which provides differential pumping of the components of the gas stream at various temperature levels. The adsorbent on the panels and screens is alumina AlaOa. The limiting pressure reached by the pump, Pa, at the starting pressure Pa, cooling the main cryoadsorption panel with liquid helium.

л VIl VI

со со О соco co o co

xixi

аbut

К недостаткам указанного насоса относитс то, что адсорбент панели и экранов достигает криогенных температур, близких к температуре кипени азота, практически одновременно, что приводит к интенсивному поглощению азота, т.е. закрытию (блокировке ) более глубоких слоев адсорбента. П ри этом охлаждение периферийных слоев адсор- Оента, несмотр на его малую глубину (120- 150 мкм), идет менее интенсивно.The disadvantages of this pump include the fact that the adsorbent of the panel and screens reaches cryogenic temperatures close to the boiling point of nitrogen almost simultaneously, which leads to an intense absorption of nitrogen, i.e. closing (blocking) of the deeper layers of the adsorbent. In this case, the cooling of the peripheral layers of the adsorbent, despite its shallow depth (120-150 microns), is less intense.

Цель изобретени - улучшение откач- ных характеристик.The purpose of the invention is to improve pumping performance.

Поставленна цель достигаетс тем, что в адсорбционном насосе, содержащем корпус с криопанелью, снабженной адсорбен- том, на поверхности криопанели закреплен дополнительный адсорбент, причем значени теплопроводности адсорбентов различные .This goal is achieved by the fact that an additional adsorbent is fixed on the cryopanel surface in the adsorption pump, which contains a cryopanel case equipped with an adsorbent, and the thermal conductivities of the adsorbents are different.

На фиг. 1 представлен адсорбционный насос; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.FIG. 1 shows an adsorption pump; in fig. 2 — node I in FIG. one.

Насос состоит из корпуса 1, внутри которого находитс криососуд 2. На наружной поверхности последнего по известной технологии нанесен слой оксида алюмини () 3, вл ющийс адсорбентом . Наружна поверхность криососу- да, покрыта слоем оксида алюмини , вл етс криоадсорбционной панелью. Дл увеличени геометрической площади ее делают с ребрами, выполненными в виде многозаходной винтовой поверхности Многозаходность винтовой поверхности улучшает доступ откачиваемого газа к адсорбенту , уменьша аэродинамическое сопротивление. В пазах винтовой поверхности расположен адсорбент-углеродное волокно 4.The pump consists of a housing 1, inside which there is a cryovascular vessel 2. On the outer surface of the latter, according to a known technology, a layer of aluminum oxide () 3 is applied, which is an adsorbent. The outer surface of the cryososud, covered with a layer of alumina, is a cryo-adsorption panel. In order to increase the geometric area, it is made with ribs made in the form of a multiple spiral surface. The multiple surface of the screw surface improves access of the pumped gas to the adsorbent, reducing aerodynamic resistance. In the grooves of the screw surface is the adsorbent-carbon fiber 4.

С целью уменьшени термического сопротивлени между криососудом и углерод- ным волокном поверхность по внутреннему диаметру винтовой поверхности не покрыта оксидом алюмини Штуцеры 5 и 6 служатIn order to reduce thermal resistance between the cryogenic vessel and carbon fiber, the surface in the inner diameter of the helical surface is not coated with alumina. The fittings 5 and 6 serve

дл соединени насоса с откачиваемым объемом и дл регенерации.for connecting the pump to the pumped volume and for regeneration.

Принцип работы насоса заключаетс в следующем.The principle of operation of the pump is as follows.

В криососуд 2 заливаетс криоагент. Коэффициент теплопроводности углеродного волокна больше, чем оксида алюмини . Поэтому углеродное волокно достигает криогенных температур значительно быстрее оксида алюмини . В св зи с этим основную часть газа откачивает адсорбент - углеродное волокно. Слой адсорбента - оксида алю- мини в это врем находитс при температуре значительно выше температуры углеродного волокна. Поэтому поглощающа способность его низка . Достигнув криогенных температур, адсорбент - оксид алюмини поглощает остаточные газы, дл которых поры углеродного волокна уже блокированы газами с более высокой температурой конденсации. Тем самым устран ютс последстви влени блокировки, которое присутствует в других конструкци х насосов .A cryoagent is poured into cryo vessel 2. The thermal conductivity of carbon fiber is greater than alumina. Therefore, carbon fiber reaches cryogenic temperatures much faster than alumina. In connection with this, the bulk of the gas is pumped out by the adsorbent — carbon fiber. The adsorbent layer - alumina oxide at this time is at a temperature significantly higher than the temperature of the carbon fiber. Therefore, its absorption capacity is low. Having reached cryogenic temperatures, the adsorbent - alumina absorbs residual gases, for which the pores of the carbon fiber are already blocked by gases with a higher condensation temperature. Thereby, the effects of blockage that are present in other pump designs are eliminated.

Углеродное волокно, облада хорошей теплопроводностью, дополнительно улучшает услови охлаждени адсорбента - оксида алюмини . Все это приводит к более полному использованию адсорбционных свойств адсорбента, понижает предельное давление насоса, увеличивает скорость откачки .Carbon fiber, having good thermal conductivity, additionally improves the conditions for cooling the adsorbent - alumina. All this leads to a more complete use of the adsorption properties of the adsorbent, reduces the limiting pressure of the pump, increases the speed of pumping.

Claims

Claims of the invention: An adsorption pump comprising a housing and a cryopanel disposed therein, on the surface of which an adsorbent is placed, characterized in that, in order to improve the pumping performance, the cryopanel is provided with an additional adsorbent fixed on its surface, and the adsorbents have different thermal conductivities.

I

(rig.1

35

40

45