ВАКУУМНЫЙ НАСОС

ВАКУУМНЫЙ НАСОС


RU (11) 2251024 (13) C1

(51) 7 F04B37/10 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2003131008/06 
(22) Дата подачи заявки: 2003.10.21 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2003.10.21 
(45) Опубликовано: 2005.04.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1698480 A2, 15.12.1991. SU 1528952 A1, 15.12.1989. SU 174312 A, 19.10.1965. SU 312072 A, 13.10.1971. AU 720932 A, 15.06.2000. JP 10184553 A, 14.07.1998. 
(72) Автор(ы): Александрова А.Т. (RU); Васин В.А. (RU); Горюнов А.А. (RU); Ануфриева И.В. (RU); Ветров В.А. (RU); Кеменов В.Н. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Александрова Ариадна Тимофеевна (RU); Васин Владимир Анатольевич (RU); Горюнов Анатолий Андреевич (RU); Ануфриева Ирина Викторовна (RU); Ветров Владимир Алексеевич (RU); Кеменов Владимир Николаевич (RU) 
Адрес для переписки: 121165, Москва, а/я 15, ООО "ППФ-ЮСТИС", пат.пов. А.Е. Груниной, рег. № 401 

(54) ВАКУУМНЫЙ НАСОС

Изобретение относится к устройствам для создания вакуума и может быть использовано для обеспечения предварительного разрежения в вакуумных системах. Насос содержит полый корпус, две соосные части которого размещены каждая внутри соответствующей катушки электромагнита. В одной из указанных частей с возможностью осевого перемещения размещен впускной клапан, а в другой части корпуса закреплен выпускной клапан и размещен с возможностью осевого перемещения полый шток, являющийся якорем электромагнита, с двумя открытыми торцами и с мембраной, центральной частью герметично закрепленной на штоке со стороны впускного клапана, а периферийной частью на корпусе. В части корпуса, в которой расположен выпускной клапан, могут быть дополнительно размещены два обратных клапана, один из которых разделяет переменный объем, ограниченный указанной частью корпуса и мембраной, и постоянный объем корпуса выпускного клапана, а другой разделяет указанный переменный объем и атмосферу. Насос обладает высокой надежностью и прост в изготовлении. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к устройствам для создания вакуума и может быть использовано для обеспечения предварительного разрежения в вакуумных системах.

Известен поршневой вакуумный насос, состоящий из цилиндра, боковые стенки которого образованы сильфонами, закрепленными на крышке. Насос имеет плавающий поршень, под которым расположен эластичный полый торовый элемент, снабженный сверху и снизу пластинами. Полости сильфонов подключены к источнику давления. Полость между крышкой и эластичным элементом, а также полость в торовом элементе между пластинами подключены к источнику давления [SU 1698480 А2, МПК 7 F 04 B 31/10, публикация 15.12.1991]. Насос имеет сложную конструкцию, снижающую надежность его работы. Использование сжатого воздуха в качестве привода неэкономично. В процессе циклической работы насоса торовый элемент имеет сложный вид деформации, усложняющий предварительный подбор параметров сильфонов, эластичного элемента, приводной среды. Наличие трех полостей, связанных с источником давления, может вызвать вибрации в работе насоса, что снижает его устойчивость.

Задачей изобретения является упрощение конструкции насоса и повышение его надежности.

Поставленная задача решается тем, что вакуумный насос содержит полый корпус с входным и выходным отверстиями, две соосные части которого размещены каждая внутри соответствующей катушки электромагнита, в одной из указанных частей с входным отверстием с возможностью осевого перемещения размещен впускной клапан, а в другой части корпуса с выходным отверстием закреплен выпускной клапан и размещен с возможностью осевого перемещения полый шток, являющийся якорем электромагнита, с двумя открытыми торцами и с мембраной, центральной частью герметично закрепленной на штоке со стороны впускного клапана, а периферийной частью на корпусе.

В частном варианте изобретения часть полости корпуса, расположенная между выпускным клапаном и выходным отверстием, соединена через обратный клапан с переменным объемом, ограниченным частью корпуса с выходным отверстием и мембраной, а указанный переменный объем соединен с атмосферой через другой обратный клапан.

Шток предпочтительно подпружинен относительно корпуса в направлении к впускному клапану.

Выпускной клапан может быть выполнен в виде полого цилиндрического корпуса, имеющего дно, в котором выполнено отверстие, перекрываемое шариком с возможностью пропускания газа в направлении от впускного клапана и непропускания в противоположном направлении.

