ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Область техники Предлагаемый способ и устройство относятся к вакуумной технике, в частности к технологии перекрытия рабочих проемов вакуумных устройств, и могут быть использованы для герметизации при вводе в вакуумную камеру и извлечения из нее без нарушения вакуума длинномерных объектов. Предшествующий уровень техники

Известны способы ввода объектов в вакуумную камеру и устройства для их осуществления (авт. свид. СССР JN2JN2 337447, 341877, 834244, 901356, 935141, 1113196, 1319391, 1482978, 1570863, 1695704, 1700843, 1749279; патенты РФ JYОJYО 2023747, 2023748, 2034095, 2076293, 2084556, 2135315 150698; патенты США N°N° 2983249, 3182176, 3959104; патенты Великобритании JVSLNS 948554, 2237762, 2239200; патенты ФРГ JYОJN≥ 1910952, 2214590, 2844434; патенты Франции ШШ 2496523, 2675719, 2664510; патент Бельгии JNЬ 753342; патенты Японии ЖN° 5561318, 58238848; Максимов Л.Ю., Кривонос Г.А. Экологически безопасная очистка металла в потоке. Тяжелое машиностроение, 1997, N°5, с.35-36; Литвинов B.K., Морозов Л.П. Исследование электрических характеристик плазменно-дугового процесса зачистки металла круглого профиля. Известия Вузов «Чepнaя металлургия)), 1982,-NЬ4; Булат B.E., Эстерлис М.Х. Очистка металлических изделий от окалины, окисной пленки и загрязнений электродуговым разрядом в вакууме. Физика и химия обработки материалов, 1987, N°3, c.49-53 и другие.)

Из известных способов и устройств наиболее близкими к предлагаемым является «Cпocoб вакуумно-дуговой очистки проволоки и устройство для его осуществления)) (патент РФ JVГ22181636, B21B45/04,

2000), который и выбран в качестве ближайших аналогов.

По известному способу при очистке проволоки осуществляют ее размотку с бунта, сварку концов, последовательно подаваемых для очистки бунтов, пропуск проволоки через входной герметизирующий узел вакуумной камеры, через зону вакуумно-дугового разряда между электродным узлом и проволокой и герметичного вывода очищенной проволоки из камеры.

Все эти операции предназначены для очистки (обработки) катанки и проволоки от прокатной окалины и ржавчины. В последнее время разработана технология термообработки отжига или поверхностной закалки в вакууме.

Существующие сегодня способы герметизации ввода и вывода длинномерных объектов (изделий) в вакуумную камеру и из нее на практике работают плохо. Основным их недостатком является малый ресурс работы, так как очень быстро израсходуется герметизирующий материал, если его твердость ниже твердости оксидов и материала катанки или проволоки. Если твердость материала герметизирующего узла выше, чем твердость оксидов и материала катанки и проволоки, то возникают задиры, что приводит к обрыву катанки или проволоки и остановке технологического процесса обработки проволоки. При этом на замену вышедших из строя уплотнений или ликвидацию обрыва требуется остановка всего процесса обработки проволоки или катанки, определенные временные и материальные затраты, что снижает производительность очистки проволоки и катанки. Кроме того, известный способ применяется для обработки в вакуумной камере только проволоки и не обеспечивает возможности для ввода в вакуумную камеру и вывода из нее длинномерных объектов таких, как ленты и другого металлопроката.

Следует также отметить, что разработка герметизирующих узлов для ввода в вакуумную камеру и вывода из нее длинномерных объектов является сложной самостоятельной технической задачей, решение которой направлено на выбор высококачественных дорогих материалов и методов их сохранения при длительной эксплуатации.

