CN115031073A - 用于贯穿真空腔室的装置及真空系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种用于贯穿真空腔室的装置及真空系统。所述装置包括：贯穿件，穿过所述真空腔室的开口；波纹管，所述贯穿件穿过所述波纹管；第一连接件，所述波纹管的第一端通过所述第一连接件与所述开口密封连接；第二连接件，所述波纹管的第二端通过所述第二连接件与所述贯穿件密封连接；其中，所述贯穿件包括第一管道、第二管道以及管道连接件，所述管道连接件连接所述第一管道和所述第二管道，所述管道连接件位于所述波纹管的管腔内，所述波纹管能够被拆卸移出以露出所述管道连接件。

Description

用于贯穿真空腔室的装置及真空系统

技术领域

本发明的实施例涉及工程部件技术领域，具体涉及一种用于贯穿真空腔室的装置及真空系统。

背景技术

在真空系统中，经常需要将工艺管道等部件贯穿真空腔体。对于高温管道而言，需要借助柔性结构来释放管道热应力，防止贯穿处局部应力集中造成部件损坏。

现有技术中存在包括波纹管、法兰以及管道的贯穿装置，利用波纹管作为柔性结构。

然而，对于这样的贯穿装置，部件之间的连接均采用焊接的方式，整个贯穿装置难以拆卸。特别是，在管道设有接头，以及接头需要置于波纹管内接受保护的情况下，由于贯穿装置无法拆卸，将会导致无法对接头进行操作、维护。

发明内容

根据本发明的一个方面，提出一种用于贯穿真空腔室的装置，其包括：贯穿件，穿过所述真空腔室的开口；波纹管，所述贯穿件穿过所述波纹管；第一连接件，所述波纹管的第一端通过所述第一连接件与所述开口密封连接；第二连接件，所述波纹管的第二端通过所述第二连接件与所述贯穿件密封连接；其中，所述贯穿件包括第一管道、第二管道以及管道连接件，所述管道连接件连接所述第一管道和所述第二管道，所述管道连接件位于所述波纹管的管腔内，所述波纹管能够被拆卸移出以露出所述管道连接件。

根据本发明的另一方面，提出一种真空系统，其包括：真空腔室，以及所述的用于贯穿真空腔室的装置。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明的实施例所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1示出根据本发明一个实施例的用于贯穿真空腔室的装置的一个视角的示意图；

图2示出图1的装置的另一视角的示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请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申请的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。此外，为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”等，仅用来描述如图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系，应当理解为也包含除了图中所示的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

图1示出根据本发明一个实施例的用于贯穿真空腔室2的装置1的一个视角的示意图；图2示出图1的装置1的另一视角的示意图。参照图1和图2，装置1包括：贯穿件10，穿过真空腔室2的开口3；波纹管20，贯穿件10穿过波纹管20；第一连接件30，波纹管20的第一端通过第一连接件30与开口3密封连接；第二连接件40，波纹管20的第二端通过第二连接件40与贯穿件10密封连接；其中，贯穿件10包括第一管道12、第二管道14以及管道连接件16，管道连接件16连接第一管道12和第二管道14，管道连接件16位于波纹管20的管腔内，波纹管20能够被拆卸移出以露出管道连接件16。

贯穿件10用于实现真空腔室2内外的连接，贯穿件10一端伸入真空腔室2内，另一端位于真空腔室2外。具体地，贯穿件10所包括的第一管道12穿过真空腔室2的开口3，第二管道14和管道连接件16均位于真空腔室2的外部。

在本发明的实施例中，通过采用波纹管20这样的柔性结构，可以实现装置1与真空腔室2之间的柔性连接，波纹管20在高温下可以自由伸缩，能够释放管道热应力，防止贯穿处局部应力集中造成部件失效。

利用管道连接件16来连接第一管道12和第二管道14，可以实现贯穿件10的可拆卸结构，实现不同管道之间的连接、断开、过渡，从而贯穿件10无需为一整根管道，并且第一管道12和第二管道14的材料或管径可以不同，从而使得装置1的适应性和灵活性更好，可以适用于多种情况，可以为管道的采用提供更多的选择。当然，第一管道12和第二管道14的材料、管径也可以相同。管道连接件16可以为活接头。管道连接件16可以为卡套式接头或球面螺纹接头。

波纹管20的两端分别通过第一连接件30、第二连接件40而与真空腔室2的开口3、贯穿件10密封连接，可以保证真空腔室2的密封性，同时波纹管20内形成与真空腔室2连通的真空环境，位于波纹管20管腔内的管道连接件16置于真空环境内受到保护。

波纹管20能够被拆卸移出以露出管道连接件16，便于对管道连接件16进行操作、维护、检修。可以解除第一连接件30对波纹管20第一端与真空腔室2的开口3之间的连接，并解除第二连接件40对波纹管20第二端与贯穿件10之间的连接，使得波纹管20能够被拆卸移出。

