Быстроразъемное сверхвысоковакуумное фланцевое соединение

 

г

Л. H. Назаров, 8. Ф. Соломатин и H. Я4 Дривинг.

j (72) Авторы изобретения

1 (7l ) Заявитель (54) БЫСТРОРАЗЬЕМНОЕ СВЕРХВЫСОКОВАКУУМНОЕ

ФЯАНЦЕВО Е СОЕДИНЕНИЕ

Изобретение относится к машиностроению, в частности к вакуумной для герметизации фланцевых соединений любого диаметра, в клапанах, затворах, 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 быстроразъемное высоко" вакуумное фланцевое соединение труб, 10 содержащее верхний и нижний фланцы, уплотнитель из органического материала,. ванНу с металлом-уплотйителеи, герметиэирующий экран с предохранй"

tS тельным устройством, сильфон и направляющйе с пружинами 11.

Недостатком известного устройства является то, что ресурс -их работы ог. раничивается временем.образования окис" ной пленки на металле-уплотнитвле ванны и на герметиэирующем экране.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является быстрцразъемное

2 фланцевое соединение труб, содержащее корпус с кольцевым экраном, . соединенный с одним из фланцев сильфоном, и кольцевую емкость с плавким металломуплотнителем, закрепленную на другом фланце, снабженную сйстемой нагрева и охлаждения (2 j. Недостатком известного решения . .является то, что в период герметиэа" ций перемещение герметизирующего экрана в распределенном металле-уплотни-. теле кольцевой ванны происходит в .две стадии,с выдержкой:, обусловленной необходимостью расплавления метал ла- уплотнителя между герметизирующим экраном.и кольцевым вкладышем, . Цель изобретения - повышение на- дежности, сокращение цинкла гермети" .зации и упрощение койструкции.

Эта цель достигается тем, что на экране установлена дополнительная кольцевая емкость с металлом-уплотни,телем, -дно которой выполнено из упру-! гого материала и взаимодействует .с

3 93414 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.

На чертеже показано предлагаемое соединение в герметизированном состоянии, разрез.

Сверхвысоковакуумное фланцевое 1о соединение содержит нижний фланец, выполненный в виде тонкостенного дис". ка 1, соединенного с кольцевой тонкостенной емкостью (ванной ) 2, другой конец которой соединен с кольцом 3 и снабженным отверстием для форвакуумной откачки и подсоединенным штуцером. При этом нижний фланец закреплен на жестком основании .4. Кольцо

3, взаимодействует с эластичным уплотнителем 5 из органического материа.ла, размещенного в кольцевой проточке верхнего фланца 6, к боковой части которого приварены кронштейны 7, 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 виде цилиндрических стержней с верхним l2 и нижним 13 ограничит Пьными буртиками.

Нижний конец направляющей свобод.но размещен в направляющей втулке 14, закрепленной в кронштейне 7. На направляющих установлены пружины 15, уравновешивающие силу атмосферного давления. К обечайке 9 приварен герметизирующий экран 16, соединенный по торцу с кольцевой емкостью, дно которой выполнено в виде упругой оболочки 17, другой конец которой соединен с жестким кольцом 18. При этом нижняя внутренняя часть кольца 18 соединена посредством кронштейнов 19 с наружной 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 система 2 1 нагрева и система 22 охлаждения. Следует также отметить, что внутренняя поверхность кольцевой ванны 2, 9 4 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 объема, 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 16 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 ван-ны, деформируется на требуемую вели 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 систеИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 500411, кл. F 16 1 ° 39/04, 1975

2. Авторское свидетельство СССР

N 734474, кл. F16 L 37/04, 1977. формула изобретения

Быстроразъемное сверхвысоковакуум-рв ное фланцевое соединение, содержащее корпус с кольцевым экраном, соединенный с одним из фланцев сильфоном, и

ВНИИПИ Заказ 3896/29 Тираж 990 Подписное

« »й» филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

5 934149 6 ма 22 охлаждения и после затвердева- кольцевую емкость с плавким метал" . ния металла-.уплотните теля система ох- лом-уплотнителем, закрепленную на лаждения выключается, а проц роцесс герме- другом фланце, снабженную системой тизации считается завершенным. нагрева и охлаждения, о т л и ч а юПроцесс разгерметизации происхо- щ е е с е е с я тем, что, с целью повыше" в об атнои порядке. ния надежности работы устройства, на

Предлагаемая конструкция фланцево-. экране установлена дополни нительная

ro соединения о ладает

6 ает большим ресур- кольцевая емкость с металлом-уплотсом работы, так как принцип измене- нителем, дно которой выполнено из ния объема кольцевои емкости и б ь евой емкости посред- 10 упругого материала и взаимодействует ством упругого э элемента положенный с дном основной емкости, а на внутв основу ра оты у л

6 узла уплотнителя, ренние ее стенки нанесено покрытие, ие окисления на про- смачиваемое металлом-уплотнителем, исключает влияние окисления на

v цесс получения герметичного тичного соедине" при этом край дополнительнои емкости ния. 15 ниже уровня металла-уплотнителя в

I основной емкости.