直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門及制造方法，充排氣閥門由手柄、閥桿、密封螺帽、密封墊圈、密封環(huán)、密封圈、閥體、壓緊螺帽、閥座、閥芯和連管接頭組成。它可以方便地與直線壓縮機(jī)和充排氣系統(tǒng)連接，同時閥門自身能實(shí)現(xiàn)在低至1×10-7～1×10-8Pa的真空度或高至4.0～5.0MPa的系統(tǒng)壓力時的有效密封，并且能在5.0MPa的系統(tǒng)壓力時仍具有足夠的安全性，從而滿足直線壓縮機(jī)驅(qū)動的長壽命脈沖管制冷機(jī)和斯特林制冷機(jī)在工質(zhì)充裝和系統(tǒng)排氣過程中的安全性、高氣密性和無污染的苛刻要求。
【專利說明】直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門及制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種充排氣閥門，特別涉及一種直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門及制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]直線壓縮機(jī)是具有革新意義的一種往復(fù)式活塞壓縮機(jī)，它利用直線電機(jī)驅(qū)動活塞在氣缸中作往復(fù)直線運(yùn)動，理論上完全消除了對活塞的徑向作用力，因而也消除了活塞和氣缸壁之間的機(jī)械磨損以及由此產(chǎn)生的無用功，工作壽命和能量轉(zhuǎn)化效率都大幅度提高，故而在需要長壽命、高可靠和高效率工作的航空、航天、軍事等特殊領(lǐng)域有著非常重要的應(yīng)用，例如，在航天及軍事領(lǐng)域有著重要應(yīng)用的兩種回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)一脈沖管制冷機(jī)和斯特林制冷機(jī)，如果要實(shí)現(xiàn)長壽命工作，都需采用直線壓縮機(jī)作為其動力源。
[0003]采用直線壓縮機(jī)驅(qū)動的脈沖管制冷機(jī)和斯特林制冷機(jī)，為保證有效的長壽命工作，其工質(zhì)一般都采用高純凈度的氦氣(有時甚至需要純度為99.9999%以上)。高純氦的價格昂貴，但這僅是應(yīng)用中的一個較為次要的因素，因?yàn)楦呒兒さ墨@取已經(jīng)有很好的工業(yè)及商業(yè)渠道。在實(shí)際應(yīng)用中，保證上述制冷機(jī)中工質(zhì)高純凈度最為關(guān)鍵的問題之一，其實(shí)是如何使充入制冷機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的工質(zhì)仍然保持原有的純凈度。換言之，即如何有效地防止工質(zhì)充裝過程中的污染。如果工質(zhì)充裝過程中發(fā)生污染，前期獲取的再純的氦氣也將前功盡棄。
[0004]脈沖管制冷機(jī)和斯特林制冷機(jī)的工質(zhì)充裝一般都是從直線壓縮機(jī)充入的。在工質(zhì)充入之前，必須將制冷機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的空氣以及其它雜質(zhì)氣體通過真空泵負(fù)壓排氣的方法抽排干凈，為實(shí)現(xiàn)吸附在制冷機(jī)內(nèi)部的雜質(zhì)氣體的有效抽排，所需負(fù)壓值很高，特殊情況甚至需低至IXlO-7Pa以下；然后將高純工質(zhì)充入，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部達(dá)到預(yù)定壓力值時，將直線壓縮機(jī)密封，高頻工作的回?zé)崾街评錂C(jī)所需的系統(tǒng)工質(zhì)壓力很高，如脈沖管制冷機(jī)所需的系統(tǒng)壓力有時甚至高達(dá)4.0MPa以上。
