JPS5821158B2 - Flange joint structure for ultra-high vacuum - Google Patents
Flange joint structure for ultra-high vacuumInfo
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- JPS5821158B2 JPS5821158B2 JP54073909A JP7390979A JPS5821158B2 JP S5821158 B2 JPS5821158 B2 JP S5821158B2 JP 54073909 A JP54073909 A JP 54073909A JP 7390979 A JP7390979 A JP 7390979A JP S5821158 B2 JPS5821158 B2 JP S5821158B2
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- Flanged Joints, Insulating Joints, And Other Joints (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超高真空を必要とする粒子加速器等に用いら
れるフランジ継手構造に関し、特にフランジの材質とし
てアルミニウムを用いたものに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a flange joint structure used in particle accelerators and the like that require ultra-high vacuum, and particularly relates to a flange joint structure using aluminum as the material of the flange.
従来、粒子加速器等においては主とじそヌテンレス鋼製
フランジ継手構造が用いられており、対向するフランジ
間には銅製の０リングとしてのガヌケットが用いられて
いる。BACKGROUND ART Conventionally, in particle accelerators and the like, a main joint structure with a tenless steel flange joint structure is used, and a gunkket as a copper O-ring is used between opposing flanges.
ところで、素材としてのステンレス鋼は、耐食性や機械
的強度などの点で優れている半面、重量が大きく、また
粒子加速器に用いた場合にかなりの残留放射能を発生す
るという問題点がある。Incidentally, while stainless steel as a material is excellent in terms of corrosion resistance and mechanical strength, it has the problem of being heavy and generating a considerable amount of residual radioactivity when used in a particle accelerator.
そこでステンレス鋼の代わりに、アルミニウムを用いる
ことが考えられる。Therefore, it is possible to use aluminum instead of stainless steel.
すなわち、アルミニウムは、重量が軽く、また粒子加速
器に用いた場合でも残留放射能の値がステンレス鋼の場
合に比べて１ケタ少なくなるという利点があるからであ
る。That is, aluminum has the advantage of being light in weight, and even when used in a particle accelerator, the value of residual radioactivity is one order of magnitude lower than that of stainless steel.
しかし、単なるアルミニウム製のフランジでは、表層の
硬度が不足したり、変形を起こしたりするという問題点
があり、超高真空を要する部分には不具合をきたす恐れ
がある。However, a simple aluminum flange has problems such as insufficient hardness of the surface layer and deformation, which may cause problems in areas that require ultra-high vacuum.
本発明は、アルミニウムを素材とした場合に生じる上述
の諸問題を解決して、超高真空を要する部分でも十分に
密封性を保てるようにした超高真空用フランジ継手構造
を提供することを目的とする０
このため本発明の超高真空用フランジ継手構造は、対向
するフランジ間に軟質金属で作られたメタルガヌケット
を介装されるフランジ継手部において、そのフランジを
形成するアルミニウム材に、イオンブレーティング処理
により形成された窒化チタンまたは窒化クロムの硬質表
層をそなえていることを特徴としている。The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned problems that occur when aluminum is used as a material, and to provide a flange joint structure for ultra-high vacuum that can maintain sufficient sealing performance even in areas that require ultra-high vacuum. Therefore, in the flange joint structure for ultra-high vacuum of the present invention, in the flange joint part in which a metal gunkket made of soft metal is interposed between opposing flanges, the ion beam is added to the aluminum material forming the flange. It is characterized by having a hard surface layer of titanium nitride or chromium nitride formed by a rating process.
以下、図面により本発明の実施例としての粒子加速器に
おける超高真空用フランジ継手構造について説明すると
、第１図は本発明の第１実施例を示す縦断面図、第２図
は本発明の第２実施例を示す縦断面図、第３図は上記の
各実施例におけるメタルカスケラト部分の拡大断面図で
ある。The flange joint structure for ultra-high vacuum in a particle accelerator as an embodiment of the present invention will be explained below with reference to the drawings. Fig. 1 is a vertical cross-sectional view showing the first embodiment of the invention, and Fig. FIG. 3 is an enlarged sectional view of the metal casket portion in each of the above embodiments.
第１図に示す権手構造では、左右のアルミニウム製バイ
ブ１，１の端部に、それぞれアルミニウム製フランジ２
，２が互いに対向するように、溶接３により設けられ、
両フランジ２，２の間に形成された円環状のヌペース４
内に、０リングとしてのメタル力ヌケット５が介装され
ている。In the grip structure shown in Fig. 1, aluminum flanges 2 are attached to the ends of the left and right aluminum vibrators 1, 1, respectively.
, 2 are provided by welding 3 so as to face each other,
An annular nu paste 4 formed between both flanges 2, 2
A metal force nut 5 as an O-ring is interposed inside.
