全金屬密封高真空閘閥的製作方法

2023-04-25 14:40:21

專利名稱：全金屬密封高真空閘閥的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於加速器技術領域，具體涉及一種全金屬密封高真空閘閥。
背景技術：
電子槍是電子加速器中的核心部件，用於提供電子束流，該電子束流是由電子槍 的陰極發射出來的。陰極暴露在空氣中會發生陰極中毒，嚴重影響電子槍的發射能力和壽 命，因此需要嚴格隔絕空氣。在強流短脈衝電子直線加速器的研究中，電子槍口部設計需要高真空閘閥。它的 作用是保護電子槍陰極不因暴露大氣而中毒，並且在不破壞加速管及後部傳輸管道真空的 情況下可進行電子槍的更換。電子束傳輸、聚焦和加速要求閥門直通束流，閥體有效厚度盡 量薄，以減少對束流聚焦的影響，閥門材料放氣小，避免有機物質對電子槍陰極汙染，閥門 洩漏率小於10_9託 升/秒。採用非磁性材料結構。目前國內的閘閥的主密封結構都是使用橡膠密封的。但是因為有機物會造成電子 槍陰極汙染問題，而且不能進行烘烤，所以在電子直線加速器的研製中需要研製新的閘閥 結構以克服上述缺點。

實用新型內容(一)實用新型目的為解決上述現有技術中存在的問題，本實用新型的目的是提供一種新的全金屬主 密封結構，使該閘閥可用於加速器電子槍口部等對清潔真空要求非常高的部位。( 二 )技術方案為達到上述目的，本實用新型的技術方案以如下方式實現一種全金屬密封高真空閘閥，閥體和前閥體焊接成一體；前閥體內設置閥架，閥架 下部安裝有閥板固定架，閥板固定在閥板固定架上，閥板上設置主密封面；絲杆前端與閥架 通過螺釘固定安裝，絲杆後端與螺母相配合，通過旋轉手輪操控絲杆。所述閥體內前端設置定位塊；所述閥架上設有斜槽，斜槽內設置壓緊滾珠，通過絲 杆向前推進閥架時，壓緊滾珠在定位塊的作用下沿斜槽向下推動閥板固定架向下運動從而 使主密封面與閥體接觸並壓緊。 所述主密封面的外側設置無氧銅刀口。所述無氧銅刀口嵌銦。在所述閥體前端設置前擋板。在所述閥架與閥板固定架之間設置第一彈簧。所述手輪上設置旋轉刻度盤。(三)有益效果在本實用新型提供的技術方案使用全金屬的閘閥結構，克服了以往閘閥不能進行 烘烤及主密封材料放氣的缺點，可用於加速器電子槍口部等對清潔真空要求非常高的部位，並具有如下優點1)閘閥可直接通過束流；2)結構緊湊、簡單，傳動可靠，無振動，使用壽命較長；3)主密封採用新的結構，製作簡便，壓緊力小，洩漏率低，密封重複性好；4)閘閥操作、使用、維護均很簡單，閥體內零件拆換方便；5)閘閥大部分採用ICrlSNiOTi不鏽鋼材料，對加速器磁場聚焦影響小。

