金属密封圈及真空腔体组件制造技术

技术编号：41145578 阅读：3 留言：0更新日期：2024-04-30 18:13

本技术提供了一种金属密封圈及真空腔体组件，涉及超高真空密封技术领域，为解决现有由铝合金制造的真空腔体无法达到更高量级的真空度的问题而设计。该金属密封圈具有沿其轴向相背的第一密封面和第二密封面，第一密封面设置有第一法兰刀口，第二密封面设置有环形凸台，环形凸台环绕金属密封圈的中心孔；金属密封圈还设置有多个连接螺孔，多个连接螺孔沿金属密封圈的周向分散设置，且多个连接螺孔包围第一法兰刀口及环形凸台。该真空腔体组件包括上述金属密封圈。本技术使得由铝合金制造的真空腔体的真空度能够达到小于1E‑7Pa的量级，解决了现有由铝合金制造的真空腔体无法达到更高量级的真空度的技术问题。

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【技术实现步骤摘要】

本技术涉及超高真空密封，具体而言，涉及一种金属密封圈及真空腔体组件。

技术介绍

1、真空腔体一般使用不锈钢、铝合金和钛合金等材料制造，其中，不锈钢和钛合金制造的真空腔体可以达到很高的真空度，比如：1e-8pa的真空度，但是，铝合金制造的真空腔体的极限真空度只能达到1e-7pa。

2、因为，铝合金法兰不管大小、形状，均只能加工成平面密封法兰，通过法兰面挤压o型密封圈使其变形，从而达到密封连接的目的。为了使o型密封圈具有一定的硬度且还能产生一定的变形量，o型密封圈往往采用聚合物材料制成，比如：氟橡胶和丁腈橡胶等，这类材料存在两个特性导致真空度不能达到很高的级别，一个特性是其放气率比金属材料高，另一个特性则是小分子气体的渗漏率较高，因此，采用这种密封连接方式获得的真空腔体的真空度最多只能达到1e-7pa量级，从而使得由铝合金制造的真空腔体无法满足更高量级的真空度要求。

技术实现思路

1、本技术的第一个目的在于提供一种金属密封圈，以解决现有由铝合金制造的真空腔体无法达到更高量级的真空度的技术问题。

2、本技术提供的金属密封圈，所述金属密封圈具有沿其轴向相背的第一密封面和第二密封面，其中，所述第一密封面设置有第一法兰刀口，所述第二密封面设置有环形凸台，所述环形凸台环绕所述金属密封圈的中心孔；所述金属密封圈还设置有多个连接螺孔，多个所述连接螺孔沿所述金属密封圈的周向分散设置，且多个所述连接螺孔包围所述第一法兰刀口及所述环形凸台。

3、进一步地，所述环形凸台的

4、进一步地，所述金属密封圈的材质为不锈钢或者钛合金。

5、进一步地，所述金属密封圈为一体结构。

6、进一步地，多个所述连接螺孔沿所述金属密封圈的周向均匀分布。

7、进一步地，所述环形凸台与所述金属密封圈的中心孔共轴线。

8、进一步地，所述第一密封面的外缘设置有第一倒角，所述第二密封面的外缘设置有第二倒角。

9、本技术金属密封圈带来的有益效果是：

10、通过在金属密封圈的第一密封面设置第一法兰刀口，在与第一密封面相背的第二密封面设置环绕金属密封圈的中心孔的环形凸台，并设置沿金属密封圈的周向分散排布且包围第一法兰刀口和环形凸台的多个连接螺孔，使得在需要对由铝合金制造的真空腔体进行密封时，可以将上述金属密封圈置于真空腔体的开口处，在螺栓紧固力的作用下，金属密封圈的环形凸台切入真空腔体开口处的腔体法兰，由于环形凸台为一整圈设置，因此，能够在腔体法兰沿其周向的各个位置处切入，对真空腔体沿其周向的各个位置处进行全方位地密封，以保证真空腔体的真空度，与此同时，第一法兰刀口切入连接法兰端面设置的环形密封圈中，以使得连接法兰、环形密封圈、金属密封圈和真空腔体依次密封连接。

11、通过设置上述金属密封圈，利用金属密封圈作为由铝合金制造的真空腔体与连接法兰之间的密封连接件，实现了由铝合金制造的真空腔体的全金属密封，无需使用聚合物材质的o型密封圈，避免了聚合物密封圈放气率高和小分子气体渗漏率高的问题，从而有效地减少了真空腔体的释气量和渗漏量，使得由铝合金制造的真空腔体的真空度能够达到小于1e-7pa的量级，解决了现有由铝合金制造的真空腔体无法达到更高量级的真空度的技术问题。

