國內(nèi)外真空閥門發(fā)展與發(fā)展前景
一、國外真空閥門發(fā)展
世界上真空閥門技術(shù)先進(jìn)的國家主要有俄羅斯、美國、法國、英國、德國、日本等，從20世紀(jì)初到現(xiàn)在，這些國家的真空閥門品種和規(guī)格都得到較快的發(fā)展。世界主要真空設(shè)備廠家，例如，巴爾蔡斯公司（Balgers）、雷寶德-海拉斯公司（Legbold-Heraeus）和西歐核子中心（CERN）、德國電子同步加速器研究所（DESY）等，都有真空閥門的專業(yè)生產(chǎn)廠，能按國際標(biāo)準(zhǔn)研制各種真空閥門。生產(chǎn)的真空閥門規(guī)格品種齊全，大多數(shù)真空閥門結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠。瑞士VAT是一家專門為科研工業(yè)部門研制、生產(chǎn)真空閥門的產(chǎn)業(yè)工廠。VAT廠最主要的產(chǎn)品有手動(dòng)、氣動(dòng)真空插板閥系列，金屬密封氣動(dòng)真空插板閥系列，手動(dòng)、氣動(dòng)真空擺動(dòng)閥系列，快速關(guān)閉真空閥系列，手動(dòng)、氣動(dòng)真空擋板閥系列，手動(dòng)超高真空擋板閥系列等十多種真空閥門產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在CERN和DESY加速器及其他真空裝置上得到廣泛應(yīng)用，并享有較高的信譽(yù)。
國外真空閥門按閥門的動(dòng)作特點(diǎn)分為插板式、擋板式、翻板式及微調(diào)式等閥門；按驅(qū)動(dòng)形式分為氣動(dòng)、磁動(dòng)、電動(dòng)及手動(dòng)等閥門；按密封材料分為橡膠密封、銦銀合金不銹鋼密封、鈦合金鍍銀和鍍金不銹鋼密封、無氧銅不銹鋼密封的閥門。其中典型的真空閥門有氟橡膠密封氣動(dòng)真空插板閥、銦密封氣動(dòng)真空插板閥和金屬密封氣動(dòng)真空閥。
1、氟橡膠密封氣動(dòng)真空插板閥該閥的閥板密封處漏氣速率（簡稱漏率）不超過1×10-9mbar·L/s、氣源壓力為0.4～0.6MPa，氟橡膠密封材料的烘烤溫度為150℃。該閥的特點(diǎn)是傳動(dòng)增力機(jī)構(gòu)簡單輕便，在行程小的情況下，能全開或全關(guān)，通導(dǎo)能力最大，外形尺寸小，維護(hù)保養(yǎng)方便，性能可靠。在國外很多真空系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。
2、銦密封氣動(dòng)真空插板閥這種閥主要應(yīng)用于在高能加速器中具有強(qiáng)輻射場(chǎng)合的真空系統(tǒng)中。與其他金屬密封結(jié)構(gòu)的插板閥最大的區(qū)別是所需要的密封比壓較小。銦密封結(jié)構(gòu)和壓緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，使用壽命可以超過500次。閥門的漏氣速率小于1×10-9mbar·L/s。不足之處是維護(hù)保養(yǎng)較復(fù)雜，外形尺寸大，造價(jià)昂貴。若沒有特殊的冷卻結(jié)構(gòu)不能承受烘烤。
3、金屬密封氣動(dòng)真空閥在需要烘烤溫度較高的真空系統(tǒng)中，當(dāng)選用氟橡膠之類的閥門滿足不了需要時(shí)，則將金屬作為密封材料用到超高真空閥中。如CERN研究所研制的全金屬氣動(dòng)超高真空擋板閥，漏氣速率小于1×10-8Pa·L/s，烘烤溫度為300℃，氣源壓力為2.5MPa，閥板選用TiA6V4合金表面鍍50μm的銀。美國Varian公司生產(chǎn)的全金屬氣動(dòng)超高真空擺動(dòng)閥，其漏氣速率不超過1×10-7Pa·L/s，閥門開啟時(shí)烘烤溫度200℃，閥體用不銹鋼材料，閥板用鈦合金表面鍍金的材料。但這類閥門需要的密封力較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外形尺寸相應(yīng)較大，對(duì)使用的真空要求嚴(yán)格，閥門的使用壽命短，維護(hù)保養(yǎng)復(fù)雜，造價(jià)昂貴。
當(dāng)前，在國外的各類真空系統(tǒng)中，由于真空插板閥通導(dǎo)能力最大，結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，所以應(yīng)用最廣泛。由于全金屬密封的插板閥的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，壽命較短，性能可靠性較差，應(yīng)用范圍受到限制。所以除非用全金屬閥門才能保證整個(gè)真空系統(tǒng)性能要求的場(chǎng)合外，一般都采用氟橡膠密封的插板閥。如真空鍍膜機(jī)、離子注入機(jī)、各種表面物理試驗(yàn)儀器及大型加速器等都把氟橡膠密封的插板閥作為主要閥門。此外，國外應(yīng)用真空閥門的另一個(gè)特點(diǎn)是主要的驅(qū)動(dòng)形式為手動(dòng)、氣動(dòng)及電動(dòng)，其氣動(dòng)形式的應(yīng)用最為廣泛。
