專利名稱：大型低溫裝置流量控制閥門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種閥門，尤其涉及一種大型低溫裝置流量控制閥門。
技術(shù)背景-
目前市場(chǎng)上銷售的低溫裝置流量控制閥門都是針對(duì)液氮溫區(qū)(77K)而設(shè)計(jì) 的，還很少有真正用于大型低溫裝置液氦(4.2K)流量控制的閥門。傳統(tǒng)的低溫 裝置流量控制閥門主要存在以下缺陷 一、漏熱和泄漏兩個(gè)方面存在缺點(diǎn)，漏熱 大往往導(dǎo)致閥門熱負(fù)荷大，結(jié)霜嚴(yán)重；泄漏率高，則使企業(yè)經(jīng)濟(jì)上蒙受損失。二、 絕熱措施不到位，比如不抽真空，不加絕熱材料等等，這些缺陷都導(dǎo)致了閥門的 漏熱偏大，有時(shí)甚至由于閥門自身的熱負(fù)荷過(guò)大而導(dǎo)致液氦完全蒸發(fā)使得低溫裝 置得不到液氦。三、調(diào)節(jié)液氮或者其他沸點(diǎn)溫度更高的液體流量時(shí)可能不存在泄 漏問(wèn)題，但是在控制低溫氦氣特別是高壓超臨界氦流量時(shí)卻往往漏率比較大，造 成氦氣的浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種大型低溫裝置流量控制 閥門，它結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活方便，實(shí)用性強(qiáng)，不僅適用于低溫裝置4.2K液氦 流量控制，還適用于高壓超臨界氦流量控制及其他需要液氦傳輸?shù)牡蜏仡I(lǐng)域。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
大型低溫裝置流量控制閥門，包括有閥座、閥芯和閥體，其特征在于閥門 整體處于真空環(huán)境，有真空閥套外管、真空閥套內(nèi)管，所述的真空閥套外管、真 空閥套內(nèi)管上端連接有閥蓋，所述的閥蓋中間有臺(tái)階孔，所述的臺(tái)階孔內(nèi)有滑動(dòng) 配合的閥桿，所述的閥桿外壁與閥蓋的臺(tái)階孔壁之間有密封圈，臺(tái)階孔上端有內(nèi) 螺紋，有中間開(kāi)孔的密封圈預(yù)緊螺栓套裝于閥桿外，密封圈預(yù)緊螺栓與臺(tái)階孔上
的內(nèi)螺紋螺合，所述的密封圈預(yù)緊螺栓壓在所述的密封圈上；所述的閥桿上端固 定有閥帽，所述的閥帽與所述的閥蓋通過(guò)螺紋螺合；所述的真空閥套內(nèi)管套裝在 閥桿外面且不接觸，所述的真空閥套內(nèi)管下端連接有閥體，閥體為筒形體，筒形 體下端固定連接閥座，筒形體側(cè)壁上有出液口，出液口連接有低溫裝置連接管內(nèi)管，所述的真空閥套外管下端連接真空輸液管外管，所述的真空閥套外管上與閥 體對(duì)應(yīng)處聯(lián)通低溫裝置連接管外管，所述的閥芯從上而下穿過(guò)閥體，所述的闊芯 的錐形體下端抵壓于閥座的閥口上，所述的閥口下端連接有真空輸液管內(nèi)管；所 述的真空輸液管外管、真空輸液管內(nèi)管之間，低溫裝置連接管外管、低溫裝置連 接管內(nèi)管之間相互聯(lián)通并抽真空處理。
所述的大型低溫裝置流量控制閥門，其特征在于所述的真空閥套內(nèi)管外包覆 有絕緣材料，所述的閥桿中間有一段為空心管，所述的真空輸液管內(nèi)管與閥座結(jié) 合部外壁上包覆有活性炭吸附劑，所述的密封圈為特氟隆材料。
所述的大型低溫裝置流量控制閥門，其特征在于所述絕熱材料為鋁箔與尼 龍網(wǎng)隔層；所述閥芯和閥桿外壁涂有真空酯。
為減少低溫裝置流量控制閥門漏熱，本發(fā)明首先在整個(gè)閥門(除閥蓋和閥帽) 外部設(shè)置有真空闊套外管，使閥門整體處在真空環(huán)境下，其對(duì)流傳熱可忽略；其 次在閥門的閥座、閥體、及真空閥套內(nèi)管外面包裹20層絕熱材料，絕熱材料選 擇鋁薄與尼龍網(wǎng)隔層，這一措施可大大減小閥門的輻射傳熱和徑向熱傳導(dǎo)；另外 采用一段空心不銹鋼管作為閥芯連接管連接閥芯和閥桿，這一措施可以減少閥門 沿閥芯軸向的熱傳導(dǎo)；最后還在閥座底部真空輸液管內(nèi)管外面包裹了活性炭吸附 劑，用來(lái)吸收水蒸氣和其他雜質(zhì)氣體使整個(gè)閥門裝置的真空度得到提高，從而減 小閥門裝置的漏熱。
