CN113309904A - 介质导管穿墙密封结构和真空室 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种介质导管穿墙密封结构和真空室，涉及密封领域，包括介质导管、密封静法兰、密封动法兰、紧固件和金属材料制成的密封阻热筒；密封静法兰、密封动法兰和密封阻热筒依次套装于介质导管的外部；密封静法兰为凸面法兰，密封动法兰为凹面法兰；密封阻热筒的一端密封连接于介质导管的外管壁，密封阻热筒的另一端沿径向向外延伸形成延伸部，紧固件将延伸部紧固于密封静法兰的密封凸面和密封动法兰的密封凹面之间。本发明缓解了现有技术中向真空室内某些装置中导入低温或超低温介质时，介质导管穿墙处因密封结构低温丧失弹性从而密封失效，导致介质泄漏的技术问题。

Description

介质导管穿墙密封结构和真空室
技术领域
本发明涉及密封领域，尤其是涉及一种介质导管穿墙密封结构和真空室。
背景技术
向真空室内某些装置中导入低温或超低温介质时，介质导管穿过真空室墙壁，介质导管穿墙处需进行密封处理。
传统的真空室介质导管穿墙处的密封结构是采用非金属密封材料如氟橡胶材料对介质导管的管壁和穿墙孔的孔壁之间进行密封，但是，随着温度的降低，非金属密封材料将失去弹性从而丧失密封性能，导致介质从穿墙处泄漏，例如，在向真空室内装置中导入液氧(沸点温度-183℃)或液氮(沸点温度-196.5℃)或液氢(沸点温度-253℃)或其他低温或超低温介质时，真空室介质导管穿墙处的密封结构就会丧失密封性能，介质随即发生泄漏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种介质导管穿墙密封结构和真空室，以缓解向真空室内某些装置中导入低温或超低温介质时，介质导管穿墙处因密封结构低温丧失弹性从而密封失效，导致介质泄漏的技术问题。
为实现上述目的，本发明实施例采用如下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种介质导管穿墙密封结构，包括介质导管、密封静法兰、密封动法兰、紧固件和金属材料制成的密封阻热筒；
所述密封静法兰、所述密封动法兰和所述密封阻热筒依次套装于所述介质导管的外部；
所述密封静法兰为凸面法兰，所述密封动法兰为凹面法兰；
所述密封阻热筒的一端密封连接于所述介质导管的外管壁，所述密封阻热筒的另一端沿径向向外延伸形成延伸部，所述紧固件将所述延伸部紧固于所述密封静法兰的密封凸面和所述密封动法兰的密封凹面之间。
在可选的实施方式中，所述密封静法兰的密封凸面上设有凸起于所述密封凸面的密封凸起部。
在可选的实施方式中，所述密封凸起部包括多条绕所述密封凸面圆周方向延伸的环状凸缘，相邻两条所述环状凸缘相互间隔。
在可选的实施方式中，所述密封阻热筒的远离所述密封静法兰的一端钎焊密封连接于所述介质导管的外管壁。
在可选的实施方式中，所述紧固件包括螺钉。
在可选的实施方式中，所述密封阻热筒的远离所述密封静法兰的一端设有缩径部，所述缩径部自靠近所述密封静法兰朝向远离所述密封静法兰延伸的方向逐渐减小。
在可选的实施方式中，所述密封阻热筒由无氧铜制成。
在可选的实施方式中，所述密封静法兰、所述密封动法兰和所述紧固件均由金属材料制成。
第二方面，本发明实施例提供一种真空室，在所述真空室的墙壁上设有前述实施方式中任一项所述的介质导管穿墙密封结构；其中：所述介质导管穿过所述真空室的墙壁，所述密封静法兰、所述密封动法兰、所述紧固件和所述密封阻热筒均位于所述真空室的外部，且所述密封静法兰固定连接于所述真空室的墙壁的外表面。
在可选的实施方式中，所述密封静法兰焊接于所述真空室的墙壁的外表面。
本发明实施例能够实现如下有益效果：
第一方面，本发明实施例提供一种介质导管穿墙密封结构，包括介质导管、密封静法兰、密封动法兰、紧固件和金属材料制成的密封阻热筒；密封静法兰、密封动法兰和密封阻热筒依次套装于介质导管的外部；密封静法兰为凸面法兰，密封动法兰为凹面法兰；密封阻热筒的一端密封连接于介质导管的外管壁，密封阻热筒的另一端沿径向向外延伸形成延伸部，紧固件将延伸部紧固于密封静法兰的密封凸面和密封动法兰的密封凹面之间。
在本发明实施例中，通过采用金属材料制成的密封阻热筒，金属材料相比于橡胶等其他非金属材料而言不易于在低温环境下失去弹性，从而，可缓解通过介质导管向真空室内通入低温或超低温介质的过程中，发生设置于墙壁穿孔处的密封结构弹性失效而使介质泄漏的问题，本实施例的结构可适用于绝大多数低温或超低温介质通入真空室内的情况；此外，相比于现有技术中的采用非金属材料进行密封而言，本实施例的密封结构还具有不易老化、使用有效时间长等优点。
