一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构及方法与流程

1.本发明属于分离专用设备真空密封技术领域，尤其涉及一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构及方法。


背景技术：

2.分离专用设备常用于分离较重分子量的稳定同位素，是一种高真空旋转机械，分离介质如zn、w等同位素具有较强的腐蚀性，良好的真空密封性能是分离专用设备长期稳定运行的重要保障。分离专用设备高真空环境的获得是旋转件高速旋转时分子泵抽气、分离工质扩散、部件材料及密封材料放气、腐蚀反应、密封结构渗漏综合作用的结果，在机器稳定运行条件下密封材料的耐腐蚀性及密封结构的渗漏是影响机器真空度的主要因素。
3.常见的真空密封技术有橡胶密封、磁流体密封、粘结剂密封和金属密封。橡胶密封通常采用ο形圈或方形圈结构，结构简单、装卸方便、动摩擦阻力小，但是橡胶材料本身出气率和渗透率较高。磁流体密封利用磁性液体对磁场的响应特性而实现的，多应用于晶体生长设备、扩散炉等。粘结剂密封常用语真空密封或堵漏。金属密封常用与高真空及超高真空环境，具有较小的出气率和渗透率。
4.目前，分离专用设备采用橡胶密封圈通过法兰结构进行真空密封，在强腐蚀介质条件、高真空度要求时对密封材料耐腐蚀性、出气量、渗透率等提出了较高的要求，因此分离专用设备合理有效的真空密封是实现高真空环境下强腐蚀工质分离的保障。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提出一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构及方法，实现分离专用设备良好的真空密封，满足强腐蚀性工质的分离要求。
6.本发明为解决上述问题所采取的技术方案是：
7.一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构，包括上密封法兰、下密封法兰以及安装在两者之间的金属密封结构，所述上密封法兰或下密封法兰上开设有用于匹配放置金属密封结构的密封法兰槽，所述金属密封结构包括双v形金属密封结构、和/或o形金属密封结构。
8.优选的，所述上密封法兰、下密封法兰均为不锈钢法兰结构。
9.进一步优选的，所述上密封法兰、下密封法兰与金属密封结构的法兰接触面粗糙度≯1.6，所述上密封法兰和下密封法兰之间通过螺栓连接，使金属密封结构与法兰接触面紧密配合。
10.进一步优选的，所述o形金属密封结构包括o形金属密封圈或金属丝。
11.进一步优选的，所述o形金属密封圈为铜制或铝制o形金属密封圈，所述金属丝为铟制金属丝。
12.进一步优选的，所述下密封法兰上开设有用于匹配放置o形金属密封结构的o形密
封法兰槽，所述下密封法兰上的o形密封法兰槽的数量至少为一个。
13.进一步优选的，所述下密封法兰上的o形密封法兰槽的数量多于一个时，所述o形密封法兰槽呈比例缩小并从外向内排布。
14.进一步优选的，所述双v形金属密封结构为双v形金属密封圈，所述双v形金属密封圈为铜制双v形金属密封圈。
15.进一步优选的，所述上密封法兰、下密封法兰上分别按照双v形金属密封圈的v形尺寸对应加工有双v形密封凸台、双v形密封法兰槽，所述双v形金属密封圈对应放置在双v形密封凸台和双v形密封法兰槽之间，所述上密封法兰和下密封法兰之间通过螺栓连接，使双v形金属密封圈与法兰接触面紧密配合。
16.本发明的第二个发明目的在于：还提供了一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的方法，包括以下步骤：
17.步骤一：酒精擦拭所述上密封法兰、下密封法兰和金属密封结构，若上密封法兰、下密封法兰的密封口直径≥100mm，金属密封结构3采用双v形金属密封结构；若上密封法兰、下密封法兰的密封口直径＜100mm，金属密封结构3采用o形金属密封结构；
18.步骤二：将所述双v形金属密封结构或o形金属密封结构放置于下密封法兰的密封法兰槽内；
19.步骤三：将所述上密封法兰与下密封法兰之间通过螺栓连接；
20.步骤四：对分离专用设备进行抽空、启动及通料；
21.步骤五：通过压力传感器测试分离专用设备真空度。
