RU1783589C - Способ изготовлени вакуумных дугогасительных камер - Google Patents

Description

печь, создают вакуум и производ т нагрев печи до расплава припо  и заполнени  им пространства между фланцем и керамическим изол тором, подают аргон в печь под повышенным давлением, затем откачивают вакуум в печи и в ВДК, снижают температуру до-затвердевани  припо , заполн ют печь гелием и провод т проверку герметичности ВДК, и охлаждают ВДК и провод т операции тренировки и отпайки камеры. Перепад давлени  газа внутри и снаружи ВДК составл ет 107-1010 Па, а нагрев печи производ т ни в вакууме, а в атмосфере аргона или водорода, который остаетс  до момента снижени  температуры до затвер- девани  припо .

Сущность изобретени  заключаетс  в изменении технологической последовательности изготовлени  ВДК и способа соединени  КИ с металлическим фланцем камеры (т.е. предложено двойное соединение: механическое и некапилл рна  пайка). В предлагаемом способе пайка производитс  в конце технологического цикла изготовлени  ВДК, а не в начале, причем пайка осуществл етс  за счет перепада давлени  газа внутри и снаружи камеры.

В предлагаемом способе в отличии от существующего используютс  неметаллизированные кера-мические изол торы, пайка производитс  не с манжетами, а непосредственно с фланцем ВДК.

Установка армирующей обоймы керамического изол тора и сварка его с фланцем ВДК позвол ет повысить надежность ВДК и создает предпосылки дл  проведени  пайки неметаллизированных керамических изол торов непосредственно с фланцами. Так как при установке армирующей обоймы между керамическим изол тором и фланцами об- разуетс  зазор высотой 0,15-0,4 мм, который в процессе изготовлени  заполн етс  припоем за счет перепада давлени  газа, создаваемого внутри и снаружи камеры, т.е. производитс  пайка керамического изол - тора с фланцем ВДК, то повышаетс  герметичность камер. Соединение керамики с металлом при этом обладает достаточной механической прочностью (10 кг/мм2) и вакуум-плотно , следовательно, выход годного увеличиваетс  как минимум на 10%.

Величина перепада давлени  газа составл ет 107-1010 Па (снаружи камеры (3-6)- 104 Па. внутри Па). Давление газа внутри определ етс  возможностью примен емых вакуумных насосов, а так же технической возможностью оборудовани  и техникой безопасности. „

Ниже представлена укрупненна  технологическа  схема изготовлени  ВДК по существующей технологии (прототипу) и по предлагаемому способу.

прототип Подготовка керамических изол тиров

V

Пайка металлизированных керамических изол торов с металлическими манжетами ВДК

v

Сборка вакуумной дугогасительной камеры .

Claims (3)

1. I

   Вакуум-технологическа  обработка ВДК

   предлагаемый способ Подготовка керамических изол торов

   v

   Сборка вакуумной дугогасительной камерыi

   Пайка и вакуум-технологическа  обработка

   На фиг. 1 представлена схема металло- керамического узла (участок А на фиг. 2) вакуумной дугогасительной камеры. При изготовлении вакуумной дугогасительной камеры по данному способу примен етс  керамический изол тор с утолщени ми торцов с наружного диаметра 1, армирующа  металлическа  обойма 2, фланцы камеры 3 со ступенчатой формой краев, припой в виде проволоки 4, На фиг. 2 представлена схема установки и вакуумных линий дл  изготовлени  вакуумных дугогасительных камер.

   Примеры осуществлени  способа (обща  часть),

   Керамическим производством изготавливаетс  высокий односторонний керамический изол тор ПК с утолщени ми торцов с наружной поверхности формы, приведенной на фиг. 1, деталь 1.

   Производитс  шлифовка торцовых поверхностей керамического изол тора до 5-8 кл. чистоты.

   Изготавливаетс  армирующа  металлическа  обойма 2 (см.фиг. 1).

   По обычной технологии независимо изготавливаютс  и па ютс  с фланцами ВДК металлические узлы.

   Производитс  сборка ВДК и установка армирующей металлической обоймы 2 (см.фиг. 1), состо щей из двух половинок, на торце керамического изол тора 1, закладка припо  в пространство между армирующей обоймой и торцовым фланцем ВДК и сварка армирующей обоймы по высоте; затем то же самое производитс  с второй обоймой у дру того торца керамического изол тора

   Вакуумна  дугогасительна  камера 1 (см.фиг.2) помещаетс  в вакуумную печь 2, а штангельна  трубка 3 выводитс  из нее через вакуумное уплотнение 4 нижнего фланца печи.

   В вакуумной дугогасительной камере и в печи (которые до плавлени  припо  сообщаютс  по газовой среде) независимо разными системами создаетс  высокий вакуум ( Па), т.е. открываютс  вакуумные вентили 5-7,

   В таблице представлены п ть примеров технологических операций при изготовлении вакуумных дугогасительных камер по данному способу.

   Пример 1 (оптимальный).

   После создани  высокого вакуума включаетс  нагрев печи с заданной (10-15°С/мин) скоростью. Нагрев печи и соответственно собранной, но еще не спа нной вакуумной дугогасительной камеры производитс  в высоком вакууме( Па).

   По достижении заданной температуры, превышающей температуру плавлени  припо , т.е. когда газовые пространства внутри и снаружи ВДК разомкнутс  (прекрат т сообщатьс ) слоем расплава припо , откачка газа (создание вакуума) из печи прекращаетс , т.е. закрываетс  вентиль 5 (см.фиг,2).

   В печь быстро, открыванием вентил  8, напускаетс  аргон до давлени  (3-6) 104 Па. При этом откачка газа через штангельную трубку и создание высокого вакуума внутри ВДК независимой откачной системой продолжаетс  непрерывно, как и раньше.

