RU203211U1

RU203211U1 - Устройство подсоединения вакуумного газоразрядного прибора с медным штенгелем к вакуумному посту

Info

Publication number: RU203211U1
Application number: RU2020139110U
Authority: RU
Inventors: Наталья Алексеевна Ануфриева; Юрий Дмитриевич Голяев; Владимир Степанович Босов; Владимир Сергеевич Котов; Игорь Иванович Савельев; Юрий Константинович Цупко
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха"
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2021-03-25

Abstract

Полезная модель относится к области вакуумной техники, в частности к соединительным устройствам элементов вакуумных систем. Требуемый технический результат, заключающийся в повышении надежности и безопасности применения, достигается в устройстве, включающем вакуумный разъем с фланцевым уплотнением с использованием металлической вакуумной прокладки и уплотняющего зуба трапецеидальной формы, причем в качестве ответного фланца в вакуумном разъеме используют утолщенную концевую часть штенгеля, а в состав фланцевого уплотнения вводят тарельчатую пружину, обеспечивающую постоянное усилие вдавливания уплотняющего зуба в концевую часть штенгеля. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель относится к области вакуумной техники, в частности к соединительным устройствам элементов вакуумных систем.

Подсоединение газоразрядного прибора к вакуумному посту обычно осуществляют непосредственно через откачной медный штенгель, а снятие прибора с поста после выполнения необходимых технологических операций осуществляют путем перекуса штенгеля с использованием механизмов холодной сварки с ручным или механическим приводом [Закиров Ф.Г., Николаев Е.А., Откачник - вакуумщик. Учебник для ПТУ. М. «Высшая школа», 1977, с. 94].

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство подсоединения вакуумного прибора [Ларин М.П. Фланцевые уплотнения для сверхвысоковакуумных систем, используемых в диапазоне температур 1,5 - 600°К., «Вакуумная техника и технология», т. 22, №2, 2012 г., стр. 113-118), содержащее вакуумные фланцы от Ду10 до Ду700, откачной штенгель, приваренный к первому фланцу, медная прокладка толщиной 2,5 мм, помещенная между первым и вторым фланцами, имеющими уплотняющие зубья трапецеидальной формы высотой 1 мм с шириной плоской уплотняющей поверхности около 0,5 мм, причем, второй фланец приварен к вакуумному посту.

Наиболее близкое техническое решение (прототип) имеет ряд недостатков.

В частности плоская уплотняющая поверхность зуба вдавливает в объем прокладки не только медь, но и покрывающий ее тонкий поверхностный слой окислов, по которому молекулы газа из атмосферы могут натекать в откачиваемую систему, снижая качество уплотнения. Поэтому в таком фланцевом соединении для вакуумной герметизации используются стягивающие болты для создания достаточно больших усилий вдавливания уплотняющего зуба в медную прокладку. Это усложняет устройство. Кроме того, после высокотемпературного воздействия соединение может терять герметичность вследствие пластической деформации прокладки, что вызывает относительно низкую надежность известного устройства. Дополнительно следует отметить, что при контроле и включении газоразрядного прибора на посту возможно перебрасывание разряда с прибора на корпус поста, что делает недостоверным контроль приборов и создает опасность для обслуживающего персонала.

Задачей, которая решается в полезной модели, является создание устройства, обладающего повышенной надежностью и безопасностью применения.

Требуемый технический результат заключается в повышении надежности и безопасности применения.

Поставленная задача повышения надежности решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в устройство подсоединения вакуумного газоразрядного прибора с медным штенгелем к вакуумному посту, содержащем вакуумный разъем с фланцевым уплотнением с использованием медной вакуумной прокладки и уплотняющего зуба трапецеидальной формы, согласно полезной модели, вводят тарельчатую пружину, обеспечивающую постоянное усилие вдавливания уплотняющего зуба в концевую часть штенгеля, причем, в качестве ответного фланца в вакуумном разъеме используют утолщенную концевую часть штенгеля.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что в месте соединения фланцевого уплотнения с вакуумным постом установлен металлокерамический изолятор, а между корпусом устройства подсоединения вакуумного газоразрядного прибора и корпусом вакуумного поста установлены диэлектрические прокладки.