22.本发明具有的优点和积极效果是：本发明通过上、下密封法兰与金属密封结构的螺栓连接，实现了分离专用设备密封口的良好密封，金属密封材料的使用降低了材料出气量，降低了环境气体的渗透率，能够实现分离专用设备对高真空的要求。
附图说明
23.以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
24.图1是实施例2的半剖结构示意图；
25.图2是图1中a部放大结构示意图；
26.图3是实施例4的半剖结构示意图；
27.图4是图3中b部放大结构示意图。
28.图中：1.上密封法兰、2.下密封法兰、301.双v形金属密封结构、302.o形金属密封结构、4.o形密封法兰槽、5.双v形密封凸台、6.双v形密封法兰槽。
具体实施方式
29.首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组
合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。下面就结合附图来具体说明本发明。
31.实施例1：
32.一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构，包括上密封法兰1、下密封法兰2以及安装在两者之间的金属密封结构，所述上密封法兰1或下密封法兰2上开设有用于匹配放置金属密封结构的密封法兰槽，所述金属密封结构包括双v形金属密封结构301、和/或o形金属密封结构302。
33.本实施例中，因分离专用设备合理有效的真空密封是实现高真空环境下强腐蚀工质分离的保障，为达到此效果，以本实施例为例，如图1-4所示，通过对分离专用设备密封结构的分析，可根据密封口尺寸分别采用金属密封法兰连接双v形金属密封结构、和/或o形金属密封结构的密封结构，从而实现良好的密封效果，以满足在强腐蚀介质条件、高真空度要求时对于耐腐蚀性、出气量、渗透率等的要求。具体的：通过上密封法兰1、下密封法兰2与金属密封结构的螺栓连接，实现了分离专用设备密封口的良好密封，金属密封常用于高真空及超高真空环境，具有较小的出气率和渗透率，本实施例中金属密封材料的使用降低了材料出气量，降低了环境气体的渗透率，能够实现分离专用设备对高真空的要求。另外，上密封法兰1或下密封法兰2上开设有用于匹配放置金属密封结构的密封法兰槽，可有效防止金属密封结构发生移位，保证其发挥最佳的密封作用，以实施例2和3为例，密封法兰槽包括o形密封法兰槽、双v形密封法兰槽。
34.更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述上密封法兰1、下密封法兰2均为不锈钢法兰结构，满足强腐蚀工质分离专用设备的环境要求。
35.更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述上密封法兰1、下密封法兰2与金属密封结构的法兰接触面粗糙度≯1.6，所述上密封法兰1和下密封法兰2之间通过螺栓连接，使金属密封结构与法兰接触面紧密配合，从而实现良好的密封效果。
36.实施例2：
37.本发明的实施例2在实施例1的基础上进行进一步的改进，以便能够充分发挥出本发明的技术优势，下面就对此进行举例性说明。
38.例如：当上密封法兰1、下密封法兰2的密封口直径＜100mm，金属密封结构优选的采用o形金属密封结构302，所述o形金属密封结构302包括但不限于是o形金属密封圈或金属丝。
39.更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述o形金属密封圈优选但不限于为铜制或铝制o形金属密封圈，所述金属丝优选但不限于为铟制金属丝。
40.更进一步的，还可在本实施例中考虑，如图1-2所示，所述下密封法兰2上开设有用于匹配放置o形金属密封结构302的o形密封法兰槽4。
41.本实施例中，对于o形金属密封结构，上、下密封法兰与o形金属密封结构的接触面粗糙度≯1.6，采用与密封口尺寸匹配的o形金属密封圈或金属丝(如铟丝)，将o形金属密封圈(或金属丝)放置于下密封法兰的o形密封法兰槽4内，o形密封法兰槽4优选的为截面是半圆的圆槽结构，通过螺栓连接上、下密封法兰，使o形金属密封圈(或金属丝)与法兰接触面紧密配合，从而实现良好的密封效果。
