RU2267648C1

RU2267648C1 - Two-stage membrane pump (versions)

Info

Publication number: RU2267648C1
Application number: RU2004112247/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Анатольевич Васин (RU); Владимир Анатольевич Васин
Original assignee: Владимир Анатольевич Васин
Priority date: 2004-04-22
Filing date: 2004-04-22
Publication date: 2006-01-10

Abstract

FIELD: vacuum engineering; evacuation of air or process gases; hydraulic and pneumatic systems for transfer of liquid or gaseous media.

SUBSTANCE: proposed pump has hollow housing consisting of inlet and outlet parts with membrane placed in between them by its peripheral part. In center of membrane there is at least one hole closed by intermediate valve secured on central part of membrane. On side of inlet part of pump housing electromagnetic inlet valve is mounted and on side of outlet part electromagnetic outlet valve is mounted. Intermediate valve is used as armature of electromagnetic drives; it moves together with central part of membrane inside housing and opens and closes under action of said electromagnetic drives. According to another version outlet valve drive is absent. In this case outlet valve performs function of check valve.

EFFECT: increased rate of evacuation; possibility of creating high vacuum at inconsiderable technological expenses.

15 cl, 5 dwg

Description

Изобретение может быть использовано в вакуумной технике для откачки воздуха или технологических газов, а также в гидро- и пневмосистемах для перекачки жидкой или газообразной среды.The invention can be used in vacuum technology for pumping air or process gases, as well as in hydraulic and pneumatic systems for pumping liquid or gaseous media.

Из уровня техники известен мембранный насос, содержащий полый корпус с каналами и закрепленную между его частями своей периферийной частью мембрану, жестко соединенную с электромагнитным приводом (см. авторское свидетельство СССР № 1076620, 1984).A membrane pump is known from the prior art, comprising a hollow body with channels and a membrane fixed between its parts with its peripheral part and rigidly connected to an electromagnetic drive (see USSR author's certificate No. 1076620, 1984).

Недостатком известного технического решения является невысокие эксплуатационные характеристики, а также надежность и долговечность.A disadvantage of the known technical solution is its low operational characteristics, as well as reliability and durability.

Задачей изобретения является создание клапана, обеспечивающего высокую скорость откачки, более высокий вакуум при относительно небольших технологических затратах.The objective of the invention is to provide a valve that provides a high pumping speed, a higher vacuum at a relatively low technological cost.

Поставленная задача решается тем, что насос содержит полый корпус, состоящий из впускной и выпускной частей, между которыми своей периферийной частью закреплена мембрана, в центральной части которой выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, перекрываемое промежуточным клапаном, закрепленным на указанной центральной части мембраны, со стороны впускной части корпуса размещен впускной клапан с электромагнитным приводом, а со стороны выпускной части корпуса размещен выпускной клапан с другим электромагнитным приводом, при этом промежуточный клапан, являющийся якорем указанных электромагнитных приводов, выполнен с возможностью перемещения вместе с центральной частью мембраны в полости корпуса, а также открывания и закрывания отверстия или отверстий в мембране под действием указанных электромагнитных приводов.The problem is solved in that the pump comprises a hollow body, consisting of inlet and outlet parts, between which a membrane is fixed with its peripheral part, in the central part of which at least one hole is made, blocked by an intermediate valve fixed to the specified central part of the membrane, on the inlet side of the housing, an inlet valve with an electromagnetic actuator is located, and on the side of the outlet part of the housing, an outlet valve with another electromagnetic actuator is located, while the in-person valve, which is the anchor of these electromagnetic actuators, is made with the possibility of moving together with the central part of the membrane in the cavity of the housing, as well as opening and closing holes or openings in the membrane under the action of these electromagnetic actuators.

При этом каждый из электромагнитных приводов впускного и выпускного клапана состоит из полого корпуса с центральным сквозным отверстием, герметично закрепленного на соответствующей части корпуса насоса, обмотки, размещенной на наружной поверхности корпуса привода, и сердечника с центральным сквозным отверстием, расположенным внутри корпуса.In this case, each of the electromagnetic actuators of the intake and exhaust valves consists of a hollow body with a central through hole, hermetically fixed to the corresponding part of the pump housing, a winding located on the outer surface of the drive housing, and a core with a central through hole located inside the housing.

Кроме того, впускной клапан состоит из тарелки клапана, размещенной с возможностью перекрывания, по меньшей мере, одного отверстия соответствующего электромагнитного привода, и штока, одним концом закрепленного в центральной части тарелки, а другим концом частично входящего в центральное отверстие корпуса указанного привода и сердечника, и подпружиненным относительно корпуса привода.In addition, the inlet valve consists of a valve disc, arranged to overlap at least one hole of the corresponding electromagnetic actuator, and a rod, one end fixed in the Central part of the plate, and the other end partially entering the Central hole of the housing of the specified actuator and core, and spring loaded relative to the drive housing.

При этом выпускной клапан состоит из тарелки клапана с центральным сквозным отверстием, выполненной с возможностью перекрывания, по меньшей мере, одного отверстия, выполненного в выпускной части корпуса насоса, и подпружиненной относительно корпуса или сердечника соответствующего электромагнитного привода.In this case, the exhaust valve consists of a valve disc with a central through hole made with the possibility of overlapping at least one hole made in the exhaust part of the pump housing and spring-loaded relative to the housing or core of the corresponding electromagnetic actuator.