為減少低溫裝置流量控制閥門的泄漏，本發(fā)明在閥蓋中部設(shè)計(jì)一個(gè)密封槽并 在密封槽內(nèi)放置IO個(gè)特氟隆密封圈，再用一個(gè)密封圈預(yù)緊螺栓把密封圈預(yù)緊， 達(dá)到迷宮式密封效果，這一措施使得泄漏率大大減小，另外在閥芯和閥桿上面涂 上一層真空酯，所述真空酯既起到密封作用又起到潤(rùn)滑的作用，最后經(jīng)檢漏儀檢 測(cè)認(rèn)為其泄漏量可以忽略。
所述閥蓋外壁加工有外螺紋，閥帽內(nèi)壁加工有與閥蓋外壁上外螺紋相配合的 內(nèi)螺紋，通過(guò)閥帽的旋轉(zhuǎn)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)低溫裝置的流量控制。當(dāng)閥帽順時(shí)針擰緊時(shí)， 閥帽推動(dòng)閥桿上的臺(tái)階向下運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)閥芯向下運(yùn)動(dòng)，從而可以將進(jìn)入低溫裝置 的流體流量調(diào)小，直到閥芯向下運(yùn)動(dòng)到與閥座緊密接觸時(shí)閥門完全關(guān)閉，停止對(duì) 低溫裝置輸液。當(dāng)閥帽逆時(shí)針擰松時(shí)，閥帽推動(dòng)墊片和定位螺母向上運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng) 閥芯向上運(yùn)動(dòng)，從而將閥門打開(kāi)并將流量調(diào)大?？紤]到低溫下材料的力學(xué)性能，閥蓋、閥桿、閥芯、閥芯連接管、閥體和閥 座全采用低溫力學(xué)性能良好的316L不銹鋼制造。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是
本發(fā)明很好的解決了漏熱和泄漏問(wèn)題，調(diào)節(jié)液氦流量時(shí)閥門不結(jié)霜，調(diào)節(jié)冷 氦氣及高壓超臨界氦流量時(shí)不泄漏，可以廣泛的應(yīng)用于核聚變裝置低溫系統(tǒng)、高 能加速器低溫系統(tǒng)、超導(dǎo)磁體低溫系統(tǒng)、核醫(yī)學(xué)低溫系統(tǒng)、航空航天低溫系統(tǒng)等 低溫領(lǐng)域。
圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
大型低溫裝置流量控制閥門，包括有閥座l、閥芯17和閥體2，有真空閥套 外管5，所述的真空閥套外管5、真空閥套內(nèi)管4上端連接有閥蓋14，所述的閥 蓋14中間有臺(tái)階孔，所述的臺(tái)階孔內(nèi)有滑動(dòng)配合的閥桿15，所述的閥桿15外 壁與閥蓋14的臺(tái)階孔壁之間有特氟隆材料的密封圈6，所述密封圈6位于臺(tái)階 孔上的密封槽13內(nèi)，臺(tái)階孔上端有內(nèi)螺紋，有中間開(kāi)孔的密封圈預(yù)緊螺栓12 套裝于閥桿15夕卜，密封圈預(yù)緊螺栓12與臺(tái)階孔上的內(nèi)螺紋螺合，所述的密封圈 預(yù)緊螺栓12壓在所述的密封圈6上；所述的閥桿15上端固定有閥帽7，閥桿15 穿過(guò)閥帽7其頂端通過(guò)定位螺母9固定，所述的闊帽7與所述的閥蓋14通過(guò)螺 紋螺合。所述的真空閥套內(nèi)管4套裝在閥桿15外面且不接觸，真空閥套內(nèi)管4 外包覆有鋁薄與尼龍網(wǎng)隔層3，所述的真空閥套內(nèi)管4上端與閥蓋14下端連接， 所述的真空閥套內(nèi)管4下端連接有閥體2，閥體2為筒形體，筒形體下端固定連 接閥座l，筒形體側(cè)壁上有出液口，出液口連接有低溫裝置連接管內(nèi)管18，所述 的低溫裝置連接管內(nèi)管18端部連接有低溫裝置8。所述的真空閥套外管5下端 連接有真空輸液管外管20，真空閥套外管5側(cè)壁上聯(lián)通有低溫裝置連接管外管 19焊接在一起，真空輸液管外管20、真空輸液管內(nèi)管11之間和真空閥套內(nèi)管4、 真空閥套外管5之間相互聯(lián)通并一起進(jìn)行抽真空處理。所述閥桿15下端連接有 閥芯連接管16，閥芯連接管16底端固定有錐形的閥芯17，所述的閥芯17從上 而下穿過(guò)閥體2，所述的閥芯17的錐形體下端抵壓于閥座1的閥口上，所述的 閥口下端連接有真空輸液管內(nèi)管11。真空輸液管內(nèi)管11與閥座1結(jié)合部外壁上包覆有活性炭吸附劑10。
