ВАКУУМНЫЙ РТУТНЫЙ НАСОС Советский патент 1966 года по МПК F04B23/02 F04B37/14 

Известны вакуу1мные ртутные насосы для перекачки и циркуляции агрессивных или редких газов, подключенные к форвакуумному насосу и содержащие рабочие цилиндры, снабженные всасывающими и выхлопными клапанами, и вспомогательные емкости для ртути.

В предложенном насосе для осуществления ступенчатой откачки и обеспечения высокой степени сжатия газа, рабочие цилиндры соединены последовательно по ходу откачиваемого газа, и цилиндры ступеней высокого вакуума подключены параллельно к вспомогательной емкости, установленной ниже их уровня, а вспомогательная емкость цилиндра ступени низкого вакуума равна ему по объе.му и размещена выше его уровпя на величину более 760 мм.

Ртутный кланан насоса выполнен в виде двух соединенных вертикальной трубой и спиралью сосудов, нижний из которых в донной части снабжен двумя цилиндрическими стаканами разных диаметров, а верхний - игольчатым вентилем, регулирующим скорость возврата ртути в сосуд через вертикальную трубу и периодическое подключение ртутного насоса к форвакуумному насосу н к линии атмосферного воздуха через регулирующий вентиль. Для исключения влияния па работу ртутного клапана изменения давления атмосферного воздуха в линию последнего включен барботер с регулируемым уровнем ртути. Всасывающие клапаны насоса вьшолнены

в виде погрул енных в ртуть трубок с прорезями в нижней части, а выхлопные - в виде трубок с канлеотбойниками и выносными гидрозатворами. Выхлопные клананы выполняются в виде

цилиндрической, конусообразной или тому подобной диафрагмы из пористого материала, например нержавеющей стали, проницаемого для газа и непроницаемого для ртути. Поддиафрагменная полость клапана соединена с

рабочим цилиндром трубкой, имеющей асимметрично расположенные входное и выходное отверстия для ртути, что повыщает надежность клапанов. На фиг. 1 схематично изображен нредложенный вакуумный ртутный насос (трехступенчатый) ; па фиг. 2 и 3 - ртутный и выхлопной клапаны.

Ртутный насос содерл ит рабочие цилиндры У и 2 ступеней высокого вакуума и цилиндр 3

ступени низкого вакуума, соединенные носледовательно но ходу откачиваемого газа. Цилт ндры 1 W. 2 подключены параллельно к вспомогательной емкости 4, установленной ниже их уровня и имеющей объем, обеспечидров. Вспомогательная емрюсть 5 цилиндра 3, над которой установлен дополнительный цилнндр 6, равна ему но объему и размещена выше его уровня на велнчнну более 760 мм, что обеспечивает высокую степень сжатия перекачиваемого газа - до давления 760 мм рт. ст. и выше.

Рабочие цилиндры снабжены всасываюшими клапанами 7, выполненными в виде трубок, погруженных в ртуть и имеющнх в нижней части прорези. На трубках установлены ловушки 8 для капель ртути. Выхлопные клапаны 9 представляют собой трубки малого диаметра (2-3 мм} с каплеотбойниками 10 и выносными гидрозатворами 11. Вакуумный касос подключен к форвакуумному насосу при помонди ртутного клапана 12, выполненного в виде двух сосудов - верхнего 13 и нижнего 14, наполненного ртутью, соединенных вертикальной трубкой 15 и спиралью 16. Сосуд 14 в донной части снабжен двумя цилнндрическнми стаканами 17 н 18 разных диаметров, а верхний - игольчатым вентилем 19. Длина вертикальной трубы 15 (770 мм) предотвращает пробулькивание атмосферного воздуха, подаваемого в сосуд 14 из линии 20 через регулирующий вентиль 21 и Q сосуд IS через трубу 15. Расстояние от нижнего конца спирали до дна сосуда 13 (690-720 мм) гарантирует нормальную работу ртутного клапана. Игольчатый вентиль 19 регулирует скорость возврата ртути в нижний сосуд через вертикальную трубу и периодическое подключение ртутного насоса то к форвакуумному насосу через патрубок 22, то к линии 20 атмосферного воздуха. Во избежание влияния на работу ртутного клапана изменения давления атмосферного воздуха в линию последнего включены барботеры 23 и 24 с регулируемым уровнем ртути. Регулировка работы ртутного клапана проводится при минимальном барометрическом давлении в рабочем помещении при открытых вентилях 25 и 26. При повышении давления в рабочем помещении вентиль 25 перекрыБается, и воздух в клапан поступает под давлением, меньшим атмосферного на величину столба ртути в барботере 2с. При дальнейшем повыщении барометрического давления перекрывается вентиль 26 и т. д.