在一些实施例中，第一连接件30包括：第一法兰32，焊接在波纹管20外部，第一法兰32与真空腔室2可拆卸连接。

在这些实施例中，真空腔室2自身形成有凸缘，所述凸缘位于开口3的周围，可以将第一法兰32与所述凸缘可拆卸地连接。可以通过螺纹连接、卡合等方式来实现可拆卸连接。例如，利用螺栓等紧固件将第一法兰32与所述凸缘连接。并可借助密封垫圈50来实现第一法兰32与所述凸缘连接处的密封性。密封垫圈50夹持在第一法兰32与所述凸缘之间。

将第一法兰32与波纹管20焊接，有利于保证连接的密封性。将第一法兰32设置在波纹管20外部，便于对第一法兰32进行拆卸。例如，可以方便地在波纹管20外部对螺栓等紧固件进行操作，以解除第一法兰32与所述凸缘之间的连接。

在另一些实施例中，真空腔室2自身不具有上述凸缘，第一连接件30包括：第一法兰32，焊接在波纹管20外部，第二法兰34，与真空腔室2焊接；第一法兰32和第二法兰34可拆卸连接。

第一法兰32、第二法兰34分别与波纹管20、真空腔室2焊接，有利于保证连接处的密封性。可以利用螺栓等紧固件来实现第一法兰32和第二法兰34之间的可拆卸连接。可借助密封垫圈50来实现第一法兰32与第二法兰34连接处的密封性。密封垫圈50夹持在第一法兰32与第二法兰34之间。

在一些实施例中，第二连接件40包括：第三法兰42，焊接在贯穿件10外部；第四法兰44，焊接在波纹管20外部；第五法兰46，与第三法兰42和第四法兰44可拆卸连接；第三法兰42的径向尺寸小于波纹管20的径向尺寸。第三法兰42具体焊接在第二管道14外部。

第五法兰46将第三法兰42和第四法兰44连接，第三法兰42、第四法兰44以及第五法兰46构成整体的连接件，波纹管20和贯穿件10通过所述整体的连接件连接在一起，所述整体的连接件能够封闭波纹管20与贯穿件10之间的间隔，保证波纹管20内的真空环境。

第三法兰42的表面、第四法兰44的表面均与波纹管20第二端的端面平齐。第三法兰42位于波纹管20内部，第五法兰46位于波纹管20外部。第五法兰46与贯穿件10之间具有间隔。通过将第二连接件40设置为包括多个法兰，使得第四法兰44可以阻隔高温贯穿件10对第五法兰46的热影响，可以有效减小高温热影响区，避免整个第二连接件40的热变形失效。

第三法兰42、第四法兰44分别与贯穿件10、波纹管20焊接，可以保证连接处的密封性。第五法兰46分别与第三法兰42和第四法兰44可拆卸连接，从而可以通过将第五法兰46分别与第三法兰42和第四法兰44拆卸来解除对波纹管20的连接限制，使得波纹管20可以被拆卸移出。或者，仅将第五法兰46与第三法兰42拆卸即可解除对波纹管20第二端的连接限制，此时第四法兰44、第五法兰46可以继续连接在波纹管20第二端，并跟随波纹管20一起移动。

第三法兰42的径向尺寸小于波纹管20的径向尺寸，从而第三法兰42不会对波纹管20的移出造成阻碍。波纹管20沿着从第一端指向第二端的方向移动，以暴露出管道连接件16。在波纹管20的移动过程中，第三法兰42位于波纹管20的管腔内，不会阻碍波纹管20的移动。

在本发明的实施例中，第五法兰46与第三法兰42之间通过多个第一紧固件41连接，第五法兰46与第四法兰44之间通过多个第二紧固件43连接，第一紧固件41、第二紧固件43可以为螺栓。如图2所示，多个第一紧固件41在第五法兰46上排列为六边形，以保证连接的均匀性和稳固性。类似地，多个第二紧固件43也在第五法兰46上排列为六边形。

并且，这两个六边形同心且错位地设置，两个六边形之间相差预定的角度，即其中一个六边形相对于另一个六边形旋转了预定的角度。所述预定的角度可以为30°。通过这样的设置，可以保证第五法兰46受力的均匀性。

第五法兰46与第三法兰42之间可以设置密封垫圈50，第五法兰46与第四法兰44之间可以设置密封垫圈50，以保证连接处的密封性。第四法兰44可以阻隔高温贯穿件10对密封垫圈50的热影响。

根据以上描述，装置1包括多个密封垫圈50，密封垫圈50设置在第一法兰32和第二法兰34之间，或者密封垫圈50设置在第五法兰46与第三法兰42之间，或者密封垫圈50设置在第五法兰46与第四法兰44之间。密封垫圈50可以采用耐高温材料。可根据贯穿件10内介质温度来选择密封垫圈50的材料。

在与图1所示实施例不同的另一些实施例中，第二连接件40可以包括：第三法兰，焊接在贯穿件10外部；第四法兰，焊接在波纹管20内部，所述第四法兰与所述第三法兰可拆卸连接；所述第四法兰相对于所述第三法兰更加远离波纹管20的第一端，所述第三法兰的径向尺寸小于波纹管20的径向尺寸。

