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真空閥門(mén)設計原則一般應有以下幾點(diǎn):
①閥門(mén)的密封性能要好,不但閥板封閉處漏氣速率要小,而且閥體的漏氣速率要??;
②閥門(mén)密封部件耐磨性要好,特別是閥座與閥板密封部件要能反復使用,壽命長(cháng);
③閥門(mén)的通導能力要大;
④閥門(mén)材料應具有低飽和蒸汽壓、高耐蝕能力和高化學(xué)穩定性;
⑤超高真空閥門(mén)應耐烘烤,烘烤溫度一般不低于 150°C,zui高 450°C;
⑥閥門(mén)結構要簡(jiǎn)單,造型美觀(guān)大方,開(kāi)關(guān)輕便、 靈活,開(kāi)關(guān)狀態(tài)應有標識,大型閥門(mén)應有起吊裝置, 操作方便,維修容易;
⑦閥門(mén)零部件加工工藝性要好,表面處理工藝*,閥門(mén)連接法蘭應符合真空法蘭國家標準要求。玻璃真空活塞是利用閥瓣和閥孔接觸表面緊密貼合實(shí)現密封,這就要求對接觸表面進(jìn)行研磨,并涂敷真空油錯。玻璃真空活塞工作壓力在10—2 Pa或更低一些,多用于真空校準系統及玻璃真空系統中。但由于玻璃的氣密性表征真空閥的密封狀態(tài)。漏氣越少氣密性越好。漏氣速率表示在單位時(shí)間內,所有通過(guò)不同渠道漏入真空閥的氣體量,單位為Pa*L/s。當真空閥門(mén)的漏量小于規定的允許漏量時(shí),氣密性達到要求, 通常稱(chēng)為沒(méi)有漏氣,實(shí)際上不漏的閥門(mén)是不存在的。真空閥門(mén)各部位允許漏量視閥門(mén)對真空度的要求不同而不同。脆性及活塞磨口處涂有一層油脂,限制了它的使用范圍, —般尺寸較小。國產(chǎn)玻璃真空活塞系列產(chǎn)品公稱(chēng)尺寸為 DN2?20,有直角、二通和三路直角通等類(lèi)型。
(2)橡膠密封圈密封
真空閥門(mén)的橡膠墊密封結構有6種(圖22-11), 圖22-11 (a)?(d)所示的結構用于較大口徑的真空 閥。圖22-11 (a)所示的結構必須在閥座上加工密封 槽。為便于加工此槽,必須把閥座和閥體分成兩部 分,成為可拆卸的結構,這樣在結構上又增加了一道密封。所以絕大多數的閥門(mén)都是在閥瓣上開(kāi)密封槽 [圖 22-11 (b)、(c)、(d)]。圖 22-11 (b)所示的結構需要加工燕尾,較麻煩,圖22-11 (c)所示的結構 需加一個(gè)壓板。圖22-11 (d)所示的結構集中了圖 22-11 (b)和圖22-11 (c)所示的結構的缺點(diǎn),不宜 采用。圖22-11 (e)所示結構簡(jiǎn)單,密封可靠,是一 種較好的形式。
需要指出的是,在確定閥瓣結構時(shí),要注意兩點(diǎn)。一是密封圈要固定牢,長(cháng)期啟閉不脫落;二是閥桿與閥瓣不要使用剛性連接,特別是口徑大的閥門(mén), 閥桿與閥瓣之間一定要采用活動(dòng)連接,否則由于受力不均勻,保證不了閥口的氣密封性。國內真空閥門(mén)的金屬密封墊如圖22-12所示。圖 22-12 (a)所示是針閥,閥芯材料一般是淬火鋼,閥座用錫或銅等軟金屬制成。閥芯錐度為1 : 50或6°錐 角。閥芯表面要經(jīng)過(guò)精細研磨,以使錐面緊密配合, 針閥主要用來(lái)調節氣流量,針形閥桿能實(shí)現氣流量連續細微的調節。圖22-12 (b)?(e)所示是超高真空密封結構,一般閥瓣由無(wú)氧高異銅軟金屬制成,而閥 座由不銹鋼等硬金屬制成刀口形。閥瓣被壓時(shí),刀口楔入閥瓣軟金屬,靠軟金屬塑性變形使密封面緊密貼合達到密封。為了保證密封性,閥門(mén)每次關(guān)閉時(shí),都必須使刀痕很好重合,刀尖倒角及定位裝置就是保證刀痕重合的措施之一,一般采用刀尖圓角半徑為0.1_ 或0. 2mm。刀口形狀對閥門(mén)性能也有影響,直角形刀口所需轉矩稍大一些,如表22-1所示。 鋁墊壓在光滑的不誘鋼座上不會(huì )產(chǎn)生壓痕,因而壓緊位置不重合也沒(méi)有系,同時(shí)凸起受壓后靠基體本身變形來(lái)閉鎖。缺點(diǎn)是不適于閥蓋本身關(guān)閉烘烤,因在高溫下墊圈本身會(huì )產(chǎn)生滑移。圖22-13 (c)所示是不 銹鋼平座與升角1.5°?2. 5°的銅墊和鋁墊相結合,其優(yōu)點(diǎn)是對壓緊位置的重合性要求不高。缺點(diǎn)是不能壓得過(guò)緊,否則密封面積隨壓力急增。開(kāi)啟烘烤溫度可達400°C。圖22-13 (d)所示是采用不銹鋼平座與不銹鋼凸緣結合。凸緣表面鍍金或銀,就像在接觸表面 之間加入一個(gè)薄的軟墊圈,鍍層厚度應能阻止軟金屬從界面中擠出,因而能產(chǎn)生大大超過(guò)鍍層屈服極限的界面壓力。凸緣頂部圓角半徑很小,使密封面寬度限制在0.254?0.304mm之內,可減小密封力和維持密封力恒定。在閥蓋開(kāi)啟或關(guān)閉狀態(tài)下都可進(jìn)行烤。 但是這種密封配合表面精度要求較高,如果表面有了淺的凹痕,對位置重合要求就更高,否則會(huì )產(chǎn)生微漏。
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