ПАРОСТРУЙНЫЙ ВАКУУМНЫЙ НАСОС (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к вакуумной технике, а именно к средствам получения высокого вакуума.
Известен пароструйный вакуумный насос, содержащий герметичный корпус, кипятильник с рабочей жидкостью, паропроводы с соплами, систему охлаждения корпуса, выполненную в виде навитой по спирали на корпус трубки с хладагентом и теплопроводной сетки, охватывающей корпус насоса и трубку. Теплопроводная сетка позволяет усилить теплопередачу от трубки с хладагентом к корпусу. (А.С. СССР №1321947, МКП F04F 9/00, опубл. 07.07.1987).
В известном пароструйном вакуумном насосе система охлаждения недостаточно эффективна из-за незначительного контакта трубки с поверхностью корпуса, что отрицательно сказывается на быстроте действия насоса и его предельном остаточном давлении. Кроме того, теплопроводная сетка существенно увеличивает вес насоса, что усложняет монтаж насоса на технологической установке.
Наиболее близким известным техническим решением к заявляемой полезной модели является пароструйный вакуумный насос, содержащий герметичный корпус, систему охлаждения корпуса в виде навитой по спирали на корпус трубки с хладагентом, кипятильник с рабочей жидкостью и паропроводы с соплами, в котором часть корпуса образована ребрами жесткости, установленными по направлению навивки трубки с хладагентом, при этом поверхность ребер состоит из участков, контактирующих с трубкой и имеющих радиус кривизны, равный наружному радиусу трубки и конических участков, меньший диаметр которых обращен к кипятильнику. (А.С. №1742526, МПК F04F 9/00, опубл. 23.06.1992 г.)
Недостатком известного устройства является недостаточно эффективное выполнение конструкции корпуса, т.к. расположение части системы охлаждения в горячей зоне корпуса не позволяет сохранить жесткость корпуса и обеспечить эффективное охлаждение насоса. Это в свою очередь влечет невозможность расширения диапазона рабочих давлений в сторону высоких давлений и увеличивает вес и габариты насоса.
Кроме того, известная конструкция корпуса насоса выполнена в виде цилиндра, что также влечет за собой значительные величины габаритов и веса. Такое выполнение насоса оправдано только для насосов большой производительности.
Кроме того, в известной конструкции дно корпуса насоса выполнено плоским и имеет значительную толщину, что необходимо из условий обеспечения прочности конструкции. Указанное выполнение также значительно увеличивает вес насоса, кроме этого ввиду наличия большого количества рабочей жидкости в кипятильнике насоса увеличивается время разогрева насоса, что в свою очередь ведет к увеличению вылета паров масла на сторону высокого вакуума при разогреве насоса.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является расширение диапазона рабочих давлений в сторону высоких давлений, уменьшение времени выхода насоса на рабочий режим, снижение веса и габаритов.
Поставленная техническая задача решается тем, что в пароструйном вакуумном насосе по первому варианту выполнения, содержащем корпус с охлаждаемой и неохлаждаемой частями, с входным и выходным фланцами, систему охлаждения корпуса в виде навитой по спирали на корпус трубки с хладагентом с входным и выходным патрубками, кипятильник с рабочей жидкостью и размещенный по оси корпуса многоступенчатый паропровод с зонтичными соплами, при этом часть охлаждаемого корпуса образована установленными по направлению навивки трубки с хладагентом ребрами жесткости, согласно предложенной полезной модели, длина охлаждаемой части корпуса, образованной ребрами жесткости, соответствует расстоянию от места крепления патрубка для хладагента у входного фланца до уровня выше кромки зонта сопла последней выходной ступени паропровода в неохлаждаемой части корпуса. Кроме того, нижняя часть корпуса в неохлаждаемой зоне выполнена цилиндрической с диаметром меньшим, чем диаметр основной охлаждаемой части корпуса с ребрами жесткости.
Поставленная техническая задача решается также тем, что в пароструйном вакуумном насосе по второму варианту выполнения, содержащем корпус с охлаждаемой и неохлаждаемой частями, с входным и выходным фланцами, систему охлаждения корпуса в виде навитой по спирали на корпус трубки с хладагентом с входным и выходным патрубками, кипятильник с рабочей жидкостью и размещенный по оси корпуса многоступенчатый паропровод с зонтичными соплами, при этом часть охлаждаемого корпуса образована установленными по направлению навивки трубки с хладагентом ребрами жесткости, согласно предложенной полезной модели, длина охлаждаемой части корпуса, образованной ребрами жесткости, соответствует расстоянию от места крепления патрубка для хладагента у входного фланца до уровня выше кромки зонта сопла последней выходной ступени паропровода неохлаждаемой части корпуса, а дно корпуса выполнено плавно выпуклым внутрь корпуса в сторону входного фланца.
