真空技術(shù)在我國國民經(jīng)濟(jì)中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，無論是重工業(yè)、輕工業(yè)、科學(xué)還是普通工業(yè)部門都必不可少。 因此，作為真空技術(shù)驅(qū)動器的真空閥也得到了發(fā)展。

&ldquo； 真空&rdquo； 指定空間內(nèi)低于環(huán)境大氣壓的氣體狀態(tài)，即該空間內(nèi)的氣體分子數(shù)密度低于該地區(qū)大氣壓的氣體分子數(shù)密度。 不同的真空狀態(tài)意味著該空間具有不同的分子數(shù)密度。 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)( stp:0°； c，10135Pa )，氣體分子數(shù)密度為2.6870x1025m； 3、真空度為1X 10_4Pa時，氣體的分子數(shù)密度只有2. 65X1016m_3。

22.1.1真空度和測量單位

真空技術(shù)中常用的真空度測量真空狀態(tài)下的空間氣體稀薄度。 通常的真空度用氣體的壓力值來表示。 壓力值越高真空度越低壓力值越低真空度越高。

22.1.2真空區(qū)域的劃分

為了便于使用，人們將真空度加寬到幾個區(qū)段，根據(jù)GB/t3163的2007，真空區(qū)域大致分為以下幾個區(qū)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真空閥的特性

主要指真空閥殼對大氣的真空密封性，測量真空密封性的性能主要有兩個技術(shù)指標(biāo)。 真空閥的電導(dǎo)和真空閥的閥座氣體泄漏率(簡稱泄漏率。

①真空閥的傳導(dǎo)閥打開狀態(tài)下的氣流傳導(dǎo)。 另外，在樣品中，真空閥電導(dǎo)通常為&ldquo； 當(dāng)量管長&rdquo； 此處記載的配管公稱尺寸與閥的公稱尺寸相同。

②真空閥閥座的氣體泄漏率關(guān)閉狀態(tài)下閥座泄漏的氣體流量。 這取決于氣體的種類、壓力、溫度和閥門的進(jìn)入、出口的壓差。

22.1.4真空閥的定義和作用_

真空閥是用于在真空系統(tǒng)中隔離(遮斷)氣流、調(diào)節(jié)氣流流量、分配氣流的真空設(shè)備。 多種多樣的真空裝置(也稱真空工程設(shè)備)離不開真空系統(tǒng)。 真空閥在簡單復(fù)雜的真空系統(tǒng)中也占有重要地位。 通常在設(shè)計真空系統(tǒng)時，根據(jù)真空裝置的要求和真空系統(tǒng)的特征，選擇不同類型的真空閥。 例如，真空排氣閥用于將大氣注入真空系統(tǒng)。 真空裝置完成真空作業(yè)后，要更換工件或取出樣品，必須將大氣放入真空室，打開門更換工件，以免真空室門的兩側(cè)產(chǎn)生壓差。 針閥是向真空系統(tǒng)供給空氣，可以調(diào)節(jié)氣體流量的真空閥。 它常用于真空泵的抽吸速度測量、真空鍍膜、離子束蝕刻、熱核反應(yīng)控制裝置等真空系統(tǒng)，提供經(jīng)過調(diào)節(jié)的氣體流量以達(dá)到穩(wěn)定的工藝要求的真空度的高真空擋板閥、高真空板閥常用于主抽吸泵的吸氣口，可隔離真空泵，不暴露于大氣中 高真空蝶閥設(shè)置在真空室、真空配管和真空泵之間，開關(guān)氣流。 閥門的設(shè)計請勿發(fā)生漏氣、機(jī)械、電氣故障等。

必須糾正國內(nèi)電站閥門中存在的錯誤稱呼，在電站閥門中，通常在密封件部分帶有水封裝置的閥門前面&ldquo； 真空&rdquo； 真空閘閥、真空截止閥等。 實際上，這些閥的介質(zhì)壓力高，有些閥壓力高達(dá)10MPa。 這是錯誤的稱呼，必須修改。

22.1. 5真空閥的發(fā)展

(1)國外真空閥的發(fā)展

世界上真空閥技術(shù)先進(jìn)的國家主要有俄羅斯、美國、法國、英國、德國、日本等，從20世紀(jì)初到現(xiàn)在，這些國家真空閥的品種和規(guī)格都在迅速發(fā)展。 世界主要的真空設(shè)備制造商，例如巴爾扎伊斯公司( Balgers )，Legbold-Heraeus公司( Legbold-Heraeus )

