Вакуумный клапан Советский патент 1982 года по МПК F16K51/02 

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к вакуумной арматуре, где может использоваться для герметизации во фланцевых соединения в затворах, системах шлюзования. Известно устройство для контроля герметичности запорной арматуры баллонов, содержащее газоулавливающую камеру, выполненную в форме стакана, с установленным по краю со стороны торца уплотнительным кольцом, подпру жиненный уплотни.тельный поршень и расположенный в одной из стенок камеры штуцер для подсоединения течеискателя . Недостатком данного устройства является то, что перемещение поршня приводит к истиранию резины и наруше нию герметичности, ввиду наличия трения скольжения. Известно также устройство, содержащее корпус, в расточку которого вставлен шар со сквозным отверстием с двух сторон к шару поджимаются кольцевые седла из мягкого уплотнительного материала 2l. Однако в данном устройстве уплотнительный материал работает в режиме трения скольжения, что приводит к истиранию и нарушению герметичности. Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому вакуумный клапан, в корпусе которого размещен на штоке запорный орган с уплотнителем, управляемый механизмом перемещенияНедостаток известного решения необходимость создания больших усилий на штоке для герметизации уплотнителя, а также большие габариты, ; определяемые величиной хода винта. Цель изобретения - уменьшение усилий герметизации, а также уменьшение габаритов. Поставленная цель достигается тем, что в известном вакуумном клапане з порный орган выполнен в виде полого цилиндра с внутренней резьбой и наружным выступом, в радиальной части которого установлен цилиндрический уплотнитель и выполнена кольцевая проточка, в которую помещено кольцо с возможностью взаимодействия с наружной стороны с цилиндрическим уплотнителем, причем последний герметично закреплен на торцевых поверхностях наружного выступа посредством Г-образных втулок, между выступами которых и наружной поверх4ностью цилиндрического уплотнителя размещен с возможностью взаимодействия с поверхностью корпуса кольцевой уплотнитель.

Кроме того на выступах Г-образных втулок установлены вставки из антифрикционного материала.

Вме:рте с тем механизм перемещения выполнен в виде направляющей втулки, установленной с возможностью поворота ее относительно оси клапана, переходной втулки с внутренней и наружной резьбами разного направления, направляющего винта с наружной резьбой, установленного с возможностью взаимодействия с ответной внутренней резьбой переходной втулки, причем направляющий винт зафиксирован на штоке от поворота и установлен с возможностью поворота вокруг оси клапана.

На чеотеже схематично представлено устройство, разрез.

Устройство содержит корпус 1 с пристыковочными фланцами. На верхнем пристыковочном фланце при помощи прокладки 2 герметично закреплен фланец 3, к которому герметично приварен сильфон k. В нижней части которого герметично приварена Г-образная втулка 5с кольцевым зубом. К втулке 5 прикреплены кольцевые вставки 6, выполненные из антифрикционного материала, например фторопласта. Вставки 6 контактируют с кольцевым уплотнителем 7 выполненным из органического материала.

Кольцевой уплотнитель 7 контактирует с наружной поверхностью цилиндрического уплотнителя 8, концы которого жестко и герметично закреплены посредством втулок 5 на запорном органе 9i выполненного в виде полого цилиндра с наружным выступом 10 и внутренней левозаходной резьбой. Внутренняя поверхность цилиндрического уплотнителя 8 контактирует с жестким кольцом 11, свободно размещенным в кольцевой проточке запорноГО органа 9, герметично соединенным со штоком 12, выполненным в виде диска с центральным и направляющим стержнем, в верхней части которого установлены шпонки 13.

Механизм перемещения клапана выполнен в виде направляющей втулки 14 переходной втулки 15 с внутренней правозаходной и наружной левозаходной резьбами и шпонкой 16, которая взаимодействует с пазом направляющей втулки 1, снабженной внутренним кольцевым буртиком, при этом верхняя часть направляющей втулки по скользящей посадке размещена между фланцем 3 и опорным кольцом 17, жестко закрепленным на фланце 3. Ла направляющей втулке I в верхней части установлена ручка 18. На направляющей втулке k жестко закреплена крышка 19, выполненная в виде диска с центральным отверстием. Между крышкой 19 и внутренним буртиком направляющей втулки 1 по ходовой посадке установлен буртик направляющего винта 20, на наружной цилиндрической поверхности которого выполнена правозаходная резьба, взаимодействующая с внутренней резьбой переходной втулки15, а на внутренней части направляющего винта 20 выполнены пазы для шпонок 13.

