Розанов Вакуумная техника 1990 (1248470), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Осевая деформация снльфонов используется во вводах поступаб) тельного движения, а изгибная — во вводах вращательного движения. Рис. !!.27. Схемы де- При осевой деформации снльфонов по формзпии сильфоиов: схеме рис. 11.27,а на величину Ь возникают а — осевая; б — нзгнбная Наиряжеиня 4ЬЕзКз (11.15) )з~л ( ! — зсз) где — коэффициент Пуассона; Кз — постоянный коэффициент, за)! висящий от а=)х Ф . Для контуров сильфона: наружного аз — ! — 2!Па (аз 1)з — 4од !пз а внутреннего 2ах (и а — (аз !) (аз — !) — 4аз !пз а чезКз а„= 1 л(! — Кз) Ег, (11.16) где при расчете напряжений по наружному контуру аз ! Кз = г а(аз+ !)!па — аз+ ! а по внутреннему контуру аз — ! К„= (аз + 1)!па — аз+ ! 284 П и изгибной деформации сильфонов по схеме рнс. 11.27, .27 б напряжения зависят от угла поворота торца сильфона ср. ри .
Устано. вочная длина сильфона при этом не изменяется. Расчетная формула для напряжений на наружном и внутреннем контурах имеет вид Из записанных формул (11,15) и (11.16) видно, что напряжение по внутреннему контуру больше, чем по внешнему. Во вводах движения в вакуум сильфоны испытывают циклические нагрузки, Для приближенного расчета долговечности сильфона 1У, выраженной в количестве рабочих циклов или нагружений, которые сильфон может выдержать до разрушения, используется зависимость вида Лг" — К1о к (11.17) где К=11.10", х=4,42; для стали 12Х18Н10Т а — максимальные напряжения в сильфоне по одной из схем нагружения, МПа. Требуемая долговечность снльфонов зависит от условий их работы и может колебаться от 10000 до 1000000 циклов.
В особо тяжелых случаях ограничиваются даже 1500 циклами. 2 11.7. Электрические вакуумные вводы Рис. !!.28, Водоохлзлсдземый влек. тричзский ввод дли иизковзкуумиых систем 288 Для питания электрическим тающих внутри вакуумной каме трнческне вводы, изолированные от корпуса вакуумной камеры.
В зависимости от назначения электрические вводы могут быть низковольтными или высоковольтными, слаботочными или сильноточными, низкочастотными или высокочастотными, ннзковакуумными илн высоковакуумными. Для подвода электроэнергии к нагревательным элементам широко применяются низкочастотные низковольтные сильноточные вводы.
Пример конструкции такого ввода для непрогреваемых вакуумных систем показан на рис. !1.28. В корпусе камеры 11 стакан 1О уплотняется прокладкой 9. Гайка 8 затягивает сальник 12 в корпусе ввода 7. Токосъем б уплотняется прокладками 5 в головке 4. Материалом для прокладок служит резина, а изоляторы 2 могут быть изготовлены нз любых сортов вакуумной керами- током различных устройств, раборы, необходимы герметичные элек- Валуумные лптдоры По пеплу при дода По слосаду герметилоиии Пп ра дпчему дадлению По назначению гпегпничесние Нате потели По гепметричесчой Еюрпе С уллот- нителем Нигнп- алуупные Элентро- метничесние Прпмлге Электромагнитные Пнедпатиченлие Гидра дличесние без уллот- нитепп Высоно- далуупные Углпдоге Блпчныг сдерг- Выщгно- нуупные | Сраслладлпемипи материала ни а1 гд 9 11.8.
Вакуумные затворы д1 д1 е1 Р ис. 1!.29 Электрические вводы: а — высоковольтный про. греваемый электрический ввод длн свсрхвысоковакуумных систем, б — ввод длн термопар ки. Во время работы для охлаждения через штуцера 3 и трубку 1 подается вода. Высоковольтный ввод для сверхвысоковакуумных систем (рис. 11.29, а) приваривается к основанию 7 нижним колпачком 6. Керамика 5 соединяется с колпачками б и 4 вакуумно-герметичной пайкой твердыми припоями. Одновременно производится пайка головки 2 и гнезда 3 к верхнему колпачку 4.
Центральный стержень 1 завиичивается в гнездо 8. Для точного измерения температуры при вводе в вакуумную систему термопары нужно стремиться к отсутствию переходных контактов. Ввод, показанный на рис. 11.29, б, позволяет этого достигнуть и может применяться в непрогреваемых вакуумных системах. В корпусе б изоляционными втулками 5 и 3 с прокладками 4 уплотняются один или оба провода термопары 1 с помощью накидной гайки 2. Материалом прокладки может служить резина, а изоляционных втулок — фторопласт. В вакуумных машинах и установках для коммутации различных частей вакуумной системы широко используются различные вакуумные затворы, классификация которых приведена на рис.
11.30. В качестве натекателей могут применяться пористые материалы, некоторые металлы, проницаемые для отдельных газов, например платина для водорода, серебро для кислорода и т. д. Микро. 286 Р и с. )1.30. Классификации вакуумных затворов метрическое перемещение иглы в отверстии, изменение зазора между материалами с различными коэффициентами линейного рас. ширения могут быть применены для создания и регулировки больших вакуумных сопротивлений.
