Односторонний вакуумный клапан шиберного типа Советский патент 1986 года по МПК F16K51/02 

i Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в вакуумной аппаратуре. Цель изобретения - повышение- надежности работы путем обеспечения автоматизации герметизации патрубков установок. На фиг. 1 изображена кинематическая схема клапана, вид спереди; на фиг. 2 - разрез Л-А на фиг. 1, затво в крайнем переднем положении на фиг. 3 - то же, в крайнем заднем положении; на фиг. 4 - разрез на фиг. 2, затвор в запертом положении; на фиГо 5 то же, в открытом состоя нии; на фиг« 6 разрез В-В на фиг,2 соединение электропривода с корпусом и механизмами клапана; на фиг, 7 то же5 соединение коммутатора с ходо винтом; на фиг. 8 - разрез Г-Г на фиг. 2j соединение роликов каретки с направляющга-ш корпуса; на фиг.9 разрез Д-Д на фиг, 2, соединешие электродвигателя с редуктором; на фиг. 10 - вид Е на фиг. 1, соедииение пружины коммутатора; на фиг,, 11 вид Ж на фиг о 7, соединение пружины коммутатора с крышкой редуктора; на фиг, 12 - вид 3 на фиг. 7, положение плоского лепестка тяги коммутатора в канале ходового винта штока; на фиг,1 соединение Г-образного рычага со што ком и опорно-присоединительной вилко рорцового съемного фланца. Клапан содержит коробчатьп корпус 1 прямоугольного сечения, образованного двумя боковыми 2 и двуг4я присое динительно-монтажньми стенками верхней 3 и нижней 4, в каж,цой из ко торых выполнено по отверстию 5 и 6 и присоединительному фланцу 7 и 8,кото рые расположены соосно между собой. По периметру отверстия 5, на внутренней стороне стенки 3, закреплен элемент 9 герметизации, например резиновое кольцо (фиг. 1-6). Внутри корпуса 1 на боковьас стенках 2 закреплены по одной направляющей 10, каждая из которых имеет по две взаимно параллельные опорные поверхности 115 расположенные параллельно, и по одной поверхности 12, расположенные перпендикулярно плоскости элемента 9 герметизации (фиг.8 На передней стенке 13 корпуса 1 закреплен опорный вкладьш 14 с зацепом 15. Задняя часть корпуса 1 имеет присоединительный фпанец 16, закры752тый торцовым съемным фланцем 17, герметизирующий корпус 1 (фиг. 1-3). На съемном фланце 17 выполнены на внешней стороне цилиндрический патрубок 18 с винтовой резьбой 19 на конце 20 и цилиндрическим каналом 21, расположенными перпендикулярно плоскости фланца 16, на внутренней стороне - опорно-присоединительная вилка 22 с двумя направляющими продольными пазами 23 и 24, расположенными в плоскости, параллельной оси проходных отверстий 5 и 6 корпуса 1, и имеющими по дне опорные 25 и 26 и одной упорной 27 поверхностями в каждом пазу 23 и 24, и с одним присоединительным пазом 28, вьЕтолненным на конце одной из направляющих 29 вилки 22, в плоскости, перпендикулярной этой бси, и имеющим проуш:яны 30, с закрепленной Б их цилиндрических отверстиях осью 31,, на которой вращательно подвижно закреплен Г-образный двуплечий рычаг 32. Одно плечо 33 последнего соединено посредством серьги 34 и осей 35 и 36 с вильчатой проушиной 37 каретки 38 затвора 39, второе плечо 40, посредством дугообразной серьги 415 оси 42 и оси 43, на торцах которой зак1эеплены опорно-направляющие ролики 44 и 45, расположенные в соответствующих направлягашдх пазах 23 и 24 вилки 22 и взаимодействующие с их onopHbiMii 25 и 26 и упорной 27 поверхностями , соединено с вильчатой проушиной 46 штока 47, имеющего ходовой винт 48 и цштнчдрический бурт 49,расположенный межд,у ходовым винтом 48 и проушиной 46 и соединенный герметизируюш 1м сильфоном 50 с торцом 51 цилиндрического патрубка 18 (фиг.1-3, 8 и 13). В ко 5пусе 1 установлен затвор 39, каретка 38 которого посредств&м двух |Горизонтальных осей 52 и закреплен1ных; на них четырех опорных роликов 53 соединена с опорными поверхностями 11 и четьфех вертикальных осей 54 с закрепленными наних опорными роликами 55, с опорными поверхностями 12 направляющих 10 корпуса 1 и посредством 4eTJjipex серег 56 - с осями 57 ползуна 58 (фиг. 1-6). На ползуне 58 винтовым выступом 59 закреплен запорны герметизирующий клапан (iO, имеющий герметизирующую поверхность 61. Каретка 38 имеет на торце с проуш ной вертикальную стойку 62 с горизон тальным отверстием 63, .