①原理和使用范围真空球阀是20世纪90年代研制的一种真空阀门。它的工作原理类似于真空蝶阀,是靠固定在转动轴上的球体旋转90°实现阀门的开启和关闭。真空球阀比真空蝶阀开闭速度快,而体积和漏率都较真空蝶阀大。由于其结构中阀体、阀杆 为不锈钢,阀座、填料等密封材料均为聚四氟乙烯, 因而适用于介质为空气、水、蒸汽、酸、碱等。介质 温度范围为一25〜120°C,适用于工作压力为IX 10-3〜1.6X106Pa真空系统和压力系统中接通或切断带有酸,、碱性的气体及液体的介质流。
②形式和性能参数真空球阀有手动、电动和 气动三种形式。
a.我国生产的真空球阀系列有手动(GU型)、 气动(GUQ型)和电动(GUD型)三种。
b.我国生产的真空压力球阀有气动(G型) 和电动(GQD型)两种。这两种真空压力球阀的技术性能参数为:漏气速率小于或等于1. 3 X 10-4 Pa • L/s;使用压力范围10-4〜1.6MPa;工作温度为 —30〜150°C;阀体和球体材料为316L;密封件材料为增强聚四氟乙烯、氟橡胶;釆用1/4旋转气动(或电动)执行器,工作平稳,阀门开和关有电信号输出。
, 这种结构的优点在于省去了阀体与阀盖之间的一道密封,结构简单,成本低廉,但是波纹管组件的不可拆卸也给阀门的现场维修造成一定的困难,当波纹管损坏时,常常造成整个阀门报废。
b.波纹管组件可拆卸真空截止阀“它与之前一种结构相比,主要区别在阀体与阀盖之间增加了一个阀盖接头,因而波纹管下端可以直接滚焊在接头上. 不再与阀体相焊接。当波纹管或密封面损坏时,就可进行单件维修而不需要报废整个阀门。但是,增加阀盖接头也带来另一方面的问题,即产生了阀盖接头与阀体之间的密封问题。
上述两种真空截止阀由于受到波纹管组件结构性能的限制,都不能使用于高真空系列。实际上,如果波纹管组件设计得当,阀门的使用范围就可扩大。国内外许多阀门厂家都在向这一方向努力,取得很好的研究成果并能满足高真空的要求。该组件中的波纹管 上、下端都与上、下接头相连,并用氩弧焊焊接。这既可提高阀门的使用温度,也可提高阀的气密性。该组件的特色在于它的下接头,它是一只圆环,能与外侧的压环相焊,组成多种用途的体盖密封结构。
②内压式不锈钢波纹管真空截止阀
a.内压式超高真空截止阀。以lCrl8Ni9Ti为主要材质,以金(Au)作为法兰连接处的密封衬垫,主要用于 lX10—10Torr (ITorr == 133. 322Pa)的超高真空系统中,并具有良好的耐腐蚀性能。阀门的总漏气速率小于Kr1C)T0rr • L/s,关闭后,密封面任何一边暴 露于大气时,静止漏率均可小于lXl(T1GT0rr • L/s, 在450°C的高温烘烤温度下,漏率仍不超过这个指标。该阀的阀杆波纹管组件如图22-10所示,波纹管4两端分别与内、外衬环6和3采用氩弧焊焊接,上端的外衬环3与阀盖1焊接,下端的内衬环6与阀杆2焊接,波纹管的外表面暴露于真空系统,内表面与大气相通,因而,波纹管组件承受内压作用。组件制成后,应按对阀体的同样要求,通过氦气探漏。
(7)不锈钢波纹管真空截止阀
①外压式不锈钢波纹管真空截止阀外压式是指波纹管内腔压力低于外腔压力的阀门结构类型。这类阀门根据波纹管组件的装配情况可分为两种。
a.波纹管组件不可拆卸的真空截止阀。波纹管上端与阀针相接,下端与阀体相接。由于真空度低, 工作温度也不高,通常可采用滚焊方式连接。阀门的启闭是借助阀盖与阀针的螺纹螺距差来完的。为了防止波纹管扭曲,在阀针与阀盖之间装有防扭螺钉管是一种薄壁元件,单层壁厚通常不超过o. 25mm,zui 薄的只有0.10_,是整个阀门中zui为薄弱的环节。波纹管密封虽然具有很好的密封性能,但是波纹管在成形过程中的壁厚不均匀性、蚀点以及在阀门制造过程中的微小焊接缺陷等一系列因素都有可能在运行过程中使之产生破裂事故。因此,在危险性很大的应用场合,往往采用波纹管-填料双密封结构,即用波纹管作为*道密封,填料作为第二道密封,以进一步提高阀门密封的可靠程度。目前,这种结构在核工业、化学工业等部门中已经被广泛采用。这种阀在结构上的另一个特点是将阀杆传动螺纹置于填料密封的保护下,从而有效地改善了传动螺纹的工作条件,并给更换填料提供了方便。