НОРМАЛЬНО ЗАКРЫТЫЙ КЛАПАН НА ОСНОВЕ ТРУБЧАТОГО УПРУГОДЕФОРМИРУЕМОГО ЭЛЕМЕНТА Российский патент 2004 года по МПК F16K1/14 F16K31/126 

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к запорной арматуре вакуумных систем, и предназначено для использования в качестве натекателя газа в вакуумных системах.

Известно запорное устройство для вакуумных систем, представляющее собой игольчатый затвор, содержащий запорный элемент в виде конической иглы, коническое седло и винтовой привод запорного элемента (см. А.Рот. Вакуумные уплотнения. М., "Энергия", 1971, с. 405, рис. 6-124 а).

Недостатком такого натекателя является малое быстродействие, причем при увеличении быстродействия уменьшается точность, кроме того, имеет место загрязнение вакуума частицами микроизноса, а также неудобство для автоматизации.

Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение быстродействия при одновременном обеспечении точности регулирования потока, а также исключение загрязнения вакуума частицами микроизноса и повышение удобства автоматизации.

В клапане, содержащем запорный элемент, седло и средство прижатия запорного элемента к седлу, указанное средство выполнено в виде трубчатого упругодеформируемого элемента, имеющего в сечении фигуру, симметричную относительно ее двух перпендикулярных друг другу осей, причем большая ось совпадает с направлением перемещения запорного элемента при его прижатии к седлу.

При этом указанная фигура может представлять собой эллипс, или плоский овал, или ромб со скругленными углами.

Запорный элемент может быть связан с трубчатым упругодеформируемым элементом.

Кроме того, указанный элемент может быть выполнен в виде шарика, притертого к седлу, или он может быть выполнен тарельчатой формы с полимерным уплотнителем, а седло при этом выполнено плоским.

На фиг. 1 представлен предлагаемый клапан с запорным элементом в виде шарика; на фиг.2 - то же, с запорным элементом в виде тарельчатого клапана.

Предлагаемое устройство (фиг.1) содержит установленное в корпусе 1 седло 2, на котором установлен запорный элемент в виде металлического шарика 3, притертого к седлу 2. Такое выполнение используется в прогреваемом натекателе. Шарик 3 связан с трубчатым упругодеформируемым элементом 4, имеющим прямолинейную образующую центральную ось и плоский овал в сечении (фигура с параллельными противоположными сторонами, сопряженными с соединяющими их дугами). Большая ось плоского овала параллельна или совпадает с осью симметрии запорного элемента, т. е. с направлением перемещения шарика 3 при его прижатии к седлу 2. Полость корпуса 1 соединена через штуцер 5 с источником газа, а выходной патрубок корпуса 1 - с вакуумным объемом. Полость трубчатого элемента 1 соединена с источником давления.

На фиг.2 показан натекатель с плоским седлом и запорным элементом в виде тарельчатого клапана 6 с полимерным уплотнителем 7. Такое выполнение используется в непрогреваемых натекателях.

Возможно выполнение упругодеформируемого элемента также с поперечным сечением в виде эллипса, или ромба, или ромба со скругленными углами, или иной фигуры с различными размерами по большой или малой перпендикулярным осям.

Запорный элемент может не быть прикреплен к упругодеформируемому элементу 4, однако для более точного регулирования потока газа желательно, чтобы они были связаны друг с другом.

Натекатель работает следующим образом.

В исходном положении элемент 4 закреплен таким образом, что он прижимает шарик 3 к седлу 2, т.е. клапан является нормально закрытым.

При подаче рабочего тела в трубчатый упругодеформируемый элемент 4 происходит его расширение, т. е. увеличение его размера по малой оси. При этом он сокращается по большой оси, и поскольку элемент 4 зафиксирован относительно корпуса 1, снимается усилие с шарика 3 (или иного запорного элемента), происходит разгерметизация и натекание газа через седло 2 в вакуумный объем. Поддержание различного давления в упругодеформиремом элементе 4 позволяет регулировать степень его деформации и контролировать натекание, т.е. поток напускаемого газа. При снятии давления рабочего тела упругодеформируемый элемент 4 приобретает исходную форму и создает необходимое усилие уплотнения запорного элемента. Натекатель герметизируется. Предлагаемый нормально закрытый клапан удобен в использовании, имеет простую конструкцию, обеспечивает большие усилия уплотнения при малом перемещении. Кроме того, снижено трение уплотняемых поверхностей запорного элемента и седла, что снижает загрязнение вакуума микрочастицами износа. Пневматический привод удобен для автоматизации.

Изобретение относится к вакуумной технике и предназначено для использования в качестве натекателя газа в вакуумных системах. Клапан содержит запорный элемент, седло и средство прижатия запорного элемента к седлу. Последнее выполнено в виде трубчатого упругодеформируемого элемента. Указанный элемент предназначен для взаимодействия с запорным элементом и имеет в поперечном сечении фигуру, симметричную относительно ее двух перпендикулярных осей. Большая ось совпадает с направлением перемещения запорного элемента при его прижатии к седлу. Изобретение направлено на повышение быстродействия при одновременном обеспечении точности регулирования потока, а также на исключение загрязнения вакуума частицами микроизноса и на повышение удобства автоматизации. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Клапан, содержащий запорный элемент, седло и средство прижатия запорного элемента к седлу, отличающийся тем, что указанное средство выполнено в виде трубчатого упругодеформируемого элемента, предназначенного для взаимодействия с запорным элементом и имеющего в поперечном сечении фигуру, симметричную относительно ее двух перпендикулярных друг другу осей, причем большая ось совпадает с направлением перемещения запорного элемента при его прижатии к седлу.2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что указанная фигура представляет собой эллипс, или плоский овал, или ромб со скругленными углами.3. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что запорный элемент связан с трубчатым упругодеформируемым элементом.4. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен в виде шарика, притертого к седлу.5. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен тарельчатой формы с полимерным уплотнителем, а седло выполнено плоским.