в котором закреплен регулируемый ограничитель 64 смещения ползуна 58, взаимодействующий с торцовой опорной поверхностью 65 ползуна 58, на переднем торце регулируемый по длине ограничитель 6 перемещения каретки 38, упирающийся в опорную поверхносгь 67 вкладыша 14 (фиг. 4 и 5). Ползун 58 на переднем торце имеет упорный ролик 68, закрепленньм на ос в проушинах 69 ползуна 58 и упирающийся в поверхность 67 и.зацеп 70, входящий в зацепление с зацепом 15 вкладыша 14 (фиг, 1, 4 и 5). В каретке 38 вьшолнено вертикальное отверстие 71, в котором закрепле упор-ограничитель 72 сближения ползу на 58 с кареткой 38, взаимодействующей с опорной поверхностью 73 ползуна 58 (фиг. 8). Ползун 58, кроме того, соединен.с кареткой 38 двумя спиральными пружинами 74, закрепленными на стержнях 75 в подпружиненном состоянии и размещенными в боковых выборках 76 каретки 38 (фиг. 1 - 5). .На цилиндрическом патрубке 18 фла ца 17 посредством накидной гайки 77 закреплен быстросъемный электропривод 78 с коммутатором 79 крайних положений затвора 39 и червячным редуктором 80, у которого выполнено: в ступице 81 червяка 82 - осевой канал-муфта 83, соединенный шпонкой 84 скольжения с валом 85 электродвигателя 86, в ступице 87 червячного колеса 88 - маточная резьба 89, соединенная и взаимодействующая с ходовым винтом 48 штока 47, а на подшипниковой крышке 90 - цилиндрический уступ 91, соединенный и взаимодействующий с накидной гайкой 77 и торцом 51 патрубка 18 фланца 17 (фиг. 8 и 9).

На наружной крьш1ке 92 подшипника 93 червячного колеса 88 редуктора 80 закреплена винтами 94 фигурная лиро образная пластинчатая пружина 95 с 50 двумя боковыми Г-образными лепестками 96, расположенными крестообразно относительно центра пружины 95, один из которых соединен с кнопкой микропереключателя 97 крайнего переднего 55 -другой - с кнопкой микропереключате:ля 98 крайнего заднего положений затвора 39. В центральном отверстии 99

довому винту 48, штоку 47 с цилиндрическим буртом 49 и сильфоном 50, проушине 46 с осью 43 и опорно-направ ляющими роликами 44 и 45 и заднему торцу дугообразной серьги 41. Ролики 44 и 45 обкатывают поверхность 26 направляющих продольных пазов 23 и 24 опорно-присоединительной вилки 22,не касаясь поверхностей 25. Сильфон 50 1754 соосно со ступицей 87 -и.-рьмчного ко леса 88 гайками 100 закреплен цилин;р рический упор 101 с осевым каналом 102 и тягой 1-03 с плоским лепестком 104 на конце. Наружный конец тяги 108 закреплен в канапе 102, а в ходовом винте 48 штока 47 выполнен осевой цилиндрический канал 105, в устье которого закреплена упорная пробка 106 с щелевидным отверстием 107, размеры которого соответствуют размерам плоского лепестка 104 тяги 103, причем наружный торец 108 пробки 106 упирается в торец 109 цилиндрического упора 101, а внутренний торец 110 удерживает лепесток 104, расположенный в канале 105 ходового винта 48 перпендикулярно плоскости щелевидного отверстия 107 упорной пробки 106 (фиг. 6, 7,, 10, 11, 12). Клапан присоединен фланцем 7 к фланцу 111 вакуумной камеры, внутренний объем которой он герметизирует от окружающей среды. К негермети- зируемому фланцу 8 может быть присоединен фланец 112 другой вакуумной камеры транспортно-передающего устройства, средства вакуумирования, или он может оставаться открытым на атмосферу. Газовый состав или величина давления газа внутри корпуса 1 будут такими же, что и внутри объема присоединенного устройства (фиг. 1). Клапан работает следующим образом.