该实施例同样能够实现波纹管20第二端的可拆卸连接以及波纹管20能够被移出以露出管道连接件16。所述第四法兰相对于所述第三法兰更加远离波纹管20的第一端，从而当波纹管20按照从第一端指向第二端的方向移动时，所述第三法兰不会对所述第四法兰造成阻碍。所述第三法兰的径向尺寸小于波纹管20的径向尺寸，使得所述第三法兰不会对波纹管20的移动造成阻碍。所述第三法兰和所述第四法兰可以通过紧固件连接。所述第三法兰和所述第四法兰之间可以设置密封垫圈。

在一些实施例中，装置1还包括：导向件60，导向件60穿过第一连接件30和第二连接件40，导向件60具有第一螺纹结构；多个锁紧件62，锁紧件62具有第二螺纹结构，所述第一螺纹结构与所述第二螺纹结构配合，多个锁紧件62穿设在导向件60上，多个锁紧件62设置在第一连接件30的两侧和第二连接件40的两侧。

通过设置导向件60，可以对波纹管20起到支撑、导向的作用，防止波纹管20变形、失稳。并且，通过调节多个锁紧件62的位置，可以调节第一连接件30和第二连接件40的位置，从而调节波纹管20的伸缩限位，起到保护波纹管20使用安全的作用。

导向件60位于波纹管20外部。导向件60可以为螺杆，锁紧件62可以为螺母。导向件60具体可以穿过第一法兰32、第二法兰34、第四法兰44以及第五法兰46。导向件60的数量可以为多个。在本发明的实施例中，导向件60的数量为三个，并且排列为等边三角形，以提供均匀的导向、支撑作用。

根据本发明的另一方面，提出一种真空系统，其包括：真空腔室2，以及用于贯穿真空腔室2的装置1。

对于根据本发明实施例的用于贯穿真空腔室2的装置1，当需要对贯穿件10进行检修、拆卸时，可以进行以下的拆卸操作。

松开多个锁紧件62，解除第一连接件30在导向件60上的锁紧。

松开相应的紧固件，解除第一法兰32和第二法兰34之间的连接，并解除第五法兰46与第三法兰42之间的连接。

将波纹管20按照从第一端指向第二端的方向(图1中朝左的方向)移动，以暴露出管道连接件16，此时可以对管道连接件16进行相应的操作及维护工作。

对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种用于贯穿真空腔室的装置，其特征在于，包括：

贯穿件，穿过所述真空腔室的开口；

波纹管，所述贯穿件穿过所述波纹管；

第一连接件，所述波纹管的第一端通过所述第一连接件与所述开口密封连接；

第二连接件，所述波纹管的第二端通过所述第二连接件与所述贯穿件密封连接；

其中，所述贯穿件包括第一管道、第二管道以及管道连接件，所述管道连接件连接所述第一管道和所述第二管道，所述管道连接件位于所述波纹管的管腔内，所述波纹管能够被拆卸移出以露出所述管道连接件。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一连接件包括：第一法兰，焊接在所述波纹管外部，所述第一法兰与所述真空腔室可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一连接件包括：

第一法兰，焊接在所述波纹管外部，

第二法兰，与所述真空腔室焊接；

所述第一法兰和所述第二法兰可拆卸连接。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述第二连接件包括：

第三法兰，焊接在所述贯穿件外部；

第四法兰，焊接在所述波纹管外部；

第五法兰，与所述第三法兰和所述第四法兰可拆卸连接；

所述第三法兰的径向尺寸小于所述波纹管的径向尺寸。

5.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述第二连接件包括：

第三法兰，焊接在所述贯穿件外部；

第四法兰，焊接在所述波纹管内部，所述第四法兰与所述第三法兰可拆卸连接；

所述第四法兰相对于所述第三法兰更加远离所述波纹管的第一端，所述第三法兰的径向尺寸小于所述波纹管的径向尺寸。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括多个密封垫圈，所述密封垫圈设置在所述第一法兰和所述第二法兰之间，或者所述密封垫圈设置在所述第五法兰与所述第三法兰之间，或者所述密封垫圈设置在所述第五法兰与所述第四法兰之间。

7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，还包括：

导向件，所述导向件穿过所述第一连接件和所述第二连接件，所述导向件具有第一螺纹结构；

多个锁紧件，所述锁紧件具有第二螺纹结构，所述第一螺纹结构与所述第二螺纹结构配合，多个所述锁紧件穿设在所述导向件上，多个所述锁紧件设置在所述第一连接件的两侧和所述第二连接件的两侧。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述导向件穿过所述第一法兰、所述第二法兰、所述第四法兰以及所述第五法兰。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述管道连接件为卡套式接头或球面螺纹接头。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一管道和所述第二管道的材料或管径不同。

11.一种真空系统，其特征在于，包括：真空腔室，以及根据权利要求1-10任一项所述的用于贯穿真空腔室的装置。

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