專利名稱：密封截止多用閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種密封截止和抽空排氣、充注工質(zhì)多用閥。具體地說，是關(guān)于一種用于熱管、真空相變裝置、真空或壓力容器的，可用以制備真空、充注工質(zhì)、排不凝氣和／或密封截止的，可具有一定安全保險功能的多用閥。
現(xiàn)有的熱管、真空相變裝置的抽空排氣充工質(zhì)一般均采用預(yù)置一管咀的方法。參閱《中國專利公開87103423A；發(fā)明名稱熱管，申請人昭和鋁株式會社》。另外，目前世界上行銷的各類電冰箱和冷凍柜的抽空充氟口亦是管咀形的一段銅鋁管接頭。以上這些管咀形抽口的密封截止一般采用錐形銷口密封速焊法和冷焊鉗切斷后再熔焊法，參閱《鍋爐和窯爐節(jié)能熱管換熱器，第152頁》(哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1985年7月第1版)；參閱《實用熱管技術(shù)，第47－49頁》(池田義雄、伊藤謹司、槌田昭編著，商政宋、李鵬齡譯；化學(xué)工業(yè)出版社，1988年10月第1版)。以上這兩種焊接密封的方法工藝比較可靠，但排不凝氣或維修再充工質(zhì)時需要鋸或切開焊接頭，需專用設(shè)備，工序復(fù)雜工效低，加之一般管咀焊接頭的長度只可用1－3次，長期使用不大經(jīng)濟。
《中國專利87209247；實用新型名稱高效散熱器；申請人張連勇》提出充注工質(zhì)和制真空的排氣咀為M10x1.25螺母焊置的方案，由于采用現(xiàn)有一般螺母，操作時螺紋與螺母屬相對滑動摩擦，密封不可靠且扭矩力太大，當用于薄壁材料做被密封容器時，易扭裂有關(guān)焊縫產(chǎn)生泄漏。
《中國專利87200759；實用新型名稱一種用于熱管的排氣閥；申請人南京化工學(xué)院》提出了一種鋼球式排氣閥。此閥將鋼球做為密封件，鋼球與閥座是相對不動的靜密封，靠擠壓方式使閥座排氣孔園周產(chǎn)生均勻塑性變形，密封可靠，扭矩力小，成本低廉，且能反復(fù)多次使用，但其閥帽與閥芯是分開的兩個部件，只用于手工熱真空法排不凝氣，而不便于機械法操作抽真空注工質(zhì)和密封截止。另外，由于沒有設(shè)置導(dǎo)氣機構(gòu)，當用于內(nèi)容積較大或較復(fù)雜的熱管或真空相變裝置時，排不凝氣不暢，制備真空速率較差。
本實用新型的目的是提供一種可用于熱管、真空相變裝置，真空或壓力密封容器的可以用手工特別是機械法操作抽真空、注工質(zhì)，密封截止的綜合功能多用閥。
本實用新型的另一個目的是提供一種便于通過閥帽閥座一端裝拆串片、肋片等裝置，可鎖緊閥帽增加密封可靠度和減少與周圍其它物體碰撞幾率的熱管、真空相變裝置用截止閥。
本實用新型的第三個目的是提供一種附帶有導(dǎo)氣槽以提高排氣速率和設(shè)有安全保險機構(gòu)的金屬密封截止閥。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，在一個有閥座、閥帽、鋼球式閥芯及螺紋構(gòu)成的截止閥中，閥帽與鋼球式閥芯之間有定位連接機構(gòu)。使用操作時，除鋼球式閥芯與閥座因凹凸吻合原理自動定位外，閥帽與鋼球式閥芯之間經(jīng)定位連接機構(gòu)按同軸定位關(guān)系成相對繞軸線轉(zhuǎn)動的，可一次性定位安置于閥座中的一個有機組合體，便于手工特別是機械夾持操作。