Через соединительньш электрокаель от ЭВМ или переключающего устойства подается питание на электровигатель 86 электропривода 78. Враение вала 85 со шпонкой 84 скольжеия через осевой канал-муфту 83 переается червяку 82 редуктора 80. Червяк 82 вращает соединенное с им червячное колесо 88 со ступицей 7. Резьбовое соединение 89 сообщает озвратно-поступательное движение хорастягивается и обеспечивает герметизацию пространства между торцом 51 цилиндрического патрубка 18 и цилиндрическим буртом 49 штока 47. S1 Второй торец дугообразной серьги 41 с осью 42 и коротким плечом 40 Г-образного двуплечего рычага 32 перемещается по дуге вокруг оси 31, Дугообразная впадина серьги 41 охва тывает ступицу рычага 32 в соединени его посредством оси 31 с присоединительным пазом 28 направляющей 29 вил ки 22 (фиг. 13). При этом ролики 44 |и 45 переносят нагрузки на вилку 22 фланца 16 корпуса 1 и предотвращают возникновение моментов кручения: и изгиба в структуре сильфона 50, а па 28 направляющей 29 исключает колебания рычага 32, серьги 41 и штока 47 в плоскостях, параллельных осям 42, 43 и 31. Длинное плечо 33 рычага 32, враща ясь вокруг оси 31, перемещает ось 35, серьгу 34, :ось 36 и каретку 38 с вильчатой проушиной 37 и затвором 39 (фиг. 3). Стрелки а поясняют направление перемещения штока 47,стрел ки - дугообразной серьги 41 и плеча 40 рычага 32, стрелки - плеча 33 рычага 32 и серьги 34, угол В относительное положение плеча 33 и серьги 34 при крайнем заднем положении затвора 39. При крайнем переднем положении затвора 39 угол IS приближается в 180° (фиг. 2). Стрелки 1 поясняют направление перемещения зат вора 39. Подачей реверсивного электропитания на электродвигатель 86 создается работа кинематической схемы клапана и перемещение затвора 39 в обратном направлении. Изменяют на обратно е направление вращения вал 85 электродвигателя 86, червяк 82 и червячное колесо 88 редуктора 80. Движутся в обратном направлении ходовой винт 48, шток 47 с сильфоном 50 и проушиной 46, ось 43 с опорно-направляющими роликами 44 и 45, задний торец дугообразной серьги 41. Ролики 44 и 45 обкатывают поверхности 25 направляющих продольных пазов 23 и 24 вилки 22, не касаясь поверхности 26. Сильфон 50 сжимается. Г-образный двуплечий рычаг 32 вращается на оси 31 и перемещает ось 35, серьгу 34, . ось 36 и затвор 39 в крайнее передн положение. Движение деталей механизмов клап на в обратном направлении происходи до момента упора роликов 44 и 45 в 756 упорные поверхности 27 пазов 23 и 24 вилки 22 (фиг. 6). Этот момент и определяет крайнее переднее положение затвора 39. В это врем5{ длинное плечо 33 рычага 32 и серьга 34 в соединении осью 35 образуют угол В, равный 180°. Герметичное запирание клапана осуществляется перемещением каретки 38 затвора 39 в направлении от съемного фланца 17, т.е. в крайнее переднее положение. Каретка 38 перемещается из крайнего заднего в крайнее переднее положение и наоборот на роликах 53 по поверхностям 11 и на,роликах 55 по поверхностям 12 направляюпщх 10 боковых стенок 2 корпуса 1. Она может совершать только прямолиней-;. ные возвратно-поступательные движения. Вместе с кареткой 38 перемещаются все детали затвора 39: ползун 58 с осями 57, серьгами 56, проушинами 69, упорным роликом 68 и зацепом 70; клапан 60 с винтовым выступом 59 и герметизирующей поверхностью 61; ограничители 64, 66 и 72 перемещения спиральные пружины 74 со стержнями 75. В свободном положении ползун 58 с клапаном 60 под