Промежуточный клапан состоит из тарелки клапана с центральным отверстием, по периметру которой со стороны мембраны насоса закреплена мембрана клапана с возможностью ее прощелкивания и перекрытия ею отверстия или отверстий в мембране насоса при прощелкивании в сторону тарелки, на мембране клапана в ее центральной части со стороны тарелки закреплен конец ограничителя, проходящего через центральное отверстие тарелки клапана и имеющего упор, ограничивающий перемещение мембраны клапана.An intermediate valve consists of a valve disc with a central hole, along the perimeter of which a valve membrane is fixed on the side of the pump membrane so that it can snap and overlap the hole or holes in the pump membrane when it clicks in the direction of the plate, fixed to the valve membrane in its central part on the plate side the end of the limiter passing through the Central hole of the valve disc and having a stop restricting the movement of the valve membrane.

Задача решается также тем, что насос по второму варианту содержит полый корпус, состоящий из впускной и выпускной частей, между которыми своей периферийной частью закреплена мембрана, в центральной части которой выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, перекрываемое промежуточным клапаном, закрепленным на указанной центральной части мембраны, со стороны впускной части корпуса размещен впускной клапан с электромагнитным приводом, а со стороны выпускной части корпуса в выпускном патрубке размещен обратный выпускной клапан, при этом промежуточный клапан, являющийся якорем указанного электромагнитного привода, выполнен с возможностью перемещения вместе с центральной частью мембраны в полости корпуса, а также открывания и закрывания отверстия или отверстий в мембране под действием указанного электромагнитного привода.The problem is also solved by the fact that the pump according to the second embodiment comprises a hollow body, consisting of inlet and outlet parts, between which a membrane is fixed with its peripheral part, in the central part of which at least one hole is made, which is blocked by an intermediate valve fixed to the specified central part of the membrane, from the side of the inlet part of the body there is an inlet valve with an electromagnetic actuator, and on the side of the outlet part of the body in the outlet pipe there is a check outlet valve, while omezhutochny valve, which armature of said solenoid actuator, is movable together with the central part of the membrane in the housing cavity as well as opening and closing the hole or holes in the membrane under the action of said electromagnetic actuator.

Электромагнитный привод, промежуточный клапан и впускной клапан выполнен аналогично первому варианту.The electromagnetic actuator, the intermediate valve and the intake valve are made similarly to the first embodiment.

Выпускной клапан включает тарелку клапана, выполненную с возможностью перекрывания отверстия или отверстий выпускной части корпуса насоса и подпружиненную относительно упора, размещенного в выпускном патрубке.The exhaust valve includes a valve disc configured to overlap the openings or openings of the exhaust portion of the pump housing and spring-loaded relative to a stop located in the exhaust nozzle.

Задача решается также тем, что по третьему варианту насос содержит полый корпус, состоящий из впускной и выпускной частей, между которыми своей периферийной частью закреплена мембрана, в центральной части которой выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, перекрываемое промежуточным клапаном, закрепленным со стороны выпускной части корпуса на указанной центральной части мембраны, на которой со стороны впускной части корпуса закреплен якорь с центральным отверстием, в котором размещен впускной клапан, имеющий электромагнитный привод, а со стороны выпускной части корпуса размещен обратный выпускной клапан, при этом промежуточный клапан вместе с центральной частью мембраны и якорем выполнены с возможностью перемещения в полости корпуса и открывания и закрывания отверстия или отверстий в мембране под действием указанного электромагнитного привода.The problem is also solved by the fact that, according to the third embodiment, the pump comprises a hollow body, consisting of inlet and outlet parts, between which a membrane is fixed with its peripheral part, in the central part of which at least one hole is made, blocked by an intermediate valve fixed from the outlet part of the body on the specified Central part of the membrane, on which from the side of the inlet part of the body is fixed an anchor with a Central hole in which is placed an inlet valve having an electromagnetic actuator, from the outlet of the housing is placed a return outlet valve, the intermediate valve, together with the central part of the membrane anchor and movable in the cavity of the housing and opening and closing the hole or holes in the membrane under the action of said electromagnetic actuator.

Электромагнитный привод впускного клапана состоит из закрепленного на впускной части корпуса насоса сердечника с центральным сквозным отверстием, на наружной поверхности которого размещена обмотка привода.The electromagnetic drive of the inlet valve consists of a core fixed to the inlet part of the pump housing with a central through hole, on the outer surface of which the drive winding is located.

Впускной клапан состоит из тарелки клапана, размещенной с возможностью перекрывания отверстия, выполненного в седле клапана, расположенном в отверстии якоря, и штока, одним концом закрепленного на тарелке, другим концом входящего в отверстие седла клапана и сердечника и подпружиненного относительно сердечника привода, а на противоположном от тарелки клапана конце штока закреплен якорь привода впускного клапана.The inlet valve consists of a valve disc arranged to overlap a hole made in the valve seat located in the armature hole, and a rod, one end fixed to the plate, the other end of the valve and core entering the hole of the valve seat, and spring-loaded relative to the actuator core, and on the opposite An inlet valve actuator armature is fixed from the valve disc to the end of the stem.

Выпускной клапан включает тарелку, выполненную с возможностью перекрывания отверстия или отверстий выпускной части корпуса насоса и подпружиненную относительно упора, размещенного в выпускном патрубке.The exhaust valve includes a plate made with the possibility of blocking the holes or openings of the exhaust part of the pump housing and spring-loaded relative to the stop placed in the exhaust pipe.

Промежуточный клапан состоит из плоской мембраны, закрепленной своей центральной частью в центральной части мембраны насоса и выполненной с возможностью перекрытия отверстия или отверстий в мембране насоса.The intermediate valve consists of a flat diaphragm fixed with its central part in the central part of the pump diaphragm and made with the possibility of overlapping openings or openings in the pump diaphragm.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 изображен насос по первому варианту изобретения.Figure 1 shows the pump according to the first embodiment of the invention.

На фиг.2 изображен насос по второму варианту изобретения.Figure 2 shows the pump according to the second embodiment of the invention.

На фиг.3 изображен насос по третьему варианту изобретения.Figure 3 shows a pump according to a third embodiment of the invention.