[0005]從上述背景知識可知，在脈沖管制冷機(jī)和斯特林制冷機(jī)進(jìn)行工質(zhì)充裝時，需要一套閥門系統(tǒng)，它能和充排氣系統(tǒng)及直線壓縮機(jī)配合，在工質(zhì)充裝前，直線壓縮機(jī)與該閥門系統(tǒng)密封連接，充排氣系統(tǒng)通過該閥門系統(tǒng)將制冷機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部的空氣及雜質(zhì)氣體抽排干凈；此后，充排氣系統(tǒng)通過該閥門系統(tǒng)將高純工質(zhì)充入制冷機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部；在工質(zhì)充裝完畢后，直線壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)自身的密封之后與該閥門系統(tǒng)斷開。在制冷機(jī)系統(tǒng)排氣及工質(zhì)充裝的整個過程中，該閥門系統(tǒng)要保證不通過自身發(fā)生泄漏及對工質(zhì)造成污染。
[0006]從上述論述可知，用于直線壓縮機(jī)驅(qū)動的制冷機(jī)在系統(tǒng)排氣及工質(zhì)充裝過程中，所使用的閥門系統(tǒng)應(yīng)至少滿足如下條件:
[0007]I)它需能和直線壓縮機(jī)方便地連接，并且連接端口需能實(shí)現(xiàn)可靠的密封；
[0008]2)它需能和充排氣系統(tǒng)方便地連接，并且連接端口需能實(shí)現(xiàn)可靠的密封；
[0009]3)它自身要在低至I X 10_7?I X 10_8Pa的真空度時仍然能保證有效的密封性；
[0010]4)它自身要在高至4.0?5.0MPa的系統(tǒng)壓力時仍然能保證有效的密封性；
[0011]5)它要在5.0MPa的系統(tǒng)壓力時仍具有足夠的安全性。
[0012]應(yīng)當(dāng)說，上述要求中前兩個條件較易于解決，而后三項(xiàng)要求對閥門系統(tǒng)來講是非?？量痰?。普通的工業(yè)閥門或者經(jīng)過改裝的工業(yè)閥門均無法滿足上述基本要求，必須針對實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行特殊設(shè)計。遺憾的是，因?yàn)殚L壽命直線壓縮機(jī)在國內(nèi)的發(fā)展歷史較短，實(shí)現(xiàn)上述功能的閥門系統(tǒng)還不多見，航天應(yīng)用時的權(quán)宜之計常常是通過價格昂貴的特殊訂制(甚至是進(jìn)口)，但其通用性不強(qiáng)，帶來額外的成本上揚(yáng)；地面應(yīng)用時常常是通過工業(yè)閥門改裝，但使用過程時帶來的工質(zhì)污染常常是使得直線壓縮機(jī)以及脈沖管制冷機(jī)和斯特林制冷機(jī)性能惡化的重要因素之一。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門及制造方法。
[0014]本發(fā)明的目的在于，通過本發(fā)明提出的充排氣閥門，可以方便地與直線壓縮機(jī)和充排氣系統(tǒng)連接，同時閥門自身能實(shí)現(xiàn)在低至IX 10_7?IX 10_8Pa的真空度或高至4.0?
5.0MPa的系統(tǒng)壓力時的有效密封，并且能在5.0MPa的系統(tǒng)壓力時仍具有足夠的安全性，從而滿足直線壓縮機(jī)驅(qū)動的長壽命脈沖管制冷機(jī)和斯特林制冷機(jī)在工質(zhì)充裝和系統(tǒng)排氣過程中的安全性、高氣密性和無污染的苛刻要求。
