用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定装置的制作方法

1.本发明涉及真空设备技术领域，尤其涉及一种用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定装置。


背景技术：

2.目前，对于我国第一台具有自主知识产权的碳离子治疗设备，其主体部分包括一台等时性回旋注入器，一台加速能量可至400mev的同步加速器以及5个治疗终端。其上包括诸多真空腔室、真空插入设备、焊接波纹管等，这些连接处均需密封圈进行密封。
3.真空法兰的金属密封圈是获得超高真空的必要条件，因此真空密封圈的安装效率与质量将极大的影响整体设备的安装效率，减少后续真空检漏过程中的重复工作。在现阶段安装过程中，由于安装空间紧凑且真空腔室质量、体积的限制，尤其是当腔室的密封法兰端面垂直于地面时，对准密封法兰螺孔位置，或者要调整真空腔室拆入设备的相对位置，由于螺栓孔角度调整以及腔室或插入件位置的变化，将导致原来预放在法兰刀口上的金属密封圈掉落，一旦金属密封圈掉落，之前的工作均要重新来过。甚至，上述情况在同一安装位置出现不止一次，因此对安装人员的要求相当之高。
4.在安装过程中，为避免密封圈掉落，通常使用无纺布或洁净手套，对密封圈进行扶正稳定操作，不但会存在工作人员受伤或污染金属密封圈等风险，而且在相对的两个法兰密封面贴合时，随着间隙变小，扶正稳定的操作无法保证密封圈小间隙的稳定。并且，在安装过程中，由于对准时密封圈因为碰撞振动等原因掉落，法兰刀口失去缓冲，容易导致法兰刀口的碰撞，从而引起法兰刀口损伤，损伤的法兰连同该段腔室将无法提供超高真空环境，从而导致时间、经济成本的极大浪费。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明提供了一种用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定装置，以保护真空法兰的刀口和金属密封圈能够一次性安装到位。
6.为达到上述目的，本发明提供了一种用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定装置，包括：两个密封圈固定组件，均呈半空心圆柱，两个所述半空心圆柱的侧面对接形成整个空心圆柱，每个所述半空心圆柱的上端面设置有沿径向向内的伸入部件，所述伸入部件端部设置有凹陷的固定槽，用于固定金属密封圈，所述固定槽与金属密封圈的厚度相同；钩爪装置，沿所述密封圈固定组件的上端面向下端面布置，所述钩爪装置包括外壳、弹簧和抓钩，所述外壳固定于所述密封圈固定组件的外侧边缘且中部开设有通孔，所述抓钩套设于所述通孔内且与所述外壳的内壁之间留有间隙，所述弹簧设置于所述间隙中，用于提供抓紧力，使所述抓钩沿所述外壳的内壁上下伸缩；所述抓钩的底部伸出所述外壳底端，该伸出部分设置有外凸的钩体，用于钩住超高真空法兰的底部端面。
7.可选地，所述密封圈固定组件采用复合材料。
8.可选地，所述超高真空法兰的公称通径为16mm～250mm，所述金属密封圈的基本尺
寸为21.4mm～273.1mm。
9.可选地，所述伸入部件为至少三个；在每个密封圈固定组件中，所述半空心圆柱和所述伸入部件一体化成型。
10.可选地，所述抓钩由上到下依次包括第一圆柱体、第二圆柱体和钩体，其中：所述第一圆柱体贴合于所述通孔的内壁，所述第二圆柱体外径小于所述第一圆柱体以使所述第二圆柱体与所述外壳的内壁之间留有间隙，所述第二圆柱体底部伸出所述外壳底端，所述第二圆柱体底部凸设有所述钩体。
11.可选地，所述钩爪装置为多个且均匀分布于所述两个密封圈固定组件1的外侧边缘。
12.可选地，所述固定槽的厚度为2
±
0.5mm。
13.可选地，在所述两个所述半空心圆柱的侧面对接时，对接的一端通过连接活页固定，对接的另一端通过卡扣紧固。
14.可选地，所述卡扣包括母扣和子扣，所述母扣固定设置于所述密封圈固定组件的外侧边缘，所述子扣活动连接于所述密封圈固定组件的外侧边缘。
15.与现有技术相比，本发明提供的用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定装置，至少具有以下有益效果：
16.(1)本发明可以保护真空法兰的刀口和金属密封圈能够一次性安装到位，可以满足超高真空法兰标准件对应尺寸，甚至可以满足一部分异形刀口法兰的密封圈的安装需求；
17.(2)可以将金属密封圈以一定的预紧力固定到真空法兰的刀口位置，解决了安装时由于对准、螺栓安装等操作造成的机械振动问题，可保证金属密封圈保持相对位置，从而避免密封圈掉落；并且，即使安装过程中发生法兰相碰的事故，也能最大程度的避免刀口的损伤。
18.(3)由于该辅助固定装置不需要安装人员在安装时对金属密封圈进行人为干预，可以很好地避免安装人员在安装时，尤其是密封面贴合阶段所需的额外的扶正操作，有效的保护操作人员，避免对手的夹伤。
附图说明
