+7 (495) 664 22 07 baza@vacuumpro.ru

Конфигурация и работа охладителя в криовакуумных насосах

Цикл Джиффорда-Макмагона - это цикл термодинамического расширения «без совершения работы» с использованием регенеративных теплообменников. В криовакуумных насосах конфигурация охладителя обычно состоит из двух ступеней разных диаметров, одна над другой (см. рис. 3). Поршень-вытеснитель, состоящий из двух частей разного диаметра, вставляется в цилиндр охладителя. Часть, имеющая больший диаметр, уплотняется сотнями дисков, которые составляют металлический экран. Часть меньшего диаметра добавочного поршня уплотнена свинцовыми шариками или подобными материалами. Экраны и шарики являются матрицей теплообменника. Сам корпус поршня изготовлен из прочной пластмассы с низкой теплопроводностью. Несколько отверстий в поршне направляют через него поток газа. Экраны и шарики уплотнены таким образом, чтобы стимулировать относительно свободный поток газа через матрицу, открывая поверхности шариков и экранов действию газа для оптимального обмена теплотой.

охладитель джиффорда макмагона

Рис. 3. Охладитель Джиффорда-Макмагона

Низкоскоростной двигатель или пневматический привод перемещает поршень вверх и вниз внутри расточного отверстия цилиндра с номинальной частотой 60—72 хода в минуту. Когда охладитель работает, торец большого цилиндра первой ступени рядом с приводным механизмом находится при комнатной температуре. Другой конец цилиндра первой ступени, к которому припаяна станция нагревания первой ступени, имеет температуру приблизительно 65 К. Цилиндр меньшего диаметра второй ступени приварен к торцу первой ступени. Противоположный торец цилиндра второй ступени имеет температуру приблизительно 10—15 К. Точные температуры ступеней определяются создаваемой на них термической нагрузкой, конструкцией поршней-вытеснителей в охладителе, значением давления подачи и возврата гелия из компрессора и рядом других переменных.

Газ из компрессора под давлением приблизительно 20 атм. впускается в теплый торец цилиндра посредством механически синхронизированного впускного клапана. Гелий проходит через матрицы добавочного поршня и заполняет весь объем цилиндра до получения давления подачи. По мере того, как газ проходит через экраны и шарики, он охлаждается в процессе движения. В свою очередь, каждый экран или шарик становится немного теплее. Перемещающийся поршень-вытеснитель проходит через газ, уменьшая в конечном итоге объем газа на теплом торце почти до нуля. В результате этого также создаются малые объемы газа при 65 К и 10 К на другом конце цилиндра по мере того, как поршень доходит до конца своего хода. В этой точке впускной клапан закрывается, а открывается выпускной клапан, который соединен с линией возврата, идущей в компрессор. Поскольку линия возврата имеет давление приблизительно 6—7 атмосфер, газ внутри цилиндров расширяется, охлаждается и движется обратно через поршни. При каждом ходе удаляется небольшое количество теплоты с каждой станции нагревания (и присоединенного массива криопанелей) для поддержания рабочих температур. Холодный газ, идущий обратно над шариками и экранами, охлаждает их снова до своей предыдущей температуры. По мере того, как поршень продолжает свое возвратнопоступательное движение, небольшие холодные объемы уменьшаются, принудительно заставляя оставшийся холодный газ перемещаться через матрицу поршня. Газ, выходящий из выпускного клапана охладителя, несколько теплее газа, вошедшего в цилиндр. Поскольку цилиндры охладителя — это сварная трубка, гелий вообще не попадает в вакуумное пространство. Аналогичным образом ни один из газов, конденсирующихся в криогенном насосе, никогда не попадает в поток гелия.

Группа РОСВАКУУМ

Адрес: 107023 Россия, г. Москва, Электрозаводская улица, 21

Часы работы офиса: с 9:00 до 18:00 по Москве.

 

Телефон: +7 (495) 664-22-07

E-mail: baza@vacuumpro.ru

 

Чтобы заказать бесплатный подбор оборудования, отправить заявку, запрос или получить консультацию инженеров - свяжитесь с нами по телефону или E-mail.

В базе 310 производителей и поставщиков вакуумного оборудования и техники (РФ, СНГ и зарубежные компании). Цены, наличие на складах и технические характеристики оборудования и техники уточняйте только по электронной почте E-mail.