Конструкция и принцип действия вакуумных маятниковых клапанов / затворов

Общие сведения

Маятниковые клапаны / затворы применяются для магистралей с большим диаметром условного прохода (200 мм и более). Для уменьшения веса часто изготавливаются из алюминиевого сплава. Как и в шиберных клапанах (затворах) для открытия и закрытия необходима комбинация движений в двух направлениях. Во-первых, запорный элемент маятникового затвора может перемещаться перпендикулярно плоскости потока газов по дуге окружности, через центр которой проходит шток привода. В открытом состоянии запорный элемент находится в "парковочном кармане" - специальной полости, так что проходное сечение магистрали полностью открыто. Во-вторых, в момент открытия / закрытия необходимо движение в направлении оси газового потока для обеспечения уплотнения. Это движение может совершать как запорный элемент, так и вспомогательное кольцо со стороны седла (такая конструкция реализована в маятниковых затворах VAT). Это движение обеспечивает деформацию эластомерного кольца и, соответственно, изоляцию вакуумных объемов друг от друга.

С точки зрения уплотнения штока привода в большинстве конструкций уплотнение осуществляется одним или несколькими кольцами из элестомерного материала. Однако существуют и сильфонные исполнения (примером могут служить затворы ЗВЭ).

Для маятниковых клапанов с пневматическим приводом существуют 3-х позиционные исполнения - в промежуточном фиксированном положении (как правило это положение может быть предварительно настроено) клапан может быть использован для дросселирования газового потока. Маятниковые клапаны с электромеханическим приводом на основе шагового двигателя используются для создания систем автоматического поддержания давления в вакуумном объеме.

Вакуумные маятниковые затворы / клапаны (Pendelium valves)

	1 - Запорный элемент (тарелка маятникового) клапана 2 - Внутреннее уплотнение (из эластомерного материала) 3 - Шток привода 5 - Рычаг привода запорного элемента 6 - Шток привода 7 - Привод 8 - Уплотнение штока привода 9 - Внешнее уплотнение
Устройство запорного маятникового клапана / затвора Конструкция маятниковых клапанов различных производителей могут иметь отличия от конструкции, приведенной на рисунке, рисунок приведен для демонстрации принципа действия.

Запорный элемент (тарелка) 1 маятникового затвора, закрепленная на рычаге привода 5 может перемещаться по дуге окружности с центром, соответствующим штоку 6 привода 7. В закрытом состоянии перекрывает магистраль, уплотнение обеспечивается эластомерным кольцом 2. Для открытия затвора запорный элемент опускается, освобождая уплотнение. Затем запорный элемент по дуге окружности перемещается в "карман" освобождая проходное сечение магистрали. Закрытие маятникового затвора происходит в обратной последовательности. Необходимо отметить, что существует несколько конструктивных реализаций, обеспечивающих деформацию уплотнения.

Если уплотнение реализуется посредством движения запорного элемента, то самыми распространенными конструкциями являются рычажная (перемещение запорного элемента осуществляется рычагом или эксцентриками) или конструкция с использованием шариковой пары и канавок. В последнем случае механизм получается более компактным и надежным. Кроме того, запорный элемент не имеет горизонтальной составляющей перемещения, что приводит к меньшему износу эластомерного уплотнения.

Для реализации движения в направлении оси потока газа также используются и другие механизмы, например, перемещение дополнительного кольца с уплотнением со стороны седла затвора в направлении запорного элемента. В затворах VAT такое перемещение осуществляется отдельным пневматическим приводом. Такие конструкции требуют достаточно точного изготовления деталей и квалифицированного обслуживания / ремонта (необходимы ремонтные комплекты от производителя).

К достоинствам маятниковых клапанов (затворов) относятся:

• высокая проводимость,
• Запорный элемент не выступает в магистраль в полностью открытом состоянии (в отличие от дисковых затворов)
• Возможность дросселирования откачки в некоторых исполнениях

Недостатки маятниковых клапанов / затворов:

• наличие "парковочного кармана" для запорного элемента, газовая среда контактирует с компонентами привода
• могут требовать достаточно большого места при монтаже (использование в местах с тесной компоновкой вакуумной системы может оказаться невозможным)
• высокий момент для открытия / закрытия

Маятниковые клапаны с пневмоприводом 2-х позиционные

Маятниковые клапаны с пневмоприводом 3-х позиционные

Маятниковые клапаны с эл.механическим приводом