Вакуумные краны применяются в установках с малым газоотделением, в линиях предварительного разрежения и в случаях, когда не требуется получения больших проводимостей. В металлических вакуумных клапанах и затворах, работающих при комнатной температуре, используются резиновые и фоторопластовые уплотнители (рис. 11.31, а). Рис 11.31.
Уплотннтельные элементы вакуумных затворов: г — селла; г — уалогллгель: г — гериетллирующиа елеиеиг В прогреваемых конструкциях применяется герметизация за счет и ластической деформации материала одной из соприкасающихся поверхностей. Широко распространена конструкц уным уплотнительным элементом (рис.
11.31, б), изготовленным из меди или алюминия. Недостатком этой конструкции является постепенное увеличение площади герметизирующих поверхностей, а следовательно, и усилия, необходимого для закрытия клапана. В конструкции рис. 11.31, в уплотнительный элемент работает на срез, усилие герметизации не зависит от числа срабатываний, но возрастает ход запирающего элемента. В конструкции рис, 11.31, г усилие герметизации и ход уплотнительного элемента не зависят от числа циклов срабатывания, но при этом не происходит и образования чистой поверхности в месте соприкосновения герметизирующих элементов. Надежная работа такой конструкции обеспечивается изготовлением уплотнителя из благородных металлов.
Усилие герметизации (на 1 мм длины уплотнителя) при использовании резиновых уплотнителей составляет 5...2,5 Н, при алюминиевых — 100...!50 Н, при медных — 200...300 Н, Во всех конструкциях вакуумных затворов привод должен обеспечить постоянную величину герметизирующего усилия. Превышение оптимального герметизирующего усилия сокращает число циклов срабатывания затвора. Уплотнители с расплавляемыми металлами, обычно галлий, индий, олово или свинец (рис.
11.31, д, е), не требуют больших усилий для закрывания. В конструкции рис. 11.31, д уплотнитель 2 в момент перемещения герметизирующего элемента 3 должен быть в расплавленном состоянии. В конструкции рис. !1.31, е уплотнитель расплавляется только время от времени для обновления герметизирующей поверхности. Затворы с расплавляемыми уплотнителями имеют малый срок службы из-за быстрого окисления, испарения и механического удаления уплотняющего матс- риала. Выбор кинематической схемы привода вакуумного затвора оп.
ределяется усилием герметизации и величиной хода уплотняющего элемента. Часто встречается схема комбинированного ручного и электромеханического привода (рис. 11.32). В корпусе 1 с двумя присоединительными патрубками !О и 12 поступательно движется герметизирующий элемент 1!, связанный с корпусом сильфоном 2. Герметизирующее усилие создается в винтовой паре между валом 3 и корпусом 1. Ручной привод осуществляется от штурвала 7, который жестко связан с валом 3, диски фрикционной муфты 4 при этом разъединяются под воздействием пальца, движущегося в угловом пазу полумуфты 6.
Усилие ручного привода не регулируется. Электромеханический привод от электродвигателя 9 через червячную передачу 3 и 5, фрикционную муфту 4 и винтовую пару на валу 3 создает герметизирующее усилие, величина которого огра- 288 Рис. 11.32. Схема электромехаиического привода вакуумных затворов Рис. 11.33. Привод вакуумных за- творов: г — шестиааеннма меканием; б — эллипсе. граф ничена максимальным крутящим моментом, передаваемым муфтой 4. Электромагнитный привод удобен для дистанционного управления вакуумными клапанами. Герметизирующее усилие обычно создается пружиной, При включении электрического тока клапан открывается, Для облегчения условий работы электромагнита в клапанах со значительным герметизирующим усилием применяется схема с ручным взводом н электромагнитным спуском.
Для увеличения герметизирующего усилия и более удобной компоновки затворов применяются шарнирные механизмы (рис. 11.33, а), находящиеся в момент закрытия затвора в положении близком к крайнему, когда достигается наибольшее усиление передаваемого усилия. Механизм эллипсографа (рис. 1!.33, б) имеет дополнительное преимущество, так как в месте герметизации в этом случае отсутствует составляющая запирающего усилия, перпендикулярная перемещению герметизирующего элемента.
Это предотвращает появление трения в момент уплотнения и позволяет использовать сложные формы уплотняющих элементов. Вакуумные затворы для трубопроводов больших диаметров для уменьшения габаритов стараются делать плоской формы, используя механизм параллелограмма с малой длиной кривошипа. При разработке конструкций вакуумных затворов необходимо 10 †16 289 Ряс. 11.34. Схема углового ваку. умного клапана: ж...
Л» — етнеентеленые раэыеры и, и, Р н с. 11.35. Эквивалентная схема вакуумного клапана, изображенного на рнс. 11.34 рассчитать их проводимости при молекулярном режиме течения газа. Для аналитического расчета проводимости затвора необходимо составлять его эквивалентную схему из простых элементов, для которых имеются аналитические зависимости. В качестве таких простых элементов могут быть рассмотренные ранее длинные или короткие трубы, отверстия, концентрические трубы и т. д. При составлении эквивалентных схем основные трудности возникают при определении входных сопротивлений отверстий.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
