一种真空环境下金属密封装置

技术领域

本发明涉及金属密封技术领域，具体为一种真空环境下金属密封装置。

背景技术

金属密封即为金属平垫密封，其密封机理与压法兰密封相同，通过两端法兰挤压垫片，产生足够的作用力达到阻止介质泄漏的效果，该密封方式相较于传统橡胶垫圈密封有极大地优点，是未来材料密封领域的主流，有着十分广阔的发展前景。

现有的金属密封装置在使用时往往存在如下技术缺陷：其一，密封法兰在预紧时，由于金属垫片受预紧力不均匀会使垫片本体产生大幅度屈服，出现屈服力，此时回弹性能明显降低，密封性能显著下降；其二，电炉丝的焦耳热传递至金属垫片，由于金属垫片和法兰接口处的线膨胀系数不同，导致受热不均，会造成金属垫片和法兰接口处局部形变造成漏气。

发明内容

针对背景技术中提出的现有真空环境下金属密封装置在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种真空环境下金属密封装置，具备电磁检测吸附使得预紧力均匀、有效缓减加热不均的优点，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

本发明提供如下技术方案：一种真空环境下金属密封装置，包括盖板，所述盖板的顶端固定连接有电机，所述电机的下端固定连接有输出轴，所述盖板的底端两侧固定连接有电容器，所述电容器的内部滑动连接有真空吸嘴，所述真空吸嘴的下端固定连接有套筒，所述套筒的内部转动连接有导电块，所述输出轴延伸至套筒内部且末端固定连接有连杆，所述连杆的另一端与套筒的内侧壁固定连接，所述套筒的下端固定连接有固定法兰，所述固定法兰的顶端左右两侧设有外六角紧固螺母，所述固定法兰的内部设有金属垫片，所述固定法兰的侧壁滑动连接有加热法兰，所述加热法兰的左右两侧固定连接有滑块，所述固定法兰的底端固定连接有顶压板，所述顶压板的左右两端侧壁固定连接有指示灯，所述顶压板的底端固定连接有真空容器，所述加热法兰的内部设有电炉丝，所述顶压板的左右两端顶部设有传动机构。

优选的，所述传动机构包括压电块，所述压电块的上端与加热法兰固定连接，所述压电块的底端固定连接有弹簧，所述弹簧的另一端固定连接有电磁铁。

优选的，所述导电块设置为环形，且内环为椭圆状，所述导电块的外壁直径小于套筒的内壁直径。

优选的，所述连杆沿输出轴周向等间距设置。

优选的，所述压电块设置为钽酸锂材质。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过电机转动带动导电块实现导体电位移的变化，同时通过电容板、电机、连杆之间的配合设置实现将传统传导电流转化为位移电流，达到有效缓解因热传递导致接口处产生热膨胀形变的效果，解决了现有技术因金属垫片和法兰接口处因热线膨胀系数不同产生局部变形造成漏气的问题。

2、本发明通过压电块受到压力的改变实现预紧检测，同时通过压电块、弹簧、电磁铁之间的配合设置实现了将加热法兰的预紧力均匀分布到金属垫片上，达到金属垫片受力均匀屈服小的效果，解决了现有技术因预紧力过大造成的金属垫片屈服力造成回弹性能降低导致密封性下降的问题。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明套筒的俯视结构示意图；