當將此閥置于人手無法進入的真空獲得設(shè)備、管路、閥門或法蘭等裝置中時，采用機械手或機械夾持裝置可以方便準確地將閥帽、鋼球式閥芯一次性的定位安置于閥座中，使抽真空、注工質(zhì)、密封閥口三道工序一次完成，并且不再需要用焊接封口而密封效果很好。當需要排不凝氣或再抽真空添加工質(zhì)時，無需鋼鋸切，焊槍割等破壞性措施，只需用扳手或機械夾持裝置就可重新啟封，數(shù)十次的裝拆密封。因此，也就向社會提供了一種可手工特別是機械化方法高效制備和便于維修的熱管和真空相變裝置。
本實用新型的定位連接機構(gòu)可以由薄板成形的兩端有內(nèi)縮凸緣的環(huán)形圈和閥帽下端的定位凸臺鑲嵌組成。環(huán)形圈的內(nèi)徑約等于鋼球的直徑，其外徑略小于閥座螺紋孔。環(huán)形圈的高度大于鋼球的半徑小于鋼球的直徑，它可以是有開口縫的一個環(huán)，也可以是閉合的一個整圈，環(huán)形圈的一端包裹掛住鋼球，另一端鑲嵌在閥帽下端的定位凸臺上。定位凸臺與環(huán)形圈的結(jié)合處可以是燕尾槽式，也可以是梯形或成一個窄縫隙環(huán)的鉤槽形。
本實用新型的定位連接機構(gòu)還可以由軟質(zhì)或不干膠粘劑和／或閥帽上的定位凸臺和環(huán)形圈組成。定位凸臺是閥帽下端的一個平臺，其直徑小于閥帽螺紋處直徑，邊緣與凸臺平面垂直或成梯形。環(huán)形圈由薄板成形或在閥帽上直接加工，它的內(nèi)徑等于或小于鋼球的直徑，高度等于或小于鋼球的半徑，其一端與定位凸臺連為一體，當采用膠粘劑時，將膠粘劑涂于環(huán)形圈與鋼球式閥芯之間起連接作用，定位凸臺和環(huán)形圈起軸向定位作用，鋼球式閥芯與閥帽之間成為按同軸定位關(guān)系相對繞軸線轉(zhuǎn)動的一個有機組合體。當采用機械夾持器上的附加裝置而不用膠粘劑連接時，定位凸臺和環(huán)形圈同樣起軸向定位作用，與機械夾持器的合力起連接作用，共同保證閥芯和閥帽成為按同軸定位相對繞軸線轉(zhuǎn)動的組合體。
本實用新型的閥帽或閥座螺紋壁上設(shè)有導(dǎo)氣槽。導(dǎo)氣槽是數(shù)條與閥帽閥座軸向平行或有一定旋轉(zhuǎn)角并均布于螺紋壁上的排氣槽道。導(dǎo)氣槽比螺紋略深，槽底呈園或方型，其一端穿過螺紋壁與大氣相通，另一端與閥密封處相通。當用于排不凝氣時，其效果比僅利用螺紋間隙排放時速度快、效果好。特別是用于較復(fù)雜的熱管(如分離式熱管)或真空相變裝置時效果很顯著。
本實用新型的閥帽最好采用園柱直筒或階梯形狀，即閥帽上端直徑等于或小于閥帽螺紋處直徑，便于熱管體裝拆串片肋片等，也便于閥帽與閥體裝配呈平頭，沉頭連接。
本實用新型還可以是一個附加有溫度和壓力安全保險機構(gòu)的閥，在閥密封環(huán)上有保險槽，保險槽由低熔點合金密封封閉。保險槽一般設(shè)1－4條，也可以在整個密封環(huán)面上設(shè)保險槽，使閥具有更大的排氣量。保險槽的長度以超過閥座密封環(huán)的最大寬度并加適當?shù)拈y座塑性變形預(yù)置量為宜，保險槽的深度和數(shù)量根據(jù)被密封裝置的最大工作容積和安全排氣量確定，封閉保險槽的低熔點合金應(yīng)根據(jù)被密封容器最高安全壓力和溫度試驗選用。
