真空阀的特性与前景

真空技术在我国国民经济中已经得到广泛应用，无论是重工业、轻工业、科学还是普通工业部门都必不可少。 因此，作为真空技术驱动器的真空阀也得到了发展。

&ldquo； 真空&rdquo； 指定空间内低于环境大气压的气体状态，即该空间内的气体分子数密度低于该地区大气压的气体分子数密度。 不同的真空状态意味着该空间具有不同的分子数密度。 标准状态( stp:0°； c，10135Pa )，气体分子数密度为2.6870x1025m； 3、真空度为1X 10_4Pa时，气体的分子数密度只有2. 65X1016m_3。

22.1.1真空度和测量单位

真空技术中常用的真空度测量真空状态下的空间气体稀薄度。 通常的真空度用气体的压力值来表示。 压力值越高真空度越低压力值越低真空度越高。

22.1.2真空区域的划分

为了便于使用，人们将真空度加宽到几个区段，根据GB/t3163的2007，真空区域大致分为以下几个区段

低真空105〜102Pa中真空102〜10_1Pa高真空10； 1〜10_5Pa超高真空<； 10-5 Pa

22.1.3真空阀的特性

主要指真空阀壳对大气的真空密封性，测量真空密封性的性能主要有两个技术指标。 真空阀的电导和真空阀的阀座气体泄漏率(简称泄漏率。

①真空阀的传导阀打开状态下的气流传导。 另外，在样品中，真空阀电导通常为&ldquo； 当量管长&rdquo； 此处记载的配管公称尺寸与阀的公称尺寸相同。

②真空阀阀座的气体泄漏率关闭状态下阀座泄漏的气体流量。 这取决于气体的种类、压力、温度和阀门的进入、出口的压差。

22.1.4真空阀的定义和作用_

真空阀是用于在真空系统中隔离(遮断)气流、调节气流流量、分配气流的真空设备。 多种多样的真空装置(也称真空工程设备)离不开真空系统。 真空阀在简单复杂的真空系统中也占有重要地位。 通常在设计真空系统时，根据真空装置的要求和真空系统的特征，选择不同类型的真空阀。 例如，真空排气阀用于将大气注入真空系统。 真空装置完成真空作业后，要更换工件或取出样品，必须将大气放入真空室，打开门更换工件，以免真空室门的两侧产生压差。 针阀是向真空系统供给空气，可以调节气体流量的真空阀。 它常用于真空泵的抽吸速度测量、真空镀膜、离子束蚀刻、热核反应控制装置等真空系统，提供经过调节的气体流量以达到稳定的工艺要求的真空度的高真空挡板阀、高真空板阀常用于主抽吸泵的吸气口，可隔离真空泵，不暴露于大气中 高真空蝶阀设置在真空室、真空配管和真空泵之间，开关气流。 阀门的设计请勿发生漏气、机械、电气故障等。

必须纠正国内电站阀门中存在的错误称呼，在电站阀门中，通常在密封件部分带有水封装置的阀门前面&ldquo； 真空&rdquo； 真空闸阀、真空截止阀等。 实际上，这些阀的介质压力高，有些阀压力高达10MPa。 这是错误的称呼，必须修改。

22.1. 5真空阀的发展

(1)国外真空阀的发展

世界上真空阀技术先进的国家主要有俄罗斯、美国、法国、英国、德国、日本等，从20世纪初到现在，这些国家真空阀的品种和规格都在迅速发展。 世界主要的真空设备制造商，例如巴尔扎伊斯公司( Balgers )，Legbold-Heraeus公司( Legbold-Heraeus )

拥有西欧核中心( CERN )、德国电子同步加速器研究所( DESY )等真空阀专业生产厂家，可根据国际标准开发各种真空阀。 生产的真空阀规格丰富，大多数真空阀结构简单，性能可靠。 瑞士的VAT是为科研工业部门开发、生产真空阀的产业工厂。 VAT厂zui的主要产品有手动、气动真空板阀系列、金属密封气动真空板阀系列、手动、气动真空摆动阀系列、迅速关闭真空阀系列、手动、气动真空板阀系列、手动超高真空板阀系列等十种真空阀产品 这些产品广泛应用于CERN和DESY加速器及其他真空装置，具有很高的信誉。

国外真空阀根据阀门的工作特点，分为插板式、挡板式、翻转板式、微调式等阀门驱动形式，分为气压、磁性、电动、手动等阀门，根据密封材料，分为橡胶密封件、铟银合金不诱导钢密封件、钛合金镀银和镀金不锈钢密封件 其中典型的真空阀为氟橡胶密封空气真空板阀、铟密封空气真空板阀和金属密封空气真空阀。

①氟橡胶密封空气板阀该阀阀板密封部的空气泄漏速度(简称泄漏率)为lXl(r9mbar. L/s，气源压力为0.4〜0.6MPa，氟橡胶密封材料的烧结温度为150°； c。 该阀的特点是传动增力机构简单，重量轻，行程小时可全开或全闭，导通能力zui大，外形尺寸小，易于维护，性能可靠。 广泛应用于国外许多真空系统。