Раскрытие изобретения

Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей способа и обеспечение ввода в вакуумную камеру и вывода из нее длинномерных объектов, повышение производительности их обработки и существенного увеличения межремонтных сроков эксплуатации герметизирующих узлов, основанных на этом способе обработки длинномерных изделий. Поставленная задача решается тем, что способ транспортировки длинномерных объектов через вакуумную камеру, включает транспортировку длинномерного объекта через входной герметизирующий узел, вакуумную камеру и выходной герметизирующий узел из вакуумной камеры. От прототипа изобретение отличается тем, что монолитный герметизирующий материал по мере его израсходования подают во входной и выходной герметизирующие узлы под давлением, обеспечивающим герметичную транспортировку длинномерного объекта через вакуумную камеру. Отработанный герметизирующий материал удаляют с поверхности длинномерного объекта, из вакуумной камеры, из полости за входным герметизирующим узлом и из полости перед выходным герметизирующим узлом, и по мере расходования герметизирующий материал пополняют.

Герметизирующий материал предварительно измельчают до размера, превышающий размер зазора между транспортируемыми через вакуумную камеру

длинномерным объектом и корпусом герметизирующего узла.

Перед подачей в корпусы герметизирующих узлов твердость герметизирующего материала повышают.

Перед герметизирующими узлами на обрабатываемый длинномерный объект наносят смазку.

Отработанный герметизирующий материал после восстановления используют многократно.

Устройство для транспортировки длинномерных объектов через вакуумную камеру содержит вакуумную камеру, размещенные в ней устройства для обработки длинномерных объектов, входной и выходной герметизирующие узлы, систему транспортирования объектов. От прототипа изобретение отличается тем, что оно дополнительно снабжено механизмами подачи герметизирующего монолитного материала в герметизирующие узлы под давлением, обеспечивающие герметичную транспортировку длинномерного объекта через герметизирующие узлы и вакуумную камеру. Также изобретение содержит устройство для удаления отработанного герметизирующего материала с поверхности длинномерного объекта, из вакуумной камеры, после входного герметизирующего узла и перед выходным герметизирующим узлом, если использовано последовательно несколько их на входе и выходе вакуумной камеры.

Для обеспечения высокой надежности и ресурса работы устройства для вакуумно-дуговой обработки длинномерных изделий на входе и выходе устанавливают несколько герметизирующих узлов последовательно. При этом полости между герметизирующими узлами вакуумируются, а изношенный герметизирующий материал постоянно в ходе работы извлекается из полостей между герметизирующими узлами, удаляется с поверхности обрабатываемого изделия и удаляется из

вакуумной камеры. В зависимости от его свойств он может использоваться многократно.

Герметизирующий материал может быть монолитным (шнур, пластина и т.п.), в виде измельченных кусков или волокон, в первоначально газообразном или жидком состоянии, но перед подачей в корпус герметизирующего узла его отвердевают (Физический энциклопедический словарь, M. научное издательство «Бoлыпaя

Российская энциклопедия)), 1995, с. 506, т.е. повышают его твердость за счет охлаждения, полимеризации, вулканизации, добавленная ингредиентов и т.п., это делается в устройстве для повышения твердости герметизирующего материала.

Варианты осуществления изобретения

Изобретение иллюстрируется фигурами, на которых представлены структурные схемы устройств, реализующих предлагаемый способ ввода длинномерных объектов в вакуумную камеру: на Фиг. 1 представлена схема герметизирующего входного

(выходной аналогичен) узла в вакуумную камеру при подаче монолитного герметизирующего материала (продольный разрез), на

Фиг.2 - та же схема герметизирующего узла (поперечный разрез B-B). На Фиг. 3 изображена схема герметизирующих узлов при подаче с измельченным герметизирующим материалом (продольный разрез), на

Фиг. 4 - та же схема в поперечном сечении B-B. На Фиг. 5 изображена схема герметизирующего узла, в котором герметизирующий материал может подаваться в пластическом, жидком или газообразном состоянии (продольный разрез), а на Фиг. 6 изображена та же схема в поперечном сечении B-B.

На фигурах введены следующие обозначения: 1. Корпус герметизирующего узла.

2. Расходный герметизирующий материал.

3. Механизм подачи герметизирующего материала.

