Запорная пара для вакуумных установок (ее варианты)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК и 1 12 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИ ОБРЕТЕНИ(71)физико-технический институт с 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 У 396505, кл. Г 16 К 1/04, 1971Авторское свидетельство СССР 9 767443, кл,Г 16 К 31/02, 980,Авторское свидетельство СССР В 994834, кл, Г 16,3 5/08, 1980.Авторское свидетельство СССР В 351022, кл. Г 16 К 3/00, 1970. ВАКУУИНЫХ 54) ЗАПОРНАЯ ПАРАТАНОВОК (ЕЕ ВАРИАНТ( 57 ) 1. Запорная пара для вакуумг:установок, содержащая взаимодействующие друг с другом чер;"экольцевой выступ седло и затвор выполненные из материалов, имеющихразличные коэФфициенты линейногорасширения, и нагреватель, о т -л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения надежностИ уплотнения и увеличения ресурса работы,затвор выполнен из направляющегои уплотнительного дисков,концент.ич"но установленных и скрепленныхмежду собой, причем кольцевой выс -туп выполнен на уплотнительном диске, коэффициент линейного расширенияматериала которого больше, чемкоэффициент линейного расширения материала, иэ которого выполненынаправляющий диск и седло.( аш 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 установленИзобретение относится к арматуростроению и может быть использовано ввакуумной технике, например, для герметизации вакуумных полостей технологических аппаратовЦелью изобретения является повы 5шение надежности уплотнения и увели",чение ресурса работы запорной парыза счет устранения взаимного скольжения запорных поверхностей и явлеОния диффузного залипания,На фиг.1 изображена запорнаяпара в момент центрирования; нафиг.2 - то же, в момент запирания;на фиг.Э - вариант конструктивного5исполнения запорной пары в моментцентрирования при эапирании; нафиг.4 - то же, в момент центрирования при открывании,Запорная пара по первому вари 20анту состоит из затвора, состоящего из уплотнительного диска 1, соединенного в центре с направляющимдиском 2, выполненным в виде чашки,в которуювстроен нагреватель Э, иседла 4. Уплотнительный диск 1снабжен кольцевым выступом 5. Диаметр кольцевого выступа 5 уплотнительного диска 1 меньше диаметранаправляющего диска 2, который выполнен с учетом зазора, соответствую"ЗОщего ходовой посадке:между направляющим диском 2 и седлом 4, и рас фчитывается по зависимости. где д - диаметр диска по кольцевому выступу; ных и скрепленных между собой, причем кольцевой выступ выполнен науплотнительном диске, коэффициент линейного расширения материала которого меньше, чем коэффицнейт линейногорасширения материала, из котороговыполнены седло и направляющий диск,в седле выполнено углубление, а внаправляющем диске - осесимметричныеканавки, образующие центрирующиеповерхности и дополнительный выступ,взаимодействующий с углублением седла. Д диаметр другого диска 6 - зазор между другим дискоми седлам; о, и о - коэффициенты линейных расширений соответствующих дисков; - необходимый герметизнруюцийнатяг;- рабочая температура.В запорной аре, выполненной по второму варианту,фиг.Э и 4),направляющий диск 2 снабжен осесимметричными канавками 6, образующими базовые (центрирующие ) поверхности Ь и Б и дополнительный выступ 7, а на седле 4 выполнено углубление 8 для выступа 7 диска 2 и размещен нагреватель Э. 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 иэ нержавеющей стали.Диаметры затворадисков 1 и 2), седла 4 и их базовых поверхностей А и б выбираются из следующей системы уравненийдо ( +К 1)зт 5 (1+И): с 3(1 +о.1)+ ЬД: С 3,(+оС+3+ Ь уплотняющий диаметр кольцевого выступа затвора; уплотняющий диаметр седла; базовые диаметры направляющего диска затвора;1211498 3сд, - базовые диаметры седла;- коэффициенты линейногорасширения седла и запорного диска соЬтветственно;т. - рабочая температура нагрева;,Й - зазор, соответствующийходовой посадке.