Быстроразъемное сверхвысоковакуум-hoe устройство

 

(72) Авторы изобретения

Л. H. Назаров и B. Ф. Соломатин (7l) Заявитель! (54) БЫСТРОРАЗЬЕМНОЕ СВЕРХВАКУУМНОЕ

СТРОЙС>ВО

Изобретен ие о тнос итс я к м вши нос трое нию, в частности к вакуумной технике.

Известно быстроразъемное фланцевое. соединение труб, корпус которого связан с сильфоном и с. цилиндрическим экраном

S с лабиринтным предохранительным устройством, установленным в обогреваемую кольцевую ванну с расплавленным металлом-уплотнителем, снабженную нагревающим, и охлаждающим устройством (1J.

ФО, Недостатком известного устройства является то, что ресурс работы ограничивается временем образования окисной пленки толщиной более 10А на металлеуплотнителе ванны и на герметизирующем

IS экране в резульrare взаимодействия с остаточной газовой средой вакуумного объев ма или атмосферы.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является быс троразъемное фланцевое соединение труб, содержащее корпус с.. кольцевой ванной, заполненной металломуплотнителем и снабженной системой sa-. грева и охлаждения, сильфонный узел ко- торого соединен с герметизирующим экраном, имеющим в нижней части кольцевой желоб, в котором размещен подпружиненный кольцевой вкладыш с упорными винтами (2).

Недостаток изестного решения заключается в том, что в период герметизации перемещение герметизирующего экрана в расплавленный металл-уплотнитель кольцевой ванны происходит в две стадии с выдержкой;. обусловленной необходимостью расплавления металла — уплотнителя между герметизирующим экраном и кольцевым вкладышем, ограниченного от цальнейшего перемещения посредством упора, что понижает надежность конструкции.

Цель изобретения — повышение надеж- ности, Поставленная цель постигается за счет того, что концентрично герметизирующему экрану установлен защитный экран, верхний конец которого герметично закреплен на герметизирующем экране, а нижний его конец введен в кольцевой желоб, при

806О 74 этом внешний зазор между наружной поверхностью защитного экрана и внутренней цилинцричеокой поверхностью кольцевого желоба, по крайней мере, в aea раза меньme внутреннего зазора между внутренней поверхностью защитного экрана -и цилиндрической ".поверхностью кольцевого желоба, а высота столба металла-уплотнителя в кольцевой ванне более чем в два раза превосходит высоту кольцевого желоба, ве- 10 личина которой не меньше, чем внутрен— ний зазор.

На чертеже приведено устройство,внешний вид.

Быстроразьемное сверхвакуумное ус— тройство содержит нижний фцанец 1, кольцевую ванну 2, в нижней части которой закреплены система З нагрева и система

4 охлаждения для нагрева и бхлажцения металла-уплотнителя 5, взаимоцействую- 20 щего с герметизирующим экраном 6, вы— полненного в нижней части в виде кольцевого желоба. В кольцевой желоб герметизирующего экрана с зазором установлен нижний конец защитного цилиндрического 25 экрана 7, верхний конец которого герме— тично приварен к герметизирующему экрану 6, в свою очередь приваренному к внутреннему колпаку 8. При этом внешний зазор между наружной поверхностью З0 защитного экрана и внутренней цилиндрической поверхностью кольцевого желоба, по крайней мере, в два раза меньше внутреннего зазора между внутренней поверхностью защитного экрана и цилиндричес35 кой поверхностью кольцевого желоба, а высота столба металла-уплотнителя в кольцевой ванне более чем в два раза превосходит высоту кольцевого желоба, величина которой не меньше чем внутг

40 ренний зазор. Наличие указанных соотношений в размерах позволяет обеспечить надежи,l разрыв окнсной пленки, образо— вавшейся на поверхности металла — уплотнителя; размещенного во внешнем зазоре.

Для разрыва окисной пленки необходима разность давления по обе. стороны окисной пленки, что и обусловлено соотношением высот кольцевой ванны и желоба.

Для последующего устранения окисной плещкп sa зоны внешнего зазора, являющегося местом уплотнения, необходимо обеспечить протекание определенного объе— ма металла-уплотнителя через внешний зазор, что и обеспечивается соотношением .указанных размеров зазорови высотыколь-, 55 цевого желоба. При этом внутренняя поверхность ванны 2, внутренняя поверхность коль- ,цевого желоба герметизирующего экрана 6 и нижний конец зшцитного цилиндрическо— го экрана 7 покрыты материалом 9, например серебром, хорошо смачиваемым металлом-уплотнителем, например оловом или индием. Внутренний колпак 8 соединен с сильфонным узлом, выполненным в виде штока 10, к нижней части которого приварен сильфон 11, Верхний койец сильфона 11 приварен к фланцу 12, на котором закреплена втулка 13, обеспечиваю— щая направление для штока 10, на верхнем конце которого укреплен кронштейн

14, связанный с. механизмом подьема.

Фланец 12 герметизирует фланец 15 наружного колпака 16. Наружный колпак соединен герметично с верхним фланцем

17, снабженным проточкой для уплотнителя 18, выполненным из органического материала.

Устройство работает следующим п6разом.

С помощью подъемного механизма,связанного с кронштейном 4, наружный кол— пак 16 и внутренний колпак 8 опускаются цо соприкосновения верхнего фланца 17 с нижним фланцем 1. При этом нижняя часть герметизируюшего экрана 6 находится выше уровня расплавляемого металла— уплотнителя 5, Во внутренней полости кольцевого желоба герметизирующего экрана 6 находится металл-уплотнитель в твердой фазе, уровень которого определяется высотой желоба и одинаков по обе стороны защитного цилиндрического экрана. При этом поверхность металла-уплот— нителя 5, расположенного с наружной стороны защитного цилиндрического экрана, поцвергаясь воздействию остаточной газовой среды и атмосферы, покрыта прочHoA H tIJI0THoN оКНсНоА пленкой, темпера тура диссоциации которой не ниже-1000 С.

При откачке объема, за счет силы атмос— ферноГо цавления, воздействующего на кол— пак 16, осуществляется герметизация фланцев 1 и 17 уплотнителем 18. По достижении определенного вакуума включают систему нагрева 3 и расплавляют металл-уплотнитель 5 в ванне 2. После этого герметизируюший экран 6 перемещают в металл-уплотнитель 5 ванны 2.

При этом металл-уплотнитель ванны 2 не смачивает металл-уплотнитель в кольцевом желобе герметизирующего экрана .ввиду наличия на его поверхности окисной пленки, что мешает герметизации, а уровень нерасплавленного металла- уплотнителя с,внутренней стороны защитного цилиндрического экрана находится ниже

1 уровня металла — уцлотнителя в ванне 2.

8069 74

5 Однако после расплавления металла-уплотнителя в кольцевом желобе герметизируюшего экрана 6, в силу закона Паскаля для сообщающихся сосудов, уровень металла-уплотнителя по обе стороны зашитного цилиндрического акрана выравнивает— ся. Этот процесс сопровождается течени— ем жицкого металла-уплотнителя в зазоре межпу наружной. поверхностью зашитного экрана и внутренней стенкой коль евого желоба герметизируюшего экрана 6, а это привоцит к разрыву предварительно образовавшейся окисной пленки и к контакту чистого неокисленного металлауплотнителя с чистой неокисленной поверхностью защитного экрана, что обеспечивает полную смачиваемость и герметичность соединения. Затем включается система.4 охлаждения, которая после за— твердевания металла-уплотнителя 5 выклю- 20 чается, и процесс герметизации считает— ся завершенным.

Процесс разгерметизации происходит в слепуюшем порядке. Произвоцят форвакуумную откачку между внутренним кол- 25 паком 8 и наружным колпаком 16, а также откачку основного вакуумного объема.

Затем включают систему 3 нагрева и расплавляют металл-уплотнитель5. После атого герметизируюший экран 6 выводят 30 из ванны 2, выключают систему 3 нагре-. ва и включают систему 4 охлаждения.

В вакуумный объем напускается воздух, и с помощью поцьемного механизма, свя— занного с кронштейном 14, производится попьем верхнего фланца 17 со всеми сопрягаемыми деталями. При этом слепует добавить, что уровень металла-уплотнителя в кольцевом желобе герметизирующего экрана выравнивается по обе стороны защитного экрана и определяется высотой кольцевого желоба герметизируюшего экрана.

Формула изобретения

Быс трор азьемное с верхвакуумное ус— тройство, содержащее кольцевую ванну, заполненную металлом-уплотнителем, систему ее нагрева и охлаждения, приводной узел с сильфонным узлом,соединенным с цилиндрическим 1ерметизируюшим акраном, нижняя часть которого заканчивается кольцевым желобом, о т л и ч а ю ш е— е с я тем, что, с целью повышения нацеж.юсти, концентрично герметизируюшему экрану установлен защитный акран, верхний конец которого герметично закреплен на герметизируюшем экране, а нижний

его конец ввепен в кольцевой желоб, при этом внешний зазор между наружной поверхностью защитного экрана и внутренней цилиндрической поверхностью кольцевого желоба, по крайней мере, в цва раза меньше внутреннего зазора межцу внутренней поверхностью защитного экрана и цилиндрической поверхностью кольцевого желоба, а высота столба металла-уплотнителя в кольцевой ванне блее чем в два раза превосхопит высоту кольцевого желоба, величина которой не меньше, чем внутренний зазор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М. 500411., кл. : 16 L 39/04, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2437779/29-08, кл. Р 16

L 37/04, 1977.

R069 74

Составитель И. Шевелько

Редактор В, Данко Техрец A. Ач корректор Н. Гри орук

Заказ 233/56 Тираж lOl7 Подписное. ", ВНИИПИ Государственного комитета СССР по целам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., ц.4/5

Филиал ЛПП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4