Коллектив авторов - Большая энциклопедия техники

Для откачки не конденсирующихся при температуре жидкого водорода газов (водород, гелий, неон) и создания предварительного разрежения насос снабжен паромасляным диффузионным насосом. Для предотвращения попадания паров масла и продуктов его разложения из насоса предусмотрены военная ловушка и жалюзийная азотная ловушка. Жидкий азот для охлаждения экранов и ловушки подается из сосудов Дьюара.

Питание насоса жидким водородом осуществляется от автономного разжижителя. В последнее время все большее распространение получают конденсационные насосы, в которых для охлаждения поверхностей используют газовые холодильные машины – криогенераторы: существует конденсационный насос с криогенератором, работающим по так называемому обращенному циклу Стирлинга. В корпусе насоса размещена криопанель, изготовленная из медной пластины, являющаяся откачивающим элементом насоса. Криопанель имеет хороший тепловой контакт со второй ступенью машины. Для снижения теплопритока к криопанели со стороны теплых стенок насоса и откачиваемого сосуда предусмотрен жалюзийный экран, который имеет хороший тепловой контакт с первой ступенью машины. Температура экрана поддерживается на уровне 90—100 К. В картере размещены компрессорный поршень и шатуны привода, закрепленные на эксцентриковых втулках и вала встроенного электродвигателя. Картер криогенератора через кран заполняется газообразным гелием под давлением (16—20) × 10 5Па.

Криогенератор работает следующим образом. Газ, сжатый компрессорным поршнем до давления (35—40) × 10 5Па, поступает в водяной холодильник, где отводится теплота сжатия. Затем газ по каналу проходит через сетчатый регенератор, расположенный в вытеснителе. Часть газа поступает в полость расширения первой ступени, а другая часть, пройдя регенератор, поступает в полость расширения второй ступени. При движении вытеснителя вниз происходят расширение газа в обеих ступенях и его охлаждение. В описываемой конструкции хладопроизводительность первой ступени составляет примерно 10 Вт при 100 К, а второй ступени – примерно 4 Вт при 25 К.

Одним из главных недостатков конденсационных насосов, использующих встроенные криогенераторы, является пока еще малая длительность непрерывной работы, составляющая всего 500—1000 ч. Удельная быстрота откачки и предельное остаточное давление конденсационных насосов могут быть рассчитаны на основе баланса потоков газа, конденсирующегося на холодной поверхности и испаряющегося с нее. Быстрота действия современных конденсационных насосов достигает 10 5л/с и более, а предельное остаточное давление составляет менее 10 -7Па.

Водяное колесо – наиболее простой гидравлический двигатель, включает колесо, снабженное лопастями, которое вращается потоком воды.

Винтовой (или забойный) двигатель представлен гидравлическим забойным двигателем объемного типа, в котором многозаходный рабочий орган выполнен по принципу героторных планетарных механизмов, которые приводятся в действие при помощи энергии промывочных жидкостей.

Винтовой насос – вид роторного насоса, в котором рабочие органы представлены сцепленными одним ведущим и чаще всего двумя ведомыми винтами. Во время вращения винтов жидкость, которая отсекается внутри впадин в винтовой нарезке, передвигается вдоль винтов и происходит ее выталкивание в напорный патрубок. При этом величина подачи составляет до 0,25 м 3/с, величина давления – до 35 МПа, а КПД – 95%. Сам роторный насос представлен объемным насосом с вращательными или же вращательными и возвратно-поступательными движениями, осуществляемыми связанными с ротором рабочими органами. При этом среди роторных насосов выделяют зубчатый, винтовой, шиберный, аксиально-поршневой, радиально-поршневой и другие виды. Характерной особенностью роторных насосов являются малые подачи при сопутствующем высоком давлении.

Водяная (гидравлическая) турбина – гидравлический двигатель лопастного типа, который осуществляет преобразование механической энергии потока воды в другой вид энергии – энергию вращающегося вала. Применяется водяная турбина чаще всего на гидроэлектростанциях с целью привода электрических генераторов. При этом диаметр рабочих колес может достигать 10 м, мощность установки составляет около 600 МВт, а расчетный напор достигает величины 1700 м.

Водяной затвор – гидравлическое устройство, которое препятствует обратному току газа в трубопроводе. Водяной затвор нашел применение в санитарной технике – он предотвращает попадание канализационного газа в жилые или иные помещения, прежде всего через различные санитарные приборы, например, унитаз или раковину. Применяют его и в газосварочных установках, где водяной затвор препятствует тому, чтобы взрывная волна из сварочной горелки проникла в ацетиленовый генератор (т. е. предупреждает «обратный удар»). Водяной затвор в качестве предохранительного устройства применяется зачастую в паросиловом хозяйстве, а также в газохранилищах. При этом газ, например ацетилен, после поступления в водяной затвор по трубе, которая заполнена водой до высоты контрольного краника, проходит через слой воды и направляется к горелкам через кран. В случае взрыва газовой смеси внутри горелки газ проникает в водяной затвор через кран, а затем оттесняет воду в трубу, что приводит к образованию водяной пробки. Происходит понижение уровня воды в водяном затворе, и обнажается нижний конец трубы, через которую газ и выходит в атмосферу, при этом он увлекает за собой воду в водяной затвор, которая отбрасывается щитком. Идея установки состоит в том, что водяная пробка в трубе препятствует проникновению взрывной волны внутрь сварочного генератора.

Геттерный насос – разновидность вакуумного насоса, принцип действия которого заключается в явлении хемосорбции (т. е. явлении адсорбции откачиваемого газа на поверхности различных химических газопоглощающих веществ). При этом откачиваемый газ сорбируется геттером – это может быть титан или барий. Существует несколько видов геттерных насосов: испарительный геттерный насос, ионно-геттерный насос, магнитный электроразрядный геттерный насос и другие. Геттер (от англ. getter ) представляет собой вещество, которое поглощает любые газы, кроме инертных, за счет связывания их при хемосорбции. Применяется геттер с целью улучшения вакуума в электровакуумных установках, а также в вакуумных насосах.