42.更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述下密封法兰2上的o形密封法兰槽4的数量至少为一个，为进一步满足密封需求还可适当增加o形密封法兰槽4的数量。举例说明：当所述下密封法兰2上的o形密封法兰槽4的数量多于一个时，所述o形密封法兰槽4呈比例缩小并从外向内排布，每个o形密封法兰槽4内对应安装一个尺寸适配的o形金属密封圈(或金属丝)，之后通过螺栓连接上、下密封法兰，使各个o形金属密封圈(或金属丝)与法兰接触面紧密配合，多道密封，从而实现更加良好的密封效果。
43.实施例3：
44.本发明的实施例3在实施例1的基础上进行进一步的改进，以便能够充分发挥出本发明的技术优势，下面就对此进行举例性说明。
45.例如：当上密封法兰1、下密封法兰2的密封口直径≥100mm，金属密封结构优选的采用双v形金属密封结构301，所述双v形金属密封结构301优选但不限于为双v形金属密封圈，所述双v形金属密封圈优选但不限于为铜制双v形金属密封圈。
46.更进一步的，还可在本实施例中考虑，如图3-4所示，所述上密封法兰1、下密封法兰2上分别按照双v形金属密封圈的v形尺寸对应加工有双v形密封凸台5、双v形密封法兰槽6，所述双v形金属密封圈对应放置在双v形密封凸台5和双v形密封法兰槽6之间，所述上密封法兰1和下密封法兰2之间通过螺栓连接，使双v形金属密封圈与法兰接触面紧密配合。
47.本实施例中，如图3-4所示，对于双v形金属密封结构将上、下两个密封法兰按照v形尺寸加工双v形密封凸台5和双v形密封法兰槽6，同时保证密封面粗糙度≯1.6，采用与密封口尺寸匹配的双v形金属密封圈，安装时将双v形金属密封圈放置于下密封法兰的双v形密封法兰槽内，通过螺栓连接上、下密封法兰，此时双v形金属密封圈匹配位于双v形密封凸台5和双v形密封法兰槽6之间，并且使双v形金属密封圈与法兰接触面紧密配合，从而实现双道密封的效果。
48.更进一步的，还可在本实施例中考虑，为实现多道密封的效果，双v形金属密封结构不限于设有两个v形结构，具体数量可根据需求灵活选择。
49.实施例4：
50.本发明的实施例4在实施例2和3的基础上进行进一步的改进，以便能够充分发挥出本发明的技术优势，下面就对此进行举例性说明。
51.例如：根据密封口尺寸不但可以单独采用双v形金属密封结构或o形金属密封结构的密封结构，还可将两种密封结构同时使用，举例来说，双v形金属密封结构和o形金属密封结构可沿从外向内的排布方式设置在上、下密封法兰之间，于此同时，上密封法兰1或下密封法兰2上开设有用于匹配放置双v形金属密封结构和o形金属密封结构的密封法兰槽。
52.实施例5：
53.一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的方法，由上密封法兰1、下密封法兰2、双v形金属密封结构、o形金属密封结构组成，以保障分离专用设备真空密封性为
例进行描述，提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的方法包括以下步骤：
54.步骤一：酒精擦拭所述上密封法兰1、下密封法兰2和金属密封结构，若上密封法兰1、下密封法兰2的密封口直径≥100mm，金属密封结构优选采用双v形金属密封结构301；若上密封法兰1、下密封法兰2的密封口直径＜100mm，金属密封结构优选采用o形金属密封结构302；
55.步骤二：将所述双v形金属密封结构301或o形金属密封结构302放置于下密封法兰2的密封法兰槽内，实现位置的定位，保证其发挥最佳的密封作用；
56.步骤三：将所述上密封法兰1与下密封法兰2之间通过螺栓连接，此时金属密封结构与法兰接触面紧密配合；
57.步骤四：对分离专用设备进行抽空、启动及通料；
58.步骤五：通过压力传感器测试分离专用设备真空度。通过测试可知采用上述方法能够实现分离专用设备对高真空的要求。