Поставленная техническая задача решается тем, что в пароструйном вакуумном насосе по третьему варианту выполнения, содержащем корпус с охлаждаемой и неохлаждаемой частями, с входным и выходным фланцами, систему охлаждения корпуса в виде навитой по спирали на корпус трубки с хладагентом с входным и выходным патрубками, кипятильник с рабочей жидкостью и размещенный по оси корпуса многоступенчатый паропровод с зонтичными соплами, при этом часть охлаждаемого корпуса образована установленными по направлению навивки трубки с хладагентом ребрами жесткости, согласно предложенной полезной модели, длина охлаждаемой части корпуса, образованной ребрами жесткости, соответствует расстоянию от места крепления патрубка для хладагента у входного фланца до уровня выше кромки зонта сопла последней выходной ступени паропровода неохлаждаемой части корпуса, дно корпуса выполнено плавно выпуклым внутрь корпуса в сторону входного фланца, нижняя часть корпуса в неохлаждаемой зоне выполнена цилиндрической с диаметром меньшим, чем диаметр основной охлаждаемой части корпуса с ребрами жесткости.
Предложенная полезная модель поясняется рисунком, где на фиг.1 изображен пароструйный вакуумный насос с продольным разрезом.
Пароструйный вакуумный насос (фиг.1) по трем вариантам выполнения содержит корпус 1 с охлаждаемой частью 2 и неохлаждаемой частью 3, с входным фланцем 4 для присоединения к откачиваемому объему и выходным фланцем 5. По оси корпуса размещен многоступенчатый паропровод 6 с зонтичными соплами. Зонтичные сопла предназначены для образования струи пара рабочей жидкости, проходящей из кипятильника по паропроводу, в которую за время движения пара от конца сопла до стенок насоса, где он конденсируется, диффундирует откачиваемый газ. Зонтичное сопло представляет собой обращенное сопло Лаваля (http://ru.wikipedia.org/wiki/) и состоит из зонта и внутренней стенки сопла.
В нижней части корпуса установлен кипятильник 7 с рабочей жидкостью.
Насос содержит систему охлаждения корпуса 1 в виде навитой по спирали на корпус трубки 8 с хладагентом с входным и выходным патрубками для хладагента.
Часть охлаждаемого корпуса образована установленными по направлению навивки трубки с хладагентом ребрами 9 жесткости. Поверхность ребер жесткости состоит из участков, контактирующих с трубкой 8 и имеющих радиус кривизны, равный наружному радиусу трубки и конических участков, меньший диаметр которых обращен к кипятильнику 7.
Длина охлаждаемой части корпуса 1, образованной ребрами 9 жесткости, соответствует расстоянию от места крепления патрубка 10 для хладагента у входного фланца 4 до уровня выше кромки зонта 11 сопла последней выходной ступени паропровода 6 в неохлаждаемой части корпуса. Предложенное выполнение корпуса повышает его жесткость и обеспечивает более эффективное охлаждение насоса по сравнению с прототипом, что позволяет расширить диапазон рабочих давлений в сторону высоких давлений и снизить вес конструкции.
Для насосов с диаметром условного прохода входного фланца менее 800 мм нижняя часть 3 корпуса в неохлаждаемой зоне может быть выполнена цилиндрической с диаметром меньшим, чем диаметр основной охлаждаемой части корпуса с ребрами жесткости. Это позволяет снизить вес и габариты конструкции для насосов с диаметром условного прохода входного фланца менее 800 мм.
Пароструйный вакуумный насос по второму варианту выполнения отличается выполнением дна 12 корпуса. Дно 12 корпуса выполнено плавно выпуклым внутрь корпуса 1 в сторону входного фланца 4. Предложенное конструктивное выполнение дна может быть использовано для насосов с диаметром условного прохода входного фланца более 250 мм. Это позволяет уменьшить количество рабочей жидкости в кипятильнике, тем самым уменьшить время разогрева насоса, что в свою очередь ведет к уменьшению вылета паров масла на сторону высокого вакуума при разогреве насоса.
Пароструйный вакуумный насос по третьему варианту выполнения характеризуется всей совокупностью существенных признаков, включенных в пункт 4 формулы полезной модели и присущих первому и второму варианту выполнения. Предложенное конструктивное выполнение пароструйного вакуумного насоса по третьему варианту используется для насосов с диаметром условного прохода входного фланца более 250 мм и менее 800 мм.
Откачка производится парами рабочей жидкости, поступающими из кипятильника по паропроводу и истекающими через зонтичные сопла.
Предложенная полезная модель обеспечивает расширение диапазона рабочих давлений в сторону высоких давлений, снижение веса и габаритов пароструйного вакуумного насоса.