采用可控气体保护高真空动密封的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于高真空设备动密封技术领域，具体涉及一种采用可控气体保护高真空动密封的方法与装置。本发明专利技术提出一种采用可控气体保护高真空动密封的装置，包括控压保护装置；所述控压保护装置包括弹性件和气体压力控制装置；所述弹性件内设有腔室；所述压力控制器与弹性件的腔室相连通；所述气体压力控制装置通过对腔室补充气体或排出气体来控制弹性件的腔室的压力。本发明专利技术一种采用可控气体保护高真空动密封的方法与装置，用以解决因高真空动密封的细微泄露导致真空腔室内氧含量升高的问题，避免了高真空设备在熔炼、铸造等工艺环节中因动密封泄露问题导致氧的引入进而影响材料性能的问题。

【技术实现步骤摘要】
采用可控气体保护高真空动密封的方法与装置
本专利技术属于高真空设备动密封
，具体涉及一种采用可控气体保护高真空动密封的方法与装置。
技术介绍
相对而言，在高真空设备中实现真空静密封比较容易，实现真空动密封比较困难，保证动密封不泄露异常困难。各类动密封装置在高真空设备上应用广泛，与发达国家相比，受动密封设计和机械加工水平的影响，国内制造的一些高真空设备的动密封件或装置极易频繁出现漏气现象，严重影响了设备的正常使用。为避免氧的不利影响，一些先进材料的熔炼、铸造均需在预抽真空度不低于3×10-3Pa的真空设备中进行，但由于动密封泄露引入氧，从而对材料性能产生不利影响。以国内通用的某型真空非自耗熔炼、铸造一体炉为例，在分子泵满转后，可在25min内将炉腔内的真空度降至3×10-3Pa，为保证电极顺利起弧，需向炉腔内充入0.5atm左右的高纯氩气，在充氩气前，需要关闭闸板阀以彻底切断分子泵与炉腔的连接。实验发现，一旦彻底关闭闸板阀，腔室内的真空度马上降至2×10-2Pa，经分析确认了导致腔室真空度急剧下降的原因是设备上应用的两个动密封装置-----电极升降装置和用于翻转铸锭的机械手均存在一定程度的细微漏气。为保证合金铸锭的均匀性，一般要将合金锭反复熔炼5次左右，再进行重熔、吸铸后获得样品。如图1所示，因设备腔室始终处在负压状态，动密封装置一直存在细微程度漏气，这将一些对氧敏感的合金的熔炼、铸造等产生不利的影响，经反复熔炼后，可以发现某合金锭表面的光亮的金属光泽逐渐褪去，出现一定程度的乌化，严重影响了材料的性能，甚至造成合金锭报废。在合金的熔炼、铸造等多个领域，追求高真空的根本目的是通过获得高真空来尽可能降低环境中的氧含量，从而避免材料在熔炼、铸造等工艺环节中遇氧反应而对材料性能产生的不利影响。现有的高真空设备的动密封件均存在不同程度的泄露问题，主要原因为：一方面受限于动密封设计水平与高精度加工能力的限制，一些高真空设备的动密封问题自出厂就存在一定程度的泄露，另一方面，因精密加工能力十分有限，随着动密封器件或装置的使用，部分位置将出现明显的磨损，如图2所示，从而进一步导致了泄露情况的加剧，严重影响了设备的正常使用。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种采用可控气体保护高真空动密封的方法与装置，用以解决因高真空动密封的细微泄露导致真空腔室内氧含量升高的问题，避免了高真空设备在熔炼、铸造等工艺环节中因动密封泄露问题导致氧的引入进而影响材料性能的问题。本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种采用可控气体保护高真空动密封的方法，其特殊之处在于：在动密封装置外侧用可控气体保护，隔绝空气与动密封装置细微泄露处的接触，当气体向真空腔室内泄露时，保证了进入真空腔室内的气体为可控气体，从而杜绝了空气通过动密封装置向真空腔室持续微量泄露；所述可控气体为氩气或氦气等惰性气体。另外，基于上述一种采用可控气体保护高真空动密封的方法，本专利技术还提出一种采用可控气体保护高真空动密封的装置，其特征在于：包括控压保护装置；所述控压保护装置包括弹性件和气体压力控制装置；所述弹性件内设有腔室；所述压力控制器与弹性件的腔室相连通；所述气体压力控制装置通过对腔室补充气体或排出气体来控制弹性件的腔室的压力。进一步地，本专利技术中的气体压力控制装置为自动控压式，其包括进气管路、排气管路、第一压力控制器和第二压力控制器；进气管路的一端连接有气体存放装置，另一端与弹性件的腔室连通，进气管路上设有第一控制阀；排气管路的一端连接排气装置，另一端与弹性件的腔室连通，排气管路上设有第二控制阀；所述第一压力控制器和第二压力控制器用于获取弹性件的腔室的压力值并根据获取的压力值控制第一控制阀、第二控制阀的通断。进一步地，还包括压力调节管路，所述压力调节管路的一端与弹性件的腔室连通，另一端与压力调节装置连接。进一步地，所述压力调节装置为气囊。