②铟密封气动真空板阀门主要应用于高能加速器具有强辐射的真空系统。 与其他金属密封结构的板阀zui的较大区别在于，所需的密封比压较小。 铟封结构和压制机构设计合理，寿命可超过500次。 阀门的漏气速度为小于IX10-9 mbar &bull的L/s。 不足之处是维护复杂，外形尺寸大，成本高。 没有特别的冷却结构就不能烤。

③金属密封真空真空阀在烘烤温度高的真空系统中，即使选择氟橡胶等阀也不能满足需要时，将金属作为密封材料用于超高真空阀。 正如CERN研究所开发的全金属气体超高真空挡板阀，漏气速度低于lX10_8Pa &bull，烘烤温度为300°； c、气源压力为2. 5MPa，阀板在TiA6V4合金表面镀银50^m。 美国Varian公司生产的全金属气体超高真空摆动阀，其气体泄漏速度不超过IX 10-7 Pa &bull的L/s、阀打开时烘烤温度200°； c、阀体用不介钢材料、阀板用钛合金表面镀金的材料。 但这种阀门密封力大，结构复杂，外形尺寸大，使用真空要求严格，阀门寿命短，维护复杂，成本高。

目前，在国外各种真空系统中，由于真空阀导通能力zui大、结构简单、性能可靠，zui得到广泛应用。 全金属密封板阀结构复杂，寿命短，性能可靠性差，应用范围有限。 因此，除了全金属阀不能保证真空系统整体的性能的情况以外，一般采用氟橡胶密封的板阀。 例如真空蒸镀机、离子注入机、各种表面物理试验仪器、大型加速器等以氟橡胶密封的板阀为主要阀门。 国外使用真空阀的另一个特点是主要驱动形式为手动、气压、电动，其气压形式的应用zui广泛。

(2)国内真空阀的发展

国内真空阀制造商生产的真空阀有真空电磁阀、真空蝶阀、真空隔膜阀、真空挡板阀、真空球阀、真空微调阀、真空调节阀、超高真空板阀、超高真空板阀共9个系列，42个品种，150多种规格的产品，特别是生产的DJV1200大型气压高真空阀 生产的GDI>； j系列手电两用真空缓冲阀适用于10-5〜105 Pa的压力范围，该系列阀的公称尺寸为DN150〜1200，漏气速度小于1.3 X 10-5 Pa &bull的L/s。 电导1200〜70000L/s、开闭时间15〜60s以及阀上配置有离合器和开关，安全性高，密封可靠，流量大，可进行手动、电气的自动控制。 生产的GDCKJ型高真空气门阀和GDEKJB型(平板阀) 2系列。 公称尺寸DiV80〜1200、漏气速度低于1.3x 10-5pa & bull l/s； 开阀时间不足5〜20s，气源压力为0.4〜0.8MPa，广泛应用于大中型高真空系统。

目前我国真空阀种类繁多，规格齐全。 总之，分为高真空板阀系列、高真空瓣阀系列、高真空蝶阀系列、高真空电磁阀系列、带真空电磁阀的气阀系列、电磁差压气阀系列、真空球阀系列7个系列。 广泛应用于电子、半导体、集成电路、真空测量、泄漏检测、离子束、电子束、激光、可控热核反应、航天等领域。 20世纪70年代，我国高新技术北京高能电子轰炸机、兰州重粒子加速器、西南核工业控制集约研究装置等配备了数百种高真空阀产品。 这些阀门性能先进，工作稳定，保证了这些装置的正常运行，表明我国真空阀门具有相当高的技术水平。

(三)发展前景

今后发展真空阀门必须重视以下问题。

①换型重视真空阀的换型问题，初期真空阀的结构复杂，操作不方便，对真空装置的运转有障碍时，请用同规格的真空阀进行更换。 早期手动真空阀可更换为电动气压真空阀，实现真空系统的自动操作。

②节能应加强节能型阀门的开发与开发。 采用新型密封材料、电磁耦合驱动原理，研制出新型节能型真空阀。

③大型机械手、电气两用高真空强化大型机械手、电气两用高真空板阀的开发与开发。 目前我国生产的这种阀门有CC型(手动)、CCD型(电动)、GC型等几种，口径在DJV500以上的阀门是弱点。 电动阀是实现真空系统自动控制的重要设备。 应用光电技术改进现有电动机构行程限位开关结构，保证阀门开关的可靠性。

④超高真空阀应加强超高真空阀的研制与开发。 从阀门的传动原理、密封材料、结构形式等入手，在吸收国外同类超高真空阀的优点的基础上，开发新产品。 像超高真空微调阀一样，国内产品少，不能满足超高真空装置气流流量调节的需要，必须改进加工技术，提高这种阀的寿命。

⑤标准化和通用化应加强真空阀的标准化、通用化。 在引进国外同类阀门先进技术的基础上，要改进阀门设计，从我国各种真空阀的性能到结构、外观，达到国外同类阀门先进水平。 除了满足我国真空装置的需求外，还旨在使我国真空阀进入国际市场。

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