二、國內(nèi)真空閥門發(fā)展
國內(nèi)真空閥門生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的真空閥門有真空電磁閥、真空蝶閥、真空隔膜閥、真空擋板閥、真空球閥、真空微調(diào)閥、真空調(diào)節(jié)閥、超高真空插板閥、超高真空擋板閥共9個(gè)大系列、42個(gè)品種、150多個(gè)規(guī)格的產(chǎn)品，尤其是生產(chǎn)的DN1200大型氣動(dòng)高真空蝶閥，DN900的氣動(dòng)高真空插板閥，具有相當(dāng)高的技術(shù)水平。生產(chǎn)的GDD-J系列手電兩用真空擋板閥，適用于10-5～105Pa的壓力范圍，該系列閥門公稱尺寸為DN150～1200，漏氣速率小于1.3×10-5Pa·L/s。流導(dǎo)1200～70000L/s，啟閉時(shí)間15～60s，此外，閥門還配置了離合器和開關(guān)，具有安全性高、密封可靠、流量大及可實(shí)現(xiàn)手控、電氣自動(dòng)控制。生產(chǎn)的GDD-J型高真空氣動(dòng)擋板閥和GDD-JB型（扁閥）共兩大系列。公稱尺寸DN80～1200，漏氣速率小于1.3×10-5Pa·L/s；啟閥時(shí)間小于5～20s，氣源壓力0.4～0.8MPa，廣泛用于大、中型高真空系統(tǒng)中。
當(dāng)前，我國真空閥門種類繁多，規(guī)格齊全。歸納起來，可分為七大系類，依次為：高真空插板閥系列、高真空擋板閥系列、高真空蝶閥系列、高真空電磁閥系列、真空電磁帶充氣閥系列、電磁壓差充氣閥系列、真空球閥系列。在電子、半導(dǎo)體、集成電路、真空測(cè)量、檢漏、離子束、電子束、激光、可控?zé)岷朔磻?yīng)及航空航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)70年代，我國高科技的北京高能所電子對(duì)撞機(jī)，蘭州重粒子加速器，西南核工業(yè)受控聚變研究裝置等都配置著數(shù)種上百個(gè)高真空閥門產(chǎn)品。這些閥門性能先進(jìn)，工作穩(wěn)定可靠，保證了這些裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，標(biāo)志著我國真空閥門具有相當(dāng)高的技術(shù)水平。
三、發(fā)展前景
今后發(fā)展真空閥門應(yīng)重視如下問題。
1、更新?lián)Q代要重視真空閥門的更新?lián)Q代問題，早期的真空閥門若發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不便，給真空裝置運(yùn)行帶來不便的話，希望能用同類規(guī)格的真空閥門更換。如早期手動(dòng)的真空閥門可以用電動(dòng)、氣動(dòng)真空閥門更換，以實(shí)現(xiàn)真空系統(tǒng)的自動(dòng)化操作。
2、節(jié)能要加強(qiáng)節(jié)能型閥門的研制和開發(fā)。用新型的密封材料、電磁相結(jié)合的驅(qū)動(dòng)原理，研制新的節(jié)能型真空閥門。
3、大型手、電兩用高超高真空加強(qiáng)大型手、電兩用高超高真空插板閥的研制和開發(fā)。當(dāng)前，我國生產(chǎn)的這類閥門有CC型（手動(dòng)）、CCD型（電動(dòng)）、GC型等幾種，但口徑在DN500以上的閥門是薄弱環(huán)節(jié)。電動(dòng)閥門是實(shí)現(xiàn)真空系統(tǒng)自動(dòng)控制的重要元件。應(yīng)利用光電技術(shù)改進(jìn)現(xiàn)行電動(dòng)機(jī)構(gòu)行程限位開關(guān)結(jié)構(gòu)，以保證閥門開啟、關(guān)閉的可靠性。
4、超高真空閥門要加強(qiáng)超高真空閥門的研制和開發(fā)。要從閥門的傳動(dòng)原理、密封材料、結(jié)構(gòu)形式等入手，吸取國外同類超高真空閥門優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，開發(fā)新產(chǎn)品。如超高真空微調(diào)閥，國內(nèi)產(chǎn)品不多，滿足不了超高真空裝置氣流流量調(diào)節(jié)需要，要改進(jìn)加工工藝，提高這類閥門的使用壽命。
5、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化要加強(qiáng)真空閥門標(biāo)準(zhǔn)化、通用化工作。要在吸取國外同類閥門先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)閥門設(shè)計(jì)，使我國各類真空閥門，從性能到結(jié)構(gòu)、外觀能達(dá)到國外同類閥門的先進(jìn)水平。除滿足我國真空裝置的需要外，力爭將我國的真空閥門打入國際市場(chǎng)。