Сущность предложенного устройства поясняется чертежами, представленными на фиг. 1, 2, 3.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства подсоединения откачного штенгеля прибора через разъем металлический вакуумный к откачной вакуумной системе поста термовакуумной обработки прибора при отсутствии электрического напряжения на штенгеле относительно корпуса поста, на фиг. 2 представлен двусторонний фланец, на фиг. 3 показано подсоединение откачного медного штенгеля газоразрядного прибора к откачной вакуумной системе поста для его термовакуумной обработки при наличии высокого электрического напряжения на штенгеле относительно корпуса поста.

На фиг. 1, 2, 3 обозначены:

1 - вакуумный газоразрядный прибор;

2 - медный штенгель;

3 - проходной фланец;

4 - двусторонний уплотняющий фланец;

5 - опорный фланец;

6 - трубопровод;

7 - фланец;

8 - вакуумная система поста термовакуумной обработки прибора;

9 - болты;

10 - вкладыш;

11 - вставка;

12 - шайба;

13 - уплотняющая гайка;

14 - тарельчатая пружина;

15 - поддерживающая пружина;

16 - спиралеобразная тонкостенная капиллярная трубка;

17 - металлокерамический изолятор;

18 и 19 - втулки;

20 и 21 - диэлектрические прокладки.

На фиг. 1 представлена конструкция устройства подсоединения откачного штенгеля прибора через разъем металлический вакуумный к откачной вакуумной системе поста термовакуумной обработки прибора при отсутствии электрического напряжения на штенгеле относительно корпуса поста. На этом чертеже изображен газоразрядный прибор 1, вакуумная полость которого откачивается через медный штенгель 2, заканчивающийся утолщенным плоским концом, который вставлен в проходной фланец 3 вакуумного разъема, который представлен совокупностью деталей (3-7) и (9-21), для вдавливания в материал штенгеля уплотняющего зуба трапецеидальной формы двустороннего уплотняющего фланца 4. Проходной фланец 3 предназначен для ввода через него медного штенгеля до касания с уплотняющим зубом двустороннего фланца 4. Фланец 4 с одной стороны имеет уплотняющий зуб трапецеидальной формы, а, с другой стороны, уплотняющий зуб под стандартное уплотнение трубопровода 6 через медную прокладку толщиной 0,5 мм с опорным фланцем 5. Трубопровод 6 с приваренными к нему аргонодуговой сваркой фланцами 5 и 7 предназначен для соединения вакуумного разъема с откачной вакуумной системой поста термовакуумной обработки прибора 8. Болты 9 предназначены для продавливания уплотняющей прокладки толщиной 0,5 мм при стягивании фланцев 3 и 5. Вкладыш 10 вводится через одно из боковых отверстий проходного фланца 3 для передачи уплотняющего усилия на утолщенный конец откачного штенгеля. Вставка 11 имеет две боковые фиксирующие пружины. Шайба 12 предназначена для передачи уплотняющего усилия на вкладыш 10 и вставку 11. Уплотняющая гайка 13 предназначена для создания необходимого давления на утолщенный конец откачного штенгеля 2 при ее вворачивании на проходной фланец 3 с помощью динамометрического ключа. В гайке 13 предусмотрена внутренняя проточка глубиной 1,4 мм для размещения в ней тарельчатой пружины 14 высотой 2,3 мм. Тарельчатая пружина 14 предназначена для создания необходимого герметизирующего давления на конец откачного штенгеля после соприкосновения уплотняющей гайки 13 с шайбой 12, а также для поддержания условий герметизации во время проведения длительного технологического процесса термовакуумной обработки резонатора. После завершения необходимых процессов на посту термовакуумной обработки прибора осуществляется герметизация прибора с использованием механизма холодной сварки с гидравлическим приводом и снятие прибора с поста. При вворачивании уплотняющей гайки 13 во время постановки резонатора на пост шайба 12 давит на поддерживающую пружину 15 и деформирует ее, а при откручивании гайки 13 после снятия резонатора с поста пружина 15 возвращается в исходное состояние и приподнимает вверх шайбу 12 с тарельчатой пружиной 14, обеспечивая возможность беспрепятственного удаления из проходного фланца 3 вставки 11 и вкладыша 10 путем поднятия последнего вверх и отвода вбок.

На фиг. 2 представлен чертеж двустороннего фланца, который имеет с одной стороны уплотняющий зуб трапецеидальной формы высотой 1,5 мм и шириной плоской уплотняющей поверхности (0,3-0,4) мм, у которого конусная внешняя уплотняющая поверхность имеет угол наклона примерно 27 градусов относительно оси фланцев, а внутренняя уплотняющая поверхность имеет угол 3 градуса относительно этой оси, близкий к углу Морзе.

