Вакуумное уплотнение вала Советский патент 1981 года по МПК F16J15/50 

I

Изобретение относится к вакуу.мной технике и в частности может использоваться в установках для ироведения физически.х исследований, в вакуу.мной металлургии и других сверхБысоковакуумных установках, в которых требуется вращательно-колебательное перемещение объектов в условиях сверхвысокого вакуу.ма.

Известны вакуумные уплотнения по шаровой поверхности в виде резиновых манжет 1.

Однако они не могут быть применены в сверхвысоковакуу.мных установках из-за низкой температурной стойкости и большого г азсвылеления.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является вакуумное уплотнение вала, содержащее установленную на корпусе ванну с внутренней стенкой и жидким уплотнителе.м, а также герметично соединенгплй с валом разделительный стакан и камеру предварительного разрежения 2.

Однако известное уплотнение не обеспечивает герметизацию при колебательных движениях вала.

Цель изобретения - обеспечение гер.метизации вала, совершающего вращательноколебательное движение.

Поставленная цель достигается те.м, что в известном уплотнении внутренняя стенка ванны выполнена в виде сферической оболочки, закрепленной на основании ванны, последнее соединено с валом с помощью щарового щарнира, камера предварительного разрежения образована основание.м ванны и эластичной мембраной, размещенной между корпусом и валом, iron этом разделительный стакан выполнен в виде no.iyсферы.

Кроме того, щаровой шарнир образован вкладыше.м с внешней шаровой поверхностью, связанным с разделительным стаканом тонкостенной трубой. Мембрана соединена с валом манжетным уплотнением и выполнена армированной.

На чертеже показано высоковакуумное уплотнение вала.

Уплотне П1е содержит установленную на корпусе 1 ванну 2 с жидким хплотнителем 3. В качестве уплотнителя огут использоваться легкоплавкие Mora.i.u.i (о.тово, ИНДИЙ или iix эвтектический cii/iaB. Лля уменьшения количества уплотнителя ванна 2 снабжена сферической оболочкой 4. На валу 5 герметично закреплены разделительный стакан 6, выполненный в виде полусферы, ч шаровой н арнир 7, установленный в коническом углублении а, выполненном в стенке ванны 2. Цилиндрическая часть б шарового шарнира 7, представляюшая собой тонкостенную трубу, используется в качестве теплового моста для уменьшения теплового потока к валу 5. Крепление шарового шарнира 7 осушествляется с помошью упругих элементов 8 и конусной втулкой 9, имеющей сферическую выемку б. Для улучшения условий работы уплотнения и повышения его надежности на поверхности а и б выполнены проточки, заполненные шариками 10. В нижней части вал 5 герметизируется форвакуумным уплотнителем 11 с подшипником 12. Уплотнитель 11 герметично соединен с корпусом 1 эластичной армированной мембраной 13, являюш,ейся нижней стенкой камеры предварительного разрежения. Для получения жидкой фазы уплотнителя 3 используется нагреватель 14. Крепление ванны 2 к рабочему объему высоковакуумной установки (на чертеже не показана) осушествляется с помошью фланца 15. Уплотнение работает следуюшим образом. Перед началом использования уплотнения в ванну 2 заливают расплавленный уплотнитель 3. Для обеспечения герметичности стенки ванна 2 и разделительный стакан 6 должны быть облужены или покрыты мета,1лом, хорошо смачиваемым уплотнителем. Затем присоединительный фланец 15 присоединяют герметично к рабочему объему установки (на чертеже не показан) и производят откачку рабочей камеры установки и ка.меры предварительного разрежения уплотнения. После этого уплотнение ГОТОВО к работе. Для передачи нужного вида движения либо врашают, либо качают вал 5 уплотнения. Возможно одновременное врашательно-колебательное движение вала 5. При колебательном движении вала разделительный стакан 6 входит в ванну 2, ограниченную с одной стороны цилиндрической стенкой, с другой - сферической оболочкой 4. При этом шаровой шарнир 7 враахается и совершает колебательные движения но шарикам 10. Работает уплотнение при непрерывной откачке внутренней полости уплотнения с помощью , форвакуумного насоса (на чертеже не показан). Мембрана 13 обеспечивает возможность колебательного движения вала 5. Предлагаемое уплотнение может использоваться в установках с давлением до 5-10 мм рт. ст. и Ниже. Уплотнение обладает высокой герметичностью, характеризуемой суммарным натеканием. меньшим предела максимальной чувствительости современных масс-спектрометрических средств течеискания. Кроме того, уплотнение обладает малой величиной газовыделения (10° л-м.мрт.ст) и натекания (5 10 2 л-мм рт. ст./с), высокой надежностью, возможностью передачи больших крутяших моментов, большим ресурсом работы (10000ч), возможностью осуществления колебательно-врашательного движения вала в рабочем объеме камеры и абсолютной точностью передаваемых движений благодаря жесткой связи. Формула изобретения 1.Вакуумное уплотнение вала, содержашее установленную на корпусе ванну с внутренней стенкой и жидким уплотнителем, а также герметично соединенный с валом разделительный стакан и камеру предварительного разрежения, отличающееся тем, что, с целью обеспечения герметизации -вала, совершаюш.его врашательно-колебательное движение, внутренняя стенка ванны выполнена в виде сферической оболочки, закрепленной на основании ванны, последнее соединено с валом с помошью шарового шарнира, камера предварительного разрежения образована основание.м ванны и эластичной мембраной, раз.мешенной между корпусом и валом, при этом разделительный стакан выполнен в виде полусферы. 2.Уплотнение по п. 1, отличающееся тем, что шаровой шарнир образован вкладышем с внешней шаровой поверхностью, связанным с разделительным стакано.м тонкостенной трубой. 3.Уплотнение по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что мембрана соединена с валом манжетным уплотнением. 4.Уплотнение по пп. 1--3, отличающееся тем, что мембрана выполнена армированной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Данилин Б. С. Основы конструирования вакуумных систем. М., «Энергия, 1971, с. 222-225. 2.Авторское свидетельство СССР № 177715, кл. F 15 Т 15/52, 1963 (прототип).

Откачки