На фиг.4 изображена конструкция промежуточного клапана.Figure 4 shows the design of the intermediate valve.

На фиг.5 изображен вариант выполнения части корпуса насоса.Figure 5 shows an embodiment of a part of the pump casing.

Насос по первому варианту изобретения содержит полый корпус, состоящий из впускной 1 и выпускной частей 2, между которыми своей периферийной частью закреплена мембрана 3, в центральной части которой выполнено, по меньшей мере, одно отверстие, перекрываемое промежуточным клапаном 4, приваренным к центральной части мембраны 3. Части корпуса 1 и 2 сжаты кольцами 5, 6, равномерно передающие усилия от крепежной группы 7, 8, 9, соединяющей данные кольца.The pump according to the first embodiment of the invention comprises a hollow body, consisting of inlet 1 and outlet parts 2, between which a membrane 3 is fixed with its peripheral part, in the central part of which at least one hole is made, which is blocked by an intermediate valve 4 welded to the central part of the membrane 3. Parts of the housing 1 and 2 are compressed by rings 5, 6, evenly transmitting forces from the mounting group 7, 8, 9, connecting these rings.

Части корпуса 1 и 2 могут быть выполнены штамповкой толстостенных заготовок, как это показано на фиг.1-3.Parts of the housing 1 and 2 can be made by stamping thick-walled blanks, as shown in figures 1-3.

Они могут также изготавливаться штамповкой тонкостенных заготовок (фиг.5). В этом случае части корпуса 1 и 2 закрепляются каждая на массивном кольцевом элементе 66, выполненном из жесткого композитного полимерного материала на основе двухкомпонентных эпоксидных смол и термопластов и имеющем углубления по форме части 1 корпуса. Металлическое кольцо 67, закрепленное на кольцевом элементе 66, предохраняет его от сколов. Центральный патрубок 68, на котором закреплены часть 1 корпуса и кольцевой элемент 66, имеет кольцевой выступ, размещенный в массе материала кольцевого элемента 66 и предотвращающий проминание части 1 корпуса и отсоединение полимерного материала от корпуса.They can also be made by stamping thin-walled blanks (figure 5). In this case, the body parts 1 and 2 are each fixed to a massive annular element 66 made of a rigid composite polymer material based on two-component epoxy resins and thermoplastics and having recesses in the shape of the body part 1. A metal ring 67, mounted on an annular element 66, protects it from chips. The central pipe 68, on which the housing part 1 and the annular element 66 are fixed, has an annular protrusion located in the mass of material of the annular element 66 and preventing the housing part 1 from being squeezed and the polymer material disconnected from the housing.

Мембрана 3 может быть выполнена круглой или овальной формы в виде тарелки как с прощелкиванием, так и без прощелкивания, и имеет отверстие или отверстия в центральной части. Предпочтительно мембрана 3 выпуклая, но может быть и выпукло-вогнутой формы. Герметичность соединения мембраны 3 с впускной 1 и выпускной 2 частями корпуса обеспечивается уплотнениями 10, 11.The membrane 3 can be made round or oval in the form of a plate with or without snapping, and has a hole or holes in the Central part. Preferably, the membrane 3 is convex, but may be convex-concave in shape. The tightness of the connection of the membrane 3 with the inlet 1 and outlet 2 parts of the housing is provided by seals 10, 11.

Со стороны впускной части 1 корпуса размещен впускной клапан 12 с электромагнитным приводом, а со стороны выпускной части 2 корпуса размещен выпускной клапан 13 с другим электромагнитным приводом.On the inlet part 1 of the housing, an inlet valve 12 with an electromagnetic actuator is located, and on the side of the outlet part 2 of the housing, an outlet valve 13 with another electromagnetic actuator is arranged.

Промежуточный клапан 4 (см фиг.4) выполнен с возможностью продольного перемещения вместе с центральной частью мембраны 3 в полости корпуса. Промежуточный клапан 4 состоит из тарелки 14 клапана, являющейся якорем указанных электромагнитных приводов, выполненной из сильного постоянного магнита, в центре которой выполнено отверстие, а по периметру закреплена мембрана 15 клапана, выполненная с возможностью ее прощелкивания и имеющая уплотнение 16 по своему периметру. На поверхности мембраны 16 клапана в ее центральной части со стороны тарелки закреплен один из концов ограничителя 17, проходящего через центральное отверстие тарелки 14 клапана и имеющего кольцевой упор на другом из своих концов, ограничивающий перемещение мембраны 15 клапана, не позволяя последней выходить из зоны упругой деформации. Крепление мембраны 15 к мембране 3 производят сваркой, в частности лазерной. Промежуточный клапан 4 крепится к мембране 3 насоса таким образом, что центральная его ось совпадает с центральной осью клапана.The intermediate valve 4 (see figure 4) is made with the possibility of longitudinal movement together with the Central part of the membrane 3 in the cavity of the housing. The intermediate valve 4 consists of a valve plate 14, which is the anchor of these electromagnetic actuators, made of a strong permanent magnet, in the center of which a hole is made, and a valve membrane 15 is fixed around the perimeter, made to click and have a seal 16 around its perimeter. On the surface of the valve membrane 16 in its central part from the plate side, one of the ends of the stopper 17 is fixed, passing through the central hole of the valve plate 14 and having an annular stop on the other of its ends, restricting the movement of the valve membrane 15, not allowing the latter to leave the zone of elastic deformation . The fastening of the membrane 15 to the membrane 3 is carried out by welding, in particular laser. The intermediate valve 4 is attached to the membrane 3 of the pump so that its central axis coincides with the central axis of the valve.