Под давлением атмосферного воздуха, поступающего в сосуд 14 по патрубку 27, ртуть по трубе 15 и спирали 16 поднимается вверх до выхода нижнего конца снирали из ртути. Давлением атмосферного воздуха ртуть, находящаяся в снирали, неребрасывается в емкость 28 и закрывает вентиль 19, образуя временный ртутный затор. Форвакуумный насос оказывается отключенным от ртутного насоса. Атмосферный воздух по трубонроводам 29 ноступает во вспомогательные емкости 4 п 5 ступеней и, воздействуя на ртуть рабочих цилиндров, перекрывает всасывающие клапаны - газ ноступает из ступени в ступень, а из последней ступени в сборник

газа. Скорость поступления атмосферного воздуха в ртутный насос зависит от степени открытия регулирующего вентиля 21. По окончании истечения ртути из емкости 28 через вентиль 19 нижний конец спирали оказывается погруженным в ртуть, начинается откачка атмосферного воздуха из ртутного насоса при помощи форвакуумного насоса. При этом ртуть из цилиндров 1 и 2 под действием собственного веса переливается в емкость 4, а из цилиндра 3 под действием создаваемого форвакуумным насосом разрежения - в емкость 5. После открывания клапанов начинается процесс всасывания газа во всех ступенях. В откачиваемом объеме нри работе трехступенчатого насоса создается вакуум от 0,05 мм рт. ст., описанный цикл повторяется. Количество циклов в единицу времени, зависящих от временн истечения ртути через вентиль 19, скорости откачки форвакуумного насоса и других факторов, можно регулировать.

Выхлонные клапаны могут быть выполнены также в виде размещенной в корпусе 30 диафрагмы 31 из пористого материала. Для изготовления диафрагмы использовать нержавеющую сталь, никель, стекло и керамику, т. е. материалы, пористость которых составляет 40-50%, а диаметр отверстий 10-15 мк. Указанные материалы проницаемы для газа и непроницаемы для ртути. Диафрагма 32, над которой размещен слой ртути, выполняется в виде нластинки, цилиндра или конуса.

Поддиафрагменная нолость 33 соединена с рабочим цилиндром трубкой 34, входное и выходное капиллярные отверстия которой размещены асимметрично, что обеспечивает эластичное соприкосновение ртути насоса с диафрагмой. Асимметричное расположение капиллярных отверстий предотвращает повреждение диафрагмы, так как исключает попадание на новерхность диафрагмы ртутной струи, имеющей большую скорость при движении ртути насоса вверх. При движении ртути в рабочем цилиндре насоса вверх перекачиваемый газ проходит через диафрагму в сборную емкость, поднимая расположенный над диафрагмой слой ртути 32. При движении ртути в цилиндре насоса вниз сжатый газ прижимает слой ртути 32 к диафрагме и исключает возвращение сжатого газа из выхлопного клапана в цилиндр насоса.

Такое выполнение выхлопных клапанов повышает надежность работы насоса.

Предмет изобретения

1. Вакуумный ртутный насос для перекачки и циркуляции агрессивных или редких газов, подключенный при помощи ртутного кланана к форвакуумному насосу и содержащий рабочие цилиндры, снабженные всасывающими и выхлонными клапанами, и вспомогательные емкости для ртути, отличающийся тем, что, с целью осуществления стуненчатой откачки и

обеспечения высокой степени сжатия газа, рабочие цилиндры соединены последовательно по ходу откачиваемого газа, и цилиндры ступеней высокого вакуума подключены параллельно к вспомогательной емкости, установленной ниже их уровня, а вспомогательная емкость цилиндра ступени низкого вакуума равна ему по объему и размещена выше его уровня на величину более 760 мм.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что, с целью автоматизации, ртутный клапан выполнен в виде двух соединенных вертикальной трубой и спиралью сосудов, нижний из которых снабжен в донной части двумя цилиндрическими стаканами разных диаметров, а верхний - игольчатым вентилем, обеспечивающим регулирование скорости возврата ртути в нижний сосуд через вертикальную трубу и периодическое подключение ртутного насоса к форвакуумному насосу,.и к линии атмосферного воздуха через регулирующий вентиль.

3.Насос по п. 2, отличающийся тем, что, с целью исключения влияния на работу ртутного клапана изменения давления атмосферного воздуха, в линию последнего включен

барботер с регулируемым уровнем ртути.

4.Насос по ц. 1-3, отличающийся тем, что всасывающие клапаны выполнены в виде погруженных в ртуть трубок с прорезями в нижней части, а выхлопные - в виде трубок

с каплеотбойниками и выносными гидрозатворами.

5.Насос по п. 1-3, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, выхлопные клапаны выполнены в виде цилиндрической, конусообразной и тому подобной диафрагмы из пористого материала, например нержавеющей стали, проницаемого для газа и непроницаемого для ртути, и поддиафрагменная полость соединена с рабочим цилиндром трубкой, имеющей асимметрично расположенные входное и выходное отверстия для ртути.

Z4

fas.Z