Вакуумный ртутный насос

Саоз Советских Социалистических РеспубликКомитет по делам изобретений и открыт при Совете Министро СССРПриоритетОпубликовано 20.Х,196 юллетень21 Дата опубликования описания 21,Х 1.196 Авторыизобретения Б, Давыдова, Д. И. Артемова и В, П. Басмано улятиков,аявител АКУУМНЫЙ РТУТНЫЙ НАСО 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 5 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 10 цилиндрической, конусообразной или томуподобной 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 предло 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. Цил 1 ндры 1 и 2 подключены параллельно к вспомогательной емкости 4, установленной ниже их уровня и имеющей объем, обеспечи вающий прием ртути из указанных цилин60 65 3дров, Вспомогательная емкость 5 цилиндра 3, 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 каплеобойниками 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 1 б. 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 13 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 2 б. При повышении давления в рабочем помещении вентиль 25 перекрывается, и воздух в клапан поступает под давлением, меньшим атмосферного на величину столба ртути в барботере 23. При дальнейшем повышении барометрического давления перекрывается вентиль 2 б и т. д.Под давлением атмосферного воздуха, поступающего в сосуд 14 по патрубку 27, ртуть по трубе 15 и спирали 1 б 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 соорник 5 до 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 газа. Скорость поступления атмосферного воздуха в ртутный насос зависит от степени озкрытия регулирующего вентиля 21. По скончании 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 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 30 диафрагмы 31 из пористого материала. Для изготовления диафрагмы можно использовать нержавеющую сталь, никель, стекло и керамику, т. е. материалы, пористость которых составляет 40 - 50 Оа диаметр отверстий 10 - 15 мк. Указанные материалы проницаемы для газа и непроницаемы для ртути. Диафрагма 32, над которой размещен слой ртути, выполняется в виде пластинки, цилиндра или конуса.Поддиафрагменная полость 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 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 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 изобретения1. 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 иобеспечения 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 атмосфер.ного воздуха, в линию последнего включен5 барботер с регулируемым уровнем ртути,4. Насос по п. 1 - 3, отличающийся тем, чтовсасывающие клапаны выполнены в виде погруженных в ртуть трубок с прорезями внижней части, а выхлопные - в виде трубок10 с каплеотбойниками и выносными гидрозатворами.5. Насос по п. 1 - 3, отличающийся тем,что, с целью повышения надежности, выхлоп.ные клапаны выполнены в виде цилиндриче 15 ской, конусообразной и тому подобной диафрагмы из пористого материала, напримернержавеющей стали, проницаемого для газаи непроницаемого для ртути, и поддиафрагменная полость соединена с рабочим цилип 20 дром трубкой, имеющей асимметрично расположенные входное и выходное отверстиядля ртути,Составитель Т, Рабчук едактор П. А, Вербова Телред Л, К. Ткаченко Корректоры; О. Б. Тюрина и В. Е. Соколова Заказ 3331/3 Тирак 1225 формат бум, 30 Х 90/8 Объем 0,44 изд, л. ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Центр, пр. Серова, д. 4пография, пр, Сапунова,