可抽真空的自紧密封阀门的制作方法

本发明涉及真空设备及承压设备，气体输送系统中的控制部件，具体为一种可抽真空的自紧密封阀门，适用于高纯气体注入场合。

背景技术：

真空阀门是真空系统中必不可少的气体控制部件，要求有较高的气密性，不污染工作介质，并且对气流的阻力要尽量小；高压阀门则要求能承受额定的工作压力，并避免各种形式的泄漏。有些场合需要先对容器或管道抽真空而后注入高纯气体，这就需要阀门同时具有真空密封及高压密封的功能。

目前市场上已经有较多系列化的既有真空密封又有高压密封功能的阀门，这些阀门尺寸虽然较小但流导也很小，对抽真空很不利，或者流导较大但重量也很大，或者流导大重量轻但不能承受高压。有些要求苛刻的场合就无法采用现有的阀门。

在无中微子双贝塔衰变粒子探测器中，工作介质极其昂贵，纯度要求0.999995，工作压力1Mpa。所以对阀门的要求是密封良好，漏率低于1E-4Pa·L/s；具有较大流导以尽可能的消除空气对工作介质纯度的影响；能够承受1MPa的工作压力。同时探测器对本底放射性的要求极为苛刻，一般的阀门材料比如不锈钢、镍基合金由于放射性较高而不能使用，最好选用放射性极低的无氧铜，而无氧铜的强度较小。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术问题，本发明提出一种流导大、额定工作压力高、结构紧凑的自紧密封阀门，可通过此阀门抽真空，大部分阀门零件可在抽真空完毕后拆除。

本发明的技术解决方案如下：

一种可抽真空的自紧密封阀门，包括中心具有螺纹孔的密封法兰、承压法兰、第一密封圈、四通接头、第二密封圈、连接杆、真空线性联轴器；

所述连接杆的一端通过所述螺纹孔与所述密封法兰相连，另一端与所述真空线性联轴器的一端相连；

所述四通接头的一端设有第一连接法兰，所述承压法兰通过第一连接法兰与四通接头相连，所述第二密封圈设置在所述承压法兰与第一连接法兰之间；

所述密封法兰和承压法兰凹凸配对，两法兰的密封面互相平行，所述第一密封圈放置在密封法兰的密封槽内；

调节所述真空线性联轴器，使连接杆驱动所述密封法兰靠近或远离所述承压法兰。

所述四通接头的另外三端分别设有第二连接法兰、第三连接法兰和第四连接法兰。

密封法兰及承压法兰的材料可与工作容器一致，或者其他可允许的结构材料，密封法兰或者承压法兰的密封槽需要能固定密封圈，例如燕尾槽型密封槽，以避免在阀门使用过程中密封圈意外脱落。

所述四通接头、第二密封圈、连接杆、真空线性联轴器是可拆卸的。

本发明的原理如下：

所述的承压法兰一端与工作容器气密连接，并能在工作容器的设计压力下保证密封性能，也可以是承压容器的一部分，所述的密封法兰与承压法兰凹凸配对，在压紧时能自动对准，与所述的密封圈一起获得设计压力及真空两种工况的密封性能。

在抽真空时，所述的直线真空联轴器通过连接杆驱动所述的密封法兰与承压法兰分离，作为抽真空时的气体通路，工作容器达到规定的真空度时，调节直线联轴器带动密封法兰靠近承压法兰并压紧，使密封圈产生形变获得初始密封能力。在工作容器注入工作介质后，密封法兰与承压法兰进一步靠近并进一步压缩密封圈，密封法兰受到的压力大部分传递到承压法兰而不致压溃密封圈，并且密封法兰不需要额外的受力结构，从而简化了设计。密封法兰与承压法兰的设计、制造公差需要严格控制，以保证装配精度，从而获得可靠的密封性能并保护密封圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：极大减小了阀门的尺寸，有助于设备的小型化；所用材料的选择范围广泛，可使用不同场合的特殊需求。

附图说明

图1为本发明可抽真空的自紧密封阀门的结构示意图；

图2为本发明可抽真空的自紧密封阀门在抽真空时的工作原理图；

图3为本发明可抽真空的自紧密封阀门的部分拆分图；

图4为本发明可抽真空的自紧密封阀门的工作状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但本发明可以由权利要求限定和覆盖多种不同方式实施。

请先参阅图1，图1为本发明可抽真空的自紧密封阀门的结构示意图，如图所示，包括密封法兰1，承压法兰2，第一密封圈3，四通接头5，其四端分别连接有第一连接法兰4、第二连接法兰6、第三连接法兰9和第四连接法兰11，第一螺钉13把第一法兰4固定到承压法兰2，承压法兰2与法兰4之间设有第二密封圈7，密封法兰1中心有螺纹孔，与连接杆8的螺纹连接，真空线性联轴器10上的连接杆通过第一螺钉12与连接杆8连接，在密封法兰1与承压法兰处于密闭状态时，第一螺钉12可通过第二法兰6中心孔拧紧或者拆卸，真空线性联轴器10可带动密封法兰1、连接杆8左右运动，第三法兰9与真空泵连接，第二法兰6在抽真空时可由盲板密封或者接真空计。

在承压法兰2内部设备安装完毕及做好其他准备工作后，按图1连接零件及管路，真空线性联轴器10向左调节，则密封法兰1与第一密封圈3远离承压法兰2直至最大距离，此时承压法兰2与工作压力容器空间上是相通的，阀门系统有较大流导，利于抽真空，如所图2所示。

经过一段时间的抽真空作业并且或者规定的真空度后，关闭真空泵，真空线性联轴器10向右调节，带动密封法兰1靠近承压法兰2，直至压紧密封圈3，恢复到图1所示状态。其中第一密封圈3安装在密封法兰1的燕尾形密封槽内，密封法兰1靠近承压法兰2是同轴的，其密封面平行。此时阀门获得初步的密封，然后向承压法兰2内注入少量气体，同时密切注意真空计读数，如果真空计无明显变化，则表明阀门获得密封能力。然后缓慢向承压法兰2内注入气体，同时反复向右调节真空线性联轴器10，确保密封法兰1靠近承压法兰2压紧第一密封圈3，直至容器内达额定压力。

至此，可以拆卸与第二法兰6、第三法兰9连接的设备或者部件，再取下第一螺钉12、第二螺钉13就可以把四通接头5、第二密封圈7、真空线性联轴器10拆除，如所图3示，最后仔细拆下连接杆8，如所图4示，即可开始后续工作。

本发明可以适用于不同的高纯气体，适用范围大，结构简单，无油无污染。对于腐蚀性气体，密封法兰，承压法兰、第一密封圈需要选择耐蚀材料。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。