Вакуумный шиберный клапан

 

Вакуумный шиберный клапан относится к запорной арматуре высоковакуумных систем и может быть использован в многокамерных установках молекулярно-лучевой эпитаксии, установках переноса и других исследовательских и технологических системах. Устройство содержит корпус с входным и выходным фланцами. Расположенный в корпусе запорный узел выполнен в виде опорного диска и запорной пластины, связанных между собой упругими направляющими и взаимодействующих с уплотнительным механизмом. Привод кинематически связан через рычаги и шток с опорным диском. Уплотнительный механизм размещен на штоке, а связь штока с опорным диском выполнена упругой. 3 ил.

Изобретение относится к запорной арматуре высоковакуумных систем и предназначено для многокамерных установок молекулярно-лучевой эпитаксии, установок переноса, других исследовательских и технологических систем.

Известен вакуумный шиберный затвор, содержащий корпус, в котором размещен запорный орган, выполненный в виде диска с уплотнителем и кинематически связанный с приводной кареткой [1] Недостатком этого устройства является малая надежность работы механизма, связанная с отсутствием в кинематике затвора элементов, предотвращающих трение запорного органа и уплотнителя о поверхность седла, чем вызывается повышенный износ уплотнителя.

Наиболее близким устройством к предлагаемому является высоковакуумный клапан шиберного типа [2] содержащий корпус с входным и выходным фланцами, внутри которого расположен запорный узел, связанный штоком с приводом и выполненный в виде опорного диска и запорной пластины, взаимодействующих с уплотняющим механизмом и фиксатором; диск и пластина связаны друг с другом упругими направляющими и снабжены парой симметрично установленных между ними двуплечих рычагов с уплотнительными механизмами, причем их оси размещены на диске и пластине перпендикулярно им; рычаги одним плечом связаны со штоком, а на другом плече размещены роликовые захваты, взаимодействующие с пазами фиксаторов, причем радиус кривизны пазов равен радиусу поворота осей роликовых захватов. Сам уплотнительный механизм выполнен в виде тел качения, расположенных в гнездах рычагов с возможностью контакта с ответными фигурными гнездами в диске и пластине запорного органа.

Надежная работа устройства связана с предотвращением трения запорного органа и уплотнителя о поверхность седла и уменьшением износа уплотнителя. Поэтому роликовые захваты должны очень точно входить в пазы фиксаторов на корпусе, что значительно усложняет конструкцию клапана, следовательно, снижает надежность работы всего механизма.

Задача изобретения заключается в повышении надежности работы и упрощении конструкции клапана.

Задача решается тем, что в вакуумном шиберном клапане, содержащем корпус с входным и выходным фланцами, расположенный в корпусе запорный узел, выполненный в виде опорного диска и запорной пластины, связанных между собой упругими направляющими и взаимодействующих с уплотнительным механизмом, и привод, кинематически связанный через рычаги и шток с опорным диском, уплотнительный механизм размещен на штоке, а связь штока с опорным диском выполнена упругой.

Предлагаемая конструкция шиберного клапана позволяет исключить трение запорного узла об уплотнительную поверхность корпуса клапана при разуплотнении, так как упругая связь штока с опорным диском при его перемещении оставляет на месте запорный узел до тех пор, пока рычаг упругой связи не дойдет до упора на опорном диске и, следовательно, запорная пластина с уплотнителем с гарантией отойдут от сопряженной поверхности.

Упрощение конструкции клапана связано с исключением сложных элементов конструкции, таких как рычаги с роликовыми захватами, взаимодействующие с пазами фиксаторов на корпусе, размещением уплотнительного механизма на штоке.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство в момент, когда запорный узел перемещен до упора в торцовую стенку корпуса; на фиг.2 то же в момент уплотнения; на фиг.3 сечение А-А на фиг.2.

Устройство содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 фланцами. Расположенный в корпусе запорный узел выполнен в виде опорного диска 4 с упором 5 и запорной пластины 6 с уплотнителем 7 и упругими направляющими 8. Опорный диск 4 через упругую связь, выполненную, в частности, из рычага 9 и упругой пластины 10, кинематически связан через шток 11 с приводом, состоящим из винтового механизма 12, отделенного от корпуса клапана герметизирующим сильфоном 13, с помощью промежуточного рычага 14. На штоке 11 размещен уплотнительный механизм, состоящий из сквозного гнезда, в котором расположены шарики 15 уплотнительного механизма, взаимодействующие с фигурными выступами 16 в опорном диске 4 и в запорной пластине 6. Опорный диск снабжен роликами 17, на которых он перемещается внутри корпуса клапана, и бобышкой 18, к которой крепятся упругие направляющие 8 и в которую упирается упругая пластина 10.

Устройство работает следующим образом.

Под воздействием винтового механизма 12 промежуточный рычаг 14 воздействует на шток 11, который рычагом 9 связан с запорным узлом. Так как рычаг 9 прижат упругой пластиной 10 к упору 5, запорный узел перемещается на роликах 17 в направлении перекрытия проходного сечения клапана. Опорный диск 4 и запорная пластина 6 при этом притянуты друг к другу упругой направляющей 8, шарики 15 расположены в гнезде штока 11 и ограничены от выпадания поверхностями опорного диска 4 и запорной пластины 6. Запорный узел перемещается до упора в торцовую стенку корпуса 1, после чего усилие привода, воздействующее на шток 11, приводит к повороту рычага 9 упругой связи в плоскости опорного диска и дополнительному сжатию упругой пластины 10, которая упирается в бобышку 18, жестко связанную с опорным диском 4. При этом гнездо с шариками 15 штока 11 перемещается в сторону фигурных выступов 16, расположенных на опорном диске 4 и запорной пластине 6. При дальнейшем перемещении штока 11 шарики 15 уплотнительного механизма накатываются на фигурные выступы 16, разжимая при этом опорный диск 4 и запорную пластину 6. Опорный диск прижимается к корпусу клапана роликами 17, а запорная пластина прижимается к корпусу клапана уплотнителем 7. Открытие клапана происходит в обратном порядке. При этом запорный узел не может быть сдвинут в направлении привода пока рычаг 9 упругой связи не упрется в упор 5 опорного диска и, соответственно, шарики уплотнительного механизма не скатятся с фигурных выступов пластины и диска, т. е. пластина с уплотнителем вернется в исходное положение до начала движения запорного узла в сторону привода.

При работе клапана винтовой механизм 12 и корпус клапана постоянно отделены друг от друга герметизирующим сильфоном 13.

Формула изобретения

ВАКУУМНЫЙ ШИБЕРНЫЙ КЛАПАН, содержащий корпус с входным и выходным фланцами, расположенный в корпусе запорный узел, выполненный в виде опорного диска и запорной пластины, связанных между собой упругими направляющими и взаимодействующих с уплотнительным механизмом, и привод, кинематически связанный через рычаги и шток с опорным диском, отличающийся тем, что уплотнительный механизм размещен на штоке, а связь штока с опорным диском выполнена упругой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3