Каждый из электромагнитных приводов впускного и выпускного клапанов 12, 13 выполняет как функцию привода указанных клапанов, так и функцию привода мембраны 3 и состоит из полого корпуса 18, 19 (соответственно) с центральным сквозным отверстием, имеющего фланец 20, 21 (соответственно) для герметичного закрепления с помощью уплотнителя 22, 23 и крепежных элементов 24, 25 на фланце 26, 27 соответствующей части корпуса насоса.Each of the electromagnetic actuators of the intake and exhaust valves 12, 13 performs both the function of driving these valves and the function of driving the membrane 3 and consists of a hollow body 18, 19 (respectively) with a central through hole having a flange 20, 21 (respectively) for tight fixing with a seal 22, 23 and fasteners 24, 25 on the flange 26, 27 of the corresponding part of the pump housing.

На наружной поверхности корпуса 18 размещены обмотка 28 привода впускного клапана, удерживаемая с помощью составных фланцев 29, 30, между которыми размещено уплотнение 31. Составные фланцы скреплены крепежными элементами 32, например в форме болтов с головкой «Торекс», а также крепежными элементами 33. Внутри корпуса 18 расположен сердечник 34 с центральным сквозным отверстием.On the outer surface of the housing 18 there is an intake valve actuator winding 28 held by composite flanges 29, 30, between which a seal 31 is placed. The composite flanges are fastened by fasteners 32, for example in the form of bolts with a Torex head, as well as fasteners 33. Inside the housing 18 is a core 34 with a central through hole.

На наружной поверхности корпуса 19 размещена обмотка 35 привода выпускного клапана. Внутри корпуса 19 расположен сердечник 36 с центральным отверстием, удерживаемый с помощью гайки 37.On the outer surface of the housing 19 is placed a winding 35 of the exhaust valve actuator. Inside the housing 19 is a core 36 with a Central hole, held by a nut 37.

Впускной клапан 12 состоит из тарелки клапана, являющейся якорем привода, по периметру которой на ее поверхности расположено уплотнение 38 для перекрывания центрального отверстия привода, и штока 39, одним концом закрепленного в центральной части тарелки клапана 12, а другим концом частично входящего в центральное отверстие корпуса 18 привода и сердечника 34. На шток 34 надета пружина 40, один конец которой упирается во внутреннюю поверхность корпуса 18 привода, а другой в кольцевой упор 41, выполненный, например, в виде гайки на конце штока 39.The inlet valve 12 consists of a valve disc, which is the actuator armature, along the perimeter of which a seal 38 is located on its surface to block the central hole of the actuator, and a stem 39, one end of which is fixed in the central part of the valve disc 12, and the other end is partially included in the central opening of the housing 18 of the actuator and the core 34. A spring 40 is put on the rod 34, one end of which abuts against the inner surface of the actuator housing 18, and the other an annular stop 41, made, for example, in the form of a nut at the end of the rod 39.

Выпускной клапан 13 состоит из тарелки клапана, являющейся якорем привода 19 выпускного клапана с центральным сквозным отверстием, по периметру которой на ее поверхности со стороны электромагнитного привода 19 выпускного клапана расположено уплотнение 42 для перекрывания отверстий, выполненных в выпускной части 2 корпуса насоса. На тарелку клапана 13 надета пружина 43, один конец которой упирается в сердечник 36 привода выпускного клапана, а другой - в кольцевой упор 44, выполненный на боковой поверхности тарелки клапана 13.The exhaust valve 13 consists of a valve disc, which is the armature of the exhaust valve actuator 19 with a central through-hole, along the perimeter of which on its surface from the side of the electromagnetic valve 19 of the exhaust valve there is a seal 42 for closing the openings made in the exhaust part 2 of the pump housing. A spring 43 is put on the valve plate 13, one end of which abuts against the exhaust valve actuator core 36, and the other - in the annular stop 44 made on the side surface of the valve plate 13.

Конструкция насоса по второму варианту изобретения аналогична конструкции насоса по первому, кроме конструкции выпускного клапана, а также отсутствия электромагнитного привода указанного клапана.The design of the pump according to the second embodiment of the invention is similar to the design of the pump according to the first, in addition to the design of the exhaust valve, as well as the lack of an electromagnetic drive of the specified valve.

Выпускной клапан (см. фиг.2) состоит из тарелки 45 клапана, по периметру которой на ее поверхности со стороны корпуса насоса расположено уплотнение 46 для перекрывания центрального отверстия выпускной части 2 корпуса насоса, и штока 47, закрепленного в центральной части тарелки 45 с противоположной от уплотнения 46 стороны и проходящего через отверстие полой втулки 48 с отверстиями для прохода газа, установленной в полости фланца 49 выпускной части 2 корпуса. На шток 47 надета пружина 50, один конец которой упирается в наружную поверхность тарелки 45, а другой в поверхность втулки 48. Втулку 48 ввинчивают в полость фланца 49 и тем самым регулируют усилие уплотнения и жесткость клапана.The exhaust valve (see Fig. 2) consists of a valve plate 45, along the perimeter of which on its surface from the side of the pump housing there is a seal 46 for blocking the central opening of the exhaust part 2 of the pump housing, and a stem 47 fixed in the central part of the plate 45 with the opposite from the side seal 46 and passing through the hole of the hollow sleeve 48 with openings for the passage of gas installed in the cavity of the flange 49 of the outlet part 2 of the housing. A spring 50 is put on the stem 47, one end of which abuts against the outer surface of the plate 45, and the other against the surface of the sleeve 48. The sleeve 48 is screwed into the cavity of the flange 49 and thereby control the sealing force and valve stiffness.

Конструкция насоса по третьему варианту изобретения аналогична конструкции насоса по второму варианту, кроме конструкции впускного и промежуточного клапанов, а также привода мембраны насоса.The design of the pump according to the third embodiment of the invention is similar to the design of the pump according to the second embodiment, except for the design of the inlet and intermediate valves, as well as the drive of the pump diaphragm.

