КРИОГЕННАЯ ЛОВУШКА

Полезная модель относится к вакуумной технике, охлаждаемой криогенными продуктами, и может быть использована в вакуумных технологиях.
Известна криогенная вымораживающая ловушка (патент РФ №2547127), содержащая цилиндрический корпус, в котором соосно размещена емкость с криогенной жидкостью и винтовым оребрением на внешней поверхности, цилиндрический экран, установленный с зазором относительно стенки корпуса. В емкости расположен полый стержень с винтовым оребрением, вершины которого примыкают к цилиндрической стенке емкости с образованием винтового канала. Один из его торцов выполненный глухим, расположен в зоне подачи паров, другой конец стержня размещен противоположно первому и имеет бобышку с гнездом для установки нагревателя.
Недостатком известной ловушки является неэффективное использование отводимых паров криогенной жидкости и недостаточная тепловая защита емкости с криогенной жидкостью как от теплопритока теплопроводностью, так и от теплопритока излучением, что является причиной повышенного расхода криогенной жидкости.
Технической задачей полезной модели является улучшение тепловой защиты емкости с криогенной жидкостью и повышение эффективности использования отводимых паров криогенной жидкости и как следствие снижение расхода криогенной жидкости.
Поставленная задача решается тем, что криогенная ловушка, содержащая цилиндрический корпус, в котором соосно размещены емкость для криогенной жидкости с винтовым оребрением на внешней поверхности, внутренний цилиндрический экран, установленный с зазором относительно стенки корпуса, стержень, содержащий винтовое оребрение, расположенный в емкости, так что вершины оребрения примыкают к цилиндрической стенке емкости с образованием винтового канала, дополнительно оснащается внешним цилиндрическим экраном, образующим вокруг корпуса и внутреннего экрана полость, сообщенную верхней частью с верхней частью емкости для криогенной жидкости, с патрубком для выхода паров криогенной жидкости в нижней части внешнего экрана. Как вариант внешняя поверхность экрана может быть выполнена с отражающим покрытием, например в виде металлической пленки с высоким коэффициентом отражения, выполненной гальваническим осаждением или напылением в вакууме.
Сущность изобретения поясняется чертежом. Криогенная ловушка состоит из: цилиндрического корпуса 1 с соосно размещенной внутри него емкостью 2 с винтовым оребрением 3 на внешней поверхности, в нижней части заполненной криогенной жидкостью 4, внутреннего цилиндрического экрана 5, установленного с зазором 6 относительно стенки корпуса, крышки 7, стержня 8 с внешним оребрением, вершины которого примыкают к внутренней стенке емкости 2 с образованием винтового канала 9 для отходящих паров криогенной жидкости. Стержень 8 выполнен полым, нижний торец заглушен стенкой 10, а в верхнем торце имеется бобышка с гнездом 11. Внутри стержня размещен нагреватель 12, а внутренняя полость его заполнена теплоносителем 14. Вымораживающая ловушка содержит патрубок 15 для соединения с откачиваемым объемом, патрубок 16 для подключения вакуум-насоса, патрубок 17 для питания емкости 2 криогенной жидкостью, патрубок 18 для слива конденсата и отвода паров криогенной жидкости, внешний цилиндрический экран 13 с патрубком для выхода паров криогенной жидкости 19.
Технической результат полезной модели - улучшение тепловой защиты емкости с криогенной жидкостью и повышение эффективности использования отводимых паров криогенной жидкости и как следствие снижение расхода криогенной жидкости.
Криогенная ловушка работает следующим образом. Через патрубок 17 в ловушку поступает криогенная жидкость 4, пары которой распространяются по винтовым каналам 9 внутри емкости 2, охлаждая внутренний цилиндрический экран 5, контактирующий с емкостью 2. Затем через верхний край емкости 2 пары поступают в пространство между внешней поверхностью внутреннего экрана 5, корпуса 1 и внутренней поверхностью внешнего цилиндрического экрана 13, понижая их температуры и уменьшая приток тепла внутрь криогенной ловушки. Отражающее покрытие на внешней поверхности экрана 13 отражает поток лучистой энергии, направленный внутрь ловушки, тем самым повышая ее эффективность. Парогазовая смесь, из откачиваемого объема проходит по винтовым каналам, образованным винтовым оребрением 3 на внешней поверхности цилиндрической емкости 2. Пары, неконденсировавшиеся после прохождения вдоль поверхности емкости 2, охлаждаемой отходящими парами криогенной жидкости, проходят вдоль поверхности, охлаждаемой криогенной жидкостью, и оседают на ней. Неконденсирующаяся составляющая парогазовой смеси удаляется насосом через патрубок 16. Отработанные пары криогенной жидкости отводятся через патрубок 19. По мере накопления сконцентрировавшихся веществ, при необходимости конденсат отогревают. Для эффективного обогрева используется нагреватель 12, который повышает температуру теплоносителя 14, находящегося во внутренней полости стержня 8.