19.通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
20.图1示意性示出了根据本发明实施例的用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定装置的俯视图和主视图；
21.图2示意性示出了根据本发明实施例的用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定装置的三维效果图；
22.图3示意性示出了根据本发明实施例的固定槽的局部放大图；
23.图4示意性示出了根据本发明实施例的钩爪装置的三视图；
24.图5示意性示出了根据本发明实施例的卡扣的局部放大图；
25.图6示意性示出了根据本发明实施例的连接活页的局部放大图；
26.图7示意性示出了根据本发明实施例的用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定
装置的应用场景图；
27.图8示意性示出了图7中的a部的局部放大图；
28.图9示意性示出了图7中的超高真空法兰刀口挤压金属密封圈的局部放大图。
29.【附图标记说明】
30.1-密封圈固定组件；2-连接活页；3-钩爪装置；4-卡扣；5-伸入部件；6-抓钩；7-弹簧；8-外壳；9-固定槽；
31.10-用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定装置；
32.20-固定端的超高真空法兰；30-安装设备端的超高真空法兰；
33.40-需要固定的金属密封圈；21-超高真空法兰的刀口；
34.50-固定端的真空管道；60-安装设备端的真空管道。
具体实施方式
35.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
37.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
39.图1示意性示出了根据本发明实施例的用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定装置的俯视图和主视图。图2示意性示出了根据本发明实施例的用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定装置的三维效果图。图3示意性示出了根据本发明实施例的固定槽的局部放大图。
40.结合图1至图3所示，本发明实施例提供了一种用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定装置，包括：两个密封圈固定组件1，均呈半空心圆柱，两个半空心圆柱的侧面对接形成整个空心圆柱，每个半空心圆柱的上端面设置有沿径向向内的伸入部件5，伸入部件5端部设置有凹陷的固定槽9，用于固定金属密封圈，固定槽9与金属密封圈的厚度相同；钩爪装置3，沿密封圈固定组件1的上端面向下端面布置，钩爪装置3包括外壳8、弹簧7和抓钩6，外壳8固定于密封圈固定组件1的外侧边缘且中部开设有通孔，抓钩6套设于通孔内且与外壳8的内壁之间留有间隙，弹簧7设置于间隙中，用于提供抓紧力，使抓钩6沿外壳8的内壁上下伸缩；抓钩6的底部伸出外壳8底端，该伸出部分设置有外凸的钩体，用于钩住超高真空法兰
的底部端面。
41.通过上述结构，设置可伸缩的钩爪装置，解决了使用过程中操作困难的问题。设置与金属密封圈的边缘厚度相匹配的固定槽，使金属密封圈不容易脱落。进而，该辅助固定装置可以将金属密封圈以一定的预紧力固定于真空法兰的刀口位置，解决了安装时由于对准、螺栓安装等操作造成的机械振动问题，可保证金属密封圈保持相对位置，从而避免密封圈掉落。
42.并且，由于该辅助固定装置不需要安装人员在安装时对金属密封圈进行人为干预，可以很好地避免安装人员在安装时，尤其是密封面贴合阶段所需的额外的扶正操作，有效的保护操作人员，避免对手的夹伤。
43.本发明实施例中，密封圈固定组件1采用复合材料。由此，通过使用新型复合材料，装置整体重量较轻。
44.本发明实施例中，超高真空法兰的公称通径为16mm～250mm，金属密封圈的基本尺寸为21.4mm～273.1mm。固定槽9的厚度为2
±
0.5mm。
45.具体而言，该超高真空法兰可以参照《gb/t6071-2003超高真空法兰》标准中的法兰尺寸以及金属密封圈尺寸，拥有cf16-cf250六个尺寸型号，尺寸覆盖范围从dn16到dn250。
46.通过上述结构，该辅助固定装置可以满足超高真空法兰标准件对应尺寸，可适用于全系列超高真空法兰中金属密封圈的辅助固定，甚至可以满足一部分异形刀口法兰的密封圈的安装需求。
47.本发明实施例中，伸入部件5为至少三个；在每个密封圈固定组件1中，半空心圆柱和伸入部件5一体化成型。
48.通过上述结构，即使在安装过程中发生法兰相碰的事故，也能最大程度的避免刀口的损伤。
49.图4示意性示出了根据本发明实施例的钩爪装置的三视图。
