CN102305291A - 一种钢轨的局部真空密封装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特种型材的真空密封装置及方法，具体涉及一种钢轨的局部真空密封装置及方法，属于真空密封技术领域。包括底板、导轨、左箱体、右箱体、待密封钢轨、真空泵组、支座、丝杠和手轮；设计左箱体和右箱体的端面结构；在左箱体和右箱体的端面加工密封槽，在密封槽内放置第一密封圈和第二密封圈；转动手轮，将左箱体移动到装置左端，放置待密封钢轨，然后反向转动手轮，将左箱体移动到右端，并与待密封钢轨和右箱体一起构成局部真空密封装置。利用真空泵组抽真空，形成局部真空保护。本发明对钢轨局部采用真空密封，可以为电子束焊接、真空退火等操作建立真空环境；简单易行，还可以实现除钢轨外的其他大型复杂构件的局部真空密封。

Description

一种钢轨的局部真空密封装置及方法

技术领域

本发明涉及一种特种型材的真空密封装置及方法，具体涉及一种钢轨的局部真空密封装置及方法，属于真空密封技术领域。

背景技术

钢轨是铁路轨道的重要组成部件，随着我国高速轨道交通的发展，对钢轨尤其是钢轨焊接接头部位的质量要求越来越高。由于受到钢轨长度的影响，无法对其进行密封，所以目前对钢轨的焊接主要采取闪光焊、气压焊、铝热焊和电弧焊等方法，焊接接头质量不均衡，断头率高，一次校验合格率低下。电子束焊接在真空中进行，焊缝的化学成分稳定且纯净，接头强度高，焊缝质量高。为了实现钢轨的电子束焊接，需要在钢轨接头位置建立真空环境。本发明利用真空密封技术，克服了钢轨长度的限制，在钢轨需要焊接的部位建立了一个局部真空环境。

中国发明专利授权公告号CN2454075Y公开了一种法兰环峰局部真空电子束焊机，真空室由上下两部分组成，下真空室上部、上真空室下部分别与焊接工件相连，通过静密封和动密封相结合的方法实现局部真空密封，通过电子枪移动完成焊接操作。中国发明专利公开号CN1422722A公开了大型容器局部真空电子束焊接装置及其工艺方法，其利用一个双层立体式密封圈将真空室分为上下两部分，分别构成一个可移动的小型局部真空室，利用电子束进行密封焊接。中国发明专利公开号CN101720180A公开了一种密封箱的密封结构，利用凹形密封槽、密封胶圈和条状橛行凸台互相配合，当箱盖合上时可以实现箱体的密封。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中由于钢轨长度而无法在其周围实现真空环境的问题以及局部真空仅仅在法兰等规则形状零件方面应用的问题，提出一种钢轨的局部真空密封装置及方法，该方法可以在大型零部件的局部建立真空环境，可以应用于电子束焊接、电子束改性处理以及真空退火等方面。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种钢轨的局部真空密封装置，包括底板、导轨、左箱体、右箱体、待密封钢轨、真空泵组、支座、丝杠和手轮；左箱体的截面形状和右箱体的截面形状与待密封钢轨的截面形状相吻合，左箱体和右箱体各加工出半个待密封钢轨截面尺寸；左箱体和右箱体与待密封钢轨的接触面加工有密封槽，密封槽内放置第一密封圈和第二密封圈，通过第一密封圈和第二密封圈将左箱体、右箱体和待密封钢轨进行密封；右箱体固定在底板上面，导轨也固定在底板上面，左箱体底面有槽，左箱体放置在导轨上面，并通过槽可以沿导轨在底板上面移动；右箱体的右侧面的底部安装有真空泵组，通过真空泵组对左箱体、右箱体和待密封钢轨形成的空间进行抽真空；真空泵组由机械泵、罗茨泵、扩散泵和分子泵组成。左箱体和右箱体的顶盖设计为非对称结构，左箱体的顶盖尺寸小时右箱体的顶盖尺寸就大，左箱体的顶盖尺寸大时右箱体的顶盖尺寸就小，便于以后扩展应用；密封槽在左箱体和右箱体端面的加工位置错开：即密封槽位置在左箱体端面靠近外侧时在右箱体端面则靠近内侧，密封槽位置在左箱体端面靠近内侧时在右箱体端面则靠近外侧；第一密封圈和第二密封圈均为橡胶密封圈。

