Корпус вакуумного аппарата Российский патент 2021 года по МПК B01J3/03 F26B5/04 

Изобретение относится к области вакуумной техники и может быть использовано для проведения химических и технологических процессов в условиях разрежения, например для обеспечения процессов вакуумной дегазации различных материалов, для обеспечения процессов вакуумной металлизации, для вакуумной перегонки, а также для изготовления цистерн, постоянно или периодически работающих в условиях разрежения.

Известен контейнер-цистерна, содержащий цилиндрический котел с днищами и охватывающие котел армирующие кольца, предназначенные для обеспечения требований по критическому внешнему давлению, то есть при работе цистерны в условиях невысокого внутреннего разрежения. Известная конструкция контейнера не способна сохранять форму и целостность в условиях высокого внутреннего разрежения.

(См. RU 95112799 А1 «КОНТЕЙНЕР-ЦИСТЕРНА».)

Известен корпус вакуумного аппарата, представляющий собой туннельную камеру в виде цилиндрической обечайки, оборудованной крышкой и днищем. Корпус предназначен для поддержания внутри аппарата постоянного рабочего разрежения. Для противодействия внешнему атмосферному давлению обечайка корпуса изготавливается из толстого металлического листа и характеризуется высокой материалоемкостью и большим весом.

(См. RU 2119622 С1 «ВАКУУМНАЯ СУБЛИМАЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ».)

Техническим результатом, достигаемым изобретением, является снижение веса корпуса вакуумного аппарата.

Поставленный технический результат достигается тем, что корпус вакуумного аппарата в виде цилиндрической обечайки с днищами, либо с крышкой с герметизирующей прокладкой из упругоэластичного материала и днищем, в котором обечайка выполнена в форме сильфона, а корпус дополнительно снабжен жесткой рамной конструкцией, ограничивающей минимальное расстояние между двумя крышками либо между крышкой и днищем.

Выполнение обечайки в форме сильфона обозначает выполнение в виде однослойной или многослойной гофрированной осесимметричной оболочки из металлических, неметаллических и композиционных материалов, в определенных пределах сохраняющей прочность и герметичность при деформациях сжатия, растяжения, изгиба и их комбинаций под воздействием внутреннего или внешнего давления, температуры и механических напряжений.

Предпочтительно корпус имеет дополнительную негофрированную обечайку, размещенную внутри сильфона и защищающую его внутренние поверхности от загрязнений.

Ограничивающая жесткая рамная конструкция может быть расположена как снаружи, так и внутри гофрированной цилиндрической обечайки, может иметь упорные элементы в виде труб, ферм либо опор-стоек.

Использование заявленного изобретения позволит снизить вес и материалоемкость корпуса вакуумного аппарата. Для вакуумных аппаратов, работающих в области невысоких температур, изобретение позволит изготавливать обечайку корпуса вакуумного аппарата из пластических масс, в том числе методами 3D печати.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фигуре показан вариант изготовления корпуса вакуумного аппарата.

Корпус содержит гофрированную цилиндрическую обечайку 1, негофрированную цилиндрическую обечайку 2, днище 3, крышку 4, прокладку из упругоэластичного материала 5 и стойки-упоры 6.

Корпус работает следующим образом.

При создании разрежения внутри корпуса, состоящего из вложенных одна в другую обечаек 1 и 2, днища 3 и крышки 4 с герметизирующей прокладкой 5, на внешние поверхности корпуса с наружной стороны гофрированной обечайки 1 и с внешних сторон днища 3 и крышки 4 начинает действовать давление атмосферы. При небольшой толщине стенок гофрированная обечайка обладает повышенной механической прочностью в радиальном направлении и пониженной прочностью в осевом направлении. Для компенсации сдавливающего давления, действующего в осевом направлении со стороны днища 3 и крышки 4 в направлении обечаек 1 и 2, предусмотрены стойки-упоры 6, не позволяющие днищу 3 и крышке 4 передать действующее со стороны атмосферы усилие обечайкам 1 и 2 по оси, по которой прочность обечайки 1 сильно понижена. Прочность облегченной обечайки 2 и в осевом и в радиальном направлении изначально невысока, так как основным назначением данной обечайки является предохранение внутренних поверхностей обечайки 1 от загрязнений. Однако обечайка 2 полностью защищена от внешнего воздействия в радиальном направлении гофрированной обечайкой 1, а в осевом направлении днищем 3, крышкой 4 и стойками-упорами 6.

Изобретение относится к корпусу вакуумного аппарата в виде цилиндрической обечайки, оборудованной двумя днищами. Аппарат характеризуется тем, что цилиндрическая обечайка выполнена гофрированной, а корпус дополнительно снабжен жесткой конструкцией, ограничивающей минимальное расстояние между двумя днищами. Изобретение позволяет снизить вес и материалоемкость корпуса вакуумного аппарата. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Корпус вакуумного аппарата в виде цилиндрической обечайки, оборудованной двумя днищами, отличающийся тем, что цилиндрическая обечайка выполнена гофрированной, а корпус дополнительно снабжен жесткой конструкцией, ограничивающей минимальное расстояние между двумя днищами.

2. Корпус вакуумного аппарата по п. 1, отличающийся тем, что корпус имеет дополнительную негофрированную обечайку, размещенную внутри гофрированной обечайки и защищающую ее внутренние поверхности от загрязнений.