擁有西歐核中心( CERN )、德國電子同步加速器研究所( DESY )等真空閥專業(yè)生產(chǎn)廠家，可根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)各種真空閥。 生產(chǎn)的真空閥規(guī)格豐富，大多數(shù)真空閥結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠。 瑞士的VAT是為科研工業(yè)部門開發(fā)、生產(chǎn)真空閥的產(chǎn)業(yè)工廠。 VAT廠zui的主要產(chǎn)品有手動、氣動真空板閥系列、金屬密封氣動真空板閥系列、手動、氣動真空擺動閥系列、迅速關(guān)閉真空閥系列、手動、氣動真空板閥系列、手動超高真空板閥系列等十種真空閥產(chǎn)品 這些產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于CERN和DESY加速器及其他真空裝置，具有很高的信譽(yù)。

國外真空閥根據(jù)閥門的工作特點，分為插板式、擋板式、翻轉(zhuǎn)板式、微調(diào)式等閥門驅(qū)動形式，分為氣壓、磁性、電動、手動等閥門，根據(jù)密封材料，分為橡膠密封件、銦銀合金不誘導(dǎo)鋼密封件、鈦合金鍍銀和鍍金不銹鋼密封件 其中典型的真空閥為氟橡膠密封空氣真空板閥、銦密封空氣真空板閥和金屬密封空氣真空閥。

①氟橡膠密封空氣板閥該閥閥板密封部的空氣泄漏速度(簡稱泄漏率)為lXl(r9mbar. L/s，氣源壓力為0.4?0.6MPa，氟橡膠密封材料的燒結(jié)溫度為150°； c。 該閥的特點是傳動增力機(jī)構(gòu)簡單，重量輕，行程小時可全開或全閉，導(dǎo)通能力zui大，外形尺寸小，易于維護(hù)，性能可靠。 廣泛應(yīng)用于國外許多真空系統(tǒng)。

②銦密封氣動真空板閥門主要應(yīng)用于高能加速器具有強(qiáng)輻射的真空系統(tǒng)。 與其他金屬密封結(jié)構(gòu)的板閥zui的較大區(qū)別在于，所需的密封比壓較小。 銦封結(jié)構(gòu)和壓制機(jī)構(gòu)設(shè)計合理，壽命可超過500次。 閥門的漏氣速度為小于IX10-9 mbar &bull的L/s。 不足之處是維護(hù)復(fù)雜，外形尺寸大，成本高。 沒有特別的冷卻結(jié)構(gòu)就不能烤。

③金屬密封真空真空閥在烘烤溫度高的真空系統(tǒng)中，即使選擇氟橡膠等閥也不能滿足需要時，將金屬作為密封材料用于超高真空閥。 正如CERN研究所開發(fā)的全金屬氣體超高真空擋板閥，漏氣速度低于lX10_8Pa &bull，烘烤溫度為300°； c、氣源壓力為2. 5MPa，閥板在TiA6V4合金表面鍍銀50^m。 美國Varian公司生產(chǎn)的全金屬氣體超高真空擺動閥，其氣體泄漏速度不超過IX 10-7 Pa &bull的L/s、閥打開時烘烤溫度200°； c、閥體用不介鋼材料、閥板用鈦合金表面鍍金的材料。 但這種閥門密封力大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外形尺寸大，使用真空要求嚴(yán)格，閥門壽命短，維護(hù)復(fù)雜，成本高。

目前，在國外各種真空系統(tǒng)中，由于真空閥導(dǎo)通能力zui大、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，zui得到廣泛應(yīng)用。 全金屬密封板閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壽命短，性能可靠性差，應(yīng)用范圍有限。 因此，除了全金屬閥不能保證真空系統(tǒng)整體的性能的情況以外，一般采用氟橡膠密封的板閥。 例如真空蒸鍍機(jī)、離子注入機(jī)、各種表面物理試驗儀器、大型加速器等以氟橡膠密封的板閥為主要閥門。 國外使用真空閥的另一個特點是主要驅(qū)動形式為手動、氣壓、電動，其氣壓形式的應(yīng)用zui廣泛。