12、本技术的第二个目的在于提供一种真空腔体组件，以解决现有由铝合金制造的真空腔体无法达到更高量级的真空度的技术问题。

13、本技术提供的真空腔体组件，包括真空腔体、环形密封圈、连接法兰、第一螺栓、第二螺栓和上述金属密封圈，所述真空腔体的开口处设置有腔体法兰，沿所述金属密封圈的轴向，所述连接法兰、所述环形密封圈、所述金属密封圈和所述腔体法兰依次设置，其中，所述连接法兰朝向所述环形密封圈的一面设置有第二法兰刀口，所述第二法兰刀口与所述第一法兰刀口相对，所述第一法兰刀口和所述第二法兰刀口分别从所述环形密封圈相背的两面切入所述环形密封圈；所述连接法兰开设有与部分所述连接螺孔相对的第一通孔，所述第一螺栓穿过所述第一通孔并旋拧于对应的连接螺孔；所述环形凸台切入所述腔体法兰的端面，所述腔体法兰开设有与另一部分所述连接螺孔相对的第二通孔，所述第二螺栓穿过所述第二通孔并旋拧于对应的连接螺孔。

14、进一步地，所述环形密封圈为无氧铜密封圈。

15、进一步地，所述真空腔体的材质为铝合金。

16、本技术真空腔体组件带来的有益效果是：

17、该真空腔体组件在装配完成后，连接法兰、环形密封圈、金属密封圈和腔体法兰沿轴向依次排布，其中，第一螺栓穿过连接法兰开设的第一通孔并旋拧于金属密封圈相应的连接螺孔中，第二螺栓穿过腔体法兰开设的第二通孔并旋拧于金属密封圈相应的连接螺孔中，从而实现连接法兰与腔体法兰的连接，并提供紧固作用；在上述紧固作用下，金属密封圈的第一法兰刀口和连接法兰的第二法兰刀口分别从两侧切入环形密封圈，实现连接法兰与金属密封圈之间的密封设置，与此同时，环形凸台切入腔体法兰的端面，实现金属密封圈与腔体法兰之间的密封设置，进而达到对真空腔体密封的目的。

18、通过在真空腔体组件中设置上述金属密封圈，相应地，该真空腔体组件具有上述金属密封圈的所有优势，在此不再一一赘述。

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【技术保护点】

1.一种金属密封圈，其特征在于，所述金属密封圈具有沿其轴向相背的第一密封面(110)和第二密封面(120)，其中，所述第一密封面(110)设置有第一法兰刀口(111)，所述第二密封面(120)设置有环形凸台(121)，所述环形凸台(121)环绕所述金属密封圈的中心孔(140)；所述金属密封圈还设置有多个连接螺孔(130)，多个所述连接螺孔(130)沿所述金属密封圈的周向分散设置，且多个所述连接螺孔(130)包围所述第一法兰刀口(111)及所述环形凸台(121)。

2.根据权利要求1所述的金属密封圈，其特征在于，所述环形凸台(121)的横截面形状为楔形、半圆形或者梯形。

3.根据权利要求1所述的金属密封圈，其特征在于，所述金属密封圈的材质为不锈钢或者钛合金。

4.根据权利要求1所述的金属密封圈，其特征在于，所述金属密封圈为一体结构。

5.根据权利要求1所述的金属密封圈，其特征在于，多个所述连接螺孔(130)沿所述金属密封圈的周向均匀分布。

6.根据权利要求1所述的金属密封圈，其特征在于，所述环形凸台(121)与所述金属密封圈的中心孔(140)共轴线。

7.根据权利要求1所述的金属密封圈，其特征在于，所述第一密封面(110)的外缘设置有第一倒角(112)，所述第二密封面(120)的外缘设置有第二倒角(122)。

8.一种真空腔体组件，其特征在于，包括真空腔体(200)、环形密封圈(300)、连接法兰(400)、第一螺栓(500)、第二螺栓(600)和权利要求1-7任一项所述的金属密封圈，所述真空腔体(200)的开口处设置有腔体法兰(210)，沿所述金属密封圈的轴向，所述连接法兰(400)、所述环形密封圈(300)、所述金属密封圈和所述腔体法兰(210)依次设置，其中，所述连接法兰(400)朝向所述环形密封圈(300)的一面设置有第二法兰刀口(410)，所述第二法兰刀口(410)与所述第一法兰刀口(111)相对，所述第一法兰刀口(111)和所述第二法兰刀口(410)分别从所述环形密封圈(300)相背的两面切入所述环形密封圈(300)；所述连接法兰(400)开设有与部分所述连接螺孔(130)相对的第一通孔，所述第一螺栓(500)穿过所述第一通孔并旋拧于对应的连接螺孔(130)；所述环形凸台(121)切入所述腔体法兰(210)的端面，所述腔体法兰(210)开设有与另一部分所述连接螺孔(130)相对的第二通孔，所述第二螺栓(600)穿过所述第二通孔并旋拧于对应的连接螺孔(130)。

9.根据权利要求8所述的真空腔体组件，其特征在于，所述环形密封圈(300)为无氧铜密封圈。

10.根据权利要求8所述的真空腔体组件，其特征在于，所述真空腔体(200)的材质为铝合金。

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【技术特征摘要】