一种新型石英管密封装置的制作方法

本实用新型涉及石英管密封技术领域，适用于高温陶瓷炉膛的密封，尤其是在需要保护气氛和抽真空的高温陶瓷炉膛中极其实用，具体涉及一种新型石英管密封装置。

背景技术：

现有技术的石英管密封装置如图1所示。由于陶瓷材料的炉膛脆性大，不能直接受力与金属法兰之间进行密封。原设备厂家制造加热炉中采用散状密封材料制成的密封装置，只能形成一级密封系统。由于高温陶瓷炉膛在工作的过程中存在热胀冷缩的现象，与散状密封材料制成的密封装置接触面形成环形的漏气通道，影响炉体正常使用。同时采用散状密封材料制作成密封装置容易产生裂纹，可靠性低，与密封法兰直接接触，两者之间的配合存在间隙，也会产生漏气现象，密封效果较差。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，针对上述现有技术存在的只有一级密封系统、采用散装密封材料时与密封法兰的配合存在间隙、密封效果较差的问题，提供一种新型石英管密封装置。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种新型石英管密封装置，密封装置对称设置在石英管的进口处和出口处，所述密封装置由异形炉门法兰、异形密封法兰、密封圈一及密封圈二组成，异形炉门法兰由圆形板和与圆形板同心的圆柱环组成，异形密封法兰由圆环板和从圆环板内径处逐渐收缩的外表面呈圆台形的异形环组成；

异形炉门法兰的圆形板和异形密封法兰的圆环板连接并压紧设置在圆形板和圆环板之间的密封圈二；异形炉门法兰的圆柱环容纳在异形密封法兰的异形环内，圆柱环的末端和异形环的内表面将密封圈一压紧在石英管外壁上；异形密封法兰通过法兰支撑装置固定在炉体上。

根据上述方案，所述异形炉门法兰的圆形板和异形密封法兰的圆环板对应开设有多个螺栓孔，圆形板和圆环板通过螺栓连接。

根据上述方案，所述密封圈一和密封圈二由不锈钢材质制成。

根据上述方案，所述石英管的进口侧和出口侧位于炉体外的长度相同，且均为石英管位于炉体内的长度的一半。

根据上述方案，所述异形炉门法兰的圆柱环的自由端为与密封圈一外表面配合的弧形面。

本实用新型所取得的有益效果为：

1.本实用新型的异形炉门法兰和异形密封法兰通过螺栓连接，异形密封法兰通过法兰连接装置与炉体固定，安装方便，需要维护时卸下螺栓及法兰连接装置即可，维护简单易行；

2.本实用新型的密封装置由异形炉门法兰和异形密封法兰及密封圈一和密封圈二组成，避免使用现有技术中的散装密封材料，也就避免了散装密封材料与密封法兰之间存在间隙、密封效果较差的问题；

3.本实用新型巧妙的利用呈圆台形的异形环形成两级密封系统，第一级密封系统的密封空间为容纳在圆柱环内的空间，第二级密封系统的密封空间为圆柱环外表面、异形环内表面及圆形板围成的封闭空间，通入石英管内的保护气体在经过第一级密封系统后，若保护气体有部分逃逸，则会接着进入第二级密封系统，相对于现有技术中只有一级密封系统，本新型石英管密封装置的两级密封系统极大地增强了密封性能。

附图说明

图1为现有技术的石英管密封装置安装示意图；

图2为本实用新型所示的新型石英管密封装置安装示意图；

图3为异形炉门法兰主视示意图；

图4为图3中的A-A剖视图；

图5为异形密封法兰主视示意图；

图6为图5中异形密封法兰侧视图；

图中：1a-炉门法兰，2a-密封法兰，3a-密封圈，4a-散状密封材料，1-异形炉门法兰，101-圆形板，102-圆柱环，2-异形密封法兰，201-圆环板，202-异形环，3-密封圈一，4-密封圈二，5-炉体，6-石英管支撑装置，7-石英管，8-加热元件，9-热电偶，10-法兰支撑装置，11-放气球阀，12-真空蝶阀，13-真空泵，14-真空放散蝶阀，15-进气阀门，16-螺栓，17-压力表。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，为现有技术中石英管密封装置的安装示意图。

现有技术中，石英管7通过石英管支撑装置6固定在炉体5上，石英管支撑装置6的一部分位于炉体5内，一部分位于炉体5外。石英管7位于炉体5内的部分通过套设在石英管7外表面的多个加热元件8加热。炉体5内设置有热电偶9，热电偶9用于检测炉体5内加热温度。密封装置设置在石英管7的进口处和出口处，进口处的密封装置与进气阀门15连接；出口处的密封装置分别与放气球阀11的一侧及真空蝶阀12的一侧连接，真空蝶阀12的另一侧分别与真空泵13连接及真空放散蝶阀14连接。

