Быстроразъемное сверхвысоковакуумное фланцевое соединение Советский патент 1982 года по МПК F16L37/04 

:-: Изобретение относится к машиностроению, в частности к вакуумной дли герметизации фланцевых соединений любого диаметра, в клапанах, затёорах, работающих в сверхвысоком вакууме при многократных прогревах как в открытом, так и в закрытом состояниях, а также в системах шлюзования, печах отжига и вводах движения.

Известно быстроразъёмное выср срвакуумное фланцевое соединение трубj /содержащее верхний и нижний флайцы, уплотнитель из органического материала , ваййу с метаЛлом-уплОтнитёлем, герметизирующий экран с предохранительным устройством, сильфон и направляющие с пружинами tilНедостатком известного устрбйства является то, что ресурс их работы ограничиваетч:я временем-образое ания окисной плёнки на металле-уплотнитеЛе ванны и на герметизирующем экранёг

Наиболее близким к предлагаекюму устройству является быстраразъёмное

фланцевое соединение труб, содержащее корпус с кольцевым экраном, соединенный с одним из фланцев сильфоном, и кольцевую емкость с плавким металлом уплотнителем, закрёпленн5«о на другом фланце, снабженную системой нагрева и охлаждения t2l.

i;Недостатком известного решения .является тоГ что в период герметизации перемещение герметизирующего экра10на 6 рачгпределенном металле-уплотни- теле кольцевой ванны происходит; в две стадии.с Выдержкой, обусловленной необходимостью расплавления металла-уплотнителя между герметизирующим

15 экраном и кольцевым вкладьяием.

Цель изобретения - повышени1В надежности, сокращение цинкла герметизации и упрощение конструкции.

Эта цель достигается тем, что на

экране установлена допогмительная : I кольцевая емкость с металлом-уплотнителем, -дно которой выполнено из упруIroro материала и взаимодействует с дном основной емкости, а на внутренние ее стенки нанесено покрытие, сма чиваемое металлом-уплотнителем, при этом край дополнительной емкости ниже уровня металла-уплотнителя в основной емкости. На чертеже показано предлагаемое соединение в герметизированном состоянии, разрез. Сверхвысоковакуумное фланцевое соединение содержит нижний фланец, выполненный в виде тонкостенного дис ка 1, соединенного с кольцевой тонкостенной емкостью { ванной ) 2, друго конец которой соединен с кольцом 3 снабженным отверстием для фЬрвакуумной откачки и подсоединенным штуцером. При этом нижний фланец закреплен на жестком оснЬвании Л. Кольцо 3. взаимодействует с эластичным уплот нителем 5 из органического материала, размещенного в кольцевой протючке верхнего фланца 6, к боковой части которого приварены кронштейны 1, а к торцу приварен сильфонный узел 8, другой конец которого соединен с обечайкой 9- К обечайке 9 прикреплены кронштейны 10, в которых расположены направляющие 11, выполненные в вмде цилиндрических стержней с верхним 12 и нижним 13 ограничит ьными буртиками. Нижний конец направляющей свобод.но,размещен в направляющей втулке 1 закрепленной в кронштейне 7- На направляющих установлены пружины 15 уравновешивающие силу атмосферного давлений. К обечайке 9 приварен герметизирующий экран 16, соединенный п торцу с кольцевой емкостью, дно кото рой выполнено в виде упругой оболочки. 17, другой конец которой соединен с жестким кольцом 18. При этом нижняя внутренняя часть кольца 18 соеди нена посредством кронштейнов 19 с на ружной частью герметизирующего экрана. Образовавшаяся при этом кольцевая емкость с упругим дном взаимодей ствует с металлом-уплотнителем 20, размещенным в кольцевой ванне 2. В качестве металла-уплотнителя могут использоваться металлы с низкой температурой плавления и низкой упругостью пара, например олово, индий и их эвтектики. На наружной поверхности кольцевой ванны размещена сие тема 21 нагрева и система 22 охлажде ния. Следует также отметить, что вну ренняя поверхность кольцевой ванны 2 кольца 18 и наружная поверхность герметизирующего экрана имеют геометрически замкнутые поверхности 23 из материала, хорошо смачиваемого металломуплотнителем. Быстроразъемное соединение работает следующим образом. Верхний фланец 6, отжатый пружинами 15 до нижнего ограничительного буртика 13, вводят в контакт с кольцом 3 нижнего фланца, осуществляя герметизацию уплотнителем 5- При этом нижняя часть кольцевой емкости с упругим дном находится выше уровня затвердевшего металла-уплотнителя 20, а в самой кольцевой емкости размещен до края кольца 18 затвердевший металлуплотнитель, наружная поверхность которого покрыта окисной пленкой. Затем производится- откачка образованно|го герметичного , при этом сила атмосферного давления уравновешивается пружинами 15 предварительно сжатых до усилия, превышающего силу атмосферного давления. По достижении в объеме рабочего вакуума, включают, электронагреватель 21 и расплавляют металл-уплотнитель 20. После этого опускают герметизирующий экран 1б с кольцевой емкостью в расплавленный металл-уплотнитель, что приводит к его расплавлению в кольцевой емкости. При этом металл-уплотнитель ванны 2 не смачивает металл-уплотнитель в кольцевой емкости герметизирующего экрана 16 ввиду наличия на ее поверхности окисной пленки, что мешает герметизации. Процесс перемещения обечайки 9 продолжается, сжимаются пружины 15 до соприкосновения верхнего буртика 12 с торцовой поверхностью втулки 14. В результате этого кольцевая упругая оболочка 17, упираясь в дно ванны, деформируется на требуемую велит чину, что приводит к уменьшению объема кольцевой емкости, а это в свою очередь приводит к вытеснению металла-уплотнителя из объема емкости и к разрыву окисной пленки, соединяющей край жесткого кольца 18 с внутренней поверхностью герметизирующего экрана, что обеспечивает контакт чистого неокисленного металла-уплотнителя с чистой неокисленной поверхностью 23 кольца 18 и экрана 16, а это обеспечивает полную смачиваемость и герметич- ; ность соединения. Затем выключается система 21 нагрева, включается система 22 охлаждения и после затвердевания металлатуплотнителя система охлаждения выключается, а процесс герм тизации считается завершенным.. Процесс разгерметизации происходит в обратном порядке. Предлагаемая конструкция фланцево го соединения обладает большим ресур сом работы, так как принцип изменения объема кольцевой емкости посредством упругого элемента, положенный в основу работы узла уплотнителя, исключает влияние окисления на процесс получения герметичного соединения, Формула изобретения Быстроразъемное сверхвысоковакуум-го ное фланцевое соединение, содержащее корпус с кольцевым экраном, соединенный с одним из фланцев сильфоном, и

IS

« VW7 кольцевую емкость с плавким металлом-уплотнителем, закрепленную на другом фланце, снабженную системой нагрева и охлажд ения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, на экране установлена дополнительная кольцевая емкость с металлом-уплотнителем, дно которой выполнено из упругого материала и взаимодействует с дном основной емкости, а на внутренние ее стенки нанесено покрытие, смачиваемое металлом-уплотнителем, при этом край дополнительной емкости ниже уровня металла-уплотнителя в основной емкости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Авторское свидетельство СССР № , кл. F16 U 39/0, 19752. Авторское свидетельство СССР № , кл. Р16 L 37/0, 1977