本實用新型的閥帽上端可以是內(nèi)六方，用以與內(nèi)六方扳手或機械夾持裝置相匹配，閥帽與閥體外端呈平頭、沉頭或凸臺連接，以減少閥帽與周圍其它物體的碰撞幾率，增加其長期鎖緊的安全可靠度。
本實用新型的閥帽上端還可以是半園方、外四方、外六方及多棱方，便于各類扳手或機械夾持裝置操作，采用此種方案時，閥帽與閥座呈凸臺連接。
本實用新型的閥帽上端還可以設(shè)置一鎖緊機構(gòu)。在閥帽螺紋延續(xù)部分上增設(shè)鎖緊機構(gòu)可以使閥具有更強的抗振動能力，當用于較強的振動場合時，可以確保長期密封性能。
本實用新型由于設(shè)置了數(shù)種定位連接機構(gòu)，閥帽和閥芯可手工或機械一體操作，特別是閥座置于真空室、管路、閥門或法蘭等裝置中時，手工無法在密封的環(huán)境中操作，而將閥帽和閥芯作為一個有機組合部件夾持操作具有機械手或夾持器具結(jié)構(gòu)簡化、工效提高、操作故障率降低的優(yōu)點。另外，由于設(shè)置了專門的導(dǎo)氣槽，使排氣效率提高，特別利于形狀復(fù)雜和容積較大的熱管和真空相變裝置的再生排不凝氣操作。當閥附帶有安全保險機構(gòu)時，設(shè)置導(dǎo)氣槽可以在長期運行中安全可靠地保證排不凝氣順暢。
本實用新型集真空制備、加注工質(zhì)、排不凝氣和密封截止，安全保險多種功能于一身，而其成本增加不大，提高了制熱管和真空相變裝置的效率，簡便了維修操作，增強了使用壽命和安全性能。對進一步推廣和普及熱管、真空相變裝置等高效節(jié)能產(chǎn)品具有積極意義。


圖1－1～4，本實用新型的基本結(jié)構(gòu)半剖面圖和俯視圖，其中1－閥帽、2－定位連接機構(gòu)、3－閥座、4－閥芯、11－內(nèi)六方、半園方及多棱方、12－螺紋壁、13－導(dǎo)氣槽、21－定位凸臺、22－環(huán)形圈、31－密封環(huán)、32－閥孔、33－閥座半園方。
圖2－1～2，一種具體結(jié)構(gòu)半剖面圖和俯視圖，其中1－閥帽、2－定位連接機構(gòu)、3－閥座、4－閥芯、11－內(nèi)六方孔、12－螺紋壁、13－導(dǎo)氣槽、21－定位凸臺、22－環(huán)形圈、23－不干膠、31－密封環(huán)、32－閥孔、34－閥座導(dǎo)氣槽。
圖3，另一種具體結(jié)構(gòu)剖面圖，其中1－閥帽、2－定位連接機構(gòu)、3－閥座、4－閥芯、11－內(nèi)六方扳手孔、12－螺紋壁、13－導(dǎo)氣槽、21－定位凸臺、22－環(huán)形圈、31－密封環(huán)、32－閥孔。
圖4－1～2，一種小型結(jié)構(gòu)半剖面圖，其中
1－閥帽、2－定位連接機構(gòu)、3－閥座、4－閥芯、5－鎖緊螺母、6－鎖緊止動件、7－容器管咀、11－內(nèi)六方扳孔、12－螺紋壁、13－導(dǎo)氣槽、21－定位凸臺、22－環(huán)形圈；31－密封環(huán)、32－閥孔、33－外四、六方、半園方。
圖5－1－2，安全保險機構(gòu)示意圖，其中3－閥座，31－密封環(huán)、32－閥孔、35－保險槽及低熔點合金。
