用于高压和高纯度气体通道的密封法兰接头制造技术

一种用于高压和／或高纯度流体通道的密封法兰接头，包括：第一法兰（１０），具有第一流体通道（１２）和圆柱形的前腔（１４）。前腔（１４）在轴向上被底表面（１８）限定且在径向上被周向表面（２０）限定。第一流体通道（１２）轴向穿过第一法兰（１０）以通向底表面（１８）。聚合物密封圈（３０）具有径向外表面（３２）和径向内表面（３４），并且被装入圆柱形前腔（１４）中，以使其径向外表面（３２）与前腔的周向表面（２０）接合。第二法兰（１６）可拆卸地固定在第一法兰（１０）上，且具有沿第一流体通道（１２）的轴向延伸部分的第二流体通道（２２）。第二法兰（１６）具有设有锥形头（２６）的轴向突出的圆柱形前内接头（２４），第二流体通道（２２）轴向地通向锥形头（２６）的端表面（２８）。锥形头（２６）与密封圈（３０）的径向内表面（３４）接合，以通过密封圈的径向外表面（３２）将该密封圈压在前腔（１４）的周向表面（２０）上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及一种用于流体通道的密封法兰4妾头，具体地涉 及一种用于高压和/或高纯度气体通道的密封法兰接头。
技术介绍
特殊气体的广泛应用、以及一些现代工业对纯度不断增加的要 求，产生了对最高质量及整体性的日益复杂的输送系统的需求。例如，在半导体/芯片制造工业中，由于气体中的任何杂质均可 能对装置的电特性产生不利影响并且可能极大地降低制造产量，所 以要求高质量的气体通道。最经常的是，这些气体还是非常具有活 寸生的、腐蚀性的、和/或有毒的。因此，容纳、处理和输送超純气体尤其需要适合的装置以及高 质量的装备。在这些系统中，接头和密封件的质量尤其重要，以避免气体泄漏或空气进入系统中。由于密封件要^义受大于200巴的压 力，因此获得良好的密封就更重要并且更困难。由于对纯度的这些严才各要求以及由于高的工作压力，用于超高 纯度系统的密封系统经常是特制的。就此而论，公知的是在输送管 与集气筒的阀出口之间的4妄头处^f吏用金属O形圈或平坦的金属垫 片。但是，如果金属O形圏承受高压力，则金属O形圈将在与它 们4妻触的密封表面中留下压痕，乂人而4吏得金属O形圈不适合以可拆 卸的连4妄方式^f吏用。不幸的是，在高纯度应用中对可拆卸连接有很大需求，因为它 允许设备的更换以及损坏或有缺陷的零件的更换。
技术实现思路
因此，需要适合于高纯度、高压力的气体通道、并且适于可拆 卸连接的密封技术。为了满足这些要求，本专利技术提出了一种如权利要求1中所要求 保护的改进的密封法兰接头。根据本专利技术的用于流体通道的密封法兰接头，包括具有第一流 体通道和圓柱形的前腔的第 一法兰。前腔在轴向上由底表面限定并 且在径向上由周向表面限定。第 一流体通道沿轴向穿过第 一法兰， 以通向前腔的底表面。具有径向外表面和径向内表面的聚合物密封 圈被装入圓柱形的前腔中，以使其径向外表面与前腔的周向表面接 合。法兰接头还包括第二法兰，第一法兰和第二法兰可拆卸地固定 于4皮此。第二流体通道沿第一流体通道的轴向延伸部分穿过第二法 兰。第二法兰设置有具有锥形头的轴向突出的圆柱形前内接头，第 二流体通道轴向地通向锥形头的端表面。应该理解，锥形头与聚合 物密封圈的径向内表面接合，以通过聚合物密封圈的径向外表面将 该聚合物密封圈压在前腔的周向表面上。因此，本专利技术提出了一种接头设计，其中，压在聚合物密封圏 的内侧上的内接头对聚合物密封圈产生极大的径向压缩作用。这是 由于当两个法兰^f皮装配并固定在一起时内4妄头与聚合物密封圈的 构造所致。内接头通过其锥形头将轴向压力转换成对聚合物密封圏的径向压缩。因此，密封圈被径向压缩并且事实上被限定在内接头 与前腔的表面之间，这提供了适于高工作压力的高质量密封，如在 高纯度气体应用中通常就是这样。除了改进的密封功能之外，本专利技术的接头还证明了在许多方面 具有优点。首先，聚合物密封圈将不会破坏与之接触的表面，因此， 与金属平垫片或O形圈相比，该聚合物密封圈更适于接头的重复连 接及分离。其次，法兰接头的使用容许接头的轴向装配。两个法兰 可以通过例如螺钉固定在一起，从而在装配过程中没有扭力。这还 避免了密封区域中的可能产生不希望的金属颗粒的摩擦问题。此外，本专利技术设计允许在装配期间引起(或迫使)聚合物密封 圈的变形并且使得聚合物密封圏进入前腔中的适当位置。这主要通 过内接头的施加径向力的锥形头来实现，从而降低装配力(沿轴向 方向)。此外，在内接头(至少通过其锥形头)抵靠密封圈的径向内表 面的同时，其也将密封圈与流体通道隔离开，乂人而保护密封圈不与 流体直接接触。密封圈的这种保护性构造的效果将尤其通过绝缘塞 子检验期间的改进特性观察到。质量密封功能的各种类型装置之间的连接。其可用于各种商务领域，诸如航天、机械工程、静态液压、化学工业、工艺技术、半 导体/芯片制造、医学工程。