そして両フランジ２，２は締付ホルト６により締付けら
れるようになっている。Both flanges 2, 2 are tightened by a tightening bolt 6.
ところで、各フランジ２は、これを形成するアルミニウ
ム材に、イオンブレーティング処理により形成された窒
化チタン（ＴｉＮ）または窒化クロム（ＣｒＮ）の硬質
表層１をそなえており、この硬質表層γの厚さは、１４
〜１６μｍとなっている。By the way, each flange 2 is provided with a hard surface layer 1 of titanium nitride (TiN) or chromium nitride (CrN) formed by ion-blating treatment on the aluminum material forming it, and the thickness of this hard surface layer γ is is 14
~16 μm.
上述のイオンブレーティング処理は、真空容器中に窒素
ガスの雰囲気を形成臥 この雰囲気においてチタンまた
はクロムのイオンを発生させて、陰極としてのアルミニ
ウム製フランジ２の所要部分にプラス電荷の窒化チタン
または窒化クロムを付着させるものであり、乾燥状態で
フランジ２の表面処理が行なわれ、これによりきわめて
強固な硬質表層１が形成される。In the above-mentioned ion blating process, a nitrogen gas atmosphere is formed in the vacuum chamber. Titanium or chromium ions are generated in this atmosphere, and positively charged titanium nitride or nitride ions are applied to the required portions of the aluminum flange 2 as a cathode. The flange 2 is surface-treated in a dry state to form chromium, thereby forming an extremely strong hard surface layer 1.
なおフランジ２の表面に窒化チタンおよび窒化クロムを
同時に付着させるようにしてもよい。Note that titanium nitride and chromium nitride may be deposited on the surface of the flange 2 at the same time.
メタルガスケット５は、第３図に示すように、全体とし
て円環状に形成されたニッケル鋼製コイルヌプリングか
らなる弾性コア８と、これをニッケル製すテイナ９を介
して被覆する軟質の純アルミニウム材１０とで形成され
ている。As shown in FIG. 3, the metal gasket 5 includes an elastic core 8 made of a nickel steel coiled ring formed in an annular shape as a whole, and a soft pure aluminum core 8 covered with a nickel retainer 9. It is formed of material 10.
なお、この純アルミニウム材１０は、大気側にスリット
１０ａを有する環状パイプとして形成される。Note that this pure aluminum material 10 is formed as an annular pipe having a slit 10a on the atmosphere side.
第２図に示す第２実施例では対向するフランジ２．２が
カップリング１１により強固に締付は固定されるように
なっている。In the second embodiment shown in FIG. 2, the opposing flanges 2.2 are tightly fastened by a coupling 11.
そして、この第２実施例の場合も、前述の第１実施例の
場合と同様に、アルミニウム製の各フランジ２にイオン
ブレーティング処理により形成された窒化チタンまたは
窒化クロムの硬質表層１をそなえており、また０リング
としてのメタルガスケット５が介装されるようになって
いる。Also in the case of this second embodiment, as in the case of the first embodiment described above, each flange 2 made of aluminum is provided with a hard surface layer 1 of titanium nitride or chromium nitride formed by ion blasting. In addition, a metal gasket 5 as an O-ring is interposed.
そしてこのメタルガスケント５も、第３図に示すように
形成されている。This metal gas Kent 5 is also formed as shown in FIG.
上述の各実施例の構成により、アルミニウム製の各フラ
ンジ２は、締付ホルト６またはカンプリング１１により
メタルガスケット５との当たりを超高真空を保持するの
に十分な値にまで締付けられても、イオンブレーティン
グ処理による窒化チタンまたは窒化クロムの硬質表層１
の存在により表面に損傷を起こすことがなく、高度の密
封性能が得られるのである。With the configuration of each of the embodiments described above, each aluminum flange 2 can be tightened by the tightening bolt 6 or the compression ring 11 to a value sufficient to maintain an ultra-high vacuum with respect to the metal gasket 5. , a hard surface layer of titanium nitride or chromium nitride by ion-blating treatment 1
Due to the presence of this material, there is no damage to the surface and a high degree of sealing performance can be obtained.
また各フランジ２の素材がアルミニウムであるため、粒
子加速器に用いても残留放射能がヌテンレヌ鋼製の場合
に比べて大幅に減少する利点がある。Furthermore, since the material of each flange 2 is aluminum, there is an advantage that residual radioactivity is significantly reduced even when used in a particle accelerator compared to a case made of stainless steel.
さらに各フランジ２の素材としてのアルミニウムは、超
高真空を達成するのに必要な表面からのガスの放出係数
がステンレヌ鋼の場合と同等で、しかも放出ガスの成分
が単純なため良質の真空を達成することができる。Furthermore, aluminum, which is the material for each flange 2, has a gas release coefficient from the surface necessary to achieve an ultra-high vacuum that is equivalent to that of stainless steel, and the composition of the released gas is simple, so it is possible to achieve a high-quality vacuum. can be achieved.
