真空技術在我國國民經(jīng)濟中已經(jīng)得到廣泛應用，無論是重工業(yè)、輕工業(yè)、科學還是普通工業(yè)部門都必不可少。 因此，作為真空技術驅動器的真空閥也得到了發(fā)展。

&ldquo； 真空&rdquo； 指定空間內低于環(huán)境大氣壓的氣體狀態(tài)，即該空間內的氣體分子數(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。 標準狀態(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指標。 真空閥的電導和真空閥的閥座氣體泄漏率(簡稱泄漏率。

①真空閥的傳導閥打開狀態(tài)下的氣流傳導。 另外，在樣品中，真空閥電導通常為&ldquo； 當量管長&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、調節(jié)氣流流量、分配氣流的真空設備。 多種多樣的真空裝置(也稱真空工程設備)離不開真空系統(tǒng)。 真空閥在簡單復雜的真空系統(tǒng)中也占有重要地位。 通常在設計真空系統(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產生壓差。 針閥是向真空系統(tǒng)供給空氣，可以調節(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、熱核反應控制裝置等真空系統(tǒng)，提供經(jīng)過調節(jié)的氣體流量以達到穩(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 高真空蝶閥設置在真空室、真空配管和真空泵之間，開關氣流。 閥門的設計請勿發(fā)生漏氣、機械、電氣故障等。

必須糾正國內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，這些閥的介質壓力高，有些閥壓力高達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

世界上真空閥技術先進的國家主要有俄羅斯、美國、法國、英國、德國、日本等，從20世紀初到現(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)生產廠家，可根據(jù)國際標準開發(fā)各種真空閥。 生產的真空閥規(guī)格豐富，大多數(shù)真空閥結構簡單，性能可靠。 瑞士的VAT是為科研工業(yè)部門開發(fā)、生產真空閥的產業(yè)工廠。 VAT廠zui的主要產品有手動、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品 這些產品廣泛應用于CERN和DESY加速器及其他真空裝置，具有很高的信譽。

國外真空閥根據(jù)閥門的工作特點，分為插板式、擋板式、翻轉板式、微調式等閥門驅動形式，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溫度為150°； c。 該閥的特點是傳動增力機構簡單，重量輕，行程小時可全開或全閉，導通能力zui大，外形尺寸小，易于維護，性能可靠。 廣泛應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用于高能加速器具有強輻射的真空系統(tǒng)。 與其他金屬密封結構的板閥zui的較大區(qū)別在于，所需的密封比壓較小。 銦封結構和壓制機構設計合理，壽命可超過500次。 閥門的漏氣速度為小于IX10-9 mbar &bull的L/s。 不足之處是維護復雜，外形尺寸大，成本高。 沒有特別的冷卻結構就不能烤。

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，結構復雜，外形尺寸大，使用真空要求嚴格，閥門壽命短，維護復雜，成本高。

目前，在國外各種真空系統(tǒng)中，由于真空閥導通能力zui大、結構簡單、性能可靠，zui得到廣泛應用。 全金屬密封板閥結構復雜，壽命短，性能可靠性差，應用范圍有限。 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、離子注入機、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動形式為手動、氣壓、電動，其氣壓形式的應用zui廣泛。

(2)國內真空閥的發(fā)展

國內真空閥制造商生產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、真空微調閥、真空調節(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)格的產品，特別是生產的DJV1200大型氣壓高真空閥 生產的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1200?70000L/s、開閉時間15?60s以及閥上配置有離合器和開關，安全性高，密封可靠，流量大，可進行手動、電氣的自動控制。 生產的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。 廣泛應用于電子、半導體、集成電路、真空測量、泄漏檢測、離子束、電子束、激光、可控熱核反應、航天等領域。 20世紀70年代，我國高新技術北京高能電子轟炸機、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)百種高真空閥產品。 這些閥門性能先進，工作穩(wěn)定，保證了這些裝置的正常運行，表明我國真空閥門具有相當高的技術水平。

(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，初期真空閥的結構復雜，操作不方便，對真空裝置的運轉有障礙時，請用同規(guī)格的真空閥進行更換。 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)能應加強節(jié)能型閥門的開發(fā)與開發(fā)。 采用新型密封材料、電磁耦合驅動原理，研制出新型節(jié)能型真空閥。

③大型機械手、電氣兩用高真空強化大型機械手、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)自動控制的重要設備。 應用光電技術改進現(xiàn)有電動機構行程限位開關結構，保證閥門開關的可靠性。

④超高真空閥應加強超高真空閥的研制與開發(fā)。 從閥門的傳動原理、密封材料、結構形式等入手，在吸收國外同類超高真空閥的優(yōu)點的基礎上，開發(fā)新產品。 像超高真空微調閥一樣，國內產品少，不能滿足超高真空裝置氣流流量調節(jié)的需要，必須改進加工技術，提高這種閥的壽命。

⑤標準化和通用化應加強真空閥的標準化、通用化。 在引進國外同類閥門先進技術的基礎上，要改進閥門設計，從我國各種真空閥的性能到結構、外觀，達到國外同類閥門先進水平。 除了滿足我國真空裝置的需求外，還旨在使我國真空閥進入國際市場。

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