[发明专利]一种大型托卡马克真空室非圆通道超高真空密封法兰结构

权利要求书

1.一种大型托卡马克真空室非圆通道超高真空密封法兰结构，其特征在于：包括与真空室固定焊接的凹法兰(1)、位于凹法兰(1)一端的凸法兰(2)，以及与凸法兰(2)连接的接管(7)；所述的凹法兰(1)面向凸法兰(2)的端面内侧加工凹陷的两级90°密封台阶(101)，凸法兰(2)的面向凹法兰(1)的端面内侧加工凸出的两级90°密封台阶(201)，凹陷的两级90°密封台阶(101)和凸出的两级90°密封台阶(201)相配合，两者之间放置铜丝圈(3)，使得凹法兰(1)和凸法兰(2)沿轴向保留间隙；所述的凹法兰(1)和凸法兰(2)上设有连接安装孔，连接安装孔内放置双头螺纹销(4)或双头螺柱，将凹法兰(1)和凸法兰(2)连接。

2.如权利要求1所述的一种大型托卡马克真空室非圆通道超高真空密封法兰结构，其特征在于：所述的凹法兰(1)的端面上沿着周向均匀分布螺纹盲孔，对应安装双头螺纹销(4)的螺纹盲孔为双头螺纹销安装孔(103)，对应安装双头螺柱的螺纹盲孔为双头螺柱安装孔(104)；所述的凸法兰(2)对应端面上沿着周向均匀分布的螺栓通孔(202)；所述的螺纹盲孔和螺栓通孔(202)数量相同。

3.如权利要求2所述的一种大型托卡马克真空室非圆通道超高真空密封法兰结构，其特征在于：所述的双头螺纹销安装孔(103)为两个，分别位于所述的凹法兰(1)的竖直中心线位置的上下侧；所述的双头螺柱安装孔(104)为凹法兰(1)竖直中心线之外的螺纹盲孔。

4.如权利要求2所述的一种大型托卡马克真空室非圆通道超高真空密封法兰结构，其特征在于：所述的凹法兰(1)和凸法兰(2)的截面形状相同。

5.如权利要求2所述的一种大型托卡马克真空室非圆通道超高真空密封法兰结构，其特征在于：所述的双头螺纹销(4)或双头螺柱穿过凸法兰(2)上的螺栓通孔(202)，一端分别进入双头螺纹销安装孔(103)或双头螺柱安装孔(104)，另一端位于凸法兰(2)外，通过碟形弹簧(6)和螺母(5)固定压紧。

6.如权利要求5所述的一种大型托卡马克真空室非圆通道超高真空密封法兰结构，其特征在于：所述的双头螺纹销安装孔(103)的内侧为螺纹，外侧为光孔；所述的双头螺纹销(4)包括位于中间的中部光杆(401)和两端的头部螺纹(402)，中部光杆(401)与双头螺纹销安装孔(102)的外侧光孔和凸法兰(2)的螺栓通孔(202)组成销孔配合。

7.如权利要求2所述的一种大型托卡马克真空室非圆通道超高真空密封法兰结构，其特征在于：所述的凹陷的两级90°台阶密封面(101)的尖部(102)加工为半径为R0.05mm～R0.1mm的圆角。

8.如权利要求7所述的一种大型托卡马克真空室非圆通道超高真空密封法兰结构，其特征在于：所述的凹陷的两级90°台阶密封面(101)和凸出的两级90°台阶密封面(201)的表面粗糙度为Ra0.8μm。

9.如权利要求8所述的一种大型托卡马克真空室非圆通道超高真空密封法兰结构，其特征在于：所述的铜丝圈(3)的材质为无氧铜TU2，铜丝直径为Φ1.5mm～Φ2.0mm；铜丝圈(3)的压缩量为铜丝直径的30％～50％。

10.如权利要求8所述的一种大型托卡马克真空室非圆通道超高真空密封法兰结构，其特征在于：所述的凹法兰(1)、凸法兰(2)和螺母(5)的材质为奥氏体不锈钢S31603，碟形弹簧(6)、双头螺纹销(4)和双头螺柱的材质为GH2132。

11.如权利要求2所述的一种大型托卡马克真空室非圆通道超高真空密封法兰结构，其特征在于：所述的螺母(5)与一个或者2～4个碟形弹簧(6)搭配安装，对法兰进一步压紧。