4. Устройство для повышения твердости герметизирующего материала. 5. Вакуумная камера.

6. Обрабатываемое изделие (проволока, лента и т.п.)

7. Устройство для сбора изношенного герметизирующего материала.

8. Отработанный герметизирующий материал.

9. Устройство удаления герметизирующего материала с обрабатываемого изделия.

10. Шлюз удаления отработанного герметизирующего материала из вакуумной камеры.

1 1. Заправочный бункер для измельченного герметизирующего материала. 12. Узел нанесения смазки на изделие.

13. Механизм измельчения герметизирующего материала.

А - зазор между изделием и корпусом герметизирующего узла. С - подача герметизирующего материала в вязком, жидком, газообразном состоянии. Обрабатываемое изделие 6 подается в вакуумную камеру 5 через два (может быть один или больше) входных герметизирующих узла, имеющих корпус 1. Герметизирующий материал 2 вступает в соприкосновение с изделием 6 с помощью механизма подачи 3. Герметизирующий материал 2, обладая упругостью и эластичностью под давлением перекрывает зазор А между корпусом герметизирующего узла и поступающим (выходящим) в вакуумную камеру (из вакуумной камеры) обрабатываемым изделием 6, герметизируя зазор А, тем самым препятствует поступлению атмосферного воздуха в вакуумную камеру 5.

В процессе работы герметизирующий материал 2 расходуется и за счет движения изделия перемещается в устройство для сбора отработанного герметизирующего материала 7, а в вакуумной камере 5 отработанный герметизирующий материал удаляется с изделия 6 посредством устройства 9 и удаляется из вакуумной камеры через шлюз 10. Для уменьшения износа герметизирующего материала перед герметизирующим узлом установлен узел нанесения смазки 12.

По мере израсходования герметизирующего материала 2 он дополнительно подается в герметизирующий узел 1 механизмом 3. Если герметизирующий материал выполнен в виде пластин или шнуров, то по мере их износа к ним крепят новые куски герметизирующего материала.

По мере расхода измельченного герметизирующего материала его подают в заправочные бункеры 11 механизмом подачи 3.

Для того, чтобы пластический, жидкий или газообразный герметизирующий материал выполнил герметизирующие функции его пропускают через устройство для повышения твердости герметизирующего вещества 4.

На экспериментальных установках АОЗТ «Kлacтep» (г. Санкт- Петербург) подтверждена возможность и эффективность предлагаемого способа транспортировки длинномерных объектов через вакуумную камеру и устройства для его осуществления. Прошли испытания два устройства, одно из них предназначено для транспортировки через вакуумную камеру стальной катанки диаметром 6,5 мм, а другое для транспортировки через вакуумную камеру стальной ленты сечением 200x2,5 мм. Оба устройства выполнены по схеме, представленной на Фиг. 1. В качестве герметизирующего материала использована масло- бензостойкая резина в виде шнура диаметром 20 мм для катанки и этого же шнура и пластинчатой масло-бензостойкой резины сечением

200x20 мм. На входе в вакуумную камеру проволока и стальная лента перед герметизирующими узлами смазывалась вакуумным маслом. Испытания подтвердили высокую эффективность предложенного способа транспортировки длинномерных объектов через вакуумную камеру и устройства для его осуществления. В вакуумной камере поддерживался вакуум 5,0 Па в течение 8 часов при непрерывной работе откачных систем (например, вакуумный насос и бустерный насос). Было обработано 3,3 тонны катанки и 4,9 тонны стальной ленты, при этом износ герметизирующего материала составил не более 100 грамм. Таким образом, предлагаемый способ и устройство по сравнению с прототипами и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает расширение технологических возможностей. Это достигается путем транспортировки через вакуумную камеру не только проволоки, но и других длинномерных объектов. Кроме того, предлагаемые технические решения обеспечивают повышение производительности обработки длинномерных объектов и существенное увеличение межремонтных сроков эксплуатации герметизирующих узлов.