Электромагнитный привод (см. фиг.3) впускного клапана 54 и мембраны насоса 3 состоит из фланца 51 с центральным сквозным отверстием, закрепленного на фланце 52 впускной части 1 корпуса насоса. В отверстии фланца 51 закреплен сердечник 34 с центральным сквозным отверстием, на наружной поверхности которого размещена обмотка привода 28.An electromagnetic actuator (see FIG. 3) of the inlet valve 54 and the pump diaphragm 3 consists of a flange 51 with a central through hole fixed to the flange 52 of the inlet part 1 of the pump housing. In the hole of the flange 51, a core 34 is fixed with a central through hole, on the outer surface of which the drive winding 28 is placed.

На центральной части мембраны 3 со стороны впускной части 1 корпуса закреплен якорь 53 привода мембраны 3 с центральным отверстием, в котором размещен впускной клапан.On the central part of the membrane 3 from the side of the inlet part 1 of the housing, the armature 53 of the actuator of the membrane 3 is fixed with a central hole in which the inlet valve is located.

Впускной клапан 54 состоит из тарелки клапана, по периметру которой на ее поверхности со стороны электромагнитного привода расположено уплотнение 55 для перекрывания центрального отверстия, выполненного в седле 56 клапана, расположенном в отверстии якоря 53 и закрепленном своей периферийной частью 57 меду фланцами 52, 51 корпуса впускной части насоса и привода, штока 58, одним концом закрепленным в центральной части тарелки клапана 54, а другим концом входящим в центральное отверстие седла 56 клапана и сердечника 34. На шток 58 надета пружина 59, один конец которой упирается в направляющую шайбу 60 с отверстиями, закрепленную между седлом 56 клапана и сердечником 34 привода, а другой - в упор 61, выполненный в виде штифта, закрепленного на штоке 58. На противоположном от тарелки клапана 54 конце штока 58 размещен якорь 62 привода впускного клапана, удерживаемой гайкой-держателем 63.The inlet valve 54 consists of a valve disc, along the perimeter of which on its surface from the side of the electromagnetic actuator there is a seal 55 for blocking the central hole made in the valve seat 56 located in the hole of the armature 53 and secured by its peripheral part 57 to the inlet housing flanges 52, 51 parts of the pump and actuator, the stem 58, one end fixed in the Central part of the valve plate 54, and the other end included in the Central hole of the valve seat 56 and the core 34. The spring 59 is fitted with a spring 59, one the end of which abuts against a guide washer 60 with holes fixed between the valve seat 56 and the actuator core 34, and the other against the stop 61, made in the form of a pin fixed to the stem 58. On the opposite end of the valve 54 from the valve stem 54 is an actuator armature 62 intake valve held by a retaining nut 63.

Промежуточный клапан состоит из плоской мембраны 64, по периметру которой со стороны мембраны насоса размещено уплотнение 65, а центральная часть которой закреплена в центральной части мембраны 3 насоса.The intermediate valve consists of a flat membrane 64, along the perimeter of which a seal 65 is placed on the side of the pump membrane, and the central part of which is fixed in the central part of the pump membrane 3.

Следует отметить, что на впускных и выпускных клапанах уплотнения могут располагаться по-разному в зависимости от назначения насоса.It should be noted that the seals on the inlet and outlet valves may be located differently depending on the purpose of the pump.

При использовании насоса для получения вакуума уплотнение может быть установлено на тарелке клапана или на седле.When using a pump to produce a vacuum, the seal can be mounted on a valve disc or seat.

При использовании насоса для откачки чистых жидкостей уплотнение может вообще отсутствовать, и герметизация обеспечивается соответствующим изготовлением поверхностей тарелки и седла.When using a pump for pumping clean liquids, there may be no seal at all, and sealing is ensured by the appropriate manufacture of the surfaces of the plate and seat.

При использовании насоса для откачки газов или жидкостей уплотнение можно устанавливать и на седле, и на тарелке клапана.When using a pump for pumping gases or liquids, the seal can be installed on both the seat and valve disc.

Работа насоса по первому варианту изобретения осуществляется следующим образом.The operation of the pump according to the first embodiment of the invention is as follows.

В исходном положении впускной клапан 12 закрыт, мембрана 3 насоса находится в верхнем положении, промежуточный клапан 4 открыт, выпускной клапан 13 закрыт. На обмотки приводов 28, 35 впускного и выпускного клапанов напряжение не подается.In the initial position, the intake valve 12 is closed, the pump membrane 3 is in the upper position, the intermediate valve 4 is open, the exhaust valve 13 is closed. No voltage is applied to the windings of the inlet and outlet valve drives 28, 35.

На обмотку 28 главного привода впускного клапана 12 подается напряжение определенной полярности 1-ого уровня. По обмотке протекает ток. Сила действует на якорь (тарелку) промежуточного клапана 4, закрепленного на мембране 3 насоса. Якорь отталкивается от сердечника 34 привода и воздействует на мембрану 15 промежуточного клапана 4, которая при определенном уровне напряжения прощелкивает и закрывает отверстия в мембране 3 насоса. Промежуточный клапан 4 закрыт. В закрытом состоянии промежуточного клапана 4 мембрана 15 сама по себе создает достаточное усилие уплотнения на уплотнитель 16.A voltage of a certain polarity of the 1st level is supplied to the winding 28 of the main drive of the intake valve 12. Current flows through the winding. The force acts on the armature (plate) of the intermediate valve 4, mounted on the membrane 3 of the pump. The armature is repelled from the core 34 of the actuator and acts on the membrane 15 of the intermediate valve 4, which at a certain voltage level clicks and closes the holes in the membrane 3 of the pump. Intermediate valve 4 is closed. In the closed state of the intermediate valve 4, the membrane 15 in itself creates sufficient sealing force on the seal 16.