本发明实施例的第二方面还提供一种真空室，包括前述第一方面提供的介质导管穿墙密封结构；由于本发明实施例提供的真空室包括第一方面提供的介质导管穿墙密封结构，因而，本发明实施例提供的真空室能够达到第一方面提供的介质导管穿墙密封结构能够达到的所有有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的介质导管穿墙密封结构安装于墙壁状态下一个视角下的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的介质导管穿墙密封结构安装于墙壁状态下另一视角下的整体结构示意图；
图3为图2的A-A向剖视图；
图4为图3中B部位的局部结构放大图；
图5为本发明实施例提供的介质导管穿墙密封结构中密封静法兰的整体结构示意图；
图6为密封静法兰在图2视角下的整体结构示意图；
图7为本发明实施例提供的介质导管穿墙密封结构中密封动法兰的整体结构示意图；
图8为本发明实施例提供的介质导管穿墙密封结构中密封阻热筒的整体结构示意图；
图9为密封阻热筒在图2视角下的整体结构示意图。
图标：1-介质导管；2-密封静法兰；21-密封凸面；211-密封凸起部；3-密封动法兰；31-密封凹面；4-紧固件；5-密封阻热筒；51-延伸部；52-缩径部；6-墙壁。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
本实施例提供一种介质导管穿墙密封结构，参照图1-图9，该介质导管穿墙密封结构包括介质导管1、密封静法兰2、密封动法兰3、紧固件4和金属材料制成的密封阻热筒5。密封静法兰2、密封动法兰3和密封阻热筒5依次套装于介质导管1的外部。密封静法兰2为凸面法兰，密封动法兰3为凹面法兰；密封阻热筒5的一端密封连接于介质导管1的外管壁，密封阻热筒5的另一端沿径向向外延伸形成延伸部51，紧固件4将延伸部51紧固于密封静法兰2的密封凸面21和密封动法兰3的密封凹面31之间。
传统的真空室介质导管穿墙处的密封结构是采用非金属密封材料如氟橡胶材料对介质导管的管壁和穿墙孔的孔壁之间进行密封，但是，随着温度的降低，非金属密封材料将失去弹性从而丧失密封性能，导致介质泄漏，本实施例中，通过采用金属材料制成的密封阻热筒5，金属材料相比于橡胶等其他非金属材料而言不易于在低温环境下失去弹性，从而，可缓解通过介质导管1向真空室内通入低温或超低温介质的过程中，发生设置于墙壁穿孔处的密封结构弹性失效而使介质泄漏的问题，本实施例的结构可适用于绝大多数低温或超低温介质通入真空室内的情况；此外，相比于现有技术中的采用非金属材料进行密封而言，本实施例的密封结构还具有不易老化、使用有效时间长等优点。
需要特别说明的是，本实施例中，对密封阻热筒5的长度不作具体限制，实际应用制造时，可根据介质温度对其长度进行设置，更具体地：
对于一长度为L、横截面积为S的均匀金属棒，当两端的温度差稳定为ΔT时，Δt时间内从高温端向低温端传递的热量ΔQ满足关系式:
Figure BDA0003091807990000081
其中k为棒的导热系数；
因而，为了减小密封阻热筒5的导热量，在密封阻热筒5的横截面积不变的情况下，可在介质温度较低时，使密封阻热筒5的长度设置长一些，这样ΔQ便小一些；如果介质温度没有特别低，就不需要加长密封阻热筒5，此时，以节省材料的角度考虑就可以将密封阻热筒5做得短一些，具体的长短数值可根据实际需要以及密封阻热筒5的横截面积进行设置，在此仅提供密封阻热筒5的长度的一种设计思路。
进一步地，参照图3-图6，在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，密封静法兰2的密封凸面21上设有凸起于密封凸面21的密封凸起部211，该密封凸起部211具有多种可选的结构形式，包括但不限于如图3-图6所示，密封凸起部211包括多条绕密封凸面21圆周方向延伸的环状凸缘，相邻两条环状凸缘相互间隔。
另外，在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，密封阻热筒5的远离密封静法兰2的一端钎焊密封连接于介质导管1的外管壁。
在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，紧固件4包括螺钉，当然，紧固件4也可以是其他紧固结构，例如但不限于销钉等。
