[发明专利]采用可控气体保护高真空动密封的方法与装置

说明书

本发明属于高真空设备动密封技术领域，具体涉及一种采用可控气体保护高真空动密封的方法与装置。本发明提出一种采用可控气体保护高真空动密封的装置，包括控压保护装置；所述控压保护装置包括弹性件和气体压力控制装置；所述弹性件内设有腔室；所述压力控制器与弹性件的腔室相连通；所述气体压力控制装置通过对腔室补充气体或排出气体来控制弹性件的腔室的压力。本发明一种采用可控气体保护高真空动密封的方法与装置，用以解决因高真空动密封的细微泄露导致真空腔室内氧含量升高的问题，避免了高真空设备在熔炼、铸造等工艺环节中因动密封泄露问题导致氧的引入进而影响材料性能的问题。

技术领域

本发明属于高真空设备动密封技术领域，具体涉及一种采用可控气体保护高真空动密封的方法与装置。

背景技术

相对而言，在高真空设备中实现真空静密封比较容易，实现真空动密封比较困难，保证动密封不泄露异常困难。各类动密封装置在高真空设备上应用广泛，与发达国家相比，受动密封设计和机械加工水平的影响，国内制造的一些高真空设备的动密封件或装置极易频繁出现漏气现象，严重影响了设备的正常使用。

为避免氧的不利影响，一些先进材料的熔炼、铸造均需在预抽真空度不低于3×10^-3Pa的真空设备中进行，但由于动密封泄露引入氧，从而对材料性能产生不利影响。以国内通用的某型真空非自耗熔炼、铸造一体炉为例，在分子泵满转后，可在25min内将炉腔内的真空度降至3×10^-3Pa，为保证电极顺利起弧，需向炉腔内充入0.5atm左右的高纯氩气，在充氩气前，需要关闭闸板阀以彻底切断分子泵与炉腔的连接。实验发现，一旦彻底关闭闸板阀，腔室内的真空度马上降至2×10^-2Pa，经分析确认了导致腔室真空度急剧下降的原因是设备上应用的两个动密封装置-----电极升降装置和用于翻转铸锭的机械手均存在一定程度的细微漏气。为保证合金铸锭的均匀性，一般要将合金锭反复熔炼5次左右，再进行重熔、吸铸后获得样品。如图1所示，因设备腔室始终处在负压状态，动密封装置一直存在细微程度漏气，这将一些对氧敏感的合金的熔炼、铸造等产生不利的影响，经反复熔炼后，可以发现某合金锭表面的光亮的金属光泽逐渐褪去，出现一定程度的乌化，严重影响了材料的性能，甚至造成合金锭报废。在合金的熔炼、铸造等多个领域，追求高真空的根本目的是通过获得高真空来尽可能降低环境中的氧含量，从而避免材料在熔炼、铸造等工艺环节中遇氧反应而对材料性能产生的不利影响。

现有的高真空设备的动密封件均存在不同程度的泄露问题，主要原因为：一方面受限于动密封设计水平与高精度加工能力的限制，一些高真空设备的动密封问题自出厂就存在一定程度的泄露，另一方面，因精密加工能力十分有限，随着动密封器件或装置的使用，部分位置将出现明显的磨损，如图2所示，从而进一步导致了泄露情况的加剧，严重影响了设备的正常使用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种采用可控气体保护高真空动密封的方法与装置，用以解决因高真空动密封的细微泄露导致真空腔室内氧含量升高的问题，避免了高真空设备在熔炼、铸造等工艺环节中因动密封泄露问题导致氧的引入进而影响材料性能的问题。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种采用可控气体保护高真空动密封的方法，其特殊之处在于：

在动密封装置外侧用可控气体保护，隔绝空气与动密封装置细微泄露处的接触，当气体向真空腔室内泄露时，保证了进入真空腔室内的气体为可控气体，从而杜绝了空气通过动密封装置向真空腔室持续微量泄露；

所述可控气体为氩气或氦气等惰性气体。

另外，基于上述一种采用可控气体保护高真空动密封的方法，本发明还提出一种采用可控气体保护高真空动密封的装置，其特征在于：

包括控压保护装置；

所述控压保护装置包括弹性件和气体压力控制装置；

所述弹性件内设有腔室；