可抽真空的自緊密封閥門的制作方法

本發明涉及真空設備及承壓設備，氣體輸送系統中的控制部件，具體為一種可抽真空的自緊密封閥門，適用于高純氣體注入場合。

背景技術：

真空閥門是真空系統中必不可少的氣體控制部件，要求有較高的氣密性，不污染工作介質，并且對氣流的阻力要盡量小；高壓閥門則要求能承受額定的工作壓力，并避免各種形式的泄漏。有些場合需要先對容器或管道抽真空而后注入高純氣體，這就需要閥門同時具有真空密封及高壓密封的功能。

目前市場上已經有較多系列化的既有真空密封又有高壓密封功能的閥門，這些閥門尺寸雖然較小但流導也很小，對抽真空很不利，或者流導較大但重量也很大，或者流導大重量輕但不能承受高壓。有些要求苛刻的場合就無法采用現有的閥門。

在無中微子雙貝塔衰變粒子探測器中，工作介質極其昂貴，純度要求0.999995，工作壓力1Mpa。所以對閥門的要求是密封良好，漏率低于1E-4Pa·L/s；具有較大流導以盡可能的消除空氣對工作介質純度的影響；能夠承受1MPa的工作壓力。同時探測器對本底放射性的要求極為苛刻，一般的閥門材料比如不銹鋼、鎳基合金由于放射性較高而不能使用，最好選用放射性極低的無氧銅，而無氧銅的強度較小。

技術實現要素：

為了解決上述現有技術問題，本發明提出一種流導大、額定工作壓力高、結構緊湊的自緊密封閥門，可通過此閥門抽真空，大部分閥門零件可在抽真空完畢后拆除。

本發明的技術解決方案如下：

一種可抽真空的自緊密封閥門，包括中心具有螺紋孔的密封法蘭、承壓法蘭、第一密封圈、四通接頭、第二密封圈、連接桿、真空線性聯軸器；

所述連接桿的一端通過所述螺紋孔與所述密封法蘭相連，另一端與所述真空線性聯軸器的一端相連；

所述四通接頭的一端設有第一連接法蘭，所述承壓法蘭通過第一連接法蘭與四通接頭相連，所述第二密封圈設置在所述承壓法蘭與第一連接法蘭之間；

所述密封法蘭和承壓法蘭凹凸配對，兩法蘭的密封面互相平行，所述第一密封圈放置在密封法蘭的密封槽內；

調節所述真空線性聯軸器，使連接桿驅動所述密封法蘭靠近或遠離所述承壓法蘭。

所述四通接頭的另外三端分別設有第二連接法蘭、第三連接法蘭和第四連接法蘭。

密封法蘭及承壓法蘭的材料可與工作容器一致，或者其他可允許的結構材料，密封法蘭或者承壓法蘭的密封槽需要能固定密封圈，例如燕尾槽型密封槽，以避免在閥門使用過程中密封圈意外脫落。

所述四通接頭、第二密封圈、連接桿、真空線性聯軸器是可拆卸的。

本發明的原理如下：

所述的承壓法蘭一端與工作容器氣密連接，并能在工作容器的設計壓力下保證密封性能，也可以是承壓容器的一部分，所述的密封法蘭與承壓法蘭凹凸配對，在壓緊時能自動對準，與所述的密封圈一起獲得設計壓力及真空兩種工況的密封性能。

在抽真空時，所述的直線真空聯軸器通過連接桿驅動所述的密封法蘭與承壓法蘭分離，作為抽真空時的氣體通路，工作容器達到規定的真空度時，調節直線聯軸器帶動密封法蘭靠近承壓法蘭并壓緊，使密封圈產生形變獲得初始密封能力。在工作容器注入工作介質后，密封法蘭與承壓法蘭進一步靠近并進一步壓縮密封圈，密封法蘭受到的壓力大部分傳遞到承壓法蘭而不致壓潰密封圈，并且密封法蘭不需要額外的受力結構，從而簡化了設計。密封法蘭與承壓法蘭的設計、制造公差需要嚴格控制，以保證裝配精度，從而獲得可靠的密封性能并保護密封圈。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：極大減小了閥門的尺寸，有助于設備的小型化；所用材料的選擇范圍廣泛，可使用不同場合的特殊需求。

附圖說明

圖1為本發明可抽真空的自緊密封閥門的結構示意圖；

圖2為本發明可抽真空的自緊密封閥門在抽真空時的工作原理圖；

圖3為本發明可抽真空的自緊密封閥門的部分拆分圖；

圖4為本發明可抽真空的自緊密封閥門的工作狀態示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但本發明可以由權利要求限定和覆蓋多種不同方式實施。

請先參閱圖1，圖1為本發明可抽真空的自緊密封閥門的結構示意圖，如圖所示，包括密封法蘭1，承壓法蘭2，第一密封圈3，四通接頭5，其四端分別連接有第一連接法蘭4、第二連接法蘭6、第三連接法蘭9和第四連接法蘭11，第一螺釘13把第一法蘭4固定到承壓法蘭2，承壓法蘭2與法蘭4之間設有第二密封圈7，密封法蘭1中心有螺紋孔，與連接桿8的螺紋連接，真空線性聯軸器10上的連接桿通過第一螺釘12與連接桿8連接，在密封法蘭1與承壓法蘭處于密閉狀態時，第一螺釘12可通過第二法蘭6中心孔擰緊或者拆卸，真空線性聯軸器10可帶動密封法蘭1、連接桿8左右運動，第三法蘭9與真空泵連接，第二法蘭6在抽真空時可由盲板密封或者接真空計。

在承壓法蘭2內部設備安裝完畢及做好其他準備工作后，按圖1連接零件及管路，真空線性聯軸器10向左調節，則密封法蘭1與第一密封圈3遠離承壓法蘭2直至最大距離，此時承壓法蘭2與工作壓力容器空間上是相通的，閥門系統有較大流導，利于抽真空，如所圖2所示。

經過一段時間的抽真空作業并且或者規定的真空度后，關閉真空泵，真空線性聯軸器10向右調節，帶動密封法蘭1靠近承壓法蘭2，直至壓緊密封圈3，恢復到圖1所示狀態。其中第一密封圈3安裝在密封法蘭1的燕尾形密封槽內，密封法蘭1靠近承壓法蘭2是同軸的，其密封面平行。此時閥門獲得初步的密封，然后向承壓法蘭2內注入少量氣體，同時密切注意真空計讀數，如果真空計無明顯變化，則表明閥門獲得密封能力。然后緩慢向承壓法蘭2內注入氣體，同時反復向右調節真空線性聯軸器10，確保密封法蘭1靠近承壓法蘭2壓緊第一密封圈3，直至容器內達額定壓力。

至此，可以拆卸與第二法蘭6、第三法蘭9連接的設備或者部件，再取下第一螺釘12、第二螺釘13就可以把四通接頭5、第二密封圈7、真空線性聯軸器10拆除，如所圖3示，最后仔細拆下連接桿8，如所圖4示，即可開始后續工作。

本發明可以適用于不同的高純氣體，適用范圍大，結構簡單，無油無污染。對于腐蝕性氣體，密封法蘭，承壓法蘭、第一密封圈需要選擇耐蝕材料。

最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。