还应该注意，本专利技术接头可不必包括两 个不同的法兰，而是例如一个法兰能够结合于装置的指定部分中 (因此可比拟匹配法兰)。有利地，前腔的周向表面具有与聚合物密封圈的径向外表面接 合的中央凸起。周向表面的该凸起形状在密封圏的中央处产生更大的压缩(更高的压力)，从而加强密封功能。此外，在分离接头期 间，该凸起允许将聚合物密封圏保持在前腔中。当装配该两个法兰时，第一法兰和内4妄头在圓柱形的前月空中限 定了密封圏室。优选地，密封圈在压缩状态下具有与密封圏室基本 相同的才黄截面形状。因此，在非压缩状态下，密封圈的4黄截面可以为密封圈室4黄截面的1.03至1.10倍大，优选地为密封圏室才黄截面 6勺1.03至1.07倍大。有利地，第 一法兰包括围绕圓柱形前腔的第 一轴向邻接表面， 而第二法兰包括围绕内接头的第二轴向邻接表面。当装配法兰时， 第 一和第二邻接表面沿轴向彼此挤压。邻接表面的接触限制法兰朝 向彼此的轴向位移，从而避免挤压聚合物密封圈。还保护密封区域 (密封圈、内接头、密封圏室)免受轴向阻塞。在一个实施例中，第 一法兰还包括第 一轴向邻4妄表面中的环状 凹槽，该环状凹槽围绕圓柱形前腔并由内径向表面和外径向表面径 向限定。第二密封圈布置在环状凹槽中，该第二密封圏与外径向表 面4妻合并且与内^圣向表面^:向间隔，A人而; 寸环;)犬凹冲曹中的内环通道 的外侧进行径向密封。为了允许检查可能的泄漏， 一个连接通道将 该内环通道连4妄至第 一法兰中的4企漏端口 。该第二密封圈(例如弹性体O形圏)在邻接表面之间的接头处 封闭内环通道，这防止空气进入并允许控制第一密封圏的密封质 量。它还避免了湿气和其他杂质到达第 一聚合物密封圈的附近。为了便于法兰接头的装配，第 一法兰可以包括形成第 一轴向邻 接表面的轴向突出的定位头。第二法兰则可以包括形成第二轴向邻 4妄表面的定位腔，该定4立腔^C没计成用于容纳并径向地定位该轴向突出的定4立头。该{殳计不<又有助于定4立这两个法兰，而且该定^f立头 /腔构造还允许在接头处岸义载径向力。定位腔的另一个优点在于，当第一法兰没有被装配至第二法兰 时该定位腔保护内4妄头。因此，内4妄头可以具有小于或等于定位腔 深度的高度。如果愿意，腔可以被可移除的盖覆盖，从而内接头也 可以;故可移除的盖覆盖。在某些实施例中，内4妄头的高度可以是这样的，即，当第一和 第二邻接表面已经沿轴向彼此挤压时，使得小间隙将内接头的锥形 头的端表面与前腔的底表面分离。在这种情形下，优选地，聚合物 密封圈被设计成使得该聚合物密封圏在压缩状态下径向地伸入此 小间隙以将该间隙填满。这避免了流体通道周边处出现可能积聚颗 粒、冷凝物或气体/流体的4壬何"死角"。更精确地，第一聚合物密封圏优选地由热塑性聚合物制成，该 热塑性聚合物具有低的透气性并且在负载下(即，在高压下)显示 出低蠕变。当然被选定的聚合物不应具有硬颗粒(例如，玻璃等)， 以避免石皮坏密封表面。符合这些标准的优选聚合物是聚三氟氯乙烯(PCTFE)，其可用于-60。C至100。C范围内的工作温度。可用作第 一密封圏的其4也材津牛是聚酰亚胺或PFA。为了避免装配和配合错误，本专利技术的法兰接头可以包括销分度 系统，如现有4支术中已知的。根据本专利技术的另 一方面，用于如上所限定的密封法兰接头的密 佳于圏具有径向内表面和径向外表面。径向外表面包4舌中凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于流体通道的密封法兰接头，包括：　第一法兰（１０），具有第一流体通道（１２）和圆柱形的前腔（１４），所述前腔（１４）在轴向上被底表面（１８）限定且在径向上被周向表面（２０）限定，所述第一流体通道（１２）轴向地穿过所述第一法兰（１０）以通向所述前腔（１４）的所述底表面（１８）；　聚合物密封圈（３０），具有径向外表面（３２）和径向内表面（３４），所述密封圈（３０）被安装于所述圆柱形的前腔（１４）中，以使其径向外表面（３２）与所述前腔的所述周向表面（２０）接合；以及　第二法兰（１６），具有沿所述第一流体通道（１２）的轴向延伸部分穿过所述第二法兰（１６）的第二流体通道（２２），并且具有轴向突出的圆柱形的前内接头（２４），所述前内接头具有锥形头（２６），所述第二流体通道（２２）轴向地通向所述锥形头（２６）的端表面（２８），其中，所述第一和第二法兰（１０、１６）可拆卸地固定于彼此；　其中，所述锥形头（２６）与所述聚合物密封圈（３０）的所述径向内表面（３４）接合，以通过所述聚合物密封圈的径向外表面（３２）将所述聚合物密封圈压在所述前腔（１４）的所述周向表面（２０）上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗穆佐，保罗克雷默，
申请(专利权)人：卢森堡专利公司，
类型：发明
国别省市：LU[卢森堡]