附圖是本實用新型提供的全金屬密封高真空閘閥的結構示意圖，其中1前擋板、2 壓緊滾珠、3閥架、4前閥體、5無氧銅刀口、6第一彈簧、7第二彈簧、8方法蘭、9軸瓦、10手 輪、11法蘭、12軸承滾珠、13壓蓋、14矩形鍵、15螺母、16絲杆、17閥板、18閥板固定架、19 閥體、20主密封面，定位塊21。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的較佳實施例做進一步說明。在閘閥設計中，主要的問題即是金屬主密封的設計，因金屬主密封必須要密封力 較小、密封壽命長、洩漏率低的要求，為此，本實施例提供一種全金屬密封高真空閘閥，如附 圖所示，閥體19和前閥體4焊接成一體；前閥體4內設置閥架3，閥架3下部安裝有閥板固 定架18，閥板17固定在閥板固定架18上，閥板17上設置主密封面20 ；絲杆16前端與閥架 3通過螺釘固定安裝，絲杆16後端與螺母15相配合，通過旋轉手輪10操控絲杆16。所述閥體19內前端設置定位塊21 ；所述閥架3上設有斜槽，斜槽內設置壓緊滾珠 2，通過絲杆16向前推進閥架3時，壓緊滾珠2在定位塊21的作用下沿斜槽向下推動閥板 固定架18向下運動從而使主密封面20與閥體19接觸並壓緊。所述主密封面20加工後研磨至▽ 9的光潔度，並且其外側設置無氧銅刀口 5。所述無氧銅刀口嵌銦。在所述閥體19前端設置前擋板1。在所述閥架3與閥板固定架18之間設置第一彈簧6。所述手輪10上設置旋轉刻度盤。具體包括閥體結構、傳動機構、閥架結構和手輪。為了保證密封精度，閥體採用分段加工、焊後修正，連接法蘭採用銀絲密封，具有 互換性。閥體材料採用lCrl8Ni9Ti。使用時，通過手輪10轉螺母15推動絲杆16，使閥架3在閥體19和前閥體4中移 動，閥板固定架18跟著移動。當閥板固定架18接觸定位塊21時，閥架3繼續向前推動，而 斜槽中的壓緊滾珠2則由定位塊21阻擋、並沿斜面推動閥板固定架18作垂直運動，使主密 封面20與閥體19接觸，進而逐漸壓緊，達到密封。閘閥開啟時，通過手輪10轉動螺母15， 拉動閥架3向後移動，主密封面20在閥架3與閥板固定架18之間的第一彈簧6作用下離 開閥體19，閥板固定架18隨閥架3水平方向移動，從而使整個閘閥打開。閘閥實用中，合理開和關可明顯提高使用壽命，故在手輪10上配製一個旋轉刻度 盤，指示密封處位置，以免盲目加力，從而得到合理的密封。[0036]全金屬密封高真空閘閥製成後，對閘閥進行了壓緊力實驗、焊縫的檢漏，洩漏率的 測定、主密封壽命實驗以及反覆伸縮波紋管等實驗。實驗表明本實施例所提供的全金屬密 封高真空閘閥，其焊接部分洩漏率小於10,託 升/秒，主密封面在300次以上密封試驗 中，用ZHP-4G型超高靈敏度氦質譜儀(靈敏度為10_12託 升/秒)測漏率，其洩漏率為 10_9 10_1(1託 升/秒。實驗證明這種複合密封對位置重合性良好。這主要取決於銦的膠 合作用，使密封面上細微刻痕得到銦的填補。間閥傳動機構在重的載荷力下具有足夠強度 和剛度。在實際使用中，閘閥安裝於電子槍出口處，當其一端為大氣時，仍能使電子槍內真 空度保持在3X 10_7託以上，與該端為高真空時相比，壓強變化僅為2 3X 10_8託。閘閥在 一端為大氣另一端處於真空的情況下，開啟自如。以上內容是結合優選的實施例對本實用新型所做的具體說明，不能認定本實用新 型的具體實施方式
僅限於這些說明。對本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演和變換，都應當視為屬於本實 用新型的保護範圍。
權利要求1.一種全金屬密封高真空閘閥，閥體(19)和前閥體(4)焊接成一體；前閥體(4)內設 置閥架(3)，其特徵在於閥架(3)下部安裝有閥板固定架(18)，閥板(17)固定在閥板固定 架(18)上，閥板(17)上設置主密封面(20)；絲杆(16)前端與閥架(3)通過螺釘固定安裝， 絲杆(16)後端與螺母(15)相配合，通過旋轉手輪(10)操控絲杆(16)。
2.根據權利要求1所述的全金屬密封高真空閘閥，其特徵在於所述閥體(19)內前端 設置定位塊(21)；所述閥架(3)上設有斜槽，斜槽內設置壓緊滾珠(2)，通過絲杆(16)向前 推進閥架(3)時，壓緊滾珠(2)在定位塊(21)的作用下沿斜槽向下推動閥板固定架(18)向 下運動從而使主密封面(20)與閥體(19)接觸並壓緊。
3.根據權利要求2所述的全金屬密封高真空閘閥，其特徵在於所述主密封面(20)的 外側設置無氧銅刀口(5)。
4.根據權利要求3所述的全金屬密封高真空閘閥，其特徵在於所述無氧銅刀口嵌銦。
5.根據權利要求4所述的全金屬密封高真空閘閥，其特徵在於在所述閥體(19)前端 設置前擋板(1)。
6.根據權利要求5所述的全金屬密封高真空閘閥，其特徵在於在所述閥架(3)與閥板 固定架(18)之間設置第一彈簧(6)。
7.根據權利要求1至6之任一項所述的全金屬密封高真空間閥，其特徵在於所述手 輪(10)上設置旋轉刻度盤。
專利摘要本實用新型屬於加速器技術領域，具體涉及一種全金屬密封高真空閘閥，閥體和前閥體焊接成一體；前閥體內設置閥架，閥架下部安裝有閥板固定架，閥板固定在閥板固定架上，閥板上設置主密封面；絲杆前端與閥架通過螺釘固定安裝，絲杆後端與螺母相配合，通過旋轉手輪操控絲杆。所述閥體內前端設置定位塊；所述閥架上設有斜槽，斜槽內設置壓緊滾珠，通過絲杆向前推進閥架時，壓緊滾珠在定位塊的作用下沿斜槽向下推動閥板固定架向下運動從而使主密封面與閥體接觸並壓緊。所述主密封面的外側設置無氧銅刀口嵌銦。在本實用新型提供的技術方案使用全金屬的閘閥結構具有結構緊湊、簡單，傳動可靠，無振動，使用壽命較長、密封性好、洩漏率低等優點。
文檔編號F16K3/18GK201916518SQ20102070016
公開日2011年8月3日 申請日期2010年12月30日 優先權日2010年12月30日
發明者尹蒙, 崔宗渭, 韓廣文, 黃駿 申請人:中國原子能科學研究院