Впускной клапан может быть выполнен в виде полого цилиндрического корпуса, имеющего дно, со стороны которого в боковой стенке этого корпуса выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, а на этой стенке выполнен кольцевой выступ, в который упирается торец штока при перемещении последнего в крайнее положение в направлении к впускному клапану.

Впускной клапан подпружинен относительно корпуса в направлении к полому штоку.

Изобретение поясняется чертежами, на которых последовательно приведены стадии работы насоса.

На фиг.1 показан насос в исходном положении.

На фиг.2 показан насос с закрытым впускным клапаном и штоком в крайнем поднятом положении. 

На фиг.3 показан насос с закрытым впускным клапаном и штоком в крайнем опущенном положении.

На фиг.4 показан насос с двумя обратными клапанами.

Насос (см. фиг.1) содержит полый корпус, состоящий из двух частей - верхней 2 и нижней 7. В верхней части 2 корпуса, имеющей выходное отверстие, закреплен выпускной клапан, состоящий из полого цилиндрического корпуса 1 с дном, в котором выполнено отверстие, перекрываемое шариком 5.

На выпускной клапан надет с возможностью продольного перемещения полый шток 3, на конце которого со стороны впускного клапана герметично закреплена центральная часть мембраны 6. Периферийная часть мембраны 6 герметично закреплена между верхней 2 и нижней 7 частями корпуса.

Шток 3 перемещается под действием силы, создаваемой электромагнитом 12, надетым на верхнюю часть 2 корпуса, и цилиндрической пружиной 4, которая одним из своих концов упирается в выступ, выполненный в верхней части 2 корпуса, а другим в выступ, выполненный на поверхности штока 3 со стороны мембраны 6.

В нижней части 7 корпуса, имеющей входное отверстие, расположен впускной клапан 9, который состоит из полого цилиндрического корпуса с дном. Со стороны дна в боковой стенке выполнено, по меньшей мере, одно сквозное отверстие, служащее для прохода газа из вакуумного объема. С той же стороны впускного клапана 9 на его внешней поверхности выполнен кольцевой выступ, который в процессе работы насоса контактирует с торцом штока 3, образуя замкнутый объем, ограниченный внешними торцевыми поверхностями клапанов 15, 9 и внутренней боковой цилиндрической поверхностью штока 3.

При перемещении впускного клапана 9 в крайнее нижнее, т.е. закрытое положение кольцевой выступ заходит в соответствующую кольцевую проточку, выполненную в нижней части 7 корпуса, в которой размещен уплотнитель 8 для герметизации вакуумного объема (камеры). 

Впускной клапан 9 имеет возможность продольного перемещения под действием силы, создаваемой электромагнитом 11, надетым на нижнюю часть 7 корпуса, и цилиндрической пружиной 10, которая одним из своих концов упирается в выступ, выполненный в нижней части 7 корпуса, а другим - в дно впускного клапана 9.

На фиг.4 изображен насос, в верхней части корпуса 2 которого расположены два обратных клапана 13 и 14. Клапан 13 пропускает газ, проходящий через трубку, из постоянного объема корпуса выпускного клапана в переменный объем, ограниченный верхней частью корпуса 2 и мембраной 6, и не пропускает газ в обратном направлении. Клапан 14 пропускает газ из переменного объема, ограниченного верхней частью корпуса 2 и мембраной 6, в атмосферу и не пропускает в обратном направлении.

Работа насоса осуществляется следующим образом.

В исходном положении (см. фиг.1) впускной клапан 9 находится в крайнем верхнем положении, при этом электромагнит 11 отключен, пружина 10 разжата. Электромагнит 12 включен. Шток 3 удерживается в крайнем верхнем своем положении под действием силы, создаваемой электромагнитом 12, при этом пружина 4 штока сжата. Объем А сообщается с объемом вакуумной камеры и изолирован от объема В (атмосферы).

На выводы электромагнита 11 подается напряжение. Под действием создаваемой электромагнитом 11 силы впускной клапан 9, преодолевая усилие пружины 10, перемещается в крайнее нижнее свое положение, перекрывая и герметизируя посредством уплотнителя 8 вакуумную камеру (см. фиг.2). Газ в полости А с разрежением, соответствующим разрежению вакуумной камеры, оказывается запертым между клапанами 15 и 9.

Производят отключение электромагнита 12, в результате чего под действием пружины 4 шток 3 начинает опускаться, увлекая за собой мембрану 6, которая вытесняет газ из полости А в полость Б. Таким образом, газ оказывается запертым между внешними торцевыми поверхностями клапанов 15, 9 и внутренней боковой цилиндрической поверхностью штока 3 (см. фиг.3).

