[发明专利]一种放置在真空环境中的玻璃隔板的防爆破装置

说明书

技术领域

本发明属于压力容器防爆泄压领域，具体涉及一种放置在真空环境中的玻璃隔板的防爆破装置。

背景技术

目前，压力容器中防止超压或过度真空的装置主要是安装安全爆破片和泄压阀，对于安全爆破片和泄压阀，已经有相关的国家标准和若干专利。众所周知，安全爆破片主要是由爆破片和夹持器等组成的压力泄放装置，爆破片两侧压力差达到预设定值时，爆破片即刻动作（破裂或脱落），并泄放流体介质，属于一次性的泄压装置，爆破片破裂后不可恢复和再投入使用。泄压阀，又名安全阀，可以根据系统的工作压力自动启闭，当达到安全压力的上限时能够自动开启，把压力释放一部分，当压力下降到安全压力以下时，泄压阀自动关闭，所以泄压阀属于可重复使用型安全装置。

当前，在大型高功率激光装置中，在大口径光束传输路径中有一块真空玻璃隔板，尺寸是400mm（长）×400mm（宽）×10mm（厚），放置在两个真空容器之间，由于大口径激光要通过该玻璃，所以不能采用不锈钢板或者铝板，必须采用玻璃板，玻璃作为透射光学元件，必须能透过高能、高密度、大口径的光束，且对光束能量损耗和光路指向性的影响要尽量小，这就要求玻璃隔板尽量薄，实际试验选择厚度为10cm的石英玻璃作为真空隔离板，但是，作为隔离真空的玻璃隔板，两侧安全压差必须控制在10000Pa以内（玻璃隔板两侧额定工作压力分别是在1×10^-4Pa（高真空）和1000Pa（低真空）），当隔板两侧压差大于10000Pa时，玻璃隔板就有破碎的危险，会损害真空容器中的其他贵重光学元件，甚至损坏真空机组。为了对复杂真空环境中的玻璃隔板进行有效保护，必须研制一套专用的功能完备的防爆破安全泄压装置，来达到此项苛刻的安全要求。

目前，国内和国外尚无此类特殊用途的防爆破泄压装置，通常采用安装安全爆破片和泄压阀保护，而大型高功率激光装置对安全性、可靠性、气密性、快速性要求较高，并且要有一定的自恢复能力。爆破片属于一次性耗材器件，爆破后不能恢复，功能单一，不能单独使用来完成本特殊真空系统中的安全防护，只能作为其中机械泄压级安全防护的组成器件。泄压阀的气密性低，无法对两侧都是真空的环境进行可靠真空隔离和密封；尤其在两侧1000Pa这样的小压差下，更无法实现快速开阀泄压（对于泄压阀，压差越大，泄压越快）。以上两种安全防护装置均不满足要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种放置在真空环境中的玻璃隔板的防爆破装置。

本发明的放置在真空环境中的玻璃隔板的防爆破装置，其特点是，包括高真空容器、低真空容器、高真空管道、低真空管道、高真空规管、低真空规管、真空开关Ⅰ、真空开关Ⅱ、高真空电磁阀Ⅰ、高真空电磁阀Ⅱ、安全爆破片Ⅰ、安全爆破片Ⅱ、电气控制线路、PLC（Programmable Logic Controller 可编程逻辑控制器，简称PLC）控制系统；

所述的高真空容器和低真空容器之间放置玻璃隔板；所述的高真空管道与高真空容器连通，高真空管道上安装有高真空规管和真空开关Ⅰ；所述的低真空管道与低真空容器连通，低真空管道上有安装低真空规管和真空开关Ⅱ；所述的高真空管道和低真空管道之间并联高真空电磁阀Ⅰ、高真空电磁阀Ⅱ、安全爆破片Ⅰ和安全爆破片Ⅱ；

所述的高真空规管和低真空规管的真空读数通过电气控制线路传输至PLC控制系统，PLC控制系统的控制命令通过电气控制线路传输至高真空电磁阀Ⅰ和高真空电磁阀Ⅱ；

所述的真空开关Ⅰ或真空开关Ⅱ的设定值控制高真空电磁阀Ⅰ或高真空电磁阀Ⅱ打开或关闭；

所述的高真空容器和低真空容器之间的压差值控制安全爆破片Ⅰ和安全爆破片Ⅱ的爆破，安全爆破片Ⅰ和安全爆破片Ⅱ的爆破方向相反。

所述的玻璃隔板的尺寸范围为：矩形范围为200mm×200mm~ 400mm×400mm，厚度范围为2.5 mm ~10mm；圆形直径范围为Φ200mm~ 400mm，厚度范围为2.5 mm ~10mm。

所述的高真空规管为复合真空计，压力测量范围为5×10^-8 Pa ~1.5×10⁵ Pa；低真空规管的压力测量范围为5×10^-2 Pa ~1.5×10⁵ Pa。

所述的真空开关Ⅰ或真空开关Ⅱ的设定值A为5000Pa，精度为±100 Pa。