Вакуумная камера для термической обработки материалов

 

Использование: вакуумное оборудование для термической обработки давлением композиционных материалов, в том числе на основе графита. Сущность изобретения: механизм подъема и поворота крышки камеры выполнен в виде винта 9, гайки 12 и соединенного с ней держателя 15 крышки, установленного с возможностью поворота в кронштейне, закрепленного на : корпусе вакуумной камеры. Механизм подъема и по

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1si)s F 27 B 5/05, F 27 D 1/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) .:. Ц;";4, (,6И

;-1;,ТЩ110- П 4Ф . l::

Г, ;:".— Л ИС т ЕНА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4865750/02 (22) 11,09,90 (46) 07.01.93, Бюл. N 1 (71) Государственный научно-исследовательский институт конструкционных углеродных материалов (72) В, Б, Морозов, С. B. Руссо, Ю. Л. Зарапин и Н, А. Чиченев (56) Долотов Г. П., Кондаков Е, А, Оборудование термических цехов и лабораторий испытания металлов, — M,. Машиностроение, 1988. С, 40, (54) ВАКУУМНАЯ КАМЕРА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ (57) Использование: вакуумное оборудование для термической обработки давлением композиционных материалов, в том числе на основе графита. Сущность изобретения: механизм подъема и поворота крышки камеры выполнен в виде винта 9, гайки 12 и соединенного с ней держателя 15 крышки, установленного с возможностью поворота в кронштейне, закрепленного на: корпусе вакуумной камеры, Механизм подъема и по1786348 ворота крышки 5 выполнен с предохранительным элементом 16, сочлененным с гайкой 12 и с упругим деформируемым элементом 13, размещенным над гайкой 12, при этом держатель 15 выполнен в виде трубы с пазом 17, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения, элемент 16 установлен в пазу 17, а гайка 12 и винт 9 установлены коаксиально в трубе. Кроме того, труба выполнена с до-

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при создании вакуумного оборудования для термической обработки давлением композиционных материалов, в том числе на основе графита.

Известна вакуумная камера для термической обработки материалов, например, на основе графита, содержащая корпус с кронштейном, крышку и винтовой механизм ее подъема, состоящий из держателя крышки, установленного с возможностью поворота в подшипниках кронштейна относительно эксцентричной оси, винта и гайки, связанной с держателем крышки.

Существенным недостатком известного устройства является его невысокая надежность в работе, обусловленная нестабильностью вакуумируемого пространства из-за отсутствия синхронности поворота и подьема — опускания крышки, так как это не обеспечивает прецизионной фиксации крышки относительно корпуса, что приводит к повреждению уплотнения при установке и прижатии крышки к корпусу.

Материал, обработанный с помощью данного устройства, имеет низкие физико-химические характеристики и, как следствие, большой процент брака по газности и натеканию. Кроме того, в известном устройстве не предусмотрено предохранение его от разрушения при возможном взрыве. Применение предохранительных клапанов, срабатывающих при повышении давления в вакуумируемом пространстве, не решает проблемы, так как они имеют некоторый период запаздывания, в результате чего давление взрыва воспринимается в начальный момент винтовым механизмом подъема крышки, что приводит к его повреждению и разрушению. Это вызывает необходимость принятия дополнительных мер по обеспечению техники безопасности при работе с дан н ым устройством.

Целью изобретения является повышение безопасности и надежности камеры в

45 полнительным пазом 19 и расположенной в нижней ее части кольцевой канавкой 20, а кронштейн 7 — с фиксатором 18, установленным в дополнительном пазу 19 трубы. Держатель 15 крышки выполнен с установленным под гайкой 12 в нижней его части демпфирующей пружиной 22. Конструкция камеры повышает надежность ее в работе, предохраняя от разрушения путем поглощения энергии удара при взрыве, 2 з. и, ф-лы, 2 ил. работе путем предотвращения возможности ее разрушения.

Поставленная цель достигается тем, что в вакуумной камере для термической обработки материалов, например, на основе графита, содержащей корпус с кронштейном, крышку и механизм ее подъема и поворота в виде винта, гайки и соединенного с ней держателя крышки, установленного с возможностью поворота в кронштейне через подшипники, механизм подъема крышки выполнен с предохранительным элементом, сочленяемым с гайкой, и с упругим деформируемым элементом, расположенным над гайкой, при этом держатель выполнен в виде трубы с пазом, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом предохранительный элемент установлен в пазу, а гайка и винт коаксиально установлены в трубе, Крометого, труба выполнена сдополнительным пазом и расположенной в нижней ее части кольцевой канавкой, а кронштейн — c фиксатором, установленным в дополнительном пазу трубы, Держатель крышки выполнен с установленным под гайкой в нижней его части демпфирующим элементом.

На фиг. 1 изображена вакуумная камера, продольный разрез; на фиг, 2 — винтовой механизм подъема крышки, продольный разрез.

