ПРЯМОПРОЛЕТНЫЙ ВАКУУМНЫЙ ЗАТВОР Российский патент 1998 года по МПК F16K51/02 F16J13/22 

Изобретение относится к оборудованию вакуумных приборов и может быть использовано для разделения вакуумных объемов и перекрытия трубопроводов больших сечений.

Известны вакуумные затворы для перекрывания трубопроводов больших сечений "Вакуумная техника. Справочник" под редакцией Е.С. Фролова, В.Е. Минайчева, А.Т. Александровой и др., М.: Машиностроение, 1992, стр. 155, рис. 7.4, где описывается конструкция затвора с резиновым уплотнением и небольшим усилением прижатия заслонки. Указанный затвор невозможно использовать при необходимости прогрева вакуумной системы для ее обезгаживания, т.к. резиновое уплотнение не выдерживает высоких температур, а использование металлических уплотнений не дает требуемой степени герметизации из-за недостаточности прижимного усилия.

Известен затвор по той же книге на стр. 156 - 157 рис. 7.6, который содержит корпус, заслонку, механизм наведения заслонки с сильфонным уплотнительным узлом и механизм герметизации затвора, выполненный в виде шарикового прижима, обеспечивающего перекрытие вакуумного объема при входе торца заслонки в паз втулки.

Однако и эта конструкция не позволяет применять металлические уплотнения в паре заслонка-седло из-за недостатка усилия герметизации и неравномерности прижатия заслонки к седлу по всему уплотняемому периметру, связанных с особенностями данной конструкции. В связи с чем ее так же нельзя использовать в прогреваемых вакуумных объемах и трубопроводах, конструкция является наиболее близкой к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание новой конструкции вакуумного затвора, в которой достаточное усилие прижатия заслонки к седлу сочеталось бы с равномерностью распределения усилия по периметру отверстия.

Конкретный технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в расширении функциональных возможностей и повышении надежности вакуумного затвора.

Указанный результат достигается за счет того, что в известной конструкции вакуумного затвора механизм герметизации затвора выполнен в виде кольцевого цилиндра, закрепленного на корпусе затвора соосно его отверстию. Цилиндр подключен к системе подачи текучей среды под давлением и снабжен кольцевым поршнем, на торцевой поверхности поршня, обращенной к заслонке, закреплены равномерно по окружности на одинаковом расстоянии от оcи отверстия затвора несколько штоков. Каждый из штоков введен через сильфонное уплотнение в вакуумный объем затвора и взаимодействует с заслонкой затвора. Кольцевой цилиндр может быть закреплен на корпусе затвора через теплоизолирующий мост.

Примером промышленной применимости изобретения является конструкция, представленная на фиг. 1 и 2.

На фиг.1 прямопролетный вакуумный затвор в разрезе.

На фиг. 2 разрез по А-А на фиг. 1.

На фиг. 3 вакуумный затвор с теплоизолирующим мостом.

Прямопролетный вакуумный затвор содержит корпус 1, заслонку 2, механизм 3 наведения заслонки на седло 4 клапана. Механизм 3 наведения герметизирован сильфонным уплотнительным узлом, который также как и привод не показаны. Имеется так же механизм герметизации затвора, который выполнен в виде кольцевого цилиндра 5, закрепленного на корпусе затвора соосно его отверстию. Цилиндр подключен к системе 6 подачи текучей среды под давлением. В цилиндре размещен поршень 7, имеющий так же кольцевую форму. На торцевой поверхности поршня, обращенной к заслонке, закреплены равномерно по окружности на одинаковом расстоянии от оси отверстия затвора несколько штоков 8, каждый из которых введен через сильфонное уплотнение 9 в вакуумный объем затвора и взаимодействует с заслонкой затвора. Кольцевой цилиндр 5 может быть закреплен на корпусе 1 затвора через теплоизолирующий мост 10. Мост может быть выполнен в виде прокладок или проставок из теплоизоляционного материала, либо в виде отдельных выступов как на корпусе, так и на цилиндре, соединяющих эти детали аналогично спицам в колесе. Поршень 7 имеет канавки, в которые устанавливаются манжетные уплотнения 11.

Работает прямопролетный вакуумный затвор следующим образом.

С помощью привода (не показан) механизмом 3 наведения заслонка устанавливается над седлом 4 клапана перекрываемого отверстия. Подается давление из системы 6 подачи текучей среды и поршень 7 начинает перемещаться, нажимая штоками 9 на края заслонки 2, обеспечивая сильное и равномерное прижатие уплотняющей поверхности заслонки к седлу 4 клапана. Усилие прижатия достаточно для получения герметизации стыка в паре медь-сталь. Уплотнение поршня 7 в цилиндре 5 достигается использованием металлических манжет 11, для обеспечения возможности прогрева вакуумного затвора до температуры +400 - 450^oC с целью обезгаживания в открытом и закрытом состояниях, обеспечивая при этом допустимое натекание менее 10^-4 Па• м³/с с любой стороны уплотняющей заслонки.

В случае крепления цилиндра 5 на корпусе 1 через теплоизолирующий мост 10 в качестве уплотнения поршня 5 допустимо использование резиновых манжет.

Для открывания затвора подводящая и отводящая магистрали системы 6 переключаются и поршень 7 со штоками 8 отходит от заслонки 2. Срабатывает механизм 3 наведения и освобожденная заслонка отводится в сторону, освобождая проходное сечение клапана. Для продления срока службы затвора седло 4 клапана целесообразно делать сменным. Например, как на фиг. 1, ввертываемым в корпус 1 по резьбе.

Выполнение прямопролетного вакуумного затвора с механизмом герметизации в виде кольцевого цилиндра с кольцевым поршнем, взаимодействующим своими штоками с заслонкой, позволяет расширить функциональные возможности затвора за счет пригодности его для работы при высоких температурах и повысить надежность затвора за счет мощного и равномерного усилия герметизации.

Вакуумный затвор предназначен для разделения вакуумных объемов и перекрытия трубопроводов больших сечений. Вакуумный затвор содержит корпус, заслонку, механизм наведения заслонки с сильфонным уплотнительным узлом и механизм герметизации затвора. Механизм герметизации затвора выполнен в виде кольцевого цилиндра, закрепленного на корпусе затвора соосно с его отверстием, подключенного к системе подачи текучей среды под давлением и снабженного кольцевым поршнем. На торцевой поверхности поршня, обращенной к заслонке, закреплены равномерно по окружности на одинаковом расстоянии от оси отверстия затвора несколько штоков, каждый из которых введен через сильфонное уплотнение в вакуумный объем затвора и взаимодействует с его заслонкой. Технический результат, достигаемый изобретением, - это расширение функциональных возможностей и повышение надежности вакуумного затвора. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Прямопролетный вакуумный затвор, содержащий корпус, заслонку, механизм наведения заслонки с сильфонным уплотнительным узлом и механизм герметизации затвора, отличающийся тем, что механизм герметизации затвора выполнен в виде кольцевого цилиндра, закрепленного на корпусе затвора соосно с его отверстием, подключенного к системе подачи текучей среды под давлением и снабженного кольцевым поршнем, на торцевой поверхности поршня, обращенной к заслонке, закреплены равномерно по окружности на одинаковом расстоянии от оси отверстия затвора несколько штоков, каждый из которых введен через сильфонное уплотнение в вакуумный объем затвора и взаимодействует с заслонкой затвора. 2. Затвор по п.1, отличающийся тем, что кольцевой цилиндр закреплен на корпусе затвора через теплоизолирующий мост.