УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКРЫТИЯ ВАКУУМНЫХ ОБЪЕМОВ

Устройство для перекрытия вакуумных объемов
Полезная модель относится к вакуумной технике, а, именно, к вакуумным затворам, и может применяться для разделения вакуумных объемов и герметичного перекрытия отдельных участков вакуумной системы преимущественно, при монтаже сложных вакуумных систем и при их ремонте.
Известно устройство для перекрытия трубопроводов, содержащее корпус с установленным на нём полым кольцевым уплотнительным элементом из эластичного материала, упруго деформируемым под воздействием давления энергоносителя (SU 892108 А, 25.12.1981, F 16 L 55/12).
Известное устройство не может быть использовано для перекрытия вакуумных объемов, поскольку не может обеспечить герметизацию в условиях высокого вакуума.
Задачей полезной модели является обеспечение надежного перекрытия вакуумных объемов.
Поставленная задача рещается тем, что в устройстве для перекрытия вакуумных объемов, содержащем клапан, включающий корпус и, по меньщей мере, одну кольцевую камеру, имеющую, по меньщей мере, с внешней стороны металлическую стенку, упруго деформируемую под воздействием давления энергоносителя, и выполненной с возможностью герметичного контактирования со стенкой перекрываемого канала при подаче в кольцевую камеру энергоносителя под давлением.
В первом варианте выполнения кольцевая камера может быть образована полым металлическим трубчатым кольцевым элементом, охватывающим корпус и закрепленным на нем своей внутренней стороной, при этом указанный кольцевой элемент имеет в сечении фигуру, симметричную относительно своих двух перпендикулярных друг другу
20021 8859
ЯИИИВвЧР.F , и 1 /04
iiwii«BL| «5 2 ,  ч г 16 к 5/04
осей, малая ось расположена вдоль радиуса кольцевого элемента, а большая - параллельно его оси. Кроме того, на поверхности, по меньшей мере, части внешней стороны кольцевого элемента, предназначенной для контактирования с перекрываемым каналом, может быть нанесен слой уплотняюшего материала.
Указанная фигура может являться плоским овалом, или эллипсом, или ромбом со скругленными углами.
Во втором варианте выполнения кольцевая камера может быть образована разомкнутой металлической кольцевой оболочкой, охватываюш;ей корпус и соединенной с ним герметично своими краями. Кроме того, на поверхности, предназначенной для контактирования со стенкой перекрываемого канала, может быть нанесен слой уплотнительного материала.
Уплотняющий материал может представлять собой резину или фторпласт.
Устройство может иметь две и более кольцевых камеры, расположенные соосно.
Устройство также может быть снабжено, по меньшей мере, одним источником газа на основе сплава-накопителя водорода, соединенным с кольцевой камерой или камерами.
Источник газа может быть установлен на корпусе или встроен в кольцевую камеру.
Кольцевые камеры могут быть сообщены между собой.
Кроме того, в каждую кольцевую камеру может быть встроен соответствующий источник газа.
Устройство может быть снабжено связанным с корпусом поворотным механизмом, ось поворота которого расположена на расстоянии от оси кольцевой камеры, большем его максимального радиуса.
Конструкция предлагаемого устройства позволяет осуществить бесфланцевое крепление заглушки и ее установку на участке вакуумной системы, имеющем круглое сечение (труба) без какой-либо механической обработки, а при наличии универсального управляемого манипулятора в вакуумной камере и шлюзовой системы - без снятия вакуума.
На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, осевое сечение; на фиг.2 - место I на фиг. 1 в увеличенном масштабе по первому варианту; на фиг.З - место I на фиг. 1 в увеличенном масштабе по второму варианту.
Устройство для перекрытия вакуумных объемов на фиг. 1, 2 содержит клапан, состоящий из корпуса - диска 1, края которого расширены в направлении, перпендикулярном плоскости диска, и имеют наружную цилиндрическую поверхность, на которой установлен полый металлический трубчатый кольцевой элемент 2, создающий усилие уплотнения. Диск 1 может быть выполнен с краями как единое целое, или края диска могут быть присоединены к диску, но таким образом, чтобы была обеспечена герметичность такого составного диска.
Кольцевой элемент 2 имеет в сечении фигуру, симметричную относительно своих двух перпендикулярных осей, малая ось расположена вдоль радиуса кольцевого элемента, а большая - параллельно его оси. Указанная фигура может являться плоским овалом (фиг. 2) или эллипсом, или ромбом со скругленными углами.
Внутренней стороной кольцевой элемент 2 герметично закреплен на краях диска 1. На внешнюю сторону кольцевого элемента нанесен слой 3 уплотняющего материала, более мягкого, чем материал кольцевого элемента, например, фторопласта, резины или иного уплотнительного полимера. Наличие уплотняющего материала возможно, если устройство не является прогреваемым.
К кольцевому элементу 2 герметично присоединен ввод 4 энергоносителя.
На фиг.З изображен второй вариант устройства, в котором к цилиндрической части корпуса - диска 1 приварена разомкнутая металлическая кольцевая оболочка 5, имеющая с каждого из краев гофр, обеспечивающий возможность упругого выпучивания оболочки 2 при создании в образующей его кольцевой камере давления энергоносителя.
На средней части кольцевой оболочки 5 нанесен слой 3 уплотняющего материала, аналогично предыдущему варианту.
Устройство по обоим вариантам может включать один или несколько соосно установленных описанных выше клапанов, диски которых расположены параллельно, а кольцевые камеры объединены в одну пневмосистему.
В качестве источника энергоносителя может быть использован любой известный источник давления газа или жидкости. Однако в предлагаемом устройстве предпочтительно использовать пневмоисточник на основе сплава-накопителя водорода (СНВ), герметично соединенный с пневмосистемой устройства.
Пневмоисточник может быть закреплен на корпусе 1 устройства (не показано). Один пневмоисточник может быть соединен с объединенной пневмосистемой, или в каждую кольцевую камеру может быть встроен свой пневмоисточник.
Предлагаемое устройство, располагаемое в вакуумной системе, имеет механизм перемещения, связанный с его корпусом. Наиболее удобно использовать в качестве механизма перемещения поворотный механизм (на чертежах не показан), ось поворота которого расположена на расстоянии от оси кольцевой камеры, большем его максимального радиуса.
При этом устройство представляет собой прямопролетный вакуумный затвор.
другим способом. Ось поворотного механизма находится за пределами радиуса клапана затвора относительно центральной оси клапана, что в сочетании с достаточным углом поворота клапана обеспечивает ему прямопролетность.
Позиция 6 обозначает кронштейн, соединяющий клапан с поворотным механизмом.
Устройство работает следующим образом.
При повороте клапана поворотным механизмом он вводится в цилиндрический уплотняемый канал 7. Затем происходит подача энергоносителя в кольцевую камеру. При использовании пневмоисточника на базе СНВ последний нагревается и выделяет водород, поступающий в кольцевую камеру. Стенки кольцевой камеры деформируются (фиг.2, 3), приходят в контакт со стенками канала 7 и герметизируют его.
Для открытия затвора снимается давление энергоносителя, кольцевой элемент 2 приобретает первоначальную форму, канал 6 разгерметизируется. Включается поворотный механизм и клапан поворачивается. Затвор открыт.
При высокой чистоте обработки уплотнительной поверхности возможно отсутствие слоя 3 уплотняющего материала, но для этого необходима также тонкая полировка (возможна и химическая полировка) внешней поверхности кольцевой камеры. При этом возможно выполнение затвора прогреваемым.