Увеличивают напряжение той же полярности, подаваемое на контакты обмотки 28 привода (напряжение 2-ого уровня). Сила начинает действовать на тарелку впускного клапана 12, являющейся якорем привода. Преодолевая сопротивление пружины 40, тарелка отходит от седла клапана, открывая отверстие в корпусе привода. Впускной клапан 12 открыт.Increase the voltage of the same polarity supplied to the contacts of the drive winding 28 (voltage of the 2nd level). The force begins to act on the plate of the intake valve 12, which is the drive armature. Overcoming the resistance of the spring 40, the plate moves away from the valve seat, opening a hole in the actuator housing. The inlet valve 12 is open.

На обмотку 35 привода выпускного клапана 13 подается напряжение определенной полярности. Сила начинает действовать на тарелку выпускного клапана 13, являющейся якорем привода. Преодолевая сопротивление пружины 43, тарелка клапана 13 отходит к сердечнику 36, открывая отверстия в корпусе выпускной части 2. Выпускной клапан 13 открыт.A voltage of a certain polarity is applied to the winding 35 of the exhaust valve actuator 13. The force begins to act on the plate of the exhaust valve 13, which is the drive armature. Overcoming the resistance of the spring 43, the valve disc 13 moves to the core 36, opening the holes in the housing of the exhaust part 2. The exhaust valve 13 is open.

Увеличивают напряжение той же полярности, подаваемое на контакты обмотки 28 привода (напряжение 3-ого уровня). Увеличивается и сила, действующая на якорь привода промежуточного клапана 4 и мембраны 3 насоса. Мембрана 3 деформируется и прощелкивает, занимая нижнее положение. Промежуточный клапан 4 закрыт.Increase the voltage of the same polarity supplied to the contacts of the drive winding 28 (voltage of the 3rd level). The force acting on the armature of the drive of the intermediate valve 4 and the membrane 3 of the pump also increases. The membrane 3 is deformed and clicks, occupying a lower position. Intermediate valve 4 is closed.

Впускной объем насоса увеличивается, создавая разрежение, и через открытый впускной клапан 12 газ поступает во впускной объем, выравнивая давление во впускном и откачиваемом объемах.The inlet volume of the pump increases, creating a vacuum, and through the open inlet valve 12, gas enters the inlet volume, equalizing the pressure in the inlet and pumped volumes.

Выпускной объем уменьшается и сжимаемый газ покидает выпускной объем через открытый выпускной клапан 13, выравнивая давление в выпускном объеме и объеме, в который происходит откачка (например, атмосфера).The outlet volume decreases and the compressible gas leaves the outlet volume through the open outlet valve 13, equalizing the pressure in the outlet volume and the volume into which the evacuation takes place (for example, atmosphere).

На обмотки 28, 35 приводов перестает подаваться напряжение, в результате чего под действием пружин 40, 43 впускной и выпускной клапан 12, 13 закрываются. Все клапаны закрыты. Мембрана 3 насоса находится в нижнем положении.The windings 28, 35 of the actuators are no longer energized, as a result of which, under the action of the springs 40, 43, the intake and exhaust valves 12, 13 are closed. All valves are closed. The diaphragm 3 of the pump is in the lower position.

На обмотку 35 привода выпускного клапана 13 подается напряжение обратной полярности 1-ого уровня. По обмотке 35 протекает ток. На якорь промежуточного клапана 4 действует сила, отталкивающая его от сердечника 36 привода выпускного клапана. Мембрана 15 деформируется и при определенном усилии прощелкивает, открывая промежуточный клапан 4. Промежуточный клапан 4 открыт.A voltage of reverse polarity of the 1st level is supplied to the winding 35 of the actuator of the exhaust valve 13. A current flows through winding 35. An anchor of the intermediate valve 4 is acted upon by a force pushing it away from the outlet valve actuator core 36. The membrane 15 is deformed and, with a certain force, clicks, opening the intermediate valve 4. The intermediate valve 4 is open.

На обмотку 35 привода выпускного клапана подается напряжение обратной полярности большего - 2-ого уровня. Сила, действующая на якорь промежуточного клапана 4, увеличивается, деформируя его мембрану 15. Якорь отходит, упираясь в ограничитель 17, и не деформируя дальше мембрану 15 промежуточного клапана 4, передает все усилие на мембрану 3 насоса. При определенном уровне усилия мембрана 3 деформируется и прощелкивает, занимая верхнее положение.The reverse polarity voltage of a higher - 2nd level is supplied to the exhaust valve actuator winding 35. The force acting on the anchor of the intermediate valve 4 increases, deforming its membrane 15. The anchor leaves, abutting against the limiter 17, and without further deforming the membrane 15 of the intermediate valve 4, transfers all the force to the membrane 3 of the pump. At a certain level of force, the membrane 3 is deformed and clicks, occupying the upper position.

Впускной объем насоса уменьшается, сжимая газ, а выпускной объем увеличивается, создавая разрежение. Через открытый промежуточный клапан 4 газ поступает из впускного объема в выпускной объем, выравнивая в них давление.The inlet volume of the pump decreases, compressing the gas, and the outlet volume increases, creating a vacuum. Through an open intermediate valve 4, gas flows from the inlet volume to the outlet volume, equalizing the pressure therein.

Впускной клапан 12 закрыт, мембрана 3 насоса находится в верхнем положении, промежуточный клапан 4 открыт, выпускной клапан 13 закрыт. Насос пришел в исходное положение.The inlet valve 12 is closed, the diaphragm 3 of the pump is in the upper position, the intermediate valve 4 is open, the exhaust valve 13 is closed. The pump has returned to its original position.