50.如图4所示，本发明实施例中，抓钩6由上到下依次包括第一圆柱体、第二圆柱体和钩体，第一圆柱体贴合于通孔的内壁，第二圆柱体外径小于第一圆柱体以使第二圆柱体与外壳8的内壁之间留有间隙，第二圆柱体底部伸出外壳8底端，第二圆柱体底部凸设有钩体。
51.本发明实施例中，钩爪装置3为多个且均匀分布于两个密封圈固定组件1的外侧边缘。
52.图5示意性示出了根据本发明实施例的卡扣的局部放大图。图6示意性示出了根据本发明实施例的连接活页的局部放大图。
53.请参阅图5和图6，本发明实施例中，在两个半空心圆柱的侧面对接时，对接的一端通过连接活页2固定，对接的另一端通过卡扣4紧固。
54.示例性地，卡扣4可以包括母扣和子扣，母扣固定设置于密封圈固定组件1的外侧边缘，子扣活动连接于密封圈固定组件1的外侧边缘。
55.图7示意性示出了根据本发明实施例的用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定装置的应用场景图。图8示意性示出了图7中的a部的局部放大图。图9示意性示出了图7中的超高真空法兰刀口挤压金属密封圈的局部放大图。
56.请参阅图7，基于上述公开的结构，该用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定装
置10可以应用于负压设备金属密封圈的安装过程中。其中，辅助固定装置10中的伸入部件的上端面和下端面分别抵接在固定端的超高真空法兰20以及安装设备端的超高真空法兰30内侧，超高真空法兰20上远离辅助固定装置10的端面连接有固定端的真空管道50，而超高真空法兰30上远离辅助固定装置10的端面连接有安装设备端的真空管道60。在该辅助固定装置10的钩爪装置中，抓钩底部伸出外壳的底端，该伸出部分设置有外凸的钩体，可以钩住超高真空法兰20的底部端面。
57.请参阅图8，待安装的金属密封圈40卡接在辅助固定装置10的伸入部件的端部设置的凹陷的固定槽内。
58.请参阅图9，在螺栓预紧力的作用下，超高真空法兰20的刀口21容易挤压金属密封圈40，使金属密封圈40变形，从而形成线密封，达到密封效果。
59.结合图7-图9，本发明实施例提供的用于负压设备金属密封圈安装的辅助固定装置，其使用方法例如可以参照如下步骤：
60.(1)将金属密封圈40放置于超高真空法兰的刀口21位置；
61.(2)使用该辅助固定装置10将固定槽与金属密封圈40的外侧边缘固定；
62.(3)拉开钩爪装置，使其钩住超高真空法兰20的底部端面；
63.(4)将母扣和子扣闭合，实现金属密封圈40的辅助固定；
64.(5)进行设备或管道50、60安装；
65.(6)打开母扣和子扣，拆下该辅助固定装10，完成设备或管道50、60的安装。
66.以上只是示例性说明，本发明实施例不限于此。例如，在一些实施例中，上述密封圈固定组件的材料，弹簧的材料，密封圈固定组件上开设的固定槽的大小，都可以根据实际需要进行合理选取或者设置，具体本发明不做限制。又例如，在另外一些实施例中，该密封圈固定组件上开设的固定槽，可以采用多断面方式，具体断面结构形状本发明不做限制。
67.综合上述描述中可以看出，本发明上述的实施例至少实现了以下技术效果：
68.(1)该装置的使用，很好的消除了负压装置设备及管道安装过程中机械振动带来的影响；
69.(2)避免了负压设备安装过程中安装人员手动干预密封圈位置而带来的危险，很大程度上保证了安装的安全性；
70.(3)避免了安装过程中校准金属密封圈位置而带来的各种操作，很大程度上节省了安装时间；
71.(4)减小甚至消除了金属密封圈掉落的可能性，进而充分保证了法兰刀口的完好性。
72.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。可能导致本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状、尺寸、位置关系不反映真实大小、比例和实际位置关系。
73.类似地，为了精简本发明并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本发明示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分到单个实施例、图或者对其
描述中。参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。
74.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。此外，位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。除非另有说明，否则表述“大约”、“约”、“基本上”和“左右”表示在10％以内，优选地，在5％以内。
75.以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。