Быстроразъемное сверхвысоковакуум-HOE уСТРОйСТВО Советский патент 1981 года по МПК F16L37/06 F16J15/40 F16K25/00 

изобретение относится к машиносгрое ,нию, в частности к вакуумной технике. Известно быстроразъемное фланцевоесоединение труб, корпус которого связан с сильфоном и с, цилинцрическим экраном с лабиринтным предохранительным усгро ством, установленным в обогреваемую кольцевую ванну с расплавленным металл м-уплотнителем, снабженную н.агревающим, и охлаждающим устройством l. Недостатком известного устройства является то, что ресурс работы ограничивается временем образования окисной пленки толщиной более 1ОА на металлеуплотнителе ванны и на герметизирующем экране в результате взаимодействия с ос таточной газовой средой вакуумного обье ма или атмосферы. Наиболее близким к предлагаемому устройству является быстроразъемное фланцевое соединение труб, содержащее корпус с . кольцевой ванной , заполненной металломуплотнителем и снабженной системой на- грева и охлаждения, сильфонный узел которого соединен с герметизирующим экраном, имеющим в нижней части кольцевой желоб, в котором размещен подпружиненный кольцевой вкладыш с упорными винтамиГ2. Недрстаток изестного решения заключается в том, что в период герметизаций перемещение герметизирующего экрана в расплавленный металл-уплотнитель кольцевой ванны 1ФОИСХОДИТ в две стадии с выдержкой, обусловленной необходимостью расплавления металла-уплотнителя между герметизирующим экраном и кольцевым вкладьпием, ограниченного от дальнейшего перемещения посредством упора, что понижает надежность конструкции. Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается за счет того, что концентрично герметизирующему экрану установлен защитный экран, верхний конец которого герлсетично закреплен на герметизирующем экране-, а нижний его конец введен в кольцевой желоб, тфи 3 э-том внешний зазор между наружной поверхностью защитного экрана и внутренне цилянцрической поверхностью кольцевого желоба, по крайней мере, в .ава раза мень ше внутреннего зазора между внутренней поверхностью защитного экранами цилинар ческой Гповерхностью кольцевого желоба; а высота столба металла-уплотнителя в кольцевой ванне более чем в два раза превосходит высоту кольцевого желоба, величина которой не меньше, чем внутренний зазор. На чертеже приведено устройство,внеш ний вид. Быстроразъемное сверхвакуумное устройство содержит нижний фданец 1, коль цевую ванну 2, в нижней части которой закреплены система 3 нагрева и систем-а 4 охлаждения для нагрева и охлаждения металла-уплотнителя 5, взаимодействующего с герметизирующим экраном 6, выполненного в рижней части в виде кольцевого желоба. В кольцевой желоб герметизирующего экрана с зазором установлен нижний конец защитного цилиндрического экрана 7, верхний конец которого герметично приварен к герметизирующему экра ну 6, в свою очередь приваренному к внутреннему колпаку 8. При этом внешний зазор между наружной поверхностью защитного экрана и внутренней цилиндрической поверхностью кольцевого желоба, по крайней мере, в два раза меньше внут реннего зазора между внутренней поверхностью защитного экрана и цилиндрической поверхностью кольцевого желоба, а высота столба металла-уплотнителя в кояьцевой ванне более чем в два раза превосходит высоту кольцевого желоба, величина которой не меньше, чем внутренний зазор. Наличие указанных соотношений в размерах позволяет обеспечить надежигдй разрыв окнсной пленки, образовавшейся на поверхности металла-уплотнителя; разм ценного во внешнем зазоре Для разрыва окисной пленки необходима разность давления по o6ei стороны окисной пленки, что к обусловлено соотноше нием высот кольцевой ванны и желоба. Для воследукшего устранения окисной плетш из зоны внеишего зазора, являющегося местом уплотнения, необходимо обеспечить протекание огфеделенного объ ма металла-уплотнителя через внеигаий зазор, что и обеспечивается соотношение .указанных размеров зазоров и высотыколь девого желоба. При этом внутренняя поверхность ванны 2, внутренняя поверхность коль .