Работа насоса по второму варианту изобретения в значительной степени схожа с работой насоса по первому варианту изобретения, поэтому приводятся только отличия в работе.The operation of the pump according to the second embodiment of the invention is substantially similar to the operation of the pump according to the first embodiment of the invention, therefore, only differences in operation are provided.

Обратный клапан закрыт все время, кроме того периода, когда мембрана 3 насоса, перемещаясь из верхнего положения в нижнее, сжимает газ в выпускном объеме, который, создавая давление на тарелку 45 клапана, преодолевая силу действия пружины 50, открывает данный клапан и вытекает из выпускного объема. При падении давления в выпускном объеме до определенного уровня выпускной обратный клапан закрывается. При давлении на клапан с другой стороны он остается закрытым.The non-return valve is closed all the time, except for the period when the pump membrane 3, moving from the upper position to the lower one, compresses the gas in the outlet volume, which, creating pressure on the valve plate 45, overcoming the force of the spring 50, opens this valve and flows out of the outlet volume. When the pressure in the exhaust volume drops to a certain level, the exhaust check valve closes. When pressure is applied to the valve, on the other hand, it remains closed.

Работа насоса по третьему варианту изобретения в значительной степени схожа с работой насоса по второму варианту изобретения, поэтому приводятся только отличия в работе.The operation of the pump according to the third embodiment of the invention is substantially similar to the operation of the pump according to the second embodiment of the invention, therefore, only differences in operation are provided.

Впускной клапан 54 закрыт. Мембрана 3 насоса находится в верхнем положении. На обмотку 28 привода впускного клапана 54 подается напряжение определенной полярности 1-ого уровня. По обмотке 28 протекает ток. Сила действует на якорь 62 привода впускного клапана 54, притягивающая его к сердечнику 34 главного привода. Усилие через гайку-держатель 63 якоря передается на шток 58. При определенном усилии сопротивление пружины 59 преодолевается, происходит открытие впускного клапана 54, и далее тарелка клапана 54 отходит от седла 56 клапана. Впускной клапан 54 открыт.Inlet valve 54 is closed. The diaphragm 3 of the pump is in the upper position. A voltage of a certain polarity of the 1st level is supplied to the winding 28 of the inlet valve actuator 54. A current flows through winding 28. The force acts on the armature 62 of the intake valve actuator 54, attracting it to the core 34 of the main actuator. The force is transmitted through the anchor nut-holder 63 to the rod 58. With a certain force, the resistance of the spring 59 is overcome, the inlet valve 54 is opened, and then the valve disc 54 moves away from the valve seat 56. Inlet valve 54 is open.

Увеличивают напряжение той же полярности, подаваемое на контакты обмотки 28 привода (напряжение 2-ого уровня). На якорь 53 привода мембраны действует усилие, отталкивающее ее от сердечника 34 привода. Мембрана 3 насоса прощелкивает в нижнее положение. Во впускной полости насоса создается разрежение, куда устремляется газ через открытый впускной клапан 54, уравнивая давление во впускной полости и откачиваемом объеме. В выпускной полости вследствие уменьшения ее объема создается избыточное давление газа, который открывает обратный выпускной клапан и покидает выпускной объем в окружающую среду, пока разность давления остается достаточной для открытия выпускного клапана. Затем выпускной клапан закрывается. Впускной клапан 54 открыт. Мембрана 3 насоса в нижнем положении.Increase the voltage of the same polarity supplied to the contacts of the drive winding 28 (voltage of the 2nd level). The force acting on the membrane armature 53 of the membrane repels it from the core 34 of the drive. The diaphragm 3 of the pump clicks into the lower position. A vacuum is created in the inlet cavity of the pump, where gas rushes through the open inlet valve 54, equalizing the pressure in the inlet cavity and the pumped volume. Due to a decrease in its volume, an excess gas pressure is created in the outlet cavity, which opens the non-return outlet valve and leaves the outlet volume into the environment, while the pressure difference remains sufficient to open the outlet valve. Then the exhaust valve closes. Inlet valve 54 is open. Diaphragm 3 pumps in the lower position.

На обмотку 28 перестает подаваться напряжение. Якорь 62 впускного клапана 54 перестает притягиваться к сердечнику 34 привода и отходит от него под действием пружины 59. Тарелка впускного клапана 54 прижимается к седлу 56 клапана, перекрывая его. Впускной клапан 54 закрыт. Мембрана 3 насоса в нижнем положении. Подача на обмотку привода напряжения обратной полярности не вызывает открытие впускного клапана 54, а только усиливает давление на уплотнитель 55, улучшая герметизацию.The winding 28 is no longer energized. The armature 62 of the intake valve 54 ceases to be attracted to the core 34 of the actuator and moves away from it under the action of the spring 59. The plate of the intake valve 54 is pressed against the valve seat 56, blocking it. Inlet valve 54 is closed. Diaphragm 3 pumps in the lower position. Applying reverse polarity voltage to the drive winding does not cause the inlet valve 54 to open, but only increases pressure on the seal 55, improving sealing.

На обмотку 28 привода подается напряжение обратной полярности. По обмотке 28 протекает ток. На якорь 53 привода мембраны действует сила, притягивающая его к сердечнику 34 привода. При определенном усилии мембрана 3 прощелкивает, занимая верхнее положение. Впускной объем уменьшается, сжимая содержащийся в нем газ, а выпускной объем увеличивается, создавая разрежение. Под действием давления газа промежуточный клапан открывается, и газ из впускного объема перетекает в выпускной объем, пока во впускном объеме сохраняется давление, достаточное для открывания промежуточного клапана. Впускной клапан 54 закрыт. Мембрана 3 находится в верхнем положении.A reverse polarity voltage is applied to the drive coil 28. A current flows through winding 28. A force acting on the membrane armature 53 of the membrane attracts it to the core 34 of the actuator. With a certain force, the membrane 3 clicks, occupying the upper position. The inlet volume decreases, compressing the gas contained therein, and the outlet volume increases, creating a vacuum. Under the action of gas pressure, the intermediate valve opens, and gas flows from the inlet volume to the outlet volume, while sufficient pressure is maintained in the inlet volume to open the intermediate valve. Inlet valve 54 is closed. Membrane 3 is in the upper position.

