Вакуумный ртутный насос

 

ОГ1 ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик у

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15М1.1965 (№ 1019842/24-6) 1 ч 27d 3/02

27b, 5 с присоединением заявок № 1019776/24-6, 1017618/24-6

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК F 04g

F 04с

УДК 621.526(088.8) Опубликовано 20.Х,1966. Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 21.Х1.1966

Авторы изобретения Б. В, Шулятиков, H. Б. Давыдова, Д. И. Артемова и В. П. Басманова

Заявитель

ВАКУУМНЫЙ РТУТНЫЙ НАСОС

Известны вакуумные ртутные насосы для герекачки 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 объему и размещена выше его уровня на величину более 760 мм.

Ртутный клапан 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 нижний сосуд через вертикальную трубу и периодическое подключение ртутного насоса к форвакуумному насосу и к линии атмосферного воздуха через регулирующий вентиль. Для исключения влияния на работу ртутного клапана изменения давления атмосферного воздуха в линию последнего включен барботер с регулируемым уровнем ртути.

Всасывающие клапаны насоса выполнены в виде погруженных в ртуть трубок с прорезями в нижней части, а выхлопные — в виде трубок с каплеотбойниками и выносными гидрозатворами.

Выхлопные клапаны выполняются в виде

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

15 рабочим цилиндром трубкой, имеющей асимметрично расположенные входное и выходное отверстия для ртути, что повышает надежность клапанов.

На фиг. 1 схематично изображен предло20 женный вакуумный ртутный насос (трехступенчатый); на фиг. 2 и 3 — ртутный и выхлопной клапаны.

Ртутный насос содержит рабочие цилиндры

/ и 2 ступеней высокого вакуума и цилиндр 3

25 ступени низкого вакуума, соединенные последовательно по ходу откачиваемого газа. Цил1 ндры 1 и 2 подключены параллельно к вспомогательной емкости 4, установленной ниже их уровня и имеющей объем, обеспечиЗО вающий прием ртути из указанных цилинIS7925

3 дров, Вспомогательная емкость 5 цилиндра 8, над которой установлен дополнительный цилиндр б, равна ему по объему и размещена выше его уровня иа величину более 760 мм, что обеспечивает высокую степень сжатия перекачиваемого газа — до давления 760 мл рт. ст. и выше.

Рабочие цилиндры снабжены всасывающими клапанами 7, выполненными в виде трубок, погруженных в ртуть и имеющих в нижней части прорези. На трубках установлены ловушки 8 для капель ртути. Выхлопные клапаны 9 представляют собой трубки малого диаметра (2 — 3 мм) с каплео- бойниками 10 и выносными гидрозатворами 11. Вакуумный насос подключен к форвакуумному насосу при помощи ртутного клапана 12, выполненного в виде двух сосудов — верхнего 13 и нижнего 14, наполненного ртутью, соединенных вертикальной трубкой 15 и спиралью lб.

Сосуд 14 в донной части снабжен двумя цилиндрическими стаканами 17 и 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 в сосуд 18 через трубу 15. Расстояние от нижнего конца спирали до дна сосуда

18 (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 28 и 24 с регулируемым уровнем ртути.

Регулировка работы ртутного клапана проводится при минимальном барометрическом давлении в рабочем помещении при открытых вентилях 25 и 2б. При повышении давления в рабочем помещении вентиль 25 перекрывается, и воздух в клапан поступает под давлением, меньшим атмосферного на величину столба ртути в барботере 28. При дальнейшем повышении барометрического давления перекрывается вентиль 2б и т. д.

Под давлением атмосферного воздуха, поступающего в сосуд 14 по патрубку 27, ртуть по трубе 15 и спирали lб поднимается вверх до выхода нижнего конца спирали из ртути.

Давлением атмосферного воздуха ртуть, находящаяся в спирали, перебрасывается в емкость 28 и закрывает вентиль 19, образуя временный ртутный затор. Форвакуумный насос оказывается отключенным от ртутного насоса. Атмосферный воздух по трубопроводам 29 поступает во вспомогательные емкости 4 и 5 ступеней и, воздействуя на ртуть рабочих цилиндров, перекрывает всасывающие клапаны — газ поступает из ступени в ступень, а из последней ступени в сборник

25 зо

55 газа. Скорость поступления атмосферного воздуха в ртутный насос зависит от степени

oзкрыгия 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 8 под действием создаваемого форвакуумным насосом разрежения — в емкость 5. После открывания клапаvoB начинается процесс всасывания газа во всех ступенях. В откачиваемом объеме при работе трехступенчатого насоса создается вакуум от 0,05 лм рт. ст., описанный цикл повторяется. Количество циклов в единицу времени, зависящих от времени истечения ртути через вентиль 19, скорости откачки форвакуумного насоса и других факторов, можно регулировать.

Выхлопные клапаны могут быть выполнены также в виде размещенной в корпусе 80 диафрагмы 81 из пористого материала. Для изготовления диафрагмы можно использовать нержавеющую сталь, никель, стекло и керамику, т. е. материалы, пористость которых составляет 40 — 50О, а диаметр отверстий

10 — 15 мк. Указанные материалы проницаемы для газа и непроницаемы для ртути.

Диафрагма 82, над которой размещен слой ртути, выполняется в виде пластинки, цилиндра или конуса.

Поддиафрагменная полость 88 соединена с рабочим цилиндром трубкой 84, 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 поверхность 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 82. 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 клапана и форвакуумному насосу и содержащий рабочие цилиндры, снабженные всасывающими и выхлопными клапанами, и вспомогательные емкости для ртути, отличающийся тем, что, с целью осуществления ступенчатой откачки и

187925

Фиг. f 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

5 барботер с регулируемым уровнем ртути.

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

10 с каплеотбойниками и выносными гидрозатворами.

5. Насос по п. 1 — 3, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, выхлопные клапаны выполнены в виде цилиндриче15 ской, конусообразной и тому подобной диафрагмы из пористого материала, например нержавеющей стали, проницаемого для газа и непроницаемого для ртути, и поддиафрагменная полость соединена с рабочим цили 20 дром трубкой, имеющей асимметрично расположенные входное и выходное отверстия для ртути, Составитель Т. Рабчук

Редактор П. А. Вербова Телред Л, К. Ткаченко Корректоры: О. Б. Тюрина и В. Е. Соколова

Ваказ 3631/3 Тира>к 1225 Формат бум. 60Х90 /з Объем 0,44 изд. л, Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова. д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2