Запорная пара для вакуумных установок (ее варианты)

Запорная пара для вакуумных установок (ее варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 .Запорная пара для BaKyyfiHb. ;. установок, содержащая взаимодействующие друг с другом кольцевой выступ седло и затвор,; выполненные из материалов , имеющи: различные коэффициенты линейного расширения, и нагреватель, отличающаяся тем, что, с целью повьшения надежности уплотнения и увеличения ресурса работы, затвор выполнен из направляющего и уплотнительного дисков,концентрипно установленных и скрепленных между собой, причем кольцевой выступ выполнен на уплотнительном диске , коэффициент линейного расширения материала которого больше, чем коэффициент линейного расширения материала , из которого вьтолнены направляющий диск и седло. ixa-A Is5 яж4,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.SU„„1211498

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ!ТИЙ.(2I) 3783891/25-08 (22) 25.08.84 (46) 15.02.86. Бюл. М 6 (71)Физико-технический институт со специальным конструкторским бюро и опытным производством Уральского научного центра АН СССР (72) В.А.Огорельцев и В.А.Вотяков (53) 621.646 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ll 396505, кл. F 16 К 1/04, 1971 °

Авторское свидетельство СССР

11 767443, кл,F 16 К 31/02, 1980, Авторское свидетельство СССР

В 994834, кл, Г 16 J !5/08, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 351022, кл. F 16 К 3/00, 1970. (54) ЗАПОРНАЯ ПАРА ДЛЯ ВАКУУИНЫХ YCTAH0B0K (EE В РИАНТЬ:) .. (50 4 F 16 К 5I/02// F 16 К l/32! 57) 1.Запорная пара для вакуум:.":.-.: установок, содержащая взаимодействующие друг с другом чер;"..э кольцевой выступ седло и затвор,, выполненные из материалов, имеющих различные коэффициенты линейного расширения, и нагреватель, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежностИ уплотнения и увеличения ресурса работы, затвор выполнен из направляющего и уплотнительного дисков,концент.ин-но установленных и скрепленных между собой, причем кольцевой выс— туп выполнен на уплотнительном дис-ке, коэффициент линейного расширс.i-ия материала которого больше, чем коэффициент линейного расширения материала, иэ которого выполнены направляющий диск и седло.

l 21

2. Запорная пара для вакуумных устайовок,.содержащая вэаимодейст" вующие друг с другом через кольцевой выступ седло и затвор, выполненные из материалов, имеющих различные коэффициенты линейного расширения, и нагреватель, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности уплотнения и увели чения русурса работы, затвор выполнен из направляющего и уплотнительно-. го дисков, концентрично установлен1498 ных и скрепленных между собой, причем кольцевой выступ выполнен на уплотнительном диске, коэффициент линейного расширения материала которого меньше, чем коэффициейт линейного расширения материала, из которого выполнены седло и направляющий диск, в седле выполнено углубление, а в направляющем диске - осесимметричные канавки, образующие центрирующие поверхности и дополнительный выступ, взаимодействующий с углублением седла.

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в вакуумной технике, например, для герметизации вакуумных полостей технологических аппаратов °

Целью изобретения является повышение надежности уплотнения и увели-, чение ресурса работы запорной пары за счет устранения взаимного скольжения запорных поверхностей и явле10 ния диффузного залнпания.

На фиг.1 изображена запорная пара в момент центрирования; на фиг.2 — то же, в момент запирания; на фиг.3 — вариант конструктивного

15 исполнения запорной пары в момент центрирования при эапирании; на фиг.4 — то же, в момент центрирования при открывании.

Запорная пара по первому вари20 анту состоит из затвора, состоящего из уплотнительного диска 1, соединенного в центре с направляющим диском 2, выполненным в виде чашки, в которую встроен нагреватель 3, и седла 4. Уплотнительный диск 1 снабжен кольцевым выступом 5. Диаметр кольцевого выступа 5 уплотнительного диска 1 меньше диаметра направляющего диска 2, который выпол

30 нен с учетом зазора, с оотв етс твующего ходовой посадке:между направляющим диском 2 и седлом 4, и расчитывается по зависимости.

Ы,+ A)(1+M t)+ h

1 1ФМ где d„- диаметр дискарпо кольцевому выступу; где от

clg „,d„

= ()„(1+ггг.1)+ Ь

Д„= d (+ос +h. ф уплотняющий диаметр кольцевого выступа затвора; уплотняющий диаметр седла; базовые диаметры направляющего диска затвора; д, — диаметр другого диска; 3ор между другим диском и седлам; с(, и о(- коэффициенты линейных расширений соответствующих дисков; — необходимый герггетизнруюций натяг; — рабочая температура.