Производят отключение электромагнита 11, в результате чего под действием пружины 10 впускной клапан 9 вместе со штоком 3 и мембраной 6, преодолевая усилие пружины 4, поднимаются вверх, вытесняя газ из полости Б в полость В, преодолевая сопротивление шарика 5. При перемещении клапана 9 вверх также происходит открывание вакуумной камеры, в результате чего газ из вакуумной камеры переходит в полость А, создавая повышенное по сравнению с исходным разрежение вакуумного объема. Далее производят включение электромагнита 12 для удержания штока 3 в крайнем верхнем положении и насос оказывается в исходном положении (см. фиг.1).

Далее описанный цикл повторяется.

Работа насоса с обратными клапанами 13 и 14 (см. фиг.4) осуществляется следующим образом.

В исходном положении впускной клапан 9 находится в крайнем верхнем положении, при этом электромагнит 11 отключен, пружина 10 разжата. Электромагнит 12 включен. Шток 3 удерживается в крайнем верхнем своем положении под действием силы, создаваемой электромагнитом 12, при этом пружина 4 штока сжата. Объем А сообщается с объемом вакуумной камеры и изолирован от объема В.

На выводы электромагнита 11 подается напряжение. Под действием создаваемой электромагнитом 11 силы впускной клапан 9, преодолевая усилие пружины 10, перемещается в крайнее нижнее свое положение, перекрывая и герметизируя посредством уплотнителя 8 вакуумную камеру. Газ в полости А с разрежением, соответствующим разрежению вакуумной камеры, оказывается запертым между клапанами 15 и 9.

Производят отключение электромагнита 12, в результате чего под действием пружины 4 шток 3 начинает опускаться, увлекая за собой мембрану 6, которая вытесняет газ из полости А в полость Б. Таким образом, газ оказывается запертым между внешними торцевыми поверхностями клапанов 15, 9 и внутренней боковой цилиндрической поверхностью штока 3, при этом создается разрежение в постоянном объеме В, из которого газ через трубку и клапан 13 переходит в объем, увеличенный до максимума между верхней частью корпуса 2 и мембраной 6.

Производят отключение электромагнита 11, в результате чего под действием пружины 10 впускной клапан 9 вместе со штоком 3 и мембраной 6, преодолевая усилие пружины 4, поднимаются вверх, вытесняя газ из полости Б в полость В, преодолевая сопротивление шарика 5. Вместе с этим объем между верхней частью корпуса 2 и мембраной 6 уменьшается до минимума, газ выходит в атмосферу через клапан 14.

При перемещении клапана 9 вверх также происходит открывание вакуумной камеры, в результате чего газ из вакуумной камеры переходит в полость А, создавая повышенное по сравнению с исходным разрежение вакуумного объема. Далее производят включение электромагнита 12 для удержания штока 3 в крайнем верхнем положении и насос оказывается в исходном положении.

Далее описанный цикл повторяется.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Вакуумный насос, содержащий полый корпус с входным и выходным отверстиями, две соосные части корпуса размещены каждая внутри соответствующей катушки электромагнита, в одной из указанных частей с входным отверстием с возможностью осевого перемещения размещен впускной клапан, а в другой части корпуса с выходным отверстием закреплен выпускной клапан и размещен с возможностью осевого перемещения полый шток, являющийся якорем электромагнита, с двумя открытыми торцами и с мембраной, центральной частью герметично закрепленной на штоке со стороны впускного клапана, а периферийной частью на корпусе.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что часть полости корпуса, расположенная между выпускным клапаном и выходным отверстием, соединена через обратный клапан с переменным объемом, ограниченным частью корпуса с выходным отверстием и мембраной, а указанный переменный объем соединен с атмосферой через другой обратный клапан.

3. Насос по п.1, отличающийся тем, что шток подпружинен относительно корпуса в направлении к впускному клапану.

4. Насос по п.1, отличающийся тем, что выпускной клапан выполнен в виде полого цилиндрического корпуса, имеющего дно, в котором выполнено отверстие, перекрываемое шариком с возможностью пропускания газа в направлении от впускного клапана и непропускания в противоположном направлении.

5. Насос по п.1, отличающийся тем, что впускной клапан выполнен в виде полого цилиндрического корпуса, имеющего дно, со стороны которого в боковой стенке этого корпуса выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, а на этой стенке выполнен кольцевой выступ, в который упирается торец штока при перемещении последнего в крайнее положение в направлении к впускному клапану.

6. Насос по п.5, отличающийся тем, что впускной клапан подпружинен относительно корпуса в направлении к полому штоку.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru