CS205470B1 - All-metal dismantlable ultravacuum valve - Google Patents

Description

Předmětem vynálezu je celokovový rozebíratelný ultravakuový ventil a minimálním omezením rychlosti teplotních změn a možností ohřevu na teplotu až 400 °C, přiěemž k jeho zavření je zapotřebí minimální kroutící moment.

U dosud používaných celokovových ventilů se většinou navádí těsnící element proti břitu ve vakuovém prostoru. U vakuového uspořádání dochází při vzájemném tření jednotlivých dílů v podmínkách ultravakua ke zvýšení třecích odporů nebo může docházet za zvýšené teploty k difusnímu spojování materiálů, čímž se poruší správná funkce ventilu. Díly celokovových ultravakuových ventilů se zhotovují z nerezavějících ocelí, které mají vysoký vzájemný koeficient tření. Jelikož při otevírání a zavírání ventilů dochází ke vzájemnému tření těchto materiálů, je nutné třecí plochy mazat speciálními mazadly, která si zachovávají mazací schopnosti až do teplot 490 °C. Nerezavějící oceli mají nízký koeficient vedení tepla. Tato vlastnost zhoršuje převod tepla mezi pláštěm ventilu a dříkem. Kromě toho je ještě dřík od pláště odstíněn vlnovoem z nerezavějící oceli. Špatný převod tepla způsobuje při rychlé změně teploty okolí ventilu rozdílné dilatace pláště a dříku, což může vést k samovolnému otevírání ventilu.

Většinu těchto nevýhod odstraňuje nebo alespoň omezuje ventil podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že materiály funkčních dílů po sobě se pohybujících mají vzájemný koeficient tření menší než 0,15 a hlavní navádění těsnění proti břitu sedla je umís205 470

205 470 těno vně vakuového prostoru, přičemž pero zajišťuje dřík ve vložce proti pootočení vůči sedlu a vložka zároveň zajišťuje tepelný převod mezi tělem s hlavou a dříkem.

Vyšší účinek ventilu podle vynálezu se projevuje v jeho rozebiratelnosti, umožňující snadnou výměnu těsnění, snadné čištění ventilu, přičemž jsou usnadněny opravy vnitřního pohybového mechanismu a opravy netěsností. Ohřev na teplotu 400 °G umožňuje dobrou a ryohlou odplynitelnost ventilu. Způsob převodu tepla mezi vnějšími částmi ventilu a vnitřní částí ventilu umožňuje rychlý náběh teploty. Navádění těsníoíoh elementů mimo ultravakuový prostor odstraňuje možnost zvýšení koeficientů třeni při tlacích v oblasti ultravakua, eventuelně zabraňuje difusnlmu svařování materiálů v podmínkách ultravakua.

Na přiloženém výkresu je sohematioky znázorněn oelokovový rozebíratelný ultravakuový ventil podle vynálezu, který se skládá z dříku £, ^v němž je zalisováno těsnění 2 a kte rý je vsuvně uložen vé vložce 3. Dřík 1_ je zajištěn proti pootočení perem 15 zalisovaným v dříku £ a suvně uloženým v drážce vložky 2· Axiální pohyb dříku £ umožňuje pohybový šroub 2 ^ve spojení s matioí vložky 2* Vlnoveo 11 mezi přítlačným kroužkem 2 ^R dříkem £ zajišťujě jejioh vakuově těsné spojení, přičemž umožňuje axiální pohyb dříku £. Otočné spojení mezi pohybovým šroubem 2 ^a dříkem £ í® umožněno třeoimi podložkami 6 a 7, přičemž pohybový šroub 2 je na dříku £ zajištěn proti vypadnutí zajišťovaoí matkou 8 s protiehodným závitem než má pohybový šroub 2· Vložka 2 je pevně spojena s hlavou £. Tento celek tvoří část ventilu, která se demontuje při výměně těsnění £.K tělu 13 je hlava £ připojena pemooí stahovaoíoh šroubů 12 přes tšsníoí kroužek 10 sevřený mezi těsnící plochy přítlačného kroužku 2 a těla 13. Na opačném konol těla 13 je přiváženo sedlo 14.