Вакуумная камера 1 для термической обработки материалов содержит корпус 2, закрепленную на нем через уплотнения 3 стяжными болтами 4 крышку 5 с механизмом

6 ее подъема и поворота, кронштейн 7 со сферической опорой 8, на которой крепится механизм подъема и поворота крышки выполненный в виде винта 9 с маховиком 10 и рукояткой 11, гайки 12 и соединенного с ней через упругий деформируемый элемент (пружину сжатия) 13 и втулку 14 держателя 15 крышки 5, установленного в кронштейне 7 через подшипники с возможностью поворота. Механизм подъема крышки 5 выполнен с

1786348

55 предохранительным элементом 16 (в виде штифта), сочлененным с гайкой 12 и упругим элементом 13, размещенным над гайкой 12, при этом держатель 15 выполнен в виде трубы с пазом 17, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом предохранительный элемент 16 установлен в пазу 17, а гайка 12 и винт 9 коаксиально установлены в трубе.

На трубе также выполнен дополнительный паз 19 и расположенная в нижней ее части кольцевая канавка 20. Кронштейн 7 выполнен с фиксатором 18, установленным в дополнительном пазу 19. Внутри держателя

15 крышки под гайкой 12, в нижней его части, закреплен демпфирующий элемент в виде стопорного кольца 21 и демпфирующей пружины 22.

Вакуумная камера для термической обработки материалов работает следующим образом.

После загрузки материала при закрывании крышки 5 ее поворачивают в положение над нагревательной камерой 1 и, вращая рукоятку 11 маховика 10, перемещают гайку

12 по винту 9 вниз. Гайка 12, через запрессованный в нее предохранительный штифт

16, перемещает держатель крышки 15 и неподвижно закрепленную на нем крышку 5 нагревательной камеры 1 вниз до соприкосновения ее с уплотнением 3 корпуса 2.

Крышку 5 крепят стяжными болтами 4, при этом усилие их затяжки не передается на винт 9, а воспринимается пружиной сжатия

13. Для исключения деформации и разрыва корпуса 2 нагревательной камеры 1 в случае возможного возникновения взрыва, после создания вакуума в нагревательной камере

1, стяжные болты 4 необходимо снять. При повышении давления в случае взрыва крышка 5 приподнимается вверх, срезав предохранительный штифт 16, энергия удара поглотится демпфирующей пружиной 22, а кольцо 21 удержит крышку 5 нагревательной камеры 1 or дальнейшего перемещения вверх и возможного падения.

После завершения процессов в вакуумной камере и снятия вакуума в камере 1, производится вращение маховика 10 за рукоятку 11, Винт 9, неподвижно соединенный с маховиком 10-и опирающийся на сферическую опору 3 кронштейна 7, вращаясь, перемещает гайку 12, которая удерживается от вращения предохранительным штифтом 16, скользящим в пазу 17 держателя 15 крышки. Гайка 12 через пружину 13 и втулку 14 перемещает держатель 15, на конце которого неподвижно закреплена крышка 5 нагревательной камеры 1. Держатель крышки 15 фиксируется от вращения паль5

40 цем 18 с цилиндрическим концом, входящим в его направляющий вертикальный паз

19, заканчивающийся с одной стороны кольцевой канавкой 20, позволяющей после подъема крышки 5 повернуть ее.

Были проведены испытания предлагаемого устройства. В вакуумной камере для термической обработки материалов предложенной конструкции производили графитизацию заготовок при температуре 1000 С и остаточном давлении 30 мм рт.ст. При внезапном повышении давления в нагревательной камере, обусловленном попаданием внешней среды в вакуумированное пространство из-за разгерметизации уплотнений, происходило ударное нагружение крышки корпуса, которое приводило к вертикальному подъему крышки относительно корпуса нагревательной камеры. При этом энергия движущихся масс расходовалась на срез штифта и на сжатие демпфирующей пружины. После замены штифта камера готова к дальнейшей эксплуатации.

В вакуумной камере, не оборудованной предложенным устройством, разгерметизация приводила к значительным деформациям винтового механизма подъема крышки и, как следствие, к невозможности дальнейшей эксплуатации без восстановительного ремонта.

По сравнению с известным устройством такая конструкция позволяет повысить надежность работы, улучшить технику безопасности и предохранить вакуумную камеру от разрушения путем поглощения энергии удара при взрыве, а так же устранить брак по газности и натеканию.

Формула изобретения

1. Вакуумная камера для термической обработки материалов, преимущественно на основе графита, содержащая корпус с кронштейном, крышку и механизм подъема и поворота крышки в виде винта, гайки и соединенного с ней держателя крышки, установленного в кронштейне через подшипники с возможностью вращения, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения безопасности и надежности камеры в работе путем предотвращения возможности ее разрушения, механизм подъема и поворота крышки выполнен с предохранительным элементом, соединенным с гайкой и с упругим элементом, расположенным над гайкой, а держатель выполнен в виде имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения трубы с пазом, при этом предохранительный элемент установлен в пазу, а винт и гайка коаксиально размещены в трубе.

2, Камера по и. 1, отл и ч а ю ща я с я тем, что труба выполнена с дополнительным

1786348

Составитель В, Морозов

Техред М.Моргентал Корректор И, Муска

Редактор

Заказ 241 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 пазом и расположенной в нижней ее части кольцевой канавкой, а кронштейн выполнен с фиксатором, установленным в дополнительном пазу трубы.

3, Камера по и. 1, отл ич а ю ща я с я тем, что держатель выполнен с установленным под гайкой в нижней его части демпфирующим элементом.