УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ВАКУУМНЫХ ОБЪЕМОВ Российский патент 2004 года по МПК F16K7/07 

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к вакуумным затворам, и может применяться для разделения вакуумных объемов и герметичного перекрытия отдельных участков вакуумной системы при монтаже сложных вакуумных систем и при их ремонте.

Известно устройство для перекрытия трубопроводов, содержащее корпус с установленным на нем полым кольцевым уплотнительным элементом из эластичного материала, упруго деформируемым под воздействием давления энергоносителя (SU 892108 А, 25.12.1981, F 16 L 55/12).

Известное устройство неудобно при использовании для перекрытия вакуумных объемов, поскольку подразумевает наличие магистрали для подачи энергоносителя.

Задачей изобретения является обеспечение удобства перекрытия вакуумных объемов.

Поставленная задача решается тем, что устройство для перекрытия объемов, содержащее клапан, включающий корпус и по меньшей мере одну кольцевую камеру, имеющую по меньшей мере с внешней стороны стенку, упруго деформируемую под воздействием давления энергоносителя и выполненную с возможностью герметичного контактирования со стенкой перекрываемого канала при подаче в кольцевую камеру энергоносителя под давлением, снабжено по меньшей мере одним источником газа на основе сплава-накопителя водорода (СПВ), соединенным с кольцевой камерой или камерами.

В первом варианте выполнения кольцевая камера может быть образована полым металлическим трубчатым кольцевым элементом, охватывающим корпус и закрепленным на нем своей внутренней стороной, при этом указанный кольцевой элемент имеет в сечении фигуру, симметричную относительно своих двух перпендикулярных друг другу осей, малая ось расположена вдоль радиуса кольцевого элемента, а большая - параллельно его оси. Кроме того, на поверхности по меньшей мере части внешней стороны кольцевого элемента, предназначенной для контактирования с перекрываемым каналом, может быть нанесен слой уплотняющего материала.

Указанная фигура может являться плоским овалом, или эллипсом, или ромбом со скругленными углами.

Во втором варианте выполнения кольцевая камера может быть образована разомкнутой металлической кольцевой оболочкой, охватывающей корпус и соединенной с ним герметично своими краями. Кроме того, на поверхности, предназначенной для контактирования со стенкой перекрываемого канала, может быть нанесен слой уплотнительного материала.

Уплотняющий материал может представлять собой резину или фторопласт.

Устройство может иметь две и более кольцевых камеры, расположенные соосно.

Источник газа на основе СНВ может быть установлен на корпусе или встроен в кольцевую камеру.

При наличии нескольких кольцевых камер они могут быть сообщены между собой, или в каждую кольцевую камеру может быть встроен соответствующий источник газа.

Устройство может быть снабжено связанным с корпусом поворотным механизмом, ось поворота которого расположена на расстоянии от оси кольцевой камеры, большем его максимального радиуса.

Конструкция предлагаемого устройства позволяет осуществить бесфланцевое крепление заглушки и ее установку на участке вакуумной системы, имеющем круглое сечение (труба), без какой-либо механической обработки, а при наличии универсального управляемого манипулятора в вакуумной камере и шлюзовой системы - без снятия вакуума.

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, осевое сечение; на фиг.2 - место I на фиг.1 в увеличенном масштабе; на фиг.3 - место I на фиг.1 в увеличенном масштабе по второму варианту.

Устройство для перекрытия вакуумных объемов на фиг.1, 2 содержит клапан, состоящий из корпуса - диска 1, края которого расширены в направлении, перпендикулярном плоскости диска, и имеют наружную цилиндрическую поверхность, на которой установлен полый металлический трубчатый кольцевой элемент 2, создающий усилие уплотнения. Диск 1 может быть выполнен с краями как единое целое, или края диска могут быть присоединены к диску, но таким образом, чтобы была обеспечена герметичность такого составного диска.

Кольцевой элемент 2 имеет в сечении фигуру, симметричную относительно своих двух перпендикулярных осей, малая ось расположена вдоль радиуса кольцевого элемента, а большая - параллельно его оси. Указанная фигура может являться плоским овалом (фиг.2), или эллипсом, или ромбом со скругленными углами.

Внутренней стороной кольцевой элемент 2 герметично закреплен на краях диска 1. На внешнюю сторону кольцевого элемента нанесен слой 3 уплотняющего материала, более мягкого, чем материал кольцевого элемента, например фторопласта, резины или иного уплотнительного полимера. Наличие уплотняющего материала возможно, если устройство не является прогреваемым.

К кольцевому элементу 2 может быть герметично присоединен ввод 4 энергоносителя.

На фиг.3 изображен второй вариант устройства, в котором к цилиндрической части корпуса - диска 1 приварена разомкнутая металлическая кольцевая оболочка 5, имеющая с каждого из краев гофр, обеспечивающий возможность упругого выпучивания оболочки 2 при создании в образующей его кольцевой камере давления энергоносителя.

На средней части кольцевой оболочки 5 нанесен слой 3 уплотняющего материала, аналогично предыдущему варианту.