[0015]所發(fā)明的直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門包括手柄1、閥桿2、密封螺帽3、密封墊圈4、密封環(huán)5、閥體密封圈6、閥體7、壓緊螺帽8、閥座9、閥芯10、閥座密封圈30、閥芯密封圈31和連管接頭11，其特征在于，手柄I的內(nèi)部加工出手柄內(nèi)方形孔29，外部制作成三爪形以便于旋轉(zhuǎn)操作；閥桿2加工成細(xì)長軸狀，其外部的閥桿外圓面27精細(xì)打磨使得光滑無毛刺，在閥桿2的中間部位加工出閥桿凸出臺階26，閥桿凸出臺階26的外徑略大于閥桿2的直徑，閥桿2的一端制作成閥桿扁平頭25，另一端制作成用于插入手柄I的閥桿方形頭28 ;閥體7為中空柱狀體，其上端內(nèi)部加工有光滑平整的閥體密封槽12，側(cè)面加工有能夠裝入連管接頭11的閥體側(cè)面接口 13，中空部分加工有閥體內(nèi)臺階面14，下端加工有壓緊密封面15 ;閥座9的上端加工有閥座密封槽19，閥座密封槽19之上放置閥座密封圈30，通過壓緊螺帽8傳遞到壓緊密封面15上的力量擠壓閥座密封圈30，實(shí)現(xiàn)閥體7與閥座9之間的密封連接，閥座9的中間內(nèi)部加工出閥座錐形面16，閥座錐形面16之下加工出用來導(dǎo)通氣體的T形導(dǎo)氣槽18，閥座9的內(nèi)部最下端加工有閥座內(nèi)螺紋17，閥座9通過閥座法蘭面20固定在直線壓縮機(jī)上并密封；閥芯10的上端為圓頭，在圓頭上加工出閥芯凹槽21，在圓頭下方加工出半圓形的閥芯密封槽22，閥芯10的下端外部加工出閥芯外螺紋24，內(nèi)部加工出閥芯導(dǎo)氣孔23 ;閥體7上端的閥體密封槽12內(nèi)間隔裝入閥體密封圈6、密封環(huán)5和密封墊圈4，中間再插入閥桿2，擰緊密封螺帽3，密封墊圈4便壓緊閥體密封圈6，閥體密封圈6膨脹后填充閥體7上端的閥體密封槽12的所有空隙處；光滑的閥桿外圓面27應(yīng)使閥桿2能夠旋轉(zhuǎn)和上下移動而不影響密封效果；閥體內(nèi)臺階面14的內(nèi)徑小于閥桿突出臺階26的外徑，從而使得閥桿2無法從閥體7的內(nèi)腔下端穿出；閥芯密封槽22內(nèi)安裝閥芯密封圈31，然后整體擰進(jìn)閥座內(nèi)螺紋17，在閥芯10沒有完全擰緊時，閥座9上下兩端通過T形導(dǎo)氣槽18和閥芯導(dǎo)氣孔23連通，當(dāng)閥芯10依靠下端的閥芯外螺紋24完全擰緊之后，閥芯密封圈30膨脹后完全填滿閥芯密封槽22和閥座錐形面16形成的空間，阻斷閥座9的上下導(dǎo)通；連管接頭11的一端插入閥體側(cè)面接口 13內(nèi)并密封焊接在一起，連管接頭11的另一端與充排氣系統(tǒng)密封連接；在直線壓縮機(jī)充排氣的過程中，閥座9通過壓緊螺帽8和閥體密封圈6與閥體7密封連接在一起，閥桿扁平頭25與閥芯凹槽21接觸，控制閥芯10的位置；在直線壓縮機(jī)充排氣完成后，通過手柄I旋轉(zhuǎn)閥桿2，帶動閥芯10轉(zhuǎn)動，閥芯10的閥芯密封圈31向下移動，最后完全壓緊在閥座錐形面16上，完成密封操作，然后讓閥桿2與閥芯10脫離，再松開壓緊螺帽8，將整個充排氣系統(tǒng)與直線壓縮機(jī)分離，只將閥座9和閥芯10留在直線壓縮機(jī)上；從而共同形成一種直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門。
[0016]下面結(jié)合附圖對所發(fā)明的直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門的制造方法介紹如下:
[0017]圖2、圖3和圖4分別為閥體7、閥座9以及閥芯10的剖面圖，圖5為閥桿2的三維視圖；閥體7、閥座9、閥芯10以及閥桿2均采用高機(jī)械強(qiáng)度的金屬棒料整體加工而成，先由數(shù)控機(jī)床加工出基本輪廓，再使用高精密車床修整成型；
[0018]閥體7的壓緊密封面15和閥體密封槽12的表面均采用高精密磨床研磨，保證其光潔度均優(yōu)于2.0 μ m，以確保其密封性能，閥體外螺紋32與密封螺帽3的內(nèi)螺紋配合加工；
[0019]閥座9的閥座錐形面16采用精密機(jī)床修整，保證其角度處于50°?70°之間，然后采用高精度的珩磨機(jī)研磨，確保其光潔度優(yōu)于2.0 μ m，T形導(dǎo)氣槽18采用精密機(jī)床保證其尺寸公差優(yōu)于3.0 μ m，閥座外螺紋33與壓緊螺帽8的內(nèi)螺紋配合加工，閥座內(nèi)螺紋17與閥芯外螺紋24配合加工；