В запорной наре, выполненной по второму варианту, (фиг.3 и 4),направляющий диск 2 снабжен осесиммет1ичными канавками 6, образующими базовые (центрирующие ) поверхнос ти А и Б и дополнительный выступ 7, а на седле 4 выполнено углубление 8 для выступа 7 диска 2 и размещен нагреватель 3. Уплотнительный диск

1 выполнен иэ материала с низким коэффициентом линейного расширения, например из сплава ЗОНКД, направляющий диск 2 и седло 4 выполнены из материала с большим коэффициентом линейного расширения, например из нержавеющей стали.

Диаметры затвора (дисков i и 2,), седла 4 и их базовых поверхностей

А и 6 выбираются из следующей системы уравнений

dc (<+at)

"з — qg (1+сС,t ) 1211498

d cd — базовые диаметры седла; — коэффициенты линейного расширения седла и запорного диска собтветственно; т — рабочая температура нагрева;,.

Й вЂ” зазор, соответствующий ходовой посадке.

Устройство по первому варианту работает следующим образом.

Затвор с помощью привода (не показан) вводят в полость седла 4. При этом направляющий диск 2 движется вдоль оси седла 4, базируясь по нему своей боковой поверхностью„

Так как диаметр кольцевого выступа 5 уплотнительного диска 1 меньше диаметра направляющего диска 2,. то запорная поверхность кольцевого выступа 5 не контактирует с . поверхностью седла 4, что предотвращает возникновение продольных рисок на контактной поверхности кольцевого выступа 5. По окончанию движения затвора, величина хода которого определяется согласно конструктивным особенностям привода, включают нагреватель 3, и нагревают затвор до рабочей температуры.

При этом происходит увеличение диаметра кольцевого выступа 5 уплотнительного диска 1, направляющего диска 2 и седла 4. Расширение направляющего диска 2 и седла 4 небольшое, примерно одинаковое, благодаря одному и тому же коэффициенту линейного расширения материала, в то время, как диаметр запорного диска 1 с кольцевым выступом 5, изготовленного из материала с большим коэффициентом линейного расширения увеличивается на большую величину.

Например, при нагреве запорной пары с походным диаметром 125 мм до

400 C изготовленной из меди и сплава ЗОНКД, увеличение медного диска составляет 0,83 мм, а направляющего диска и седла — 0,2 мм.

Благодаря разности в увеличении диаметров уплотнительный диск 1

"обгоняет" направляющий диск 2 и осуществляется контакт кольцевого выступа 5 с поверхностью седла 4.

В момент контакта под действием температурных напряжений происходит пластическая деформация запорной поверхности кольцевого выступа 5, посредством которой осуществ:яетс.; герметизация канала запорной пары.!

О !

Зо

4

Отпирание запорного устройства осуществляется в обратном порядке.

Нагреватель 3 выключают. Происходит остывание запорной пары, при этом размеры элементов устройства восстанавливаются. Благодаря тому, что уплотнительный диск 1 сцентрирован посредством направляющего диска 2,а диаметр кольцевого выступа 5 уплотнительного диска 1 в исходном положении меньше диаметра направляющего диска 2, происходит равномерный отрыв контактной поверхности кольцевого выступа 5 от седла 4 и образование равномерного зазора между ними. Далее затвор выводят из полости седла 4, при этом направляющий диск 2 скользит по поверхности седла 4, удерживая уплотнительный диск 1 во взвешенном состоянии, предотвращая тем самым возникновение продольных рисок на запорных поверхностях кольцевого выступа 5 и седла 4 при выводе затвора.

Устройство по второму варианту работает следующим образом.

B исходном положении затвор выведен из контакта с седлом 4 (не показано).

Включают нагреватель 3 и разогревают седло 4 до рабочей температуры. Вводят уплотнительный диск 1 в полость седла 4. При этом направляюший диск 2 центрируется по базовой поверхности A. Причем, зазор между диаметрами 4q и c{> меньше зазора между поверхностью кольцевого выступа 5 и уплотняющей поверхностью седла 4.

После введения уплотнительного диска 1 в полость седла 4 нагреватель 3 выклачают. Запорная пара остывает и, вследствие разных коэффициентов линейного расширения материала седла 4 и уплотнительного диска 1, происходит обжатие седлом

4 уплотнительного диска 1, что вызывает пластические деформации материала уплотнительного диска 1 и как следствие этого надежное запирание вакуумной полости.

Открывание запорного устройства происходит следующим образом.

Включают нагреватель 3, Система седло 4 — затвор (диски 1 и 2) разогревается до рабочей температуры. При этом центрирование затвора» происходит по базовой поверхности Б

»7 «««."„,":::й!4 аказ 625! 4. «Tk àæ 880 Подижсиое

« » "и »» «у» 1(««, ДЯя e ;*"«,,:,. X%«,"» c« JR «, Qp09RYBBQ 4 направляющего диска 2 е В 3 том поло" женин зазор между д и 4„ меньше зазора между поверхностью кольце1 =

-- () вого выступа 5 уплотнительного диска 1 и уплотняющей поверхностью седла 4. Затвор выводят из .контакта °

Щ ф