大型氦低温制冷设备是前沿科技研究、大科学 工程、航空航天应用不可替代的基础支撑装备．近 年来，随着高技术的发展，涉及低温的重大系统越来 越多，对大型低温制冷设备的需求不断增加，如欧洲 核子研究中心ＣＥＲＮ的大型强子对撞机（ＬＨＣ） ［ １］， 国际热核聚变实验堆（ＩＴＥＲ） ［ ２］以及国内先进实验 超导托卡马克（ＥＡＳＴ） ［ ３］，北京正负电子对撞机重

大改造项目（ＢＥＰＣ －Ⅱ）等大科学装置均配套大型氦 低温制冷设备．大型氦低温制冷设备是指制冷温度在２０Ｋ 以 下，制冷量达到数百瓦乃至万瓦以上的制冷系统，主 要由氦气储罐、滤油纯化系统、压缩机系统、冷箱、控 制系统和分配阀箱组成，如图１所示．低压氦气经 压缩机系统压缩后，提高了压力，并经过滤油纯化系统，最终进入到冷箱，经透平膨胀机（或节流阀）膨胀 降温，产生的低温氦气（或液氦）通过分配阀箱分配 到不同用户．

低温调节阀阀座的密封性能是低温调节阀的最 重要指标，需要满足在数百次甚至上万次的冷热循 环过程中保持较好的密封性能，同时实现流体调节 和切断的功能．为了提高调节阀运行稳定性，响应 快速性，密封性能和工作寿命，国外低温调节阀阀座 密封一般采用非金属材料的软密封结构．密封材料 一般要求在液氦温区仍具有延展性，以保证其低温 密封性能，如ＰＴＦＥ（聚四氟乙烯）、ＰＣＴＦＥ（聚三氟 氯乙烯）、ＰＥＥＫ（聚醚醚酮）等高分子聚合物［ ４ －９］． 国内生产的低温调节阀，工作温区仅在液氮温 区（７７Ｋ），阀座采用金属硬密封，密封性能不高，无 法适用于大型氦低温制冷设备．同时，液氢／液氦温 区的低温阀也关系到国防科学技术的发展和安全， 是重大科学工程的必需设备．但是国内至今还没有 成熟的商业化产品，也缺乏相关的理论和技术研究， 如果从国外公司进口，将受到相关部门的监控，同时 面临着禁运的风险．因此不管是从国防安全方面考 虑，还是从理论研究方面出发，探讨低温调节阀阀座 非金属软密封的常温－低温密封性能，实现气动低温 调节阀国产化和产业化都具有非常重要的意义．

基于上述问题，针对采用不同密封材料（ＰＴ－ ＦＥ、ＰＣＴＦＥ和ＰＥＥＫ）的低温调节阀阀座软密封性 能展开研究．研究包括２部分：第一部分主要研究 在常温（３００Ｋ）条件下的阀座软密封性能，包括密封比压和工作压力对阀座漏率的影响，并对比采用不 同密封材料的阀座软密封特性．在此基础上，第二 部分主要研究在低温（７７Ｋ）条件下，阀座的软密封 性能，并综合比较了采用不同材料的阀座密封特性 以及在低温调节阀上的应用．