圖1－1－4，是基本結(jié)構(gòu)半剖面圖和俯視圖，它示出了本實用新型的第一個實施例，即主要由閥帽1、定位連接機構(gòu)2、閥座3和閥芯4組成的密封截止和抽空排氣多用閥。閥帽1的上端是半園方11(還可以是內(nèi)六方或多棱方)，其直徑等于或小于閥帽螺紋處直徑，它與閥座外端呈凸臺連接。半園方的下部是螺紋壁12，其上有與閥帽軸線平行或成一定旋轉(zhuǎn)角的導(dǎo)氣槽13。導(dǎo)氣槽貫穿螺紋壁，其上端與大氣相通，下端與閥密封處相通，深度略大于螺紋的深度，寬約1－4mm，槽形為方或半園形，導(dǎo)氣槽有1－6條。閥帽1經(jīng)定位連接機構(gòu)2與鋼球式閥芯4定位連接。本實施例中定位連接機構(gòu)2由閥帽下沿的定位凸臺21與環(huán)形圈22鑲嵌組成；定位凸臺與環(huán)形圈的結(jié)合處是燕尾槽式，也可以是梯形或成一個窄縫隙環(huán)的溝槽形。環(huán)形圈22由薄板成形，它的內(nèi)徑約等于鋼球的直徑，外徑略小于閥座3的螺紋孔，它的高度大于鋼球的半徑，其兩端是內(nèi)縮凸緣，上凸緣與定位凸臺21鑲嵌連接，下凸緣將閥芯4包裹掛??；閥座3的軸線上有閥孔32，孔的上端有與閥帽螺紋相應(yīng)的螺紋壁，中部有密封環(huán)31；閥座的外下部有便于扳手操作的外四、六方或半園方33。本附圖中的閥帽直徑20mm，鋼球直徑16－18mm，環(huán)形圈由0.25－0.5mm薄板制成，閥座外徑25mm，密封環(huán)內(nèi)徑14－17mm。此閥可用于熱管或真空相變裝置的手工或機械法密封截止、抽空排氣和注工質(zhì)，當用機械法抽真空時，可以將閥帽和連為一體的鋼球式閥芯用一套機械手或機械夾持器具在密閉的條件下夾持至真空室中操作，解決了人手無法伸至真空室內(nèi)操作的難題。注工質(zhì)和密封截止工序亦可在密閉條件下由機械手完成。本閥的分子流流導(dǎo)是現(xiàn)有針形閥，錐銷閥和鋼球閥的57－162倍以上，這將大大提高制備熱管和真空相變裝置的速率和極限真空度，進一步保證和提高熱管，真空相變裝置的節(jié)能效率。
圖2－1～2是一種具體結(jié)構(gòu)半剖面圖和俯視圖，它示出了本實用新型的第二個實施例。圖中閥帽1呈上下同直徑的園柱形，其直徑15－36mm，閥帽的上端是內(nèi)六方11(還可以是外四、六方)，它與閥座3的上端呈平頭、沉頭連接，閥帽螺紋壁12上有垂直或成一定旋轉(zhuǎn)角設(shè)置的導(dǎo)氣槽13，導(dǎo)氣槽的上端與大氣相通，導(dǎo)氣槽的深度略大于螺紋的深度，寬約1－4mm、槽形為方或半園形，導(dǎo)氣槽有3－6條。鋼球式閥芯4直徑15－36mm，經(jīng)定位連接機構(gòu)2與閥帽1定位連接，本實施例中定位連接機構(gòu)由閥帽上的定位凸臺21、環(huán)形圈22和軟性或不干膠粘劑23組成。定位凸臺是閥帽下端的一個平臺，其直徑小于閥帽螺紋處直徑，其邊緣與凸臺平面垂直或成梯形，環(huán)形圈由0.25－2.0mm薄板成形，它的內(nèi)徑等于或小于鋼球的直徑，一般為10－36mm，高度等于或小于鋼球的半徑，它的一端與定位凸臺連為一體，軟性或不干膠粘劑將環(huán)形圈與鋼球式閥芯相互粘連，使閥帽與閥芯定位連接組成一個可以各自繞同一軸線轉(zhuǎn)動的組合體，閥座3的外徑40mm左右，它的軸線中心是閥孔32，孔直徑15－34mm，孔的上端有與閥帽螺紋對應(yīng)的螺紋壁，本實施例閥座螺紋壁上亦設(shè)有導