Устройство по обоим вариантам может включать один или несколько соосно установленных описанных выше клапанов, диски которых расположены параллельно, а кольцевые камеры сообщены между собой и объединены в одну пневмосистему.

В качестве источника энергоносителя в предлагаемом устройстве использован пневмоисточник на основе сплава-накопителя водорода (СНВ), герметично соединенный с пневмосистемой устройства.

Источник газа (пневмоисточник) может быть закреплен на корпусе 1 устройства (не показано). Один указанный пневмоисточник может быть соединен с объединенной пневмосистемой, или в каждую кольцевую камеру может быть встроен свой пневмоисточник.

Использование источника газа на основе СНВ позволяет заменить систему подачи сжатого газа на систему нагрева, что гораздо удобнее в условиях вакуума, а сам источник весьма компактен.

Предлагаемое устройство, располагаемое в вакуумной системе, имеет механизм перемещения, связанный с его корпусом. Наиболее удобно использовать в качестве механизма перемещения поворотный механизм (не показан), ось поворота которого расположена на расстоянии от оси кольцевой камеры, большем его максимального радиуса.

При этом устройство представляет собой прямопролетный вакуумный затвор.

Поворотный механизм может быть выполнен как на базе сильфонного привода с криволинейной траекторией перемещения, так и другим способом. Ось поворотного механизма находится за пределами радиуса клапана затвора относительно центральной оси клапана, что в сочетании с достаточным углом поворота клапана обеспечивает ему прямопролетность.

Позиция 5 обозначает кронштейн, соединяющий клапан с поворотным механизмом.

Устройство работает следующим образом.

При повороте клапана поворотным механизмом он вводится в цилиндрический уплотняемый канал 6. Затем происходит подача энергоносителя в кольцевую камеру. При использовании пневмоисточника на базе СНВ последний нагревается и выделяет водород, поступающий в кольцевую камеру. Стенки кольцевой камеры деформируются (фиг.2, 3), приходят в контакт со стенками канала 7 и герметизируют его.

Для открытия затвора снимается давление энергоносителя, кольцевой элемент 2 приобретает первоначальную форму, канал 7 разгерметизируется. Включается поворотный механизм, и клапан поворачивается. Затвор открыт.

При высокой чистоте обработки уплотнительной поверхности возможно отсутствие слоя 3 уплотняющего материала, но для этого необходима также тонкая полировка (возможна и химическая полировка) внешней поверхности кольцевой камеры. При этом возможно выполнение затвора прогреваемым.

Изобретение относится к вакуумной технике и предназначено для надежного перекрытия вакуумных объемов. Устройство для перекрытия вакуумных объемов содержит клапан с корпусом и с по меньшей мере одной кольцевой камерой. Кольцевая камера имеет по меньшей мере с внешней стороны стенку. Эта стенка упруго деформируется под воздействием давления энергоносителя с возможностью герметичного контактирования при этом со стенкой перекрываемого канала. Устройство снабжено по меньшей мере одним источником газа на основе сплава-накопителя водорода. Указанный источник газа соединен с кольцевой камерой или кольцевыми камерами. Изобретение направлено на улучшение условий эксплуатации устройства при перекрытии вакуумных объемов. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для перекрытия вакуумных объемов, содержащее клапан с корпусом и с, по меньшей мере, одной кольцевой камерой, имеющей, по меньшей мере, с внешней стороны стенку, упругодеформируемую под воздействием давления энергоносителя с возможностью герметичного контактирования при этом со стенкой перекрываемого канала, отличающееся тем, что снабжено, по меньшей мере, одним источником газа на основе сплава-накопителя водорода, соединенным с кольцевой камерой или кольцевыми камерами.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцевая камера образована полым металлическим трубчатым кольцевым элементом, охватывающим корпус и закрепленным на нем, указанный кольцевой элемент имеет в сечении фигуру, симметричную относительно своих двух перпендикулярных друг другу осей, малая ось расположена вдоль радиуса кольцевого элемента, а большая - параллельно его оси.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что на поверхности, по меньшей мере, части внешней стороны указанного кольцевого элемента, предназначенной для контактирования со стенкой перекрываемого канала, нанесен слой уплотняющего материала.4. Устройство по п.2 или 3, отличающееся тем, что указанная фигура является плоским овалом, или эллипсом, или ромбом со скругленными углами.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцевая камера образована разомкнутой металлической кольцевой оболочкой, охватывающей корпус и соединенной с ним герметично своими краями.6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что на поверхности, по меньшей мере, части указанной оболочки, предназначенной для контактирования со стенкой перекрываемого канала, нанесен слой уплотнительного материала.7. Устройство по п.3 или 6, отличающееся тем, что уплотнительный материал является резиной или фторопластом.8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что две и более кольцевых камеры расположены соосно.9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник газа установлен на корпусе.10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник газа встроен в кольцевую камеру.11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что кольцевые камеры сообщены между собой.12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в каждую кольцевую камеру встроен соответствующий источник газа.13. Устройство по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что снабжено связанным с корпусом поворотным механизмом, ось поворота которого расположена на расстоянии от оси кольцевой камеры, большем его максимального радиуса.