Быстроразъемное сверхвысоковакуумное фланцевое соединение

;.)Л. Н. Назаров, В. ф. Соломатин и Н. Я 4 Дривин Авторызобретен явнтел 54) БЫСТРОРАЗЬЕМНОЕ СВЕРХВЫСОКОВАКУУМНО ФЯАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕИзобретение относится к машиностроению, в частности к вакуумной для герметизации Фланцевых соединений лю-. бого диаметра, в клапанах, затворах, работающих в сверхвысоком вакууме при многократных прогревах как в от" крытом, 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,. вайну с металлом-уплотйителеи, герметиэирующий экран с предохрани"1% тельным устройством, сильфон. и направляющие с пружинами 1.Недостатком известного устройства является то, что ресурс их работы ограничивается временем образования окис" ной пленки на металле-уплотнителв ван. ны и на герметиэирующем экране.Наиболее близким к предлагаемому устройству является быстрбраэъемное Фланцевое соединение труб, содержащеекорпус с кольцевым экраном, . соединенный с одним из фланцев сильфоном, икольцевую емкость с плавким металломуплотнителем, закрепленную на другомфланце, снабженную сйстемой нагреваи охлаждения 21Недостатком известного решения ,.является то; что в период герметиза"ций перемещение герметизирующего экрана в распределенном металле-уплотни-.теле кольцевой ванны происходит в.две стадии,с выдержкой, обусловленной необходимостью расплавления металла-уплотнителя между герметиэирующим.экраном.и кольцевым вкладышем,Цель изобретения - повышение на-дежности, сокращение цинкла гермети"зации и упрощение койструкции.Эта цель достигается тем, что наэкране установлена дополнительнаякольцевая емкость с металлом-уплотни,телем, дно которой выполнено из упру"гого магериала и взаимодействует,с3 93414дном основной емкости, а на .внутренние ее стенки нанесено покрытие, смачиваемое металлом-уплотнителем, приэтом край дополнительной емкости ниже уровня металла-уплотнителя в основной емкости.На чертеже показано предлагаемоесоединение в герметизированном состоянии, разрез.Сверхвысоковакуумное фланцевое 1 осоединение содержит нижний фланец,выполненный в виде тонкостенного дис".ка 1, соединенного с кольцевой тонкостенной емкостьюванной ) 2, другойконец которой соединен с кольцом 3, 15снабженным отверстием для форвакуумной откачки и подсоединенным штуцером. При этом нижний фланец закреплен на жестком основании .4. Кольцо3, взаимодействует с эластичным уплотнителем 5 из органического материала, размещенного в кольцевой проточке верхнего фланца 6, к боковой части которого приварены кронштейны 7,а к торцу приварен сильфонный узел8, другой конец которого соединен собечайкой 9. К обечайке 9 прикреплены кронштейны 1 О, в которых расположены направляющие 11, выполненные ввиде цилиндрических стержней с верхним 12 и нижним 13 ограничительнымибуртиками.Нижний конец направляющей свобод.но размещен в направляющей втулке 14,закрепленной в кронштейне 7. На направляющих установлены пружины 15,уравновешивающие силу атмосферногодавления, К обечайке 9 приварен герметизирующий экран 16, соединенный поторцу 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 сис тема 2 1 нагрева и система 22 охлаждения. Следует также отметить, что внутренняя поверхность кольцевой ванны 2,9 4кольца 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 кольцом3 нижнего фланца, осуществляя герметизацию уплотнителем 5. При этом нижняя часть кольцевой емкости с упругимдном находится выше уровня затвердевшего металла-уплотнителя 20, а в самой кольцевой емкости размещен докрая кольца 18 затвердевший металлуплотнитель, наружная поверхность которого покрыта окисной пленкой. Затем производится откачка образованно,го герметичного объема, при этомсила атмосферного давления уравновешивается пружинами 15 предварительносжатых до усилия, превышающего силуатмосферного давления, По достижениив объеме рабочего вакуума, включают.электронагреватель 21 и расплавляютметалл-уплотнитель 20. После этогоопускают герметизирующий экран 16 скольцевой емкостью в расплавленныйметалл-уплотнитель, что приводит кего расплавлению в кольцевой емкости.При этом металл-уплотнитель ванны 2не смачивает металл-уплотнитель вкольцевой емкости герметизирующегоэкрана 16 ввиду наличия на ее поверхности окисной пленки, что мешает герметизации. Процесс перемещения обечайки 9 продолжается, сжимаются пружины 15 до соприкосновения верхнегобуртика 12 с торцовой поверхностьювтулки 14.В результате этого кольцевая упругая оболочка 17, упираясь в дно ван -.ны, деформируется на требуемую величину, что приводит к уменьшению объема кольцевой емкости, а это в своюочередь приводит к вытеснению металла-упдотнителя из объема емкости и кразрыву окисной пленки, соединяющейкрай жесткого кольца 18 с внутреннейповерхностью 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 выключаетсясистема 21 нагрева, включается систеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР й 500 Й 11, кл.16 1 а 39/Оф, 1975 2. Авторское свидетельство СССР М 73117, кл. Р 16 Ь 37/0 М, 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 9 сное а еетт ттфилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Ф 5 93 М И 6 ма 22 охлаждения и после затвердева- кольцевую емкость с плавким метал" . ния металла-.уплотнитетеля система ох- лом-уплотнителем, закрепленную на лаждения выключается, а процроцесс герме- другом фланце, снабженную системой тизации считается завершенным. . нагрева и охлаждения, о т л и ч а юПроцесс разгерметизации происхо-щ е е се е с я тем, что, с целью повыше"в об атнои порядке. ния надежности работы устройства, наПредлагаемая конструкция фланцево-. экране установлена дополнинительная го соединения о ладаетб ает большим ресур- кольцевая емкость с металлом"уплотсом работы, так как принцип измене- нителем, дно которой выполнено из ния объема кольцевои емкости иб ь евой емкости посред упругого материала и взаимодействует ством упругого ээлемента положенный с дном основной емкости, а на внут- в основу ра оты у лб узла уплотнителя, ренние ее стенки нанесено покрытие,ие окисления на про- смачиваемое металлом-уплотнителем, исключает влияние окисления нач ю цесс получения герметичноготичного соедине" при этом край дополнительнои емкости ния. 15 ниже уровня металла-уплотнителя восновной емкости.