(dǎo)氣槽34，導(dǎo)氣槽上端穿出螺紋壁與大氣相通，下端與閥座密封處相通，導(dǎo)氣槽的寬深一般為1－4mm；閥孔中部有閥密封環(huán)31，其內(nèi)徑14－34mm，在密封環(huán)上設(shè)置3－6條安全保險槽，保險槽寬深各約1－4mm，保險槽用低熔點合金密封后保持閥密封環(huán)的平整度和正常使用溫度壓力下的密封性能，當被密封裝置內(nèi)溫度壓力超過限定范圍時，低熔點合金被熔化沖出，壓力得以泄放，容器不會引起爆炸或漲破等事故。閥座外部的上端有與被密封裝置組裝焊接的閥座凸緣。此閥可用于大直徑的熱管或真空相變裝置的密封截止、抽空排氣和注工質(zhì)，當用于機械法抽真空時其總流導(dǎo)大于8升／秒以上。
圖3是另一種具體結(jié)構(gòu)的剖面圖，它示出了本實用新型的第三個實施例，圖中閥帽1呈上下同直徑的園筒形，其直徑20mm，閥帽上端是內(nèi)六方扳手孔11，閥帽園周表面有螺紋及其組成的螺紋壁12，其上有垂直設(shè)置的導(dǎo)氣槽13。定位機構(gòu)2由閥帽下端的定位凸臺21和環(huán)形圈22組成，環(huán)形圈由0.5mm以上的薄板成形或在定位凸臺上直接加工制成，其內(nèi)徑小于鋼球直徑，一般約為3－15mm，環(huán)形圈由定位凸臺上直接加工成形時，可以是一個盲孔，也可以是一個與閥帽內(nèi)六方扳手孔相通的通孔。定位機構(gòu)2和定位機械夾持器的合力將閥帽1和鋼球式閥芯4連接成同軸定位相對繞軸線轉(zhuǎn)動的有機組合體。閥座3的外徑約25mm左右，其軸向中心有密封環(huán)31和閥孔32，密封環(huán)的內(nèi)徑約14－17mm，此閥可通用于熱管、真空相變裝置或壓力容器的密封。
圖4－1～2是一種小型的具體結(jié)構(gòu)半剖面圖和俯視圖，它示出了本實用新型的第四個實施例。閥帽1的上端是內(nèi)六方11，閥帽的園周表面是螺紋壁12，閥帽整體形狀呈上下同直徑的園柱狀，與閥座上端呈凸臺連接，鋼球式閥芯4經(jīng)定位連接機構(gòu)2與閥帽連接定位。本實施例中定位連接機構(gòu)由閥帽上的定位凸臺21和環(huán)形圈22組成。定位凸臺是閥帽螺紋壁下端的一個平臺，其直徑小于閥帽螺紋處直徑，其邊緣與凸臺平面垂直或成梯形。環(huán)形圈可由定位凸臺上直接加工，也可由薄板成形后再粘合或嵌合于定位凸臺21上；環(huán)形圈的內(nèi)徑等于或小于鋼球的直徑，一般以3－12mm較佳，其高度等于或小于鋼球的半徑，一般取0.5mm以上至鋼球的半徑以下。閥座3的中部有密封環(huán)31，閥座下端外部成便于扳手操作的外四、六方或半園方。本附圖中閥帽螺紋壁12的總高度大于閥座螺紋壁的總高度，兩者間呈凸臺連接。本閥帽延伸出閥座螺紋的外部，增設(shè)一個鎖緊機構(gòu)，鎖緊螺母5和鎖緊止動件6組成。鎖緊螺母的外部是便于扳手操作的外四、六方。本實施例中的閥帽外徑12mm左右，鋼球直徑約12mm左右，閥座外徑16mm左右，閥孔14mm左右，閥座密封環(huán)內(nèi)徑10mm左右。此閥可用于替代冰箱、小型制冷設(shè)備的抽空充氟短管；可做為壓力裝置和管道的密封截止閥；也可替代小口徑盲板或法蘭密封，以簡化結(jié)構(gòu)，比使用墊圈特別是非金屬類墊圈的法蘭密封效果好。它具有法蘭靜密封的優(yōu)點，又具有螺紋式密封截止簡便快裝的特點，同時還具有抗振動性能。本實施例如做為抽空充制冷劑和密封截止，其通孔可以等于或大于現(xiàn)有的短管內(nèi)徑，以增大流導(dǎo)。密封操作可一次完成，不需要再焊接，其使用壽命是現(xiàn)有短管的15倍以上。