所述閥芯17和閥桿15外壁涂有真空酯?？紤]到低溫下材料的力學(xué)性能，閥 蓋14、閥桿15、閥芯17、閥芯連接管16、閥體2、閥座l全采用低溫力學(xué)性能 良好的316L不銹鋼制造。
權(quán)利要求
1、大型低溫裝置流量控制閥門，包括有閥座、閥芯和閥體，其特征在于閥門整體處于真空環(huán)境，有真空閥套外管、真空閥套內(nèi)管，所述的真空閥套外管、真空閥套內(nèi)管上端連接有閥蓋，所述的閥蓋中間有臺(tái)階孔，所述的臺(tái)階孔內(nèi)有滑動(dòng)配合的閥桿，所述的閥桿外壁與閥蓋的臺(tái)階孔壁之間有密封圈，臺(tái)階孔上端有內(nèi)螺紋，有中間開(kāi)孔的密封圈預(yù)緊螺栓套裝于閥桿外，密封圈預(yù)緊螺栓與臺(tái)階孔上的內(nèi)螺紋螺合，所述的密封圈預(yù)緊螺栓壓在所述的密封圈上；所述的閥桿上端固定有閥帽，所述的閥帽與所述的閥蓋通過(guò)螺紋螺合；所述的真空閥套內(nèi)管套裝在閥桿外面且不接觸，所述的真空閥套內(nèi)管下端連接有閥體，閥體為筒形體，筒形體下端固定連接閥座，筒形體側(cè)壁上有出液口，出液口連接有低溫裝置連接管內(nèi)管，所述的真空閥套外管下端連接真空輸液管外管，所述的真空閥套外管上與閥體對(duì)應(yīng)處聯(lián)通低溫裝置連接管外管，所述的閥芯從上而下穿過(guò)閥體，所述的閥芯的錐形體下端抵壓于閥座的閥口上，所述的閥口下端連接有真空輸液管內(nèi)管；所述的真空輸液管外管、真空輸液管內(nèi)管之間，低溫裝置連接管外管、低溫裝置連接管內(nèi)管之間相互聯(lián)通并抽真空處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型低溫裝置流量控制閥門，其特征在于所述的真 空閥套內(nèi)管外包覆有絕緣材料，所述的閥桿中間有一段為空心管，所述的 真空輸液管內(nèi)管與閥座結(jié)合部外壁上包覆有活性炭吸附劑，所述的密封圈 為特氟隆材料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的大型低溫裝置流量控制閥門，其特征在于所述絕 熱材料為鋁箔與尼龍網(wǎng)隔層；所述閥芯和閥桿外壁涂有真空酯。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了大型低溫裝置流量控制閥門，包括有真空閥套，真空閥套外管上端連接有閥蓋，閥蓋中間有臺(tái)階孔，臺(tái)階孔內(nèi)有滑動(dòng)配合的閥桿，閥桿上端固定有閥帽，閥帽與閥蓋通過(guò)螺紋螺合；真空閥套內(nèi)管套裝在閥桿外面且不接觸，真空閥套內(nèi)管上端與閥蓋下端連接，真空閥套內(nèi)管下端連接有閥體，閥體下端固定連接閥座，筒形閥體側(cè)壁上有出液口，出液口連接有低溫裝置連接管內(nèi)管，真空閥套外管與真空輸液管外管及低溫裝置連接管外管焊接在一起，并一起進(jìn)行抽真空處理；閥芯從上而下穿過(guò)閥體，閥芯的錐形體下端抵壓于閥座的閥口上，閥口下端連接有真空輸液管內(nèi)管。本發(fā)明很好的解決了漏熱和泄漏問(wèn)題，調(diào)節(jié)液氦流量時(shí)閥門不結(jié)霜，調(diào)節(jié)冷氦氣及高壓超臨界氦流量時(shí)不泄漏。
文檔編號(hào)F16K41/00GK101509572SQ20091011645
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月30日
發(fā)明者任志斌, 彭晉卿, 玉 武 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所