[发明专利]一种应用于加速器真空系统的刀口密封型快卸法兰组件

说明书

本发明提供了一种应用于加速器真空系统的刀口密封型快卸法兰组件。该法兰组件包括一对刀口法兰盘、一个铜圈以及两条链条卡箍；一对刀口法兰盘背对背贴合设置，其密封面仍参照国家标准刀口法兰制作，铜圈作为密封圈使用，一对刀口法兰盘外部采用两条链条卡箍首尾螺栓连接进行固定和密封，拆卸安装时，仅需操作两个连接螺栓即可完成，极大地缩短了拆装时间，大大减少了操作人员被辐射时间，此外，密封圈依然选择铜圈，相较现有技术降低了密封圈的加工难度和维护成本，进一步地降低了加速器的运行成本。

技术领域

本发明涉及一种法兰，具体涉及一种应用于加速器真空系统的刀口密封型快卸法兰组件。

背景技术

目前加速器真空管道上常用的是国标刀口法兰，用数十个螺栓进行锁紧密封，所用铜圈加工成本较低，可满足加速器普通真空管道接口的连接，应用技术较为成熟。

但在粒子加速器试验装置中，有部分束测设备的外腔与真空管道直接相连，而束测设备耐受辐射剂量有限，在累计吸收剂量到达一定水平后，存在较高的故障率，工作人员入场进行设备拆卸和安装时不可避免会受到辐射剂量的影响。而普通刀口法兰密封螺栓较多，拆卸和安装耗时较久，为了有效缩短拆装工作时间，降低辐射剂量对工作人员的身体伤害，需改变密封方式，缩减拆装步骤，快卸法兰是一种很好的解决方案。

但是目前常用的普通小尺寸快卸法兰采用橡胶圈密封，不适用于大尺寸加速器管道的密封要求，也不满足加速器高真空系统对密封材料释气率低、耐烘烤温度高的要求；现有技术应用了一种利用菱形截面铝制密封圈作为密封介质的快卸法兰，密封效果较好，但缺点是异型铝制密封圈加工难度大，且价格昂贵、远高于刀口法兰所用的铜密封圈，导致拆卸更换的成本较高。

发明内容

为了解决背景技术中现有快卸法兰存在的问题，本发明提供了一种应用于加速器真空系统的刀口密封型快卸法兰组件，该法兰组件在满足快卸要求的前提下，仍然选择铜圈作为密封介质，降低密封圈的加工难度和维护成本，降低加速器的运行成本。

本发明的具体技术方案是：

一种应用于加速器真空系统的刀口密封型快卸法兰组件，包括一对刀口法兰盘、一个铜圈以及两条链条卡箍；

每个刀口法兰盘包括第一级圆柱段、第二锥形过渡段以及第三级圆柱段，第一级圆柱段的直径大于第三级圆柱段直径；

一对刀口法兰盘的第一级圆柱段贴合，且两个第一级圆柱段贴合面上均设有刀口，两个刀口之间安装铜圈；其中，一对刀口法兰盘中两个所述第二锥形过渡段以及一对刀口法兰盘中第一级圆柱段的外圆面构成一个截面为梯形的凸起；

链条卡箍包括若干链条块、链条板以及链条轴；每相邻两个链条块之间通过链条板和链条轴铰接；

两条链条卡箍的两端链条块通过螺栓连接的方式对接固定，从而构成一个柔性圆环；

每个链条块上均设有一个截面为梯形的缺口，所有链条块的梯形缺口形成一个卡槽，所述卡槽与所述凸起相配合。

进一步地，所述铜圈的厚度取值范围是2.25mm至2.50mm。

进一步地，所述铜圈的处理工艺为：将铜圈置于真空度低于5×10^-4Pa的高温炉中，炉温升至250-300℃后保温1-2小时，保温结束后停止并关闭加温，自然冷却并继续保持抽真空，待炉温降至≦80℃后，关闭真空泵，充入氮气，而后打开腔门，取出铜圈。

进一步地，所述两条链条卡箍的结构完全一致。

进一步地，所述两条链条卡箍通过螺栓连接时，单侧螺栓所需锁紧力矩为45Nm至80Nm。

进一步地，所述第二锥形过渡段的锥度为20°。

本发明的有益效果是：