действием пружин 74 смещены вперед и прижаты опорной поверхностью 73 к упору-ограничителю 72 (фиг. 8). Между герметизирующей поверхностью 61 клапана 60 и элементом 9 герметизации имеется зазор h,/ между : орцами зацепов 70 ползуна и 15 корпуса - горизонтальный зазор j а серьги 56 наклонены вперед на угол 74 растягиваются, сжимают- ся, перемеща{отся вместе с затвором 39 и вращаются на стержнях 75 в боковых выборках 76 каретки 38 (фиг. 3), не касаясь при этом поверхностей каретки 38, ползуна 58 и направляющих 10. I . При движении вперед каретки 38 первыми достигают крайнего переднего положения ползун 58 с упорным роликом 68 и зацепом 70 и клапан 60. Ролик 68 упирается в опорную поверхность 67 вкладыша 14 передней стенки 13 корпуса К Каретка 38 продолжает двигаться вперед, подкатываясь под ползун 58 до упора ограничителя 66 в поверхность 67 (фиг.4). Серьги 56 поворачиваются на осях 52 до вертикального пололсения. В этом положении угол J равен нулю, ползун 58 давит на клапан 60, герметизирую щие поверхности 61 деформируют сечение элемента 9 герметизации и соз дают герметичное соединение клапана 60 с фланцем 7, зацеп 70 входит в зацепление с зацепом 15 кладыша 14, р.олик 68, вращаясь на оси проушины 69, поднят перекатыванием по поверх ности 67, пружины 74 растянуты и давят на стержни 75, стремясь сблизить ползун 58 с кареткой 38, торцо вая опорная поверхность 65 ползуна 58 упирается в ограничитель 64 стойки 62 каретки 38, что исключает возможность смещения серег 56 на угол, больщий заданного. Так вьшолняется положение Закрыто. Положение Открыто выполняется работой механизмов в обратном направ лении и в обратной последовательности. Отводится назад каретка 38 с осями 52 и 54, роликами 53 и 55, серьга ми 56, стойкой 62, ограничителями 64 и 66 (фиг. 4 и 5). Зацеп 15 удерживает зацеп 70, а вместе с ним ползун 58 и клапан 60 в крайнем переднем положении, серьги 56 поворачиваются на осях 52 на угол V , Происходит разгерметизация соеди|нения поверхности 61 клапана 60 с элементом 9 герметизации фланца 7. При этом преодолевается сила избы|точного давления газов на клапан 60 |со стороны отверстия 6. Клапан 60 с ползуном 58 под действием пружины 74 смещается вперед и приближается к каретке 38. Опорная поверхность 73 ползуна 58 упирается в упор-ограничитель 72, образуются зазоры h между поверхностью 61 клапана 60 и элементом 9 герметизации и 1 между торцами зацепов 15 и 70. В таком положении затвор 39 отво дится в крайнее заднее положение,освобождая пространство, соответствующее цилиндрическому объему отверстий 5 и 6, через которое выполняются соответствующие технологические операции между устройством с фланцем 112 и камерой с фланцем 111, например, перегрузка обрабатываемых деталей, откачка газов и т.п. Выключения электродвигателя 86 электропривода 78 вьтолняются по эле трическим сигналам коммутатора 79 после выполнения операции Открыто п Закрыто. После выполнения сятерации Закрыто наружный торец 108 упорной пробки 106 упирается в торец 109цилиндрического упора 101 и перемещает его вместе с тягой 103 и центральной частью пружины 95. Плас.тинчатая пружина 95 давит крайним изгибом Г-образного лепестка 96 на кнопку микропереключателя 98 и включает его (фиг. 7, 8, 10 и 11).После выполнения операции Открыто внутренний торец 110 упорной пробки 106 упирается в плечи лепестка 104 (фиг. 7 и 12) тяги 103 и .