Нормально закрытый клапан на основе трубчатого упругодеформируемого элемента

 

Изобретение относится к вакуумной технике и предназначено для использования в качестве натекателя газа в вакуумных системах. Клапан содержит запорный элемент, седло и средство прижатия запорного элемента к седлу. Последнее выполнено в виде трубчатого упругодеформируемого элемента. Указанный элемент предназначен для взаимодействия с запорным элементом и имеет в поперечном сечении фигуру, симметричную относительно ее двух перпендикулярных осей. Большая ось совпадает с направлением перемещения запорного элемента при его прижатии к седлу. Изобретение направлено на повышение быстродействия при одновременном обеспечении точности регулирования потока, а также на исключение загрязнения вакуума частицами микроизноса и на повышение удобства автоматизации. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к запорной арматуре вакуумных систем, и предназначено для использования в качестве натекателя газа в вакуумных системах.

Известно запорное устройство для вакуумных систем, представляющее собой игольчатый затвор, содержащий запорный элемент в виде конической иглы, коническое седло и винтовой привод запорного элемента (см. А.Рот. Вакуумные уплотнения. М., "Энергия", 1971, с. 405, рис. 6-124 а).

Недостатком такого натекателя является малое быстродействие, причем при увеличении быстродействия уменьшается точность, кроме того, имеет место загрязнение вакуума частицами микроизноса, а также неудобство для автоматизации.

Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение быстродействия при одновременном обеспечении точности регулирования потока, а также исключение загрязнения вакуума частицами микроизноса и повышение удобства автоматизации.

В клапане, содержащем запорный элемент, седло и средство прижатия запорного элемента к седлу, указанное средство выполнено в виде трубчатого упругодеформируемого элемента, имеющего в сечении фигуру, симметричную относительно ее двух перпендикулярных друг другу осей, причем большая ось совпадает с направлением перемещения запорного элемента при его прижатии к седлу.

При этом указанная фигура может представлять собой эллипс, или плоский овал, или ромб со скругленными углами.

Запорный элемент может быть связан с трубчатым упругодеформируемым элементом.

Кроме того, указанный элемент может быть выполнен в виде шарика, притертого к седлу, или он может быть выполнен тарельчатой формы с полимерным уплотнителем, а седло при этом выполнено плоским.

На фиг. 1 представлен предлагаемый клапан с запорным элементом в виде шарика; на фиг.2 - то же, с запорным элементом в виде тарельчатого клапана.

Предлагаемое устройство (фиг.1) содержит установленное в корпусе 1 седло 2, на котором установлен запорный элемент в виде металлического шарика 3, притертого к седлу 2. Такое выполнение используется в прогреваемом натекателе. Шарик 3 связан с трубчатым упругодеформируемым элементом 4, имеющим прямолинейную образующую центральную ось и плоский овал в сечении (фигура с параллельными противоположными сторонами, сопряженными с соединяющими их дугами). Большая ось плоского овала параллельна или совпадает с осью симметрии запорного элемента, т. е. с направлением перемещения шарика 3 при его прижатии к седлу 2. Полость корпуса 1 соединена через штуцер 5 с источником газа, а выходной патрубок корпуса 1 - с вакуумным объемом. Полость трубчатого элемента 1 соединена с источником давления.

На фиг.2 показан натекатель с плоским седлом и запорным элементом в виде тарельчатого клапана 6 с полимерным уплотнителем 7. Такое выполнение используется в непрогреваемых натекателях.

Возможно выполнение упругодеформируемого элемента также с поперечным сечением в виде эллипса, или ромба, или ромба со скругленными углами, или иной фигуры с различными размерами по большой или малой перпендикулярным осям.

Запорный элемент может не быть прикреплен к упругодеформируемому элементу 4, однако для более точного регулирования потока газа желательно, чтобы они были связаны друг с другом.

Натекатель работает следующим образом.

В исходном положении элемент 4 закреплен таким образом, что он прижимает шарик 3 к седлу 2, т.е. клапан является нормально закрытым.

При подаче рабочего тела в трубчатый упругодеформируемый элемент 4 происходит его расширение, т. е. увеличение его размера по малой оси. При этом он сокращается по большой оси, и поскольку элемент 4 зафиксирован относительно корпуса 1, снимается усилие с шарика 3 (или иного запорного элемента), происходит разгерметизация и натекание газа через седло 2 в вакуумный объем. Поддержание различного давления в упругодеформиремом элементе 4 позволяет регулировать степень его деформации и контролировать натекание, т.е. поток напускаемого газа. При снятии давления рабочего тела упругодеформируемый элемент 4 приобретает исходную форму и создает необходимое усилие уплотнения запорного элемента. Натекатель герметизируется. Предлагаемый нормально закрытый клапан удобен в использовании, имеет простую конструкцию, обеспечивает большие усилия уплотнения при малом перемещении. Кроме того, снижено трение уплотняемых поверхностей запорного элемента и седла, что снижает загрязнение вакуума микрочастицами износа. Пневматический привод удобен для автоматизации.

Формула изобретения

1. Клапан, содержащий запорный элемент, седло и средство прижатия запорного элемента к седлу, отличающийся тем, что указанное средство выполнено в виде трубчатого упругодеформируемого элемента, предназначенного для взаимодействия с запорным элементом и имеющего в поперечном сечении фигуру, симметричную относительно ее двух перпендикулярных друг другу осей, причем большая ось совпадает с направлением перемещения запорного элемента при его прижатии к седлу.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что указанная фигура представляет собой эллипс, или плоский овал, или ромб со скругленными углами.

3. Клапан по п.1 или 2, отличающийся тем, что запорный элемент связан с трубчатым упругодеформируемым элементом.

4. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен в виде шарика, притертого к седлу.

5. Клапан по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен тарельчатой формы с полимерным уплотнителем, а седло выполнено плоским.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2