Быстроразъемное сверхвысоковакуумное соединение Советский патент 1981 года по МПК F16L37/12 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к вакуумной технике, где может использоваться, например для герметиаааии фланцевых соединений любого диаме-фа, в клапанах, з€|;ТВорах, работающих в сверхвысоком вакууме при многчэкратном прогреве в закрытом состоянии, а также в системах шлюзования и вводах движения. Известна конструкция сверхвысоковакуумного цельнометаллического прогреваемого затвора, содержащего , ванну с металлоуплотнителём, взаимодействукьошм с герметиа фующим экраном, снабжен ным в нижней части желобом, в котсфом размещено подвижное фасонное кольцо, и связанным с механизмом перемещения Г13. Наличие подпружиненного фасонного кольце усложняет конструкцию и снижает надеяшость ввиду роста коэффициента треШш в вакууме и схватывания трущихся поверхностей деталей. Известно также быстроразъемное сверх высоковакуумное соединение трубо15)оводов с фланцами на концах,, содержащее металлоуплотнитель, электронагреватель -Н систему охлаждения, аа ключенные в кожух 2. Однако и это соединение не обеспечивает повьшхения надежности иа-за работы ее только в горизонтальном положении. Цель изобретения - повышение надежности соединения. Указбшная цель достигается тем, что между фланцами установлены кольцевой клапан с острым зубом из магнитного материала и втулка с кольцевым магнитом, между которыми установлен полюсный наконечник, причем металлоуплотнитель контактирует с острым зубом клапана, втулкой и полюсным наконечником. На чертеже показано быстрсразъемное сверхвысоковыкуумное соединение трубопроводов с на концах. Соединение содержит фланец 1, выполненный из немагнитного материала в виде фасонного кольца с упорным буртом, снаб.жвнного по периметру кольцевым каналом, Представляющим собой систему 2 охлажде ния, и четырьмя прямыми пазами. Кольцевой бурт фланца 1 взаимодействует с зазорным кольцом 3, имеющим четыре угловых паза по периметру. В ниж ней части ({ панец 1 герметично соединен с кольцевым клапаном 4, выполненным из магнитного материала в виде кольца и в сечении имеющим острый зуб, при этом клапан, в свою очередь, соединен с опорным кольцом 5, выпапненным из немагнит ного материала. В верхней части фланца ,размещен электронагнетатель 6, закрыты снаружи теплоизоляционным кожухом 7. Острый зуб клапана 4 периодически взаимодействует с металлоуплотцителем 8, внутри которого размещены ферромагнитные частицы 9. Металл-уплотнитель В с ферромагнитными частицами 9 размещен в кольцевом зазоре магнитопровода, имею щим в сечении форму острой разомкнутой канавки, стороны которой образованы с одной стороны наконечником 1О, выполне HbiM lis магнитного материала в виде фа еогщого кольца с резьбовыми отверстиями и четырьмя направляющими штырями 11 по периметру, а с другой стороны фланцем 12, выполненным из магнитомягкого материала в форме фасонного кольца с от верстиями по периметру. На фланце 12 установлена кольцевая вставка 13, выпол ненная иа немагнитного материала и пред ставляющая в сечении прямоугольник с канавкой на верхней стороне. Снар-ужи кольцевой вставки 13 размещен кольцевой магнит 14 и опорное немагнитное кольцо 15, прижимаемые к фланцу 12 полюсным наконечником 10 посредством болтов 16 Для снижения тепловых потер нижний фланец снабжен теплоизоляцнон. ным кожухом 17. При этом поверхность кольцевого ауба клапана 4 и поверхности полюсного наконечника lU и фланца 12, образующие кольцевой зазор, покрыты герметично материалом 18, например серебром, хорошо смачиваемым металломуплотнителем 8, например оловом, индие или их эвтектикой. Быстроразъемное сверхвысоковакуумное фланцевое соединение работает следующим образом. При раскрытом фланцевом соединении включают электронагреватель 6 фланца 1 и нагревают клапан 4 до температуры на нагревают 50-60 С выше температуры плавления металла-уплотнителя. При этом металлуплотнитель 8, размещенный в кольцевом зазоре фланца 12 и полюсного наконечника 10, находится в твердом состоянии И также покрыт пленкой окиси. Затем фланец 1 вводят в контакт с фланцем 12 за счет осевого перемещения, что сопровождается перемещением направляющих щтырей 11 в пазах фланца 1 и запорного кольца 3, и ocyщecтвляюf их окончательную фиксацию путем осевого разворота запорного кольца 3 относительно фланцев 1 и 12. При этом во время осевого перемещения зуба клапана в среде металлауплотнителя с ферромагнитными частицами,. имеющего температуру ниже температуры плавления металла-уплотнителя, происходит разрыв окисной пленки и очищение ее с поверхности зуба клапана 4. При этом введение в кольцевой зазор кольцевого клапана 4 приводит к увеличению напряженности магнитного поля в зазоре, к упрочнению объемной структуры ферромаг. нитных частиц, а тем самым, к более надежному удержанию металла-уплотнителя в зазоре. Затем выключается электронагреватель 6, включается система охлаждения 2. После затвердевания металло- уплотнителя 8, система охлаждения отключается и процесс герметизации фланцевого соединения завершается. Процесс разгерметизации фланцевого соединения происходит в обратном порядке. Экономия при использовании быстроразъемного , свер свысоковакуумного соединения достигс. за счёт уменьшения объема металла-уплотнителя. Формула изобретения Быстроразъемное сверхвысоковакуумное соединение трубопроводов с фланцами на концах, содержащее заключенные в кожух металлоуплотнитель, электронагреватель и систему охлаждения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности соединения, между фланцами установлены кольцевой клапан с острым зубом иа магнитного материала и втулка с кольцевым магнитом, между которыми установлен полюсный наконечник, причем мета шоуплотнитель контактщэует с острым зубом клапана, втулкой и полюсным наконечником. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское сввдетельство СССР № 652403, кл. F 16 К 51/О2, 1977. 2.Авторское свидетапьство СССР № 5ОО4И, кл. F 1в I 39/О4, 1976 (прототип).