[0020]閥芯10的閥芯密封槽22采用精密機(jī)床修整并采用高精度的研磨機(jī)研磨，保證其光潔度優(yōu)于1.0 μ m,閥芯導(dǎo)氣孔米用精密機(jī)床保證其尺寸公差優(yōu)于2.0 μ m ;
[0021]閥桿2的閥桿外圓面27由于與閥體7上端內(nèi)的動密封組件接觸，因而成為該閥門結(jié)構(gòu)在加工過程中需要特別關(guān)注的核心要件之一，其在使用精密機(jī)床細(xì)心修整后，需使其尺寸公差優(yōu)于1.0 μ m且沿軸向的跳動不高于2.0 μ m，此后再使用外圓磨床精細(xì)打磨，使其光潔度優(yōu)于0.5 μ m以確保保證良好的動密封性能；
[0022]密封螺帽3和壓緊螺帽8均采用高機(jī)械強(qiáng)度的金屬材料整體加工成型，其中密封螺帽3的內(nèi)螺紋與閥體外螺紋32配合加工，壓緊螺帽8的內(nèi)螺紋與閥座外螺紋33配合加工；
[0023]密封墊圈4和密封環(huán)5均由高機(jī)械強(qiáng)度的金屬材料整體加工而成，它們的上下表面均采用精密車床修整并使用精密磨床研磨使得平整度均優(yōu)于1.0 μ m，且各自的上下表面的平行度亦優(yōu)于Ι.Ομ--;
[0024]閥體密封圈6、閥座密封圈30以及閥芯密封圈31的材料可以選用優(yōu)質(zhì)的非金屬材料，也可以選用延展性好的金屬材料，其中閥體密封圈6的內(nèi)外徑分別與閥桿外圓面27和閥體密封槽12配合加工，閥座密封圈30與壓緊密封面15配合加工，閥芯密封圈31與閥芯密封槽22配合加工；
[0025]連管接頭11的一端插入閥體側(cè)面接口 13內(nèi)并使用激光焊接的方式密封焊接在一起，連管接頭11的另一端與充排氣系統(tǒng)密封連接；
[0026]上述工序全部完成后，將各部件按照圖1所示組裝，即形成直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門。
[0027]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0028]I)采用動密封的技術(shù)來密封閥桿和閥體的上端，使閥桿在做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和上下移動的同時保持高氣密性，雙密封圈中間用密封環(huán)隔開的密封結(jié)構(gòu)，在密封墊圈壓緊之后，密封性能更可靠。
[0029]2)充排氣閥門采用分段結(jié)構(gòu)，上半部分與充排氣平臺相連，下半部分安裝在直線壓縮機(jī)上，這樣的布置簡化了直線壓縮機(jī)上的充排氣接口的結(jié)構(gòu)，并讓在充排氣系統(tǒng)外部進(jìn)行閥門的開閉操作而不影響密封成為可能，保證了充排氣過程中各操作步驟的連續(xù)性和密封性；
[0030]3)通過設(shè)計特殊結(jié)構(gòu)的閥芯，將四種結(jié)構(gòu)要素包括與閥桿的聯(lián)動接口、與錐形面進(jìn)行密封的半圓弧密封槽、T形導(dǎo)氣通道、與閥座連接固定的外螺紋整合成一體，實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明實(shí)例一種用于直線壓縮機(jī)的充排氣閥門最關(guān)鍵、最核心的功能，即利用閥桿對閥芯的控制調(diào)節(jié)閥芯密封槽的上下位置、密封槽相對于錐形面的位置決定了閥座的開閉、T形導(dǎo)氣通道將閥座的導(dǎo)氣槽和下端出口相連、閥芯的外螺紋起到閥芯上下位置定位和固定的作用，這四個功能要素決定了閥芯是整個充排氣閥門中的關(guān)鍵部件；
[0031]4)所發(fā)明的充排氣閥門結(jié)構(gòu)簡練，主要利用激光焊接和螺紋連接成整體，長期使用后，拆開密封螺帽取出動密封組件、從下端退出閥桿、并從閥座上取出閥芯之后，就能對所有密封件進(jìn)行更新維護(hù)，延長整套裝置的使用壽命；