Предложенные варианты насосов технологичны в их изготовлении и позволяют получать высокие эксплуатационные характеристики.The proposed pump options are technological in their manufacture and allow to obtain high performance characteristics.

Claims

1. A pump comprising a hollow casing, consisting of an inlet and outlet parts, between which a membrane is fixed with its peripheral part, in the central part of which at least one hole is made, which is blocked by an intermediate valve fixed to the specified central part of the membrane, from the inlet side of the body part, an inlet valve with an electromagnetic actuator is placed, and on the side of the outlet part of the body, an exhaust valve with another electromagnetic actuator is located, while the intermediate valve, which is an anchor those indicated electromagnetic actuator, is movable together with the central part of the membrane in a body cavity, as well as opening and closing the hole or holes in the membrane under the action of said electromagnetic actuator.

2. The pump according to claim 1, characterized in that each of the electromagnetic actuators of the intake and exhaust valves consists of a hollow body with a central through hole, sealed to the corresponding part of the pump housing, a winding located on the outer surface of the drive housing, and a core with a central through hole located inside the housing.

3. The pump according to claim 2, characterized in that the inlet valve consists of a valve disc, arranged to overlap at least one hole of the corresponding electromagnetic actuator, and a rod, one end fixed in the Central part of the plate, and the other end partially entering into the Central hole of the housing of the specified drive and the core, and spring-loaded relative to the drive housing.

4. The pump according to claim 2, characterized in that the exhaust valve consists of a valve disc with a central through hole made with the possibility of blocking at least one hole made in the exhaust part of the pump housing and spring-loaded relative to the housing or core of the corresponding electromagnetic drive.

5. The pump according to claim 1, characterized in that the intermediate valve consists of a valve disc with a central hole, along the perimeter of which a valve membrane is fixed on the side of the pump membrane so that it can click and overlap the hole or holes in the pump membrane when snapped to the side of the plate, on the valve membrane in its central part from the plate side, the end of the stopper is fixed, passing through the central hole of the valve plate and having a stop restricting the movement of the valve membrane.

6. A pump comprising a hollow casing consisting of an inlet and outlet parts, between which a membrane is fixed with its peripheral part, in the central part of which at least one hole is made, which is blocked by an intermediate valve fixed on the specified central part of the membrane, from the inlet side the inlet valve with an electromagnetic actuator is located on the part of the body, and on the outlet side of the body, a return valve is placed in the exhaust pipe, while the intermediate valve, which is the anchor, is indicated th electromagnetic actuator adapted to move together with the central part of the membrane in the housing cavity as well as opening and closing the hole or holes in the membrane under the action of said electromagnetic actuator.

7. The pump according to claim 6, characterized in that the electromagnetic valve of the intake valve consists of a hollow body with a central through hole, hermetically fixed to the inlet part of the pump housing, a winding located on the outer surface of the drive housing and a core with a central through hole located inside corps.

8. The pump according to claim 7, characterized in that the inlet valve consists of a valve disc, arranged to overlap at least one hole of the electromagnetic actuator, and a rod, one end attached to the plate, and the other end partially entering the Central hole the drive housing and the core and spring-loaded relative to the drive housing.

9. The pump according to claim 6, characterized in that the exhaust valve includes a valve disc made with the possibility of blocking the holes or openings of the exhaust part of the pump housing and spring-loaded relative to the stop placed in the exhaust pipe.

10. The pump according to claim 6, characterized in that the intermediate valve consists of a valve disc with a central hole, along the perimeter of which a valve membrane is fixed on the side of the pump membrane with the possibility of its snapping and with the possibility of overlapping holes or holes in the pump membrane when the valve membrane is snapped towards the plate, on the valve membrane in its central part from the plate side, the end of the stopper is fixed, passing through the central hole of the valve plate and having an emphasis restricting the movement of the meme brane valves.

11. A pump containing a hollow body, consisting of inlet and outlet parts, between which a membrane is fixed with its peripheral part, in the central part of which at least one hole is made, blocked by an intermediate valve fixed from the outlet part of the body to the specified central part a membrane on which an anchor with a central hole is fixed on the side of the inlet part of the housing, in which the inlet valve having an electromagnetic actuator is placed, and on the outlet part of the body is placed a brother exhaust valve, the intermediate valve together with the central part of the membrane and the armature made with the possibility of movement in the cavity of the housing and opening and closing holes or holes in the membrane under the action of the specified electromagnetic actuator.

12. The pump according to claim 11, characterized in that the electromagnetic drive of the intake valve consists of a core fixed to the inlet part of the pump housing with a central through hole, on the outer surface of which the drive winding is located.

13. The pump according to item 12, wherein the inlet valve consists of a valve disc, arranged to overlap the holes made in the valve seat located in the hole of the armature, and a rod, one end fixed to the plate, the other end included in the hole of the seat valve and core and spring-loaded relative to the core of the actuator, and at the opposite end of the valve stem from the valve stem, an inlet valve actuator armature is fixed.

14. The pump according to claim 11, characterized in that the exhaust valve includes a plate made with the possibility of overlapping the holes or openings of the exhaust part of the pump housing and spring-loaded relative to the stop placed in the exhaust pipe.

15. The pump according to claim 11, characterized in that the intermediate valve consists of a flat membrane fixed by its central part in the central part of the pump membrane and configured to block openings or openings in the pump membrane.