59.以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构，其特征在于：包括上密封法兰(1)、下密封法兰(2)以及安装在两者之间的金属密封结构，所述上密封法兰(1)或下密封法兰(2)上开设有用于匹配放置金属密封结构的密封法兰槽，所述金属密封结构包括双v形金属密封结构(301)、和/或o形金属密封结构(302)。2.根据权利要求1所述的一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构，其特征在于：所述上密封法兰(1)、下密封法兰(2)均为不锈钢法兰结构。3.根据权利要求2所述的一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构，其特征在于：所述上密封法兰(1)、下密封法兰(2)与金属密封结构的法兰接触面粗糙度≯1.6，所述上密封法兰(1)和下密封法兰(2)之间通过螺栓连接，使金属密封结构与法兰接触面紧密配合。4.根据权利要求3所述的一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构，其特征在于：所述o形金属密封结构(302)包括o形金属密封圈或金属丝。5.根据权利要求4所述的一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构，其特征在于：所述o形金属密封圈为铜制或铝制o形金属密封圈，所述金属丝为铟制金属丝。6.根据权利要求4所述的一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构，其特征在于：所述下密封法兰(2)上开设有用于匹配放置o形金属密封结构(302)的o形密封法兰槽(4)，所述下密封法兰(2)上的o形密封法兰槽(4)的数量至少为一个。7.根据权利要求6所述的一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构，其特征在于：所述下密封法兰(2)上的o形密封法兰槽(4)的数量多于一个时，所述o形密封法兰槽(4)呈比例缩小并从外向内排布。8.根据权利要求1-7任一项所述的一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构，其特征在于：所述双v形金属密封结构(301)为双v形金属密封圈，所述双v形金属密封圈为铜制双v形金属密封圈。9.根据权利要求8所述的一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构，其特征在于：所述上密封法兰(1)、下密封法兰(2)上分别按照双v形金属密封圈的v形尺寸对应加工有双v形密封凸台(5)、双v形密封法兰槽(6)，所述双v形金属密封圈对应放置在双v形密封凸台(5)和双v形密封法兰槽(6)之间，所述上密封法兰(1)和下密封法兰(2)之间通过螺栓连接，使双v形金属密封圈与法兰接触面紧密配合。10.一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：酒精擦拭所述上密封法兰(1)、下密封法兰(2)和金属密封结构，若上密封法兰(1)、下密封法兰(2)的密封口直径≥100mm，金属密封结构采用双v形金属密封结构(301)；若上密封法兰(1)、下密封法兰(2)的密封口直径＜100mm，金属密封结构采用o形金属密封结构(302)；步骤二：将所述双v形金属密封结构(301)或o形金属密封结构(302)放置于下密封法兰(2)的密封法兰槽内；步骤三：将所述上密封法兰(1)与下密封法兰(2)之间通过螺栓连接；步骤四：对分离专用设备进行抽空、启动及通料；步骤五：通过压力传感器测试分离专用设备真空度。

技术总结
本发明属于分离专用设备真空密封技术领域，尤其涉及一种提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构及方法，提高强腐蚀工质分离专用设备高真空密封性能的结构包括上密封法兰、下密封法兰以及安装在两者之间的金属密封结构，所述上密封法兰或下密封法兰上开设有用于匹配放置金属密封结构的密封法兰槽，所述金属密封结构包括双V形金属密封结构、和/或O形金属密封结构。本发明通过上、下密封法兰与金属密封结构的螺栓连接，实现了分离专用设备密封口的良好密封，金属密封材料的使用降低了材料出气量，降低了环境气体的渗透率，能够实现分离专用设备对高真空的要求。现分离专用设备对高真空的要求。现分离专用设备对高真空的要求。


技术研发人员：陈熙 牟宏
受保护的技术使用者：核工业理化工程研究院
技术研发日：2022.03.07
技术公布日：2023/9/20