[0032]6)本發(fā)明裝置在結(jié)構(gòu)要點(diǎn)上特別注意了操作使用過程中的安全性的問題，首先閥體整體加工而成，強(qiáng)度高，與連管接頭的焊接使用激光焊接工藝，熱變形小，焊縫牢固可靠；其次在閥桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計上特別增加了直徑略大于閥桿外圓的突出臺階，作用是限制閥桿在閥體內(nèi)部向外移動的位置，當(dāng)該發(fā)明裝置在內(nèi)部充有高壓氣體的狀況下，會造成對閥桿向外的高強(qiáng)度擠壓，起擋位作用的突出臺階，可以有效地防止閥桿被高壓氣體擠壓出來擊傷充排氣操作人員。
[0033]通過本發(fā)明提出的充排氣閥門，可以方便地與直線壓縮機(jī)和充排氣系統(tǒng)連接，同時閥門自身能實(shí)現(xiàn)在低至IX 10_7?IX 10_8Pa的真空度或高至4.0?5.0MPa的系統(tǒng)壓力時的有效密封，并且能在5.0MPa的系統(tǒng)壓力時仍具有足夠的安全性，從而滿足直線壓縮機(jī)驅(qū)動的長壽命脈沖管制冷機(jī)和斯特林制冷機(jī)在工質(zhì)充裝和系統(tǒng)排氣過程中的安全性、高氣密性和無污染的苛刻要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為所發(fā)明的直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門的整體剖視圖；
[0035]圖2為閥體7的剖面圖；
[0036]圖3為閥座9的剖面圖；
[0037]圖4為閥芯10的剖面圖；
[0038]圖5為閥桿2的三維視圖；
[0039]圖6為手柄I的三維視圖；
[0040]圖7為所發(fā)明的直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]其中:1為手柄；2為閥桿；3為密封螺帽；4為密封墊圈；5為密封環(huán)；6為閥體密封圈；7為閥體；8為壓緊螺帽；9為閥座；10為閥芯；11為連管接頭；12為閥體密封槽；13為閥體側(cè)面接口 ； 14為閥體內(nèi)臺階面；15為壓緊密封面；16為閥座錐形面；17為閥座內(nèi)螺紋；18為T形導(dǎo)氣槽；19為閥座密封槽；20為閥座法蘭面；21為閥芯凹槽；22為閥芯密封槽；23為閥芯導(dǎo)氣孔；24為閥芯外螺紋；25為閥桿扁平頭；26為閥桿突出臺階；27為閥桿外圓面；28為閥桿方形頭；29為手柄內(nèi)方形孔；30為閥座密封圈；31為閥芯密封圈；32為閥體外螺紋；33為閥座外螺紋。

【具體實(shí)施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
[0043]所發(fā)明的直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門的整體剖視圖如圖1所示，它由手柄1、閥桿2、密封螺帽3、密封墊圈4、密封環(huán)5、閥體密封圈6、閥體7、壓緊螺帽8、閥座9、閥芯10、閥座密封圈30、閥芯密封圈31和連管接頭11組成，其特征在于，手柄I的內(nèi)部加工出手柄內(nèi)方形孔29，外部制作成三爪形以便于旋轉(zhuǎn)操作；閥桿2加工成細(xì)長軸狀，其外部的閥桿外圓面27精細(xì)打磨使得光滑無毛刺，在閥桿2的中間部位加工出閥桿凸出臺階26，閥桿凸出臺階26的外徑略大于閥桿2的直徑，閥桿2的一端制作成閥桿扁平頭25，另一端制作成用于插入手柄I的閥桿方形頭28 ;閥體7為中空柱狀體，其上端內(nèi)部加工有光滑平整的閥體密封槽12，側(cè)面加工有能夠裝入連管接頭11的閥體側(cè)面接口 13，中空部分加工有閥體內(nèi)臺階面14，下端加工有壓緊密封面15 ;閥座9的上端加工有閥座密封槽19，閥座密封槽19之上放置閥座密封圈30，通過壓緊螺帽8傳遞到壓緊密封面15上的力量擠壓閥座密封圈30，實(shí)現(xiàn)閥體7與閥座9之間的密封連接，閥座9的中間內(nèi)部加工出閥座錐形面16，閥座錐形面16之下加工出用來導(dǎo)通氣體的T形導(dǎo)氣槽18，閥座9的內(nèi)部最下端加工有閥座內(nèi)螺紋17，閥座9通過閥座法蘭面20固定在直線壓縮機(jī)上并密封；閥芯10的上端為圓頭，在圓頭上加工出閥芯凹槽21，在圓頭下方加工出半圓形的閥芯密封槽22，閥芯10的下端外部加工出閥芯外螺紋24，內(nèi)部加工出閥芯導(dǎo)氣孔23 ;閥體7上端的閥體密封槽12內(nèi)間隔裝入閥體密封圈6、密封環(huán)5和密封墊圈4，中間再插入閥桿2，擰緊密封螺帽3，密封墊圈4便壓緊閥體密封圈6，閥體密封圈6膨脹后填充閥體7上端的閥體密封槽12的所有空隙處；光滑的閥桿外圓面27應(yīng)使閥桿2能夠旋轉(zhuǎn)和上下移動而不影響密封效果；閥體內(nèi)臺階面14的內(nèi)徑小于閥桿突出臺階26的外徑，從而使得閥桿2無法從閥體7的內(nèi)腔下端穿出；閥芯密封槽22內(nèi)安裝閥芯密封圈31，然后整體擰進(jìn)閥座內(nèi)螺紋17，在閥芯10沒有完全擰緊時，閥座9上下兩端通過T形導(dǎo)氣槽18和閥芯導(dǎo)氣孔23連通，當(dāng)閥芯10依靠下端的閥芯外螺紋24完全擰緊之后，閥芯密封圈30膨脹后完全填滿閥芯密封槽22和閥座錐形面16形成的空間，阻斷閥座9的上下導(dǎo)通；連管接頭11的一端插入閥體側(cè)面接口 13內(nèi)并密封焊接在一起，連管接頭11的另一端與充排氣系統(tǒng)密封連接；在直線壓縮機(jī)充排氣的過程中，閥座9通過壓緊螺帽8和閥體密封圈6與閥體7密封連接在一起，閥桿扁平頭25與閥芯凹槽21接觸，控制閥芯10的位置；在直線壓縮機(jī)充排氣完成后，通過手柄I旋轉(zhuǎn)閥桿2，帶動閥芯10轉(zhuǎn)動，閥芯10的閥芯密封圈31向下移動，最后完全壓緊在閥座錐形面16上，完成密封操作，然后讓閥桿2與閥芯10脫離，再松開壓緊螺帽8，將整個充排氣系統(tǒng)與直線壓縮機(jī)分離，只將閥座9和閥芯10留在直線壓縮機(jī)上；從而共同形成一種直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門。
[0044]下面結(jié)合附圖對所發(fā)明的直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門的制造方法介紹如下:
[0045]圖2、圖3和圖4分別為閥體7、閥座9以及閥芯10的剖面圖，圖5為閥桿2的三維視圖；閥體7、閥座9、閥芯10以及閥桿2均采用高機(jī)械強(qiáng)度的金屬棒料整體加工而成，先由數(shù)控機(jī)床加工出基本輪廓，再使用高精密車床最后修整成型；
[0046]閥體7的壓緊密封面15和閥體密封槽12的表面均采用高精密磨床研磨，保證其光潔度均為1.5 μ m，以確保其密封性能，閥體外螺紋32與密封螺帽3的內(nèi)螺紋配合加工；
[0047]閥座9的閥座錐形面16采用精密機(jī)床修整，保證其角度為60°，然后采用高精度的珩磨機(jī)研磨，確保其光潔度為1.5ym，T形導(dǎo)氣槽18采用精密機(jī)床保證其尺寸公差為
2.0ym,閥座外螺紋33與壓緊螺帽8的內(nèi)螺紋配合加工，閥座內(nèi)螺紋17與閥芯外螺紋24配合加工；
[0048]閥芯10的閥芯密封槽22采用精密機(jī)床修整并采用高精度的研磨機(jī)研磨，保證其光潔度為0.8 μ m，閥芯導(dǎo)氣孔采用精密機(jī)床保證其尺寸公差為1.5 μ m ;
[0049]閥桿2的閥桿外圓面27由于與閥體7上端內(nèi)的動密封組件接觸，因而成為該閥門結(jié)構(gòu)在加工過程中需要特別關(guān)注的核心要件之一，其在使用精密機(jī)床細(xì)心修整后，需使其尺寸公差為0.8 μ m且沿軸向的跳動為1.5 μ m，此后再使用外圓磨床精細(xì)打磨，使其光潔度為0.4 μ m以確保保證良好的動密封性能；
[0050]密封螺帽3和壓緊螺帽8均采用高機(jī)械強(qiáng)度的金屬材料整體加工成型，其中密封螺帽3的內(nèi)螺紋與閥體外螺紋32配合加工，壓緊螺帽8的內(nèi)螺紋與閥座外螺紋33配合加工；