このほか、素材としてのアルミニウムは、熱伝導性や加
工性の点で優れており、また重量が軽く、価格も安いな
どの利点がある。In addition, aluminum as a material has advantages such as excellent thermal conductivity and workability, as well as light weight and low price.
さらに、窒化チタンまたは窒化クロムの硬質表層１は、
イオンブレーティングによる乾式処理で形成されたもの
であるから、超高真空中でもガス放出を起こしにくい利
点がある。Furthermore, the hard surface layer 1 of titanium nitride or chromium nitride is
Since it is formed by dry processing using ion blating, it has the advantage of being less prone to gas release even in ultra-high vacuum.
以上詳述したように、本発明によれば、対向するフラン
ジ２，２間に軟質金属製のメタルガスケット５を介装さ
れたフランジ継手部において、そのアルミニウム製フラ
ンジ２に、イオンブレーティング処理による窒化チタン
オたは窒化クロムの硬質表層１をそなえるという極めて
簡素な構成で、従来困難とされていたアルミニウム材に
よる超高真空部分のフランジ継手構造を実現することが
可能となり、粒子加速器等の性能向上に寄与しうる利点
がある。As described in detail above, according to the present invention, in the flange joint portion in which the metal gasket 5 made of soft metal is interposed between the opposing flanges 2, 2, the aluminum flange 2 is subjected to ion-blating treatment. With an extremely simple structure consisting of a hard surface layer 1 of titanium nitride or chromium nitride, it is now possible to realize a flange joint structure for ultra-high vacuum parts using aluminum material, which was previously considered difficult, improving the performance of particle accelerators, etc. There are advantages that can contribute to
図は本発明の実施例としての粒子加速器における超高真
空用フランジ継手構造を示すものであり、第１図は本発
明の第１実施例を示す縦断面図、第２図は本発明の第２
実施例を示す縦断面図、第３図は上記の各実施例におけ
るメタルガスケット部分の拡大断面図である。
１・・、・・・アルミニウム製パイプ、２・・・・・・
アルミニウム製フランジ、３・・・・・・溶接部、４・
・・・・・円環状のヌペーヌ、５・・・・・・メタルガ
スケット、６・・・・・・締付ボルト、γ・・・・・・
硬質表層、８・・・・・・弾性コア、９・・・・・・リ
テイナ、１０・・・・・・軟質の純アルミニウム材、１
０ａ・・・・・・スリット、１１・・・・・カップリン
グ。The figures show a flange joint structure for ultra-high vacuum in a particle accelerator as an embodiment of the present invention. 2
FIG. 3 is an enlarged sectional view of the metal gasket portion in each of the above embodiments. 1... Aluminum pipe, 2...
Aluminum flange, 3...Welded part, 4.
...Annular nupaine, 5...Metal gasket, 6...Tightening bolt, γ...
Hard surface layer, 8... Elastic core, 9... Retainer, 10... Soft pure aluminum material, 1
0a...Slit, 11...Coupling.
Claims (1)
コイルスプリングを内蔵したメタルガヌケットを介装さ
れるフランジ継手部において、そのフランジを形成する
アルミニウム材に、イオンブレーティング処理により形
成された窒化チタンまたは窒化クロムの硬質衣層をそな
えていることを特徴とする超高真空用フランジ継手構造
。1. In a flange joint in which a metal gunnuke made of soft metal and containing a built-in annular coil spring is interposed between opposing flanges, titanium nitride or titanium nitride formed by ion-blating treatment is applied to the aluminum material forming the flange. A flange joint structure for ultra-high vacuum use that features a hard coating layer of chromium nitride.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54073909A JPS5821158B2 (en) | 1979-06-12 | 1979-06-12 | Flange joint structure for ultra-high vacuum |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54073909A JPS5821158B2 (en) | 1979-06-12 | 1979-06-12 | Flange joint structure for ultra-high vacuum |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55166589A JPS55166589A (en) | 1980-12-25 |
| JPS5821158B2 true JPS5821158B2 (en) | 1983-04-27 |
Family
ID=13531771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54073909A Expired JPS5821158B2 (en) | 1979-06-12 | 1979-06-12 | Flange joint structure for ultra-high vacuum |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5821158B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59103989U (en) * | 1982-12-28 | 1984-07-12 | 三菱重工業株式会社 | Vacuum flange mechanism |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS522882U (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-10 |
-
1979
- 1979-06-12 JP JP54073909A patent/JPS5821158B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55166589A (en) | 1980-12-25 |
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