влечет за собой тягу 103 вместе с цилиндрическим упором 101 и центральной частью пружины 95. Пружина 95 давит крайним изгибом второго Т-образного лепестка 96, расположенного по другую сторону от середины, на кнопку микропереключателя 97 и включает его. Во время, когда поверхности 108 и 110пробки 106 не касаются поверхностей 109 упора 101 и плеч лепестка 104 тяги 103, пластинчатая пружина 95 занимает нейтральное положение и Г-образные лепестки 96 не касаются кнопок микропереключателей 97 и 98. Они зыключеньь Операции нагрева корпуса 1, его стенок 2-4 и 13 и фланца 17 во время обезгаживания внутреннего объема клапана осуществляются без электропривода 78. Он отсоединяется от цилиндрического патрубка 18 и на его место присоединяется устройство,имеющее маточную гайку с ручным приводом. Отсоединение электропривода 78 осуществляется следующим образом. Затвор 39 отводят в крайнее заднее положение, ходовой винт 48 занимает крайнее переднее положение (фиг.З), отвинчивают накидную гайку 77 с винтовой резьбы 19 конца 20 паурубка 18 и освобождают цилиндрический уступ 91 подшипниковой крьшки 90 от соединения с торцом 51 патрубка 18,после чего затвор 39 незначительно смещается вперед. Поворачивают электропривод 78 на 90° в положение, при котором плоскости лепестка 104 тяги 103 и щелевидного отверстия 107 пробки 106 совпадают. Включается электровигатель 86 или поворачивается вручкую червяк 82 редуктора 80 до полного вывинчивания ходового винта 48 з осевого отверстия 89 червячного олеса 88, отсоединяют электропривод 78 от торца 51 цилиндрического пат-рубка 18 вместе с накидной гайкой 77, коммутатором 79s червячным редук тором 80 и тягой 103 с плоским лепес ком 104. Операции присоединения электропри вода 78 и устройства с ручным управлением к торцу 51 патрубка 18 вьшолняется в обратной последовательности Клапан имеет несколько пар соедин ний, посредством которых осуществляется регулирование оптимальные: условий работы механизмов. Положение герметизирующей поверх™ ности 61 запорного герметизирующего клапана 60 относительно герметизируе мых поверхностей элемента 9 герметизации и фланца 7 корпуса 1 устанавливают ввинчиванием винтового выступа 59 клапана 60 в резьбовое отверстие ползуна 58 и проставкой калиброванной прокладки между сопряга1емыми поверхностями клапана 60 и ползуна 58; ограничителя 66 каретки 38 относительно плоскости 67 вкладыша 14 ввинчиванием ограничителя 66 в резьбовое отверстие переднего торца каретки (фиг. 4 и 5)} ограничителя 64 относительно торцовой опорной поверх ности 65 ползуна 58 - ввинчиванием ограничителя 64 в горизонтальное отверстие 63 вертикальной стойки 62 ка ретки 38; упора-ограничителя 72 отно сительно опорной поверхности 73 ползуна 58 - ввинчиванием ограничителя 72 в вертикальное отверстие 71 карет ки 38. Оптимальное положение ограничителей 64, 66 и 72 фиксируют контргайПоложение торца 109 цилиндрического упора 101 коммутатора 90 (фиг„7 10, 11) относительно наружного торца 108 упорной пробки 106 устанавливают . перемещением в радиальном направлении центра фигурной лирообразной пластинчатой пружины 95 на поверхности наружной крьшки 92 подшипника 93 и креплением ее винтами 94, в осе вом направлении - цилиндрического упора 101 в центральном отверстии 99 пружины 95 двумя гайками 100, навинченными на наружную резьбовую поверх ность упора Т01; плоского лепестка 104 относительно внутреннего торца 110 и щелевидного отверстия 107 проб ки 106 (фиг. 12) - ввинчиванием тяги 103 в осевой резьбовой канал 102 упора 101 и креплением ее кЬнтргайкой,, Микропереключатели 97 и 98 включаются в то время, когда затвор 39 еще не достиг своего крайнего положения и выключаются с задержкой после того, затвор достиг своего крайнего положения. В электросхеме утгравления электроприводом 78 предусмотрена блокировка по току, что исключает длительную перегрузку электродвигателя 86. изобретения 1. Односторонний вакуумный клапан шиберНого типа, содержащий корпус прямоугольного сечения с двумя соосно ра.