С другой стороны уплотняющий фланец имеет уплотняющий зуб стандартного сечения для вакуумного уплотнения через медную прокладку толщиной 0,5 мм с опорными фланцем.

На фиг. 3 показано подсоединение откачного медного штенгеля газоразрядного прибора к откачной вакуумной системе поста для его термовакуумной обработки при наличии высокого электрического напряжения на штенгеле относительно корпуса поста. На этом чертеже между опорным фланцем 5 и фланцем 7 установлены при помощи аргонодуговой сварки: проходной металлокерамический изолятор 17 с втулками 18, 19 и тонкостенная капиллярная трубка 16, имеющая спиральную форму и предназначенная для уменьшения передачи осевых и круговых механических напряжений на приваренный к ней металлокерамический изолятор 17 во время вакуумной герметизации предлагаемого устройства при помощи динамометрического ключа.

Используется устройство подсоединения вакуумного газоразрядногоприбора с медным штенгелем к вакуумному посту следующим образом.

Газоразрядный прибор 1 подсоединяется к вакуумной системе поста термовакуумной обработки прибора 8 путем введения его медного откачного штенгеля 2 внутрь проходного фланца 3 до касания с уплотняющим зубом двустороннего фланца 4. Вкладыш 10 вводится через одно из боковых отверстий проходного фланца 3 для передачи уплотняющего усилия на утолщенный конец откачного штенгеля. Далее уплотняющая гайка наворачивается на проходной фланец 3 и с помощью динамометрического ключа достигается необходимое для вакуумного уплотнения вдавливание уплотняющего зуба трапецеидальной формы фланца 4 в утолщенный плоский конец медного штенгеля 2. После этого вакуумная полость газоразрядного прибора 1 откачивается вакуумной системой поста термовакуумной обработки прибора 8 через медный штенгель 2, двусторонний уплотняющий фланец 4, опорный фланец 5, трубопровод 6 и фланец 7.

Металлокерамический изолятор 17 и диэлектрические прокладки 20, 21 электрически изолируют устройство от вакуумного поста и исключают возможность переброса разряда с обрабатываемого газоразрядного прибора на элементы вакуумного поста, тем самым повышая надежность и безопасность контроля параметров газоразрядного прибора на посту.

Работоспособность представленной на Фиг. 1 конструкции устройства подтверждена проведенными испытаниями, из которых следует, что при вворачивании гайки 13 динамометрическим ключом касанию гайки 13 и шайбы 12 (при максимальном сжатии тарельчатой пружины 14 на 0,9 мм) соответствовал момент в 15 Н*м, а герметизации вакуумного ввода соответствовал момент 30 Н*м. При этом глубина вдавливания трапецеидального уплотняющего зуба в торец медного штенгеля по окончании термовакуумной обработки прибора на посту составляла 0,2 мм

Опыт применения предлагаемого устройства подсоединения вакуумных газоразрядных приборов с медным штенгелем к производственному посту для их термовакуумной обработки показал высокую эффективность этого устройства при работе поста с еженедельной цикличностью при температуре 200 градусов Цельсия с непрерывном временем работы до 40 часов в течение полугода.

Таким образом, благодаря введенным усовершенствованиям в устройстве достигается требуемый технический результат повышения надежности с одновременным обеспечением повышения безопасности применения.

Claims

1. Устройство подсоединения вакуумного газоразрядного прибора с медным штенгелем к вакуумному посту, включающее вакуумный разъем с фланцевым уплотнением с использованием металлической вакуумной прокладки и уплотняющего зуба трапецеидальной формы, отличающееся тем, что в качестве ответного фланца в вакуумном разъеме используют утолщенную концевую часть штенгеля, а в состав фланцевого уплотнения вводят тарельчатую пружину, обеспечивающую постоянное усилие вдавливания уплотняющего зуба в концевую часть штенгеля.

2. Устройство подсоединения вакуумного газоразрядного прибора с медным штенгелем к вакуумному посту по п. 1, отличающееся тем, что в месте соединения фланцевого уплотнения с вакуумным постом установлен металлокерамический изолятор, а между корпусом устройства подсоединения вакуумного газоразрядного прибора и корпусом вакуумного поста установлены диэлектрические прокладки.