进一步地，本专利技术中的气体压力控制装置为手动控压式，其包括进一步地，本专利技术一种采用可控气体保护高真空动密封的装置，其气体压力控制装置还可以是：包括进气管路、排气管路、压力获取装置；进气管路的一端连接有气体存放装置，另一端与弹性件的腔室连通，进气管路上设有第五阀门；排气管路的一端连接排气装置，另一端连接在进气管路中且位于第五阀门和弹性件的腔室之间；压力获取装置用于获取弹性件的腔室内压力。进一步地，还包括压力调节管路，所述压力调节管路的一端与压力调节装置连接，另一端连接在进气管路中且位于第五阀门和弹性件的腔室之间，压力调节管路上设有第二阀门。进一步地，还包括清洗管路，所述清洗管路的一端连接机械泵，另一端连接在进气管路中且位于第五阀门和弹性件的腔室之间。进一步地，上述腔室一端开口，另一端通过固定件与真空设备腔室连通；其开口端与密封件连接；所述密封件上设有用于动密封杆穿过的孔。进一步地，上述气体压力控制装置通过密封件与弹性件的腔室连通。进一步地，上述气体压力控制装置通过固定件与弹性件的腔室连通。进一步地，上述腔室一端开口，其开口端通过固定件与真空设备腔室连通，气体压力控制装置通过固定件与弹性件的腔室连通。本专利技术的优点：(1)在不改变动密封件或装置结构的前提下，本专利技术采用高纯氩气等可控气体保护，泄露到真空腔室的气体只能是高纯氩气等可控气体，从而有效解决了因动密封泄露空气而导致真空腔室中氧含量上升的问题；(2)本方法结构简单，易实现，增加一个采用高纯氩气等可控气体保护的弹性装置，便可以满足合金熔炼、铸造等工艺环节对超低氧含量的要求。附图说明图1为现有真空设备中动密封装置的动密封漏点示意图；图2为现有某型真空设备中动密封装置中进行往复直线式运动的金属杆上的划痕；图3为本专利技术方法的原理图；图4为本专利技术提供的在一个往复直线运动式的动密封上添加高纯氩气等可控气体自动调压保护装置的实施例结构示意图；图5为本专利技术提供的在一个往复直线运动式的动密封上添加高纯氩气等可控气体手动调压保护装置的实施例结构示意图；图6为本专利技术提供的在一个旋转运动式的动密封上添加高纯氩气等可控气体的手动调压保护装置的实施例结构示意图；图7为本专利技术提供的在一个复合了往复直线运动、旋转运动以及摆动运动三种方式的动密封装置上添加由弹性件与刚性件组成的高纯氩气等可控气体的手动调压保护装置的实施例结构示意图；图8为本专利技术提供的在一个复合了往复直线运动、旋转运动以及摆动运动三种方式的动密封装置上添加由弹性件组成的高纯氩气等可控气体的手动调压保护装置实施例结构示意图。图中标号说明：1、弹性件，2、刚性件，3、固定件，4、气瓶，5、机械泵，6、大容积气囊，7、第一压力控制器，8、第二压力控制器，9、第一电磁阀，10、第二电磁阀，11、第一阀门，12、第二阀门，13、第三阀门，14、第四阀门，15、第五阀门，1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用可控气体保护高真空动密封的方法，其特殊之处在于：/n在动密封装置外侧用可控气体保护，隔绝空气与动密封装置细微泄露处的接触，当气体向真空腔室内泄露时，保证了进入真空腔室内的气体为可控气体，从而杜绝了空气通过动密封装置向真空腔室持续微量泄露；/n所述可控气体为惰性气体。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用可控气体保护高真空动密封的方法，其特殊之处在于：
在动密封装置外侧用可控气体保护，隔绝空气与动密封装置细微泄露处的接触，当气体向真空腔室内泄露时，保证了进入真空腔室内的气体为可控气体，从而杜绝了空气通过动密封装置向真空腔室持续微量泄露；
所述可控气体为惰性气体。


2.根据权利要求1所述的一种采用可控气体保护高真空动密封的装置，其特征在于：
包括控压保护装置；
所述控压保护装置包括弹性件和气体压力控制装置；
所述弹性件内设有腔室；
所述压力控制器与弹性件的腔室相连通；所述气体压力控制装置通过对腔室补充气体或排出气体来控制弹性件的腔室的压力。


3.根据权利要求2所述的一种采用可控气体保护高真空动密封的装置，其特征在于：
气体压力控制装置包括进气管路、排气管路、第一压力控制器和第二压力控制器；
进气管路的一端连接有气体存放装置，另一端与弹性件的腔室连通，进气管路上设有第一控制阀；
排气管路的一端连接排气装置，另一端与弹性件的腔室连通，排气管路上设有第二控制阀；
所述第一压力控制器和第二压力控制器用于获取弹性件的腔室的压力值并根据获取的压力值控制第一控制阀、第二控制阀的通断。


4.根据权利要求3所述的一种采用可控气体保护高真空动密封的装置，其特征在于：
还包括压力调节管路，所述压力调节管路的一端与弹性件的腔室连通，另一端与压力调节装置连接。


5.根据权利要求2所述的一种采用可控气体保护高真空动密封的装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈军，邓胜涛，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44