Диафрагменные насосы

Диафрагменные насосы — наиболее чистые из всех известных механических объемных насосов, так как совершенно не содержат вредных собственных выхлопов, для процесса откачки не требуется масла.
Диафрагменные насосы могут быть одно- или многоступенчатыми (такие насосы выпускаются вплоть до четырехступенчатых).
Основной элемент конструкции такого насоса — эластичная диафрагма, зажатая между корпусом насоса и верхней крышкой насоса (рис. 3.15). Она колеблется от привода, состоящего из стержня и эксцентрика. Откачиваемый объем компрессионной камеры периодически увеличивается и уменьшается, создавая откачивающий эффект. При этом во время увеличения объема открывается впускной клапан, а при его уменьшении, т. е. при сжатии газа, — выпускной. Диафрагма герметизирует зоны привода и откачки. Тем самым исключается попадание масла в откачиваемый объем. Диафрагма находится со стороны откачиваемого объема в контакте только со средой этого объема. Поэтому при покрытии диафрагмы тефлоном, а впускного и выпускного клапанов фторированным эластомером, таким насосом можно откачивать агрессивные пары и газы. Это очень важно для применения в химических лабораториях.

Рис. 3.15. Схема конструкции одноступенчатого диафрагменного насоса (а) и диафрагмы
Вследствие ограничения величины упругой деформации у таких насосов реализуется только сравнительно малая скорость откачки (10—60 л/мин). И кроме того, в диафрагмен-ном насосе всегда остается «мертвый объем», из которого газ не может быть вытолкнутым в выпускное отверстие.
В диафрагменном насосе не может быть достигнут больший компрессионный коэффициент, чем отношение между «мертвым объемом» и максимальным объемом компрессионной камеры.
В случае одноступенчатого диафрагменного вакуумного насоса достижимое предельное давление достигает порядка 60 мм рт. ст. В двухступенчатых (рис. 3.16) уже составляет -7,5 мм рт. ст., в трехступенчатых -1,5 мм рт. ст. Вчетырехступенчатых давление может достигать 0,3 мм рт. ст.

Рис. 3.16. Принцип работы двухступенчатого диафрагменного вакуумного насоса (показаны четыре последовательные фазы работы)

Наиболее типичные применения диафрагменных насосов — это предварительная откачка турбомолекулярных насосов, масс-спектрометрия, медицинское оборудование, химические лабораторные установки, в том числе химический анализ, а также вакуумные системы общего назначения.