Příklad provedení:

Ventil se skládá z dříku 1., ve kterém je zalisováno těsnění 2, jež je ze zadní strany odvzdušněno. Na obvodě osazení těsnění 2 jsou vylisovány výstupky, jejichž funkcí je jemné konečné navedení těsnícího elementu v kuželové ploše sedla 14 při dovírání ventilu, při kterém se zamačkává břit sedla 14 do těsnění 2. Dřík £ je při pohybu veden vložkou 2» která je pevně spojena, např. zalisováním, s hlavou £. Kroutící moment působící na dřík £ při zavírání nebo otevírání ventilu je zaohycen pérem 15 zalisovaným v dříku £ a suvně vedeným v drážoe vložky 2· Tímto způsobem je obráněn vlnoveo 11 proti namáhání v krutu a zároveň jsou chráněny těsnící dosedaoí plochy mezi těsněním 2 a břitem sedla 14 proti smykovému namáhání při dovírání ventilu. Hlava £ s vložkou 2 J® připevněna stahovacími šrouby 12 k tělu 13 ventilu a je těsněna těsnícím kroužkem 10 sevřeným mezi přítlačným kroužkem 2 a tělem 13 ventilu. Spojení těmito stahovacími šrouby 12 musí být tak tuhé a pevné, aby zajišťovalo dostatečnou přítlačnou sílu na těsníoí kroužek 10 i při zavření ventilu maximální dovolenou silou. Vložka 2 zvyšuje podstatně tepelnou vodivost mezi hlavou £, tělem 13 ventilu a dříkem £. Přesnost polohy hlavy £ ventilu proti tělu 13 ventilu se zajišťuje buíto těsnícím kroužkem 10 nebo přítlačným kroužkem 2· Toto uložení určuje souosost osy dříku £, resp. těsnění 2, b osou břitu sedla 14. Nezbytná vůle pro jemná konečné navedení těsnění 2 proti sedlu 14 je umožněna vůlí dříku 1, v hlavě £· Rovnoběžnost dosedaoí plochy těsnění 2 a roviny břitu sedla 14 je dána dosednutím přesně opraoovanýoh dosedaoíeh ploch mezi hlavou £ a tělem 13 ventilu. Axiální pohyb dříku £ se

205 470 docílí pohybem pohybového šroubu 2 v matce tvořené vložkou 2· Otočné spojení mezi pohybovým šroubem 2 o dříkem 1. je umožněno třecími podložkami 6 a 7, přičemž pohybový šroub 2 je na dříku 2 zajištěn proti vypadnutí zajiěťovací matkou 8 s protichodným závitem než má pohybový šroub 2· Konstrukce ventilu je taková, aby ploohy, které se po sobě při pohybu třou, mohly být z materiálů, které mají nízký vzájemný koeficient tření. Přitom je zachována zásada stejné tepelné dilatace jednotlivých materiálů. Vzhledem k tomu, že ventil je určen zejména pro vakuové účely, je nutné, aby díly přicházejíeí do styku s vakuem, byly z austenitické oceli. Pro kombinaci s austenitickou ocelí lze použít některý druh bronzi s vhodnou tepelnou roztažností, pevností a korozivzdorností. Z těchto důvodů jsou z branži třecí podložky 6 a 7 a vložka 2* Těsnící kroužek 10 je z mědi, případně z některé slitiny mědi, která vykazuje malý pokles meze kluzu při teplotách do 400 °C. Těsnění 2 je z materiálu s podobnými vlastnostmi, obvykle z mědi nebo jejioh slitin např. CuZr. Sedlo 14 je vytvrženo hutněním za studená nebo může být použita na výrobu sedla 14 i celého ventilu, austenitioká ooel vytvrzená zvýšeným obsahem dusíku.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Celokovový rozebíratelný ultravakuový ventil vyznačený tím, že materiály jeho funkčních dílů po sobě se pohybujících mají vzájemný koeficient tření menší než 0,15 a hlavní navádění těsnění (2) proti břitu sedla (14) je umístěno vně vakuového prostoru, přičemž pero (15) zajišťuje dřík (1) ve vložce (3) proti pootočení vůči sedlu (14) a vložka (3) zároveň tvoří tepelný převod mezi tělem (13) s hlavou (4) a dříkem (1),

   1 výxres