现有技术中的密封装置，具体由炉门法兰1a、密封法兰2a、密封圈3a和散状密封材料4a制成，炉门法兰1a为圆形平板结构，密封法兰2a为环形平板结构，密封法兰2a内径与石英管7外径相同，密封法兰2a套设在石英管7上。密封圈3a设置在炉门法兰1a与密封法兰2a之间，炉门法兰1a与密封法兰2a连接并压紧密封圈3a，散状密封材料4a敷设在石英管7外壁并贴紧密封法兰2a。密封法兰2a通过法兰支撑装置10固定在炉体5上。

如图2所示，为本实施例所提供的一种新型石英管密封装置。

本实施例中的石英管7、热电偶9、加热元件8、石英管支撑装置6的安装位置及进口处和出口处的阀门种类及连接方式均与图1所示的现有技术相同。

其不同之处在于，本新型石英管密封装置由异形炉门法兰1、异形密封法兰2、密封圈一3及密封圈二4组成，异形炉门法兰1由圆形板101和与圆形板101同心的圆柱环102组成，异形密封法兰2由圆环板201和从圆环板201内径处逐渐收缩的外表面呈圆台形的异形环202组成；异形炉门法兰1的圆形板101和异形密封法兰2的圆环板201连接并压紧设置在圆形板101和圆环板201之间的密封圈二4；异形炉门法兰1的圆柱环102容纳在异形密封法兰2的异形环202内，圆柱环102的末端和异形环202的内表面将密封圈一3压紧在石英管7外壁上；异形密封法兰2通过法兰支撑装置10固定在炉体5上。

本实施例中异形炉门法兰1示意图如图3、图4所示，异形密封法兰2的示意图如图5和图6所示，主视示意图指的是沿着法兰的轴线观察。

异形炉门法兰1的圆形板101和异形密封法兰2的圆环板201对应开设有多个螺栓孔，圆形板101和圆环板201通过螺栓16连接。

本实施例的密封圈一3和密封圈二4选用不锈钢材质，不锈钢材质热膨胀系数小、耐热性能好，具有结构稳定、不易氧化、不易变形的优点，可以保证长时间的使用过程中密封性能稳定。密封圈一3和密封圈二4的耐受温度都在400℃以上。

石英管7的进口侧和出口侧位于炉体5外的长度相同，且均为石英管7位于炉体5内的长度的一半。本实施例中石英管7长度为800mm，石英管7的进口侧和出口侧位于炉体5外的长度均为200mm，石英管7位于炉体5内的长度为400mm。石英管7由陶瓷类材料制成，利用陶瓷类材料导热性差的特点可以降低密封装置的温度。

如图4所示，本实施例中，异形炉门法兰1的圆柱环102的末端为与密封圈一3外表面配合的弧形面，将圆柱环102的末端加工成弧形面与密封圈一3紧密配合以保证密封效果。

圆柱环102的末端设置为平面时，亦可以和异形环202的内表面配合实现对密封圈一3的压紧密封作用，考虑到更好的密封效果，优选的将圆柱环102的末端加工成弧形面。

本实施例所示的密封装置，巧妙的利用了异形密封法兰2呈圆台形的异形环202、密封圈一3、密封圈二4、异形炉门法兰1的圆柱环102形成的两级密封系统。

第一级密封系统的密封空间为容纳在圆柱环102内的空间。

第二级密封系统的密封空间为圆柱环102外表面、异形环202内表面及圆形板101围成的封闭空间。

通入石英管7内的保护气体在经过第一级密封系统后，若保护气体有部分逃逸，则会接着进入第二级密封系统。相对于现有技术中只有一级密封系统，本新型石英管密封装置的两级密封系统极大地增强了密封性能。

本实用新型的安装及工作过程是：

工作之前，先在炉内放入工件，然后准备安装密封装置。制作异形炉门法兰1和异形密封法兰2，都采用不小于15mm厚的不锈钢板制成。异形密封法兰2通过法兰支撑装置10固定在炉体5外壳上，安装密封圈一3和密封圈二4，用螺栓16将异形炉门法兰1与异形密封法兰2连接固定，密封装置安装完成。

进口处和出口处的密封装置安装完成后，连接进气管道、排气管道以及真空管道，然后进行密封性检测。关闭真空蝶阀12和放气球阀11，打开进气阀门15通入保护气体进入石英管7内，观察压力表17的读数。当炉内的压力达到300Pa以上时，关闭进气阀门15后，观察压力表17的指针变化情况。

压力值波动小时，表明炉内的密封性达到要求。当压力迅速下降时，立即检查密封装置安装是否合理、密封圈一3和密封圈二4是否完好，确认完成后按上述的检查方法再检查一遍，确保密封完好。

也可以采用抽真空的方法检查密封性：关闭进气阀门15、放气球阀11以及真空放散蝶阀14，打开真空蝶阀12，然后打开真空泵13开始抽真空，观察压力表17的指针变化。当负压达到300Pa时，关闭真空泵13，观察压力表17指针的变化情况来确认炉内的密封性是否完好。当压力变化较小时，表明密封性完好。

真空放散蝶阀14的作用是，工作结束后打开真空放散蝶阀14，可以缓慢破除石英管7内的真空。

应理解，上述实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。本领域技术人员在阅读了本实用新型讲授的内容之后，可以对本实用新型作各种改动或修改，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。