цевого желоба герметизирующего экрана 6 74 и нижний конец зшшЛ-ного цилиндрического экрана 7 покрыты материалом 9, например серебром, хорошо смачиваемым металлом-уплотнителем, например оловом или индием. Внутренний колпак 8 соединен с си-льфонным узлом, выполненным в виде штока 10, к нижней части которого приварен сильфон 11, Верхний конец сильфона 11 приварен к фланцу 12, на котором закреплена втулка 13, обеспечивающая направление для штока 1О, на верхнем конце которого укреп/ еи кронштейн 14, связанный с. механизмом понъема. Фланец 12 герметизирует фланец 15 наружного колпака 16. Наружный колпак соединен герметично с верхним фланцем 17, снабженным проточкой цля уплотнителя 18, выполненным из органического материала. Устройство работает следующим образом. С помощью подъемного механизма,связанного с кронштейном 4, наружный колпак 16 и внутренний колпак 8 опускаются до соприкосновения верхнего фланца 17 с нижним фланцем 1. При этом нижняя часть герметизирующего экрана 6 находится выше уровня расплавляемого металлауплотнителя 5. Во внутренней полости кольцевого желоба герметизирующего экрана 6 находится металл-уплотнитель в твердой фазе, уровень которого опреце ляется высотой желоба и оцинаков по обе стороны защитного цилинцрического экрана. При этом поверхность металла-уплотнителя 5, расположенного с наружной стороны защитного цилиндрического экрана, подвергаясь воздействию остаточной газовой среды и атмосферы, покрыта прочной и плотной окисной пленкой, темпера тура диссоциации которой нениже- ЮОО С. При откачке объема, за счет силы атмос давления, воздействующего на колпак 16, осуществляется герметизация фланцев I и 17 уплотнителем 18. По достижении определенного вакуума включают систему нагрева 3 и расплавляют металл-уплотнитель 5 в ванне 2. После этого герметизирующий экран 6 перемещают в металл-уплотнитель 5 ванны 2. При этом металл-уплотнитель ванны 2 не смачивает металл-уплотнитель в кольцевом желобе герметизирующего экрана ..вввду наличня на его поверхности окисной пленки, что меша-:гт герметизации, а уровень нерасплавленного металла- уплотнителя с ,внутренней стороны защитного цилиндрического экрана иахопится ниже (уровня ;металла-уцлотнителя в ванне 2. 5, Юанако после расплавления металла-уплот нителя в кольцевом желобе герметизирую щего экрана G, в силу закона Паскаля для сообщающихся сосудов, уровень металла-уплотнителя по обе стороны защитного цилиндрического экрана выравнивает ся. Этот процесс сопровождается течением жидкого металла-уплотнителя в зазоре между наружной, поверхностью защитного экрана и внутренней стенкой кольцевого желоба герметизирующего экрана 6, а это приводит к разрыву предварительно образовавшейся окисной пленки и к контакту чистого неокисленного металлауплотнителя с чистой неокисленной поверхностью защитного экрана, что обеспечивает полную смачиваемость и герметичность соединения. Затем включается система,4 охлажден и я, которая после за твердевания металла-уплотнителя 5 выключается, и процесс герметизации считается завершенным. Процесс разгерметизации происходит в следующем порядке. Производят форвакуумную откачку между внутренним кол паком 8 и наружным колпйком 16, а так же откачку основного вакуумного объема. Затем включают систему 3 нагрева и рас плавляют металл-уплотнитель5. После этого герметизирующий экран 6 выводят из ванны 2, выключают систему 3 нагрева и включают систему 4 охлаждения. В вакуумный объем напускается воздух, и с помощью подъемного механизма, связанного С кронидтейном 14, производится подъем верхнего фланца 17 со всеми сопрягаемыми деталями. Пр этом следует добавить, что ypofseHb металла-уплотнителя в кольцевом желобе герметизирую- щего экрана вьфар.шивает.ся по обе сторо74ны защитного экрана и определяется высотой кольцевого желоба герметизирующего экрана. Формула изоб.ретения Быстроразъемное сверхвакуумное ус тройство, содержащее кольцевую ванну, заполненную металлом-уплотнителем, систему ее нагрева и охлаждения, приводной узел с сильфонным узлом,соединенным с цилиндрическим Герметизирующим экраном, нижняя часть которо.го заканчивается кольцевым желобом, о тли чающееся тем, что, с целью повышения надежлости, концентрично герметизирующему экрану установлен защитный экран, верхний конец которого герметично закреплен на Герметизирующем экране, а нижний его конец введен в кольцевой желоб, при этом внешний зазор между наружной поверхностью защитного экрана и внутренней цилиндрической поверхностью кольцевого желоба, по крайней мере, в два раза Mesibme внутреннего зазора между внутренней поверхностью защитного экрана и цилиндрической поверхностью кольцевого желоба, а высота столба металла-уплотнителя в кольцевой ванне блее чем в два раза превосходит высоту кольцевого желоба, величина которой не меньше, чем внутренний зазор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № SOO411, кл. f 16 L 39/04, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке №2437779/29-08,. кл. F 16 L37/O4, 1977.

;v