Устройство по первому вариантуработает следующим образом.Затвор с помощью привода (не показан) вводят в полость седла 4. Приэтом направляющий диск 2 движетсявдоль оси седла 4, базируясь понему своей боковой поверхностьюТак как диаметр кольцевого выступа 5 уплотнительного диска 1 меньше диаметра направляющего диска 2,.то запорная поверхность кольцево"го выступа 5 не контактирует с, поверхностью седла 4, что предотвращает возникновение продольныхрисок на контактной поверхностикольцевого выступа 5. По окончаниюдвижения затвора, величина ходакоторого определяется согласноконструктивным особенностям привода, включают нагреватель 3, и нагревают затвор до рабочей температуры.При этом происходит увеличениедиаметра кольцевого выступа 5 уплотнительного диска 1, направляющегодиска 2 и седла 4. Расширение направляющего диска 2 и седла 4 небольшое, примерно одинаковое, благодаря одному и тому же коэффициентулинейного расширения материала, вто время, как диаметр запорного диска 1 с кольцевым выступом 5, изготовленного из материала с большимкоэффициентом линейного расширенияувеличивается на большую величину.Например, при нагреве запорной парыс проходным диаметром 125 мм до400 С, изготовленной из меди исплава ЗОНКД, увеличение медногодиска составляет 0,83 мм, а направляющего диска и седла - 0,2 мм.Благодаря разности в увеличении диаметров уплотнительный диск 1"обгоняет" направляющий диск 2 иосуществляется контакт кольцевоговыступа 5 с поверхностью седла 4.В момент контакта под действием тем"пературных напряжений происходитпластическая деформация запорнойповерхности кольцевого выступа 5,посредством которой осуществ:яетсдгерметизация канала запорной пары. О 5 20 25 35 40 45 50 55 4Отпирание запорного устройстваосуществляется в обратном порядке.Нагреватель 3 выключают. Происходит остывание запорной пары, приэтом размеры элементов устройствавосстанавливаются. Благодаря тому,что уплотнительный диск 1 сцентрирован посредством направляющегодиска 2,а диаметр кольцевого выступа 5 уплотнительного диска 1 висходном положении меньше диаметра направляющего диска 2, происходит равномерный отрыв контактной поверхности кольцевого выступа 5 от седла 4 и образование равномерного зазора между ними. Далеезатвор выводят из полости седла 4,при этом направляющий диск 2 скользит по поверхности седла 4, удерживая уплотнительный диск 1 во взвешенном состоянии, предотвращая темсамым возникновение продольных рисокна запорных поверхностях кольцевоговыступа 5 и седла 4 при выводе затвора.Устройство по второму вариантуработает следующим образом.В исходном положении затвор выведен из контакта с седлом 4 (непоказано).Включают нагреватель 3 и разогревают седло 4 до рабочей температуры. Вводят уплотнительный диск 1в полость седла 4. При этом направляюший диск 2 центрируется побазовой поверхности А, Причем, зазор между диаметрами д и д меньшезазора между поверхностью кольцевого выступа 5 и уплотняющей поверхностью седла 4,После введения уплотнительногодиска 1 в полость седла 4 нагреватель 3 выклачают. Запорная пара остывает и, вследствие разных коэффициентов линейного расширенияматериала седла 4 и уплотнительногодиска 1, происходит обжатие седлом4 уплотнительного диска 1, что вызывает пластические. деформации материала уплотнительного диска 1 икак следствие этого надежное запирание вакуумной полости.Открываниезапорного устройствапроисходит следующим образом.Включают нагреватель 3, Системаседло 4 - затвор ( диски 1 и 2) разогревается до рабочей температуры. При этом центрирование затворапроисходит по базовой поверхности Бнаправляющего диска 2 е В 3 том поло"женин зазор между д и д меньшезазора между поверхностью кольцевого выступа 5 уплотнительного диска 1 и уплотняющей поверхностью седла 4. Затвор выводят из .контакта