本发明的一种钢轨的局部真空密封方法，具体步骤为：

1)按照待密封钢轨的截面形状和尺寸，设计左箱体和右箱体的端面结构；

2)按照密封要求，在左箱体和右箱体的端面加工密封槽，在密封槽内放置第一密封圈和第二密封圈；

3)转动手轮，利用丝杠的运动将左箱体移动到装置左端，放置待密封钢轨，然后反向转动手轮，将左箱体移动到右端，并与待密封钢轨和右箱体一起构成局部真空密封装置。

4)利用真空泵组抽真空，形成局部真空保护。

有益效果

本发明对钢轨局部采用真空密封，可以为电子束焊接、真空退火等操作建立真空环境；简单易行，还可以实现除钢轨外的其他大型复杂构件的局部真空密封。

附图说明

图1是本发明的钢轨的局部真空密封装置结构示意图；

图2是本发明的钢轨的局部真空密封装置中左箱体的结构示意图；

图3是本发明的钢轨的局部真空密封装置中右箱体的结构示意图；

其中，1-底板，2-导轨，3-左箱体，4-右箱体，5-待密封钢轨，6-真空泵组，7-支座，8-丝杠，9-手轮，10-第一密封圈，11-槽，12-第二密封圈。

具体实施方式

下面通过实例对本发明作进一步的说明，但是本发明不仅限于实施例。

实施例

局部低真空密封60Kg/m的钢轨。

一种钢轨的局部真空密封装置，如图1、图2和图3所示；包括底板1、导轨2、左箱体3、右箱体4、待密封钢轨5、真空泵组6、支座7、丝杠8和手轮9；左箱体3的截面形状和右箱体4的截面形状与待密封钢轨5的截面形状相吻合，左箱体3和右箱体4各加工出半个待密封钢轨5截面尺寸；左箱体3和右箱体4与待密封钢轨5的接触面加工有密封槽，密封槽内放置第一密封圈10和第二密封圈12，通过第一密封圈10和第二密封圈12将左箱体3、右箱体4和待密封钢轨5进行密封；右箱体4固定在底板1上面，导轨2也固定在底板1上面，左箱体3底面有槽11，左箱体3放置在导轨2上面，并通过槽11可以沿导轨2在底板1上面移动；右箱体4的右侧面的底部安装有真空泵组6，通过真空泵组6对左箱体3、右箱体4和待密封钢轨5形成的空间进行抽真空；真空泵组6由机械泵、罗茨泵、扩散泵和分子泵组成。左箱体3和右箱体4的顶盖设计为非对称结构，左箱体3的顶盖尺寸小，右箱体4的顶盖尺寸大；密封槽在左箱体3和右箱体4端面的加工位置错开；第一密封圈10和第二密封圈12均为橡胶密封圈。

具体步骤为：

1)设计左箱体3和右箱体4的端面结构：根据60Kg/m钢轨5的截面形状和尺寸，左箱体3和右箱体4的整体尺寸设计为400mm×400mm×400mm，箱体壁厚为35mm；箱体3和右箱体4的端面按照60Kg/m待密封钢轨5的截面形状和尺寸各加工出半个截面结构；左箱体3和右箱体4的顶盖设计为非对称结构，左箱体3的面积小，右箱体4的面积大。

2)按照密封要求，在左箱体3和右箱体4的端面加工密封槽，密封槽尺寸为6mm×4mm的矩形槽，其中，左箱体密封槽位于箱体端面外侧，右箱体密封槽位于箱体端面内侧，两道密封槽槽间距离为5mm，在密封槽内放置橡胶第一密封圈10和第二密封圈12，涂抹真空脂。

