Сверхвысоковакуумный клапан Советский патент 1987 года по МПК F16K49/00 F16K51/02 F16K31/44 

Изобретение относится к арматурострое- нию и может быть использовано для герметичного перекрытия прогреваемых сверх- высоковакуумных коммуникаций.

Цель изобретения - повышение долговечности и надежности, что уменьшает усилие герметизации и исключает перегрузки на уплотнительную пару при прогревах в закрытом положении.

На фиг. 1 изображен сверхвысокова- куумный клапан в открытом положении; на фиг. 2 - то же, в закрытом положении.

Сверхвысоковакуумный клапан состоит из корпуса 1 с седлом 2, сильфопного ввода движения 3 и автоматического привода 4 с приводным звеном 5. Внутри корпуса размешен запорный орган 6 с уплотни- тельной прокладкой 7, расположенной на UJTO ке 8 клапана, который в свою очередь соединен с имеющим нагреватель 9 штоком 10 привода, с насаженным на его конец стаканом 11. При этом в стакане 11 выполнено сквозное отверстие, в котором закреплена ось 12, проходящая через продольное отверстие, имеющееся на конце штока 10. Кроме того, шток 10 снабжен упором 13, а стакан 11 снабжен упором 14, между которыми в напряженном состоянии размещен упругий элемент 15, жесткость которого равна жесткости уплотнения при достижении требуемой величины натекания через уплотнительпую пару, а между приводным звеном 5 и штоком 10 размещен пружинный элемент 16.

Сверхвысоковакуумный клапан работает следующим образом.

Сверхвысоковакуумный клапан открыт. При его закрывании движение от автоматического привода 4 передается приводному звену 5, которое, перемещаясь поступательно, воздействует через основной упругий элемент 15 на ш гок Ш, перемещение которого приводит к перемещению штока 8 клапана с запорным органом 6 к седлу 2. После соприкосновения уплотни- тель.ной прокладки 7 с седлом 2, дальнейшее перемещение приводного звена 5 приводит к сжатию пружинного элемента 16 до усилия предварительного - наименьшего усилия сохранения заданной величины натекания через соединение после его герметизации, определяемого существованием эффекта «гистерезиса натекания, сущность которого состоит в том, что после достижения герметичности цельнометаллического соединения прикладываемое усилие можно уменьшить без наруп1ения вакуумной плотности стыка. При это.м приводное звено 5 привода 4 смыкается со стаканом 11, образуя жесткую систему: привод-стакан-упругий элемент - шток - уплотнительная пара, жесткость которой определяется жесткостью упругого элемента 15 и равна жесткости уплотнения в момент достижения тре

0

5

с

буемой величины натекания через уплотни- тельную пару, т.е. выше, чем жесткость уплотнения после предварительного нагруже- ния. В этот момент автоматический привод

отключается.

Приложенное усилие предварительного нагружения при прямом цикле уплотнения не обеспечивает требуемой величины натекания через стык уплотнительной пары, составляя 1/3 - 1/4 часть от необходимого

0 для достижения требуемого натекания усилия герметизации. Поэтому для ее достижения используется нагреватель 9, например катушка индукционного нагрева. Вследствие нагрева, линейный размер щтока 10 увеличивается и происходит доуплотнение стыка, причем дальнейшее увеличение температуры нагрева не приводит к перегрузке уплотнительной пары, так как жесткость соединения превышает жесткость упругого элемента 15 и дальнейшее увеличение линейных размеров штока 10 будет компенсироваться сжатием упругого элемента 15. После герметизации соединения нагреватель 9 отключают, при этом (по мере охлаждения штока 10) усилие герметизации снижается до усилия предварительного уплотнения, поддерживаемого пружинны.м элементом 16 и сохраняющего (в силу эффекта «гистерезиса натеканий) соединение герметичным. Сверхвысоковакуумный клапан закрыт.

Открывание сверхвысоковакуумного клапана производится простым отводом запорного органа 6 с помощью автоматического привода 4.

При прогревах сверхвысоковакуумного

1- клапана в закрытом положении, избыточные нагрузки на уплотнительную пару, возникающие вследствие разности коэффициентов линейного расщирения материалов седла 2 и уплотнительной прокладки 7, также как и в случае повышения температуры нагревате0 ля 9 выше требуемой, компенсируются сжатием упругого элемента 15. При этом величина сжатия уплотнительной пары не превышает усилия герметизации.

У предлагаемого сверхвысоковакуумного клапана (по сравнению с известными) повышены надежность и ресурс работы в 1,5- 2 раза, уменьшены масса и габариты, уменьшена мощность привода в 2-4 раза, упрошена эксплуатация.

Формула изобретения

Сверхвысоковакуумный клапан, содержащий запорный орган, установленный на подогреваемом штоке, связанном приводным звеном, отличающийся тем, что, с целью повыщения долговечности и надежности, связь штока с приводным звеном выполнена в виде стакана с упором, ус3

тановленного на штоке с возможностью осевого перемещения, причем шток подпружинен относительно приводного звена и снаб13

1323806

жен упором, а между упорами штока и стакана установлен упругий элемент, жесткость которого равна жесткости уплотнения.

Составитель Т. Максимкина

Редактор А. РевинТехред И. ВересКорректор А. Зимокосов

Заказ 2950/41Тираж 811Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг.2

Изобретение относится к арматуро- строению и предназначено для ге,рметич- ного перекрытия прогреваемых сверхвысоко- вакуумных коммуникаций. Целью настоящего изобретения является повышение долговечности и надежности за счет уменьшения усилия герметизации и исключения перегрузки на уплотнительную пару при прогревах в закрытом положении. Для этого в сверхвысоковакуумном клапане с запорным элементом 6, установленным на подогреваемом штоке 10, связанном с приводным звеном 5, связь штока 10 с приводным звеном 5 выполнена в виде стакана 11 с упором 13, причем стакан 11 установлен на штоке 10 с возможностью осевого переме- шения и взаимодействия с приводным звеном 5, а шток 10 подпружинен относительно приводного звена 5 и снабжен упором 13, а между упором 13 штока 10 и упором 14 стакана 11 установлен упругий элемент 15. 2 ил. СО 00 N3 СО 00 О 05