[0051]密封墊圈4和密封環(huán)5均由高機(jī)械強(qiáng)度的金屬材料整體加工而成，它們的上下表面均采用精密車床修整并使用精密磨床研磨使得平整度均為0.8 μ m，且各自的上下表面的平行度均為0.9μ-- ;
[0052]閥體密封圈6、閥座密封圈30以及閥芯密封圈31的材料可以選用優(yōu)質(zhì)的非金屬材料，也可以選用延展性好的金屬材料，其中閥體密封圈6的內(nèi)外徑分別與閥桿外圓面27和閥體密封槽12配合加工，閥座密封圈30與壓緊密封面15配合加工，閥芯密封圈31與閥芯密封槽22配合加工；
[0053]連管接頭11的一端插入閥體側(cè)面接口 13內(nèi)并使用激光焊接的方式密封焊接在一起，連管接頭11的另一端與充排氣系統(tǒng)密封連接；
[0054]上述工序全部完成后，將各部件按照圖1所示組裝，即形成直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門。
【權(quán)利要求】
1.一種直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門，它包括手柄(I)、閥桿(2)、密封螺帽(3)、密封墊圈(4)、密封環(huán)(5)、閥體密封圈(6)、閥體(7)、壓緊螺帽(8)、閥座(9)、閥芯(10)、閥座密封圈(30)、閥芯密封圈(31)和連管接頭(11)，其特征在于: 所述的手柄(I)的內(nèi)部加工出手柄內(nèi)方形孔(29)，外部制作成三爪形以便于旋轉(zhuǎn)操作； 所述的閥桿(2)加工成細(xì)長軸狀，其外部的閥桿外圓面(27)精細(xì)打磨使得光滑無毛刺，在閥桿⑵的中間部位加工出閥桿凸出臺階(26)，閥桿凸出臺階(26)的外徑略大于閥桿(2)的直徑，閥桿(2)的一端制作成閥桿扁平頭(25)，另一端制作成用于插入手柄(I)的閥桿方形頭(28)； 所述的閥體(7)為中空柱狀體,其上端內(nèi)部加工有光滑平整的閥體密封槽(12)，側(cè)面加工有能夠裝入連管接頭(11)的閥體側(cè)面接口(13)，中空部分加工有閥體內(nèi)臺階面(14)，下端加工有壓緊密封面(15)； 所述的閥座(9)的上端加工有閥座密封槽(19)，閥座密封槽(19)之上放置閥座密封圈(30)，通過壓緊螺帽(8)傳遞到壓緊密封面(15)上的力量擠壓閥座密封圈(30)，實(shí)現(xiàn)閥體(7)與閥座(9)之間的密封連接，閥座(9)的中間內(nèi)部加工出閥座錐形面(16)，閥座錐形面(16)之下加工出用來導(dǎo)通氣體的T形導(dǎo)氣槽(18)，閥座(9)的內(nèi)部最下端加工有閥座內(nèi)螺紋(17)，閥座(9)通過閥座法蘭面(20)固定在直線壓縮機(jī)上并密封； 所述的閥芯(10)的上端為圓頭，在圓頭上加工出閥芯凹槽(21)，在圓頭下方加工出半圓形的閥芯密封槽(22)，閥芯(10)的下端外部加工出閥芯外螺紋(24)，內(nèi)部加工出閥芯導(dǎo)氣孔(23)； 所述的閥體(7)上端的閥體密封槽(12)內(nèi)間隔裝入閥體密封圈￠)、密封環(huán)(5)和密封墊圈(4)，中間再插入閥桿(2)，擰緊密封螺帽(3)，密封墊圈(4)便壓緊閥體密封圈(6)，閥體密封圈(6)膨脹后填充閥體(7)上端的閥體密封槽(12)的所有空隙處；光滑的閥桿外圓面(27)應(yīng)使閥桿(2)能夠旋轉(zhuǎn)和上下移動而不影響密封效果；閥體內(nèi)臺階面(14)的內(nèi)徑小于閥桿突出臺階(26)的外徑，從而使得閥桿(2)無法從閥體(7)的內(nèi)腔下端穿出； 