3)转动手轮9，利用丝杠8的运动将左箱体3移动到装置左端，放置待密封钢轨5，然后反向转动手轮9，将左箱体3移动到右端，并与钢轨5和右箱体4一起构成局部真空密封装置。

4)利用真空泵组6抽真空，由于箱体尺寸较小，在真空度要求不高的情况下，本实施例直接利用机械泵即可，使箱体内部真空度达到4×10^-2mbar，形成局部真空保护。

Claims (7)

1.一种钢轨的局部真空密封装置，其特征在于：包括底板(1)、导轨(2)、左箱体(3)、右箱体(4)、待密封钢轨(5)、真空泵组(6)、支座(7)、丝杠(8)和手轮(9)；左箱体(3)的截面形状和右箱体(4)的截面形状与待密封钢轨(5)的截面形状相吻合，左箱体(3)和右箱体(4)各加工出半个待密封钢轨(5)截面尺寸；左箱体(3)和右箱体(4)与待密封钢轨(5)的接触面加工有密封槽，密封槽内放置第一密封圈(10)和第二密封圈(12)，通过第一密封圈(10)和第二密封圈(12)将左箱体(3)、右箱体(4)和待密封钢轨(5)进行密封；右箱体(4)固定在底板(1)上面，导轨(2)也固定在底板(1)上面，左箱体(3)底面有槽(11)，左箱体(3)放置在导轨(2)上面，并通过槽(11)可以沿导轨(2)在底板(1)上面移动；右箱体(4)的右侧面的底部安装有真空泵组(6)，通过真空泵组(6)对左箱体(3)、右箱体(4)和待密封钢轨(5)形成的空间进行抽真空；真空泵组(6)由机械泵、罗茨泵、扩散泵和分子泵组成；左箱体(3)和右箱体(4)的顶盖设计为非对称结构；密封槽在左箱体(3)和右箱体(4)端面的加工位置错开。

2.根据权利要求1所述的一种钢轨的局部真空密封装置，其特征在于：左箱体(3)和右箱体(4)的顶盖设计为左箱体(3)的顶盖尺寸小，右箱体(4)的顶盖尺寸大。

3.根据权利要求1所述的一种钢轨的局部真空密封装置，其特征在于：左箱体(3)和右箱体(4)的顶盖设计为左箱体(3)的顶盖尺寸大，右箱体(4)的顶盖尺寸小。

4.根据权利要求1所述的一种钢轨的局部真空密封装置，其特征在于：密封槽在左箱体(3)和右箱体(4)端面的加工位置错开，密封槽位置在左箱体(3)端面靠近外侧，在右箱体(4)端面靠近内侧。

5.根据权利要求1所述的一种钢轨的局部真空密封装置，其特征在于：密封槽在左箱体(3)和右箱体(4)端面的加工位置错开，密封槽位置在左箱体(3)端面靠近内侧，在右箱体(4)端面靠近外侧。

6.根据权利要求1所述的一种钢轨的局部真空密封装置，其特征在于：第一密封圈(10)和第二密封圈(12)均为橡胶密封圈。

7.一种钢轨的局部真空密封方法，其特征在于具体步骤为：

1)按照待密封钢轨(5)的截面形状和尺寸，设计左箱体(3)和右箱体(4)的端面结构；

2)按照密封要求，在左箱体(3)和右箱体(4)的端面加工密封槽，在密封槽内放置第一密封圈(10)和第二密封圈(12)；

3)转动手轮(9)，利用丝杠(8)的运动将左箱体(3)移动到装置左端，放置待密封钢轨(5)，然后反向转动手轮(9)，将左箱体(3)移动到右端，并与待密封钢轨(5)和右箱体(4)一起构成局部真空密封装置；

4)利用真空泵组(6)抽真空，形成局部真空保护。

Images