图3为本发明图1中A处结构局部放大示意图。

图中：1、盖板；2、电机；21、输出轴；22、连杆；3、电容器；4、真空吸嘴；5、导电块；6、固定法兰；7、套筒；8、外六角紧固螺母；9、金属垫片；10、滑块；11、顶压板；12、加热法兰；121、压电块；122、电磁铁；123、弹簧；13、指示灯；14、电炉丝；15、真空容器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种真空环境下金属密封装置，包括盖板1，盖板1的顶端固定连接有电机2，电机2的下端固定连接有输出轴21，盖板1的底端两侧固定连接有电容器3，电容器3的内部滑动连接有真空吸嘴4，真空吸嘴4的下端固定连接有套筒7，套筒7的内部转动连接有导电块5，输出轴21延伸至套筒7内部且末端固定连接有连杆22，连杆22的另一端与套筒7的内侧壁固定连接，套筒7的下端固定连接有固定法兰6，固定法兰6的顶端左右两侧设有外六角紧固螺母8，固定法兰6的内部设有金属垫片9，固定法兰6的侧壁滑动连接有加热法兰12，加热法兰12的左右两侧固定连接有滑块10，固定法兰6的底端固定连接有顶压板11，顶压板11的左右两端侧壁固定连接有指示灯13，顶压板11的底端固定连接有真空容器15，加热法兰12的内部设有电炉丝14，顶压板11的左右两端顶部设有传动机构。接通电容器3，电容器3充电过程形成左右两个极板带电过程，充电完成实现对导电块5放电，此时导电块5收到外加电场，产生电极化，原本呈电中性的导电块5会形成正负电荷移动的过程，电机2带动输出轴21转动，与输出轴21固定连接的连杆22和套筒7随之转动，带动导电块5的转动，全过程形成了导电块5所受电场强度时刻改变，其内部的电荷沿着曲面跃迁式移动，产生位移电流，由于位移电流不同于传导电流，其不会产生焦耳热和化学效应，有效缓解了传统金属密封热传递导致的金属垫片9和固定法兰6接口处因热线膨胀系数不同产生的局部形变造成的漏气现象。传动机构包括压电块121，压电块121的上端与加热法兰12固定连接，压电块121的底端固定连接有弹簧123，弹簧123的另一端固定连接有电磁铁122。当加热法兰12预紧过程中，其自身重力作用在压电块121上，压电块121受弹簧123压缩产生的压力形变，此时加热法兰12的重力大于弹簧123所受的弹力，弹簧123处于压缩状态，此时则表示加热法兰12沿其周向所受弹力不均，此时接通电磁铁122，增大其电流使得弹簧123恢复原长，此时加热法兰12处于受力平衡，指示灯13亮起，达到预紧力均匀临界值，此时线性增加通过电磁铁122的电流，使得加热法兰12下端所受力大于其重力，此时加热法兰12沿着固定法兰6侧壁的滑轨上移动，最终实现匀速将加热法兰12上移，达到密封效果，有效解决了现有技术金属垫片所受预紧力不均匀产生的金属垫片9受弯曲形变影响密封效率的问题。导电块5设置为环形，且内环为椭圆状，导电块5的外壁直径小于套筒7的内壁直径。保证在导电块5转动过程中始终沿套筒7内部，且二者独立转动不受影响。连杆22沿输出轴21周向等间距设置。使得转动输出轴21弯矩一定，受力均匀。压电块121设置为钽酸锂材质。钽酸锂具备的优良导电、电压、导热属性，是压电效应的优良极化电解质。

本发明的使用方法(工作原理)如下：

依次开启电机2、接通电容器3，电容器3充电过程形成左右两个极板带电过程，充电完成实现对导电块5放电，此时导电块5收到外加电场，产生电极化，原本呈电中性的导电块5会形成正负电荷移动的过程，电机2带动输出轴21转动，与输出轴21固定连接的连杆22和套筒7随之转动，带动导电块5的转动，全过程形成了导电块5所受电场强度时刻改变，其内部的电荷沿着曲面跃迁式移动，产生位移电流，由于位移电流不同于传导电流，其不会产生焦耳热和化学效应，有效缓解了传统金属密封热传递导致的金属垫片9和固定法兰6接口处因热线膨胀系数不同产生的局部形变造成的漏气现象。当加热法兰12预紧过程中，其自身重力作用在压电块121上，压电块121受弹簧123压缩产生的压力形变，此时加热法兰12的重力大于弹簧123所受的弹力，弹簧123处于压缩状态，则表示加热法兰12沿其周向所受弹力不均，此时接通电磁铁122，增大其电流使得弹簧123恢复原长，此时加热法兰12处于受力平衡，指示灯13亮起，达到预紧力均匀临界值，进而线性增加通过电磁铁122的电流，使得加热法兰12下端所受力大于其重力，此时加热法兰12沿着固定法兰6侧壁的滑轨上移动，最终实现匀速将加热法兰12上移，达到密封效果，有效解决了现有技术金属垫片所受预紧力不均匀产生的金属垫片9受弯曲形变影响密封效率的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。