(2)國內(nèi)真空閥的發(fā)展

國內(nèi)真空閥制造商生產(chǎn)的真空閥有真空電磁閥、真空蝶閥、真空隔膜閥、真空擋板閥、真空球閥、真空微調(diào)閥、真空調(diào)節(jié)閥、超高真空板閥、超高真空板閥共9個系列，42個品種，150多種規(guī)格的產(chǎn)品，特別是生產(chǎn)的DJV1200大型氣壓高真空閥 生產(chǎn)的GDI>； j系列手電兩用真空緩沖閥適用于10-5?105 Pa的壓力范圍，該系列閥的公稱尺寸為DN150?1200，漏氣速度小于1.3 X 10-5 Pa &bull的L/s。 電導(dǎo)1200?70000L/s、開閉時間15?60s以及閥上配置有離合器和開關(guān)，安全性高，密封可靠，流量大，可進(jìn)行手動、電氣的自動控制。 生產(chǎn)的GDCKJ型高真空氣門閥和GDEKJB型(平板閥) 2系列。 公稱尺寸DiV80?1200、漏氣速度低于1.3x 10-5pa & bull l/s； 開閥時間不足5?20s，氣源壓力為0.4?0.8MPa，廣泛應(yīng)用于大中型高真空系統(tǒng)。

目前我國真空閥種類繁多，規(guī)格齊全。 總之，分為高真空板閥系列、高真空瓣閥系列、高真空蝶閥系列、高真空電磁閥系列、帶真空電磁閥的氣閥系列、電磁差壓氣閥系列、真空球閥系列7個系列。 廣泛應(yīng)用于電子、半導(dǎo)體、集成電路、真空測量、泄漏檢測、離子束、電子束、激光、可控?zé)岷朔磻?yīng)、航天等領(lǐng)域。 20世紀(jì)70年代，我國高新技術(shù)北京高能電子轟炸機(jī)、蘭州重粒子加速器、西南核工業(yè)控制集約研究裝置等配備了數(shù)百種高真空閥產(chǎn)品。 這些閥門性能先進(jìn)，工作穩(wěn)定，保證了這些裝置的正常運(yùn)行，表明我國真空閥門具有相當(dāng)高的技術(shù)水平。

(三)發(fā)展前景

今后發(fā)展真空閥門必須重視以下問題。

①換型重視真空閥的換型問題，初期真空閥的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不方便，對真空裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)有障礙時，請用同規(guī)格的真空閥進(jìn)行更換。 早期手動真空閥可更換為電動氣壓真空閥，實現(xiàn)真空系統(tǒng)的自動操作。

②節(jié)能應(yīng)加強(qiáng)節(jié)能型閥門的開發(fā)與開發(fā)。 采用新型密封材料、電磁耦合驅(qū)動原理，研制出新型節(jié)能型真空閥。

③大型機(jī)械手、電氣兩用高真空強(qiáng)化大型機(jī)械手、電氣兩用高真空板閥的開發(fā)與開發(fā)。 目前我國生產(chǎn)的這種閥門有CC型(手動)、CCD型(電動)、GC型等幾種，口徑在DJV500以上的閥門是弱點。 電動閥是實現(xiàn)真空系統(tǒng)自動控制的重要設(shè)備。 應(yīng)用光電技術(shù)改進(jìn)現(xiàn)有電動機(jī)構(gòu)行程限位開關(guān)結(jié)構(gòu)，保證閥門開關(guān)的可靠性。

④超高真空閥應(yīng)加強(qiáng)超高真空閥的研制與開發(fā)。 從閥門的傳動原理、密封材料、結(jié)構(gòu)形式等入手，在吸收國外同類超高真空閥的優(yōu)點的基礎(chǔ)上，開發(fā)新產(chǎn)品。 像超高真空微調(diào)閥一樣，國內(nèi)產(chǎn)品少，不能滿足超高真空裝置氣流流量調(diào)節(jié)的需要，必須改進(jìn)加工技術(shù)，提高這種閥的壽命。

⑤標(biāo)準(zhǔn)化和通用化應(yīng)加強(qiáng)真空閥的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化。 在引進(jìn)國外同類閥門先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，要改進(jìn)閥門設(shè)計，從我國各種真空閥的性能到結(jié)構(gòu)、外觀，達(dá)到國外同類閥門先進(jìn)水平。 除了滿足我國真空裝置的需求外，還旨在使我國真空閥進(jìn)入國際市場。

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