МЕМБРАННЫЙ ФОРВАКУУМНЫЙ БЕЗМАСЛЯННЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к вакуумной технике, а именно к конструкциям мембранных форвакуумных безмасляных насосов.
Известны форвакуумные насосы вытеснительного действия, являющиеся преимущественно механическими системами с масляным или щелевым уплотнением.
Эти типы насосов сложны в изготовлении, так как требуют высокой степени точности изготовления, что существенно повышает стоимость этих насосов.
Имеющиеся разработки мембранных насосов значительно уступают по вакуумным и техническим характеристикам механическим насосам и не могут заменить их в создании высоковакуумных агрегатов средств откачки.
Известен механический форвакуумный безмаслянный насос, содержащий корпус, внутри которого расположен вытеснитель, разделяющий внутренний объем корпуса по меньшей мере на две камеры, одна из которых соединена с приводом вытеснителя, а другая имеет по меньшей мере одно впускное отверстие, перекрываемое вытеснителем при его перемещении, и по меньшей мере один выпускной клапан (см. патент RU 2088806 С 1, МПК 7 F 04 C 23/02, публикация 1997 г.). Данный насос обладает всеми перечисленными недостатками, свойственными механическим форвакуумным насосам.
Технической задачей полезной модели является разработка простого в изготовлении мембранного форвакуумного безмаслянного насоса обладающего вакуумными и техническими характеристиками не уступающими механическим насосам.
Поставленная задача решается тем, что в форвакуумном насосе, содержащем корпус, внутри которого расположен вытеснитель, разделяющий внутренний объем корпуса по меньшей мере на две камеры, одна из которых имеет по меньшей мере одно впускное отверстие, перекрываемое вытеснителем при его перемещении, и по
меньшей мере один выпускной клапан, вытеснитель выполнен в виде мембраны, а другая камера соединена со средством подачи и удаления газа.
Указанное средство может состоять из пневмонасоса, соединенного с камерой насоса через два пневмораспредилителя или из камеры, внутри которого расположено вещество, способное при изменении условий выделять и поглощать газ.
Вещество может выделять газ при нагревании, а поглощать - при охлаждении.
Нагрев вещества может осуществляться от термоэлемента, обладающего эффектом Пельтье: при пропускании тока через термоэлемент в одном направлении, термоэлемент нагревается, а при смене направления протекания тока на обратное - он охлаждается.
Веществом может быть гидрид титана, выделяющий водород при его нагревании и поглощающий водород при его охлаждении.
Сущность полезной модели поясняется с помощью графических материалов.
На фиг.1 представлена конструктивная схема предлагаемого насоса (в исходном состоянии), пневмопривод которого состоит из насоса и пневмораспредилителей.
На фиг.2 представлена конструктивная схема предлагаемого насоса по фиг.1 в рабочем состоянии.
На фиг.3 представлена конструктивная схема предлагаемого насоса (в исходном состоянии), пневмопривод которого состоит из корпуса, внутри которого расположено вещество, способное при изменении условий выделять и поглощать газ.
На фиг.4 представлена конструктивная схема предлагаемого насоса по фиг.3 в рабочем состоянии.
Насос (см. фиг.1, 2) представляет собой герметичную конструкцию, состоящую из корпуса 1 с крышкой 2, внутри которого расположена мембрана 3, разделяющая внутренний объем корпуса на камеру А и камеру Б. Камера А герметично соединена с откачиваемым объемом, через впускное отверстие 4. В нижней части корпуса 1 расположен выпускной клапан 5. Герметичная камера Б
соединена с пневмоприводом, состоящим из пневмонасоса 6 и герметично соединенных с камерой Б через отверстия, выполненные в крышке 2, пневмораспределителей 7, 8, через которые подводится и отводится энергоноситель (например сжатый воздух). Пневмонасос 6 предназначен для автономного питания сжатым воздухом системы.
Пневмопривод насоса, изображенный на фиг.3, 4 состоит из камеры 9, внутри которой расположено вещество 10, например гидрид титана, способное при нагревании выделять газ, а при охлаждении - поглощать. Нагрев и охлаждение вещества осуществляют с помощью термоэлемента Пельтье 11. Для предотвращения попадания частиц гидрида металла в камеру насоса предусмотрена сетка 12.
Работа насоса по фиг.1, 2 заключается в следующем.
При подаче энергоносителя от пневмонасоса 6 через включенный пневмораспределитель 7 в камеру Б под действием избыточного давления прогибается мембрана 3, которая плотно прижимается к внутренней поверхности корпуса 1. Это приводит к перекрыванию впускного отверстия 4, соединяющего откачиваемый объем (на рис. не показан) с камерой А насоса. Газ, запертый в камере А, вытесняется мембраной 3 через клапан 5 в атмосферу. В этот момент пневмораспределитель 8 отключен и находится в закрытом состоянии. При сбросе давления энергоносителя из камеры Б пневмораспределитель 7 отключается и перекрывает камеру Б от выхода пневмонасоса 6. Одновременно с этим включается пневмораспределитель 8, соединяющий камеру Б с входом пневмонасоса 6, что приводит к откачке воздуха из камеры Б и созданию в ней разрежения. Мембрана 3 возвращается в исходное положение. В камере А создается разрежения, а впускное отверстие 4 открывается и газ из вакуумного объема заполняет камеру А. При это клапан 5 автоматически перекрывает камеру А от атмосферы. Затем описанный цикл работы повторяется.
Работа насоса по фиг.3, 4 аналогична работе насоса по фиг.1, 2 и отличатся только действием пневмопривода.
При подаче на термоэлементы 11 напряжения они нагреваются, нагревая гидрид титана 10, из которого выделяется водород, создавая избыточное давление в камере Б насоса, под действием которого, мембрана 3 прогибается и плотно прижимается к внутренней поверхности корпуса 1. Это приводит к перекрыванию впускного отверстия 4, соединяющего откачиваемый объем с камерой А насоса. Газ, запертый в камере А, вытесняется мембраной 3 через клапан 5 в атмосферу. При подаче напряжения на термоэлементы 3 обратной полярности происходит понижение температуры гидрида титана 2, который сорбирует весь газ "вытеснитель" из камеры Б насоса. В результате этого в камере Б давление уменьшается и мембрана 3 возвращается в исходное положение. При этом клапан 5 автоматически перекрывает камеру А от атмосферы. Затем описанный цикл работы повторяется.
Предложенный насос прост в изготовлении и позволяет получить безмасляный вакуум в откачиваемом объеме. Кроме того, нет необходимости регенерации сорбента, что приводит к повышению удобства эксплуатации оборудования.