继续参照图1至图3以及图8和图9，在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，密封阻热筒5的远离密封静法兰2的一端设有缩径部52，缩径部52自靠近密封静法兰2朝向远离密封静法兰2延伸的方向逐渐减小。
本实施例中，密封阻热筒5可以但不限于由无氧铜或其他金属材料制成；密封静法兰2、密封动法兰3和紧固件4优选但不限于均由金属材料制成。
实施例二
本实施例提供一种真空室，在该真空室的墙壁6上设有实施例一中任一可选实施方式提供的介质导管穿墙密封结。
其中：介质导管1穿过真空室的墙壁6，密封静法兰2、密封动法兰3、紧固件4和密封阻热筒5均位于真空室的外部，且密封静法兰2固定连接于真空室的墙壁6的外表面；优选但不限于，密封静法兰2焊接于真空室的墙壁6的外表面。
由于本实施例提供的真空室包括实施例一中描述的介质导管穿墙密封结构，因而，本实施例提供的真空室能够达到实施例一中介质导管穿墙密封结构能够达到的所有有益效果，其具体结构和能够达到的效果可参考实施例一中各可选或优选的实施方式获得。
最后应说明的是：本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可；本说明书中的以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种介质导管穿墙密封结构，其特征在于，包括介质导管(1)、密封静法兰(2)、密封动法兰(3)、紧固件(4)和金属材料制成的密封阻热筒(5)；
所述密封静法兰(2)、所述密封动法兰(3)和所述密封阻热筒(5)依次套装于所述介质导管(1)的外部；
所述密封静法兰(2)为凸面法兰，所述密封动法兰(3)为凹面法兰；
所述密封阻热筒(5)的一端密封连接于所述介质导管(1)的外管壁，所述密封阻热筒(5)的另一端沿径向向外延伸形成延伸部(51)，所述紧固件(4)将所述延伸部(51)紧固于所述密封静法兰(2)的密封凸面(21)和所述密封动法兰(3)的密封凹面(31)之间。
2.根据权利要求1所述的介质导管穿墙密封结构，其特征在于，所述密封静法兰(2)的密封凸面(21)上设有凸起于所述密封凸面(21)的密封凸起部(211)。
3.根据权利要求2所述的介质导管穿墙密封结构，其特征在于，所述密封凸起部(211)包括多条绕所述密封凸面(21)圆周方向延伸的环状凸缘，相邻两条所述环状凸缘相互间隔。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的介质导管穿墙密封结构，其特征在于，所述密封阻热筒(5)的远离所述密封静法兰(2)的一端钎焊密封连接于所述介质导管(1)的外管壁。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的介质导管穿墙密封结构，其特征在于，所述紧固件(4)包括螺钉。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的介质导管穿墙密封结构，其特征在于，所述密封阻热筒(5)的远离所述密封静法兰(2)的一端设有缩径部(52)，所述缩径部(52)自靠近所述密封静法兰(2)朝向远离所述密封静法兰(2)延伸的方向逐渐减小。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的介质导管穿墙密封结构，其特征在于，所述密封阻热筒(5)由无氧铜制成。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的介质导管穿墙密封结构，其特征在于，所述密封静法兰(2)、所述密封动法兰(3)和所述紧固件(4)均由金属材料制成。
9.一种真空室，其特征在于，在所述真空室的墙壁(6)上设有权利要求1-8中任一项所述的介质导管穿墙密封结构；其中：
所述介质导管(1)穿过所述真空室的墙壁(6)，所述密封静法兰(2)、所述密封动法兰(3)、所述紧固件(4)和所述密封阻热筒(5)均位于所述真空室的外部，且所述密封静法兰(2)固定连接于所述真空室的墙壁(6)的外表面。
10.根据权利要求9所述的真空室，其特征在于，所述密封静法兰(2)焊接于所述真空室的墙壁(6)的外表面。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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