圖5－1－2是本實用新型的安全保險機構(gòu)示意圖。圖中3是閥座，31是密封環(huán)，32是閥孔，35是安全保險槽及低熔點合金，安全保險槽根據(jù)閥密封環(huán)內(nèi)徑的大小設(shè)置1－4條，其深寬各1－4mm，長度以超過密封環(huán)的最大寬度并加適當?shù)乃苄宰冃晤A(yù)置量為宜，槽的底部以方或園形較佳。保險槽也可以是一個復(fù)蓋密封環(huán)整體的環(huán)形結(jié)構(gòu)。低熔點合金應(yīng)根據(jù)被密封容器的最高安全溫度和壓力選用，通常有鉛、錫、鉍、鋅、銅、鋁、鎘、銻等不同配比的合金組成。
權(quán)利要求1.一種用于抽空排氣的密封截止多用閥，由閥座、閥帽、鋼球式閥芯及螺紋構(gòu)成，其特征在于閥帽與鋼球式閥芯之間有定位連接機構(gòu)，閥帽與閥芯按同軸定位關(guān)系成相對繞軸線轉(zhuǎn)動的、可一次性定位安置于閥座中的一個有機組合體。
2.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于閥帽和鋼球式閥芯之間的定位連接機構(gòu)由薄板成形的環(huán)形圈和定位凸臺鑲嵌組成。
3.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于閥帽和鋼球式閥芯之間的定位連接機構(gòu)由軟質(zhì)或不干膠粘劑和／或閥帽下端的定位凸臺和環(huán)形圓組成。
4.如權(quán)利要求1所述的閥，其特征在于閥帽和／或閥座螺紋壁上設(shè)有導(dǎo)氣槽。
5.如權(quán)利要求2或3所述的閥，其特征在于閥帽上端直徑等于或小于閥帽螺紋處直徑。
6.如權(quán)利要求2或3所述的閥，其特征在于閥座密封環(huán)上有安全保險機構(gòu)，保險槽由低熔點合金密封封閉。
7.如權(quán)利要求4所述的閥，其特征在于閥帽上端成內(nèi)六方，閥帽與閥座外端呈平頭、沉頭或凸臺連接。
8.如權(quán)利要求4所述的閥，其特征在于閥帽上端成半園方、外四、六方及多棱方，閥帽與閥座外端呈凸臺連接。
9.如權(quán)利要求7或8所述的閥，其特征在于閥帽上端還有一鎖緊機構(gòu)。
專利摘要一種用于熱管、真空相變裝置、真空或壓力容器的多用截止閥。由閥座、鋼球式閥芯、閥帽及螺紋構(gòu)成，其特征是閥芯與閥帽之間有定位連接機構(gòu)，閥帽與閥芯按同軸定位關(guān)系成相對繞軸線轉(zhuǎn)動的組合體；閥帽或閥座螺紋壁上有導(dǎo)氣槽、并設(shè)有安全保險機構(gòu)?？捎糜谑止ぬ貏e是機械法操作制備真空、注工質(zhì)、高效排不凝氣和密封截止。
文檔編號F16K1/00GK2076627SQ89221130
公開日1991年5月8日 申請日期1989年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月11日
發(fā)明者劉玉海, 劉玉明 申請人:劉玉海, 劉玉明