Вакуумный клапан работает следующим образом.

В начальный момент, когда клапан открыт, переходная втулка 15 навинчена на направляющий винт 20 и находится в крайнем верхнем положении. На переходную втулку 15 навинчен запорный орган 9, который также находится в крайнем верхнем положении. При вращении ручки 18 направляющей втулки 14 воздействуют на шпонку 16, при этом происходит вращательно-поступательное движение вниз переходной втулки 15, свинчивающейся с направляющего винта 20, который предотвращается от вращения посредством шпонок 13, установленных на направляющем стержне штока 12. При этом переходная втулка 15 имеет на внутренней поверхности правозаходную, а на внешней левозаходную резьбу, что приводит к поступательному движению вниз запорного органа 9.

Герметизация осуществляется следующим образом: уплотнитель 7 входит в контакт с корпусом 1, при этом происходит его упругая деформация в радиальном направлении между корпусом и цилиндрическим уплотнителем 8 При дальнейшем перемещении запорного органа 9 уплотнитель 7, перекатывается по корпусу 1, скользит по вста ке 6 из антифрикционного материала и ввиду отсутствия трения скольжения между уплотнителем 7 и цилиндрическим уплотнителем 8 происходит упругое растяжение цилиндрического уплотнителя 8 в области от места его герметизации втулкой 5 и запорным органом 9 до контакта уплотнителя 7 с цилиндрическим уплотнителем 8. При герметизации уплотнителем 7 в местах контакта уплотнитель - корпус кольцевой уплотнитель 7 - цилиндрический уплотнитель 8 имеет место трение предварительного смещения, при котором резко уменьшается износ уплотнителя 7. При этом ввиду перекатывания уплотнителя 7 по корпусу 1 и цилиндрическому уплотнителю 8 имеет место постоянный контакт, что обеспечивает надежную герметизацию. Усилие, необходимое для герметизации в данной .конструкции в несколько раз меньше, чем при герметизации этим же уплотнителем при обычной схеме уплот нителя-. Процесс разгерметизации осу ществляется путем вращения ручки в обратном направлении. Предлагаемая конструкция вакуумного клапана позволяет уменьшить усилие герметизации. Использование в клапане такого типа уплотнения позволяет обеспечить постоянное, уси лие герметизации при большом количе стве циклов. Конструкция механизма перемещения позволит при уменьшении габаритов всего клапана увеличить его производимость. В связи с уменьшением усилий, не обходимых для герметизации, корпус клапана и многие элементы конструкции можно выполнить менее прочными, что в целом приведет к уменьшению металлоемкости. Формула изобретения . Вакуумный клапан, в .корпусе ко торого размещен на штоке запорный о ган с уплотнителем, управляемый механизмом перемещения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения усилий герметизации и габаритов, запорный орган выполнен в виде полого цилиндра с внутренней резьбой и наружным выступом, в радиальной части которого установлен цилиндрический уплотнитель -и выполнена кольцевая проточка, в которую помещено кольцо с возможностью взаимодействия с наружной стороны с цилиндрическим уплотнителем, причем последний герметично закреплен на торцовых поверхностях наружного выступа посредством Г-образных втулок, между выступами которых и наружной поверхностью цилиндриче- ского уплотнителя размещен с возможностью взаимодействия с поверхностью корпуса кольцевой уплотнитель. 2.Клапан по п. 1, отличающийся тем, что на выступах Г-образных втулок установлены вставки из антифрикционного материала. 3.Клапан по п. 1, отличающийся тем, что механизм перемещения выполнен в виде направляющей втулки, установленной с возможностью поворота ее относительно оси клапана, переходной втулки с внутренней и наружной резьбами разного направления и направляющего винта с наружной резьбой, установленного с возможностью взаимодействия с ответной внутренней резьбой переходной втулки, причем направляющий винт зафиксирован на штоке от поворота и установлен с возможностью поворота вокруг оси клапана. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 563589, кл. G 01 М 3/0, 1977. . 2.Данилин B.C., Минайчев В.Е. Основы конструирования вакуумных систем. М., Энергия, 1971, с. 249-250. 3.Пипко А.И., Плисковский В.Я., Пенчко Е.А. Конструирование и расчет вакуумных систем. М., Энергия, 1970, с. 99.