閥芯密封槽(22)內(nèi)安裝閥芯密封圈(31)，然后整體擰進(jìn)閥座內(nèi)螺紋(17)，在閥芯(10)沒有完全擰緊時，閥座(9)上下兩端通過T形導(dǎo)氣槽(18)和閥芯導(dǎo)氣孔(23)連通，當(dāng)閥芯(10)依靠下端的閥芯外螺紋(24)完全擰緊之后，閥芯密封圈(31)膨脹后完全填滿閥芯密封槽(22)和閥座錐形面(16)形成的空間，阻斷閥座(9)的上下導(dǎo)通；連管接頭(11)的一端插入閥體側(cè)面接口(13)內(nèi)并密封焊接在一起，連管接頭(11)的另一端與充排氣系統(tǒng)密封連接；在直線壓縮機(jī)充排氣的過程中，閥座(9)通過壓緊螺帽(8)和閥體密封圈(6)與閥體(7)密封連接在一起，閥桿扁平頭(25)與閥芯凹槽(21)接觸，控制閥芯(10)的位置；在直線壓縮機(jī)充排氣完成后，通過手柄(I)旋轉(zhuǎn)閥桿(2)，帶動閥芯(10)轉(zhuǎn)動，閥芯(10)的閥芯密封圈(31)向下移動，最后完全壓緊在閥座錐形面(16)上，完成密封操作，然后讓閥桿(2)與閥芯(10)脫離，再松開壓緊螺帽(8)，將整個充排氣系統(tǒng)與直線壓縮機(jī)分離，只將閥座(9)和閥芯(10)留在直線壓縮機(jī)上；從而共同形成一種直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門。
2.一種制造如權(quán)利要求1所述的直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門的方法，其特征在于，閥體(7)、閥座(9)、閥芯(10)以及閥桿(2)均采用高機(jī)械強(qiáng)度的金屬棒料整體加工而成,先由數(shù)控機(jī)床加工出基本輪廓,再使用高精密車床修整成型；閥體(X)的壓緊密封面(15)和閥體密封槽(12)的表面均采用高精密磨床研磨，保證其光潔度均優(yōu)于2.0 μ m，以確保其密封性能，閥體外螺紋(32)與密封螺帽(3)的內(nèi)螺紋配合加工；閥座(9)的閥座錐形面(16)采用精密機(jī)床修整，保證其角度處于50°?70°之間，然后采用高精度的珩磨機(jī)研磨，確保其光潔度優(yōu)于2.0ym，T形導(dǎo)氣槽(18)采用精密機(jī)床保證其尺寸公差優(yōu)于3.0μπι，閥座外螺紋(33)與壓緊螺帽(8)的內(nèi)螺紋配合加工，閥座內(nèi)螺紋(17)與閥芯外螺紋(24)配合加工；閥芯(10)的閥芯密封槽(22)采用精密機(jī)床修整并采用高精度的研磨機(jī)研磨，保證其光潔度優(yōu)于1.0 μ m，閥芯導(dǎo)氣孔采用精密機(jī)床保證其尺寸公差優(yōu)于2.0μπι;閥桿⑵的閥桿外圓面(27)由于與閥體(7)上端內(nèi)的動密封組件接觸，因而成為該閥門結(jié)構(gòu)在加工過程中需要特別關(guān)注的核心要件之一，其在使用精密機(jī)床細(xì)心修整后，需使其尺寸公差優(yōu)于1.0 μ m且沿軸向的跳動不高于2.0 μ m，此后再使用外圓磨床精細(xì)打磨，使其光潔度優(yōu)于0.5μπι以確保保證良好的動密封性能；密封螺帽(3)和壓緊螺帽(8)均采用高機(jī)械強(qiáng)度的金屬材料整體加工成型，其中密封螺帽(3)的內(nèi)螺紋與閥體外螺紋(32)配合加工，壓緊螺帽(8)的內(nèi)螺紋與閥座外螺紋(33)配合加工；密封墊圈(4)和密封環(huán)(5)均由高機(jī)械強(qiáng)度的金屬材料整體加工而成,它們的上下表面均采用精密車床修整并使用精密磨床研磨使得平整度均優(yōu)于1.0 μ m，且各自的上下表面的平行度亦優(yōu)于1.0 μ m ;閥體密封圈￠)、閥座密封圈(30)以及閥芯密封圈(31)的材料可以選用優(yōu)質(zhì)的非金屬材料，也可以選用延展性好的金屬材料，其中閥體密封圈￠)的內(nèi)外徑分別與閥桿外圓面(27)和閥體密封槽(12)配合加工，閥座密封圈(30)與壓緊密封面(15)配合加工，閥芯密封圈(31)與閥芯密封槽(22)配合加工；連管接頭(11)的一端插入閥體側(cè)面接口(13)內(nèi)并使用激光焊接的方式密封焊接在一起，連管接頭(11)的另一端與充排氣系統(tǒng)密封連接；上述工序全部完成后，將各部件組裝，即形成直線壓縮機(jī)用耐高壓且保高真空的充排氣閥門。
【文檔編號】F04B39/10GK104329240SQ201410546866
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】黨海政 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所