Криогенный вакуумный клапан Советский патент 1982 года по МПК F16K49/00 

(54) КРИОГЕННЫЙ ВАКУУМНЫЙ КЛАПАН

1

Изобретение относится к армотуростроению, а именно к криогенной вакуумной технике.

Известен вакуумный клапан, содержащий седло с уплотнительной прокладкой из вакуумной резины и взаимодействующий с ним запорный орган 1.

Недостатком указанного клапана является то, что с понижением температуры резина теряет эластичность и при криогенных температурах становится жесткой и не может быть деформирована. Поэтому при низких температурах резину нельзя использовать в качестве уплотнительного материала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является клапан, содержащий подвижную металлическую тарелку и уплотнительную прокладку, впрессованную в тарель или седло. Прокладка изготовлена из поликарбоната, что обеспечивает более высокую герметичность при криогенных температурах, чел при использовании резины 2.

Однако этот клапан не позволяет достигать вакуумной плотности вследствие сравнительно больщой твердости поликарбоната при низких температурах. Кроме того, необходимо применение чрезмерно больщих усилий для достижения приемлемой пластической деформации прокладки, твердость которой возрастает в 2-3 раза при криогенных температурах.

Цель изобретения - повышение герметичности и снижение усилия при закрытии криогенного вакуумного клапана. 10 Указанная цель достигается тем, что клапан, содержащий корпус, в котором размещен управляемый запорный орган, взаимодействующий с седлом, в котором установлено уплотнительное кольцо, изготовленное из пластичного или эластичного при умерен15но низких температурах материала, снабжен токоподводами, а уплотнительное кольцо выполнено из токопроводящего материала и соединено с токоподводами.

На чертеже показан клапан, общий раз20 рез.

В корпусе 1 клапана размещены основные функциональные элементы клапана: пневмо (или гидро) привод 2 и узел 3 уплотнения. Пневмопривод 2 состоит из сильфонного элемента 4, жестко связанного с верхней тягой 5 запорного органа 6, внутренняя полость которого сообщена с источником приказного (сжатого) газа (на чертеже не показан) и герметично отделена от узла 3 уплотнения. Пружина 7 служит для отжатия запорного ,органа 6 при открытии клапана. Назначение привода состоит в управлении открытием и закрытием клапана. Узел 3 уплотнения состоит из запорного органа 6, изготовленного из электроизоляционного материала, на рабочую и боковую поверхность которого нанесена металлическая пленка 8, металлической муфты 9, служащей направляющей для запорного органа 6 и одновременно осуществляющей электрический контакт от токоподвода 10, изолированного от корпуса 1, к металлической пленке 8 запорного органа 6, и седла 11, изготовленного из электроизоляционного материала, в паз 12 которого вложено уплотнительное токопроводящее кольцо 13, контактирующее через металлическую пленку 14, нанесенную на внутреннюю боковую поверхность паза 12, трубку 15 и корпус 1 с токоподводом 16. Возможно также другие рещения прогреваемого уплотнения, состоящее в том, что в уплотнительное кольцо клапана впрессован электронагреватель, например проволочная спираль, соединенная с источником питания. Клапан работает следующим образом. При подаче приказного газа в сильфонный элемент 4 одновременно подается ток на токоподводы 10 и 16. Давление приказного газа передается на верхнюю тягу 5, и, преодолевая сопротивление пружины 7, запорный орган 6 садится на седло 11, замыкая при этом электрическую цепь: токоподвод 10 - металлическая муфта 9 - металлическая пленка 8 запорного органа 6 уплотнительное токопроводящее кольцо 13- металлическая пленка 14 боковой поверхности газа 12 - трубка 15 - корпус 1- токоподвод 16. Уплотнительное кольи,о 13 разогревается и при определенной температуре становится достаточно эластичным и пластичным, за счет чего при небольших усилиях привода происходит достаточная герметизация клапана. После этого отключают источник электрического напряжения. Уплотнительное кольцо 13 имеет-низкую теплоемкость и теплоизолировано, поэтому локальный и быстрый нагрев его не вызывает заметного повыщения температуры клапана или рассеяния тепла в криостатируемом объеме. Для открытия клапана вновь включает электрическое питание через токоподводы 10 и 16, тем самым разогревая уплотнительное кольцо 13, и снижают давление в полости сильфонного элемента 4, стравливая приказной газ (в атмосферу или газгольдер). Пружина 7 через тягу 5 отжимает запорный орган 6 вверх и открывает клапан, размыкая электрическую цепь. Технико-экономический эффект, создаваемый от использования предлагаемого клапана состоит в том, что обеспечивается значительное снижение (в 2-3 раза) усилие привода при закрытии клапана и повыщается герметичность уплотнения при низких температурах. Формула изобретения Криогенный вакуумный клапан, в корпусе которого размещен управляемый запорный орган, взаимодействующий с седлом, в котором установлено уплотнительное кольцо, изготовленное из пластичного или эластияногопри умеренно низких температурах материала, отличающийся тем, что, с целью повыщения герметичности клапана и снижения усилия при его закрытии, клапан снабжен токоподводами, а уплотнительное кольцо выполнено из токопроводящего материала и соединено с токоподводами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Грошковский Я. Техника высокого вакуума. М., «Мир, 1975, с. 499. 2.Куликов Ю. Ф. и Романенко Н. Т. Криогенная арматура, М., «Машиностроение, 1978, с. 73-75.