сположенными проходными отверстиями, выполненными в стенках корпуса с присоединительными фланцами, на одном из отверстий имеется герметизирующий элемент, направляющие, закрепленные на боковых стенках и взаиь;:одействующие с опорными роликами каретки затвора, в котором установлены ползун, соединенньй с помощью серег с кареткой, и закрепленный на ползуне клапан с герметизирующим эластичным кольцом, пружины возврата и опорный ролик ползуна, установленный с возможностью контакта с торцовым упором каретки и зацепом ползуна, взаимодействующим с опорным вкладьшем и зацепом корпуса, и герметично прикрепленную к корпусу крышку-фланец, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности работы, на внешней стороне крьш1ки-фланца выполнены цилиндрический патрубок с винтовой резьбой на конце, установленным на нем электроприводом и цилиндрическим каналом, расположенными перпендикулярно плоскости крьш1кифланца, а на его внутренней стороне установлена опорно-присоединительная вилка с двумя направляющими продольными пазами, расположенными параллельно оси проходных отверстий корпуса, причем в каждом пазу вьшолнены по две опорных и одной упорной поверхности, а на конце одной из вилок в плоскости, перпендикулярной ее оси, вьшолнены проушины, в которых расположена ось и на ней с возможностью вращения закреплен Г-образный двуплечий рычаг, одно плечо которого соединено посредством серьги с кареткой затвора, а другое - с помощью 11 серьги дугообразной формы, на торцах которой закреплены опорно-направляющие ролики, расположенные в соответствующих направляющих пазах опорноприсоединительной вилки, соединено с электроприводом через шток, на котором выполнен цилиндрический бурт, герметично соединенный сильфоном с торцом цилиндрического патрубка. 2.Клапан поп.1, отличающийся тем, что электропривод снабжен микропереключателями край/них положений и червячным редуктором кинематически связанным с затвором. 3.Клапан по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что на редукторе закреплена пластинчатая пружина с двумя боковыми Г-образными лепестками, расположенными крестообразно относительно ее центра, один из кото рых соединен с микропереключателем крайнего заднего положения, а другой с микропереключателем крайнего перед г.Ат vCTTTT .Ч-Л nli81 ч ч / I л L04 09 23 2 Iff /, г 10 11 4 19 251ри.г.2 75 .12 негоположения, и выполнен упорный элемент с осевым каналом и тягой с плоским лепестком на конце, а в указанном штоке вьтолнен осевой цилиндрический канал, в устье которого закреплена упорная пробка с щелевидным отверстием, размеры которого соответствуют размерам плоского лепестка тяги, причем наружный торец упорной пробки взаимодействует с упорным элементом, а внутренний удерживает лепесток тяги, расположенной в канале штока, перпендикулярно плоскости щелевидного отверстия упорной пробки. 4. Клапан поп.1, отличающийся тем, что торец каретки,соединенный с серьгой Г-образного рычага, снабжен вертикальной стойкой, в которой закреплен регулируемый огра- ничитель смещения ползуна, а в корпусе каретки выполнено вертикальное отверстие, в котором закреплен упорограничитель сближения ползуна с кареткой. fPtlZ.I 52 18 2 /гг,4

в-в

13

52 38 0 53 Sff Д-/..4 10 1рц,г-5

Изобретение относится к арматуростроению. Цель изобретения - повышение надежности. Клапан имеет электропривод с редуктором и микропереключатели, что позволяет полностью автоматизи|)овать операции управления. В корпусе клапана установлен зазор с кареткой, связанный с редуктором электропривода, а на каретке закреплен ползун с клапаном, герметизирующим фланец патрубка в крайнем положении. На электроприводе закреплены микропереключатели, фиксирующие затвор в крайнем положении. 3 з.п« ф-лы, 13 ил. (Л с