   При напуске инертного газа в печь расплав припо  за счет перепада давлений газа в печи (аргон с Р (3-6)- 10 Па) и в вакуумной дугогасительной камере (Р Па) заполн етс  зазор (Б, см. фиг. 1) между керамическим изол тором 1 и металлическими фланцами ВДКЗ.

   Через 15-30 мин после запуска аргона он откачиваетс  насосом 5 (см.фиг.2) и в печи создаетс  вакуум дл  дегазации расплавленного припо  с обеих сторон вакуумной дугогасительной камеры.

   При данной максимальной температуре в вакууме с обеих сторон ВДК система выдерживаетс  10-20 мин дл  взаимодействи  расплавленного припо  с керамическим изол тором и металлическими фланцами ВДК (т.е. дл  пайки, смачивани , растекани , химического взаимодействи ).

   Затем с медленной скоростью (3-10°С/мин) производитс  охлаждение печи вместе с вакуумной дугогасительной камерой.

   Через 20-30 мин после начала уменьшени  температуры печи и ВДК (т.е. когда припой затвердеет) в печь через вентил °. (см.фиг.2) напускаетс  гелий высокой чистоты до давлени  (1-3)- 104 Па по мановакуу- мометру 9 (см.фиг.2). При этом с самого 5 начала процесса в вакуумной дугогасительной камере непрерывно поддерживаетс  высокий вакуум: 10 Па.

   После напуска гели  в печь часть газового потока, откачиваемого из ВДК через 0 штенгельную трубку, подаетс  к гелиевому течеискателю (т.е. открываетс  вентиль 10). Так определ етс  герметичность вакуумной дугогасительной камеры непосредственно в технологии ее изготовлени . о

   5 При охлаждении вакуумной дугогасительной камеры и достижени  температуры 400-450°С провод тс  операции тренировки и отпайки камеры (пережим штенгельной трубки в месте В, см.фиг.2(. 0 После охлаждени  вакуммной дугогасительной камеры она извлекаетс  из установки .

   Пример 2. После создани  высокого вакуума дл  всех примеров производитс  5 нагрев печи в атмосфере аргона давлени  (3-6)- 104Па.

   По достижении заданной температуры из вакуумной дугогасительной камеры через штенгельную трубку откачиваетс  фор- 0 вакуум Па. В этот момент расплав припо  заполн ет зазор между керамическим изол тором и металлическими фланцами ВДК.

   Через 10-20 мин начинаетс  охлажде- 5 ние печи.

   Еще через 20-30 мин в вакуумной дугогасительной камере создаетс  высокий ва- куум()и в печь напускаетс  гелий парциального давлени  (1-3)- 104 Па. 0 Далее, как в примере 1.

   Пример 3. После создани  высокого вакуума дл  всех примеров производитс  нагрев печи в атмосфере водорода давлени  (1-3)104 Па.

   5 По достижении заданной температуры из вакуумной дугогасительной камеры через штенгельную трубку откачиваетс  форвакуум Па.

   Через 10-20 мин начинаетс  охлажде- 0 ние печи.

   Еще через 20-30 мин в вакуумной дугогасительной камере создаетс  высокий вакуум (10 3-10 6 Па) и в печь напускаетс  гелий парциального давлени  (1-3)-10 Па. 5 Далее как в примере 1.

   Использование предлагаемого способа обеспечивает следующие преимущества:

   позвол ет упростить технологию производства вакуумных дугогасительных камер

   за счет ликвидации металлизации керамических изол торов и совмещени  процессов пайки и вакуумно-технологической обработки и как следствие этого

   позвол ет сократить продолжительность технологического цикла производства ВДК с 40-48 до 20-24 ч (по расчету);

   позвол ет увеличить выход годного дл  эксплуатации вакуумных дугогасительных камер (т.е. снизить процент их брака) на 10% по сравнению с базовым существующим способом пайки серебр ным припоем ПСр72 металлизированных керамических изол торов:

   позвол ет увеличить надежность ВДК при ее эксплуатации за счет жесткого механического соединени  армирующей обоймы керамического изол тора с металлическими фланцами камеры.

   Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   1. Способ изготовлени  вакуумных дугогасительных камер (ВДК), включающий подготовку керамического изол тора, сборку, пайку, сварку и вакуум-технологическую обработку , отличающийс  тем, что, с целью упрощени  технологии изготовлени , сокращени  продолжительности технологического цикла, повышени  надежности и герметичности, после подготовки керамического изол тора устанавливают армирующую обойму на торце керамического изол тора, закладывают припой в пространство между армирующей обоймой и торцевым фланцем ВДК, сваривают армирующую обойму с фланцем, помещают камеру

   в печь, создают вакуум и производ т нагрев печи до расплава припо  и заполнени  им пространства между фланцем и керамическим изол тором, подают аргон в печь под повышенным давлением, затем откачивают

   вакуум в печи и в ВДК, снижают температуру до затвердени  припо , заполн ют печь гелием и провод т проверку герметичности камеры, охлаждают камеру и провод т операции тренировки и отпайки камеры.
2. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что перепад давлени  газа внутри и снаружи камеры составл ет 107-1010 Па.
3. 3. Способ по п,1, о т л и ч а ю щи и с   тем, что нагрев печи производ т не в вакууме , а в атмосфере аргона или водорода, который остаетс  до момента снижени  температуры до затвердевани  припо .

   Конкретные примеры осуществлени  предлагаемого способа (составы газовых сред в печи и в ВДК в процесе ее изготовлени )

   фиг./

   //

   7Й

   ИМА