全金属角阀制造技术

本发明专利技术提供一种适用于真空系统的全金属角阀，其包括阀体、阀盖和密封组件，阀体包括第一密封座结构，密封组件包括第二密封座结构和导向机构，阀盖和阀体密封配合，密封组件的导向机构与阀盖密封配合并可带动第二密封座结构沿一中心轴线移动，从而使全金属角阀关闭；还包括：一碟形密封环，设置在第一密封座结构和第二密封座结构之间；第一密封座结构具有第一密封面，第二密封座结构具有第二密封面，碟形密封环的两端部分别具有第三密封面和第四密封面，在全金属角阀关闭时，从而第一密封面和第二密封面分别与第三密封面和第四密封面密封贴合；由于密封组件结构的改进，提高了全金属角阀的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种真空系统用阀门，特别地，涉及一种极高真空系统用的全 金属角阀。
技术介绍
全金属角阀是真空系统中必不可少的一种阀门，在航天、加速器、电子、 半导体、真空系统、能源、机械等工业领域或科研领域中广泛应用。通常，漏率小于10—2Pa.M3/S的真空系统称为低真空系统，漏率小于l(T9Pa.M3/S的真空 系统称为高真空系统，漏率小于10-1QPa.M3/S的真空系统称为超高真空系统。常见的全金属角阀包括阀体、阀盖以及密封组件，阀体具有第一密封座结 构，密封组件包括第二密封座结构和导向机构，阀盖和阀体密封配合，密封组 件的导向机构与阀盖密封配合并可带动第二密封座结构沿一中心轴线移动，从 而使第一密封座结构和第二密封座结构配合使所述全金属角阀关闭。图3显示了这种用于高真空系统或超高真空系统的全金属角阀，在阀门关 闭时，需要实现阀体50的空间500和空间600的交界处的密封，第二密封座 结构60的阀板550的底部设置有无氧铜密封座结构551，在空间500和空间 600的交界的阀体上设置有第一密封座结构561，通常该第一密封座结构561 为不锈钢刀口，导向机构70的阀杆552带动阀板550可沿轴线X上下移动， 由于不锈钢的硬度大于无氧铜的硬度，在阀杆552推动作用下，不锈钢刀口 561 和无氧铜密封座结构551可咬合，从而实现所述密封。然而，这种密封方式要 求对不锈钢刀口 561和无氧铜密封座结构551来回复位重复性要求特别高，也 就是说，对于任何一次阀门的关闭，不锈钢刀口 561和无氧铜密封座结构551 的咬合方式不能有变化，丝毫之差就影响整个阀门的密封，使得整个真空系统 无法运作；同时这种密封方式对阔门中诸如阀板550、阀杆552和带动阀杆552 运动的零件的同轴度、垂直度以及导向性要求也高，对不锈钢刀口 561的材料 的致密性强度要求更高。还由于此类阀门在使用过程中经常要被烘烤，由于不 锈钢与无氧铜的热膨胀系数不一致，加热后无氧铜材质发生变化等，导致阀门 关闭不严，使用者为了提高阀门密封性，不得不加大关闭力矩，使不锈钢刀口561和无氧铜密封座结构551的咬合更紧，这往往会导致不锈钢刀口 561易疲 劳、受损，从而使阀门使用寿命大大下降；比如说，市场上较多的此类全金属 角阀在数百次甚至几十次之后，阀门刀口与无氧铜密封座就被损坏。在过去的几十年里，人们一直使用此类全金属角阀，尚未能提出一种改进 的密封结构，以提高全金属角阀的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有改进的密封结构的全金属角阀，以克服所述 传统的全金属角阀的密封结构存在的问题，从而使全金属角阀的使用寿命延 长。为了实现上述目的，本专利技术提供一种全金属角阀，其包括阀体、阀盖和密 封组件，所述阀体包括第一密封座结构，所述密封组件包括第二密封座结构和 导向机构，所述阀盖和所述阀体密封配合，所述密封组件的所述导向机构与所 述阀盖密封配合并可带动所述第二密封座结构沿一中心轴线移动，从而使所述 全金属角阀关闭；其特点是，还包括 一碟形密封环，设置在所述第一密封座 结构和所述第二密封座结构之间；所述第一密封座结构具有第一密封面，所述 第二密封座结构具有第二密封面，所述碟形密封环的两端部分别具有第三密封 面和第四密封面，从而在所述全金属角阀关闭时，所述第一密封面和所述第二 密封面分别与所述第三密封面和所述第四密封面密封贴合。当关闭角阀时，随着第二密封座结构移动直到碟形密封环的第三密封面与 第一密封座的第一密封面、第四密封面与第二密封座结构的第二密封面接触， 然后继续推进第二密封座结构，使碟形密封环产生弹性变形，从而第一密封面 与第三密封面之间、第二密封面与第四密封面之间将实现密封配合，实验证明， 用本专利技术的碟形密封环作密封件，其漏率^xl(T'0pa.MS/S，由于本专利技术的密封 是依靠碟形密封环的弹性变形使得面与面之间紧密接触来实现，而不是像现有 技术那样通过刀口配合而导致密封元件易受损，因此寿命大大提高，实验证明， 本专利技术的全金属角阀在上万次的使用后仍然能保持漏率〈lx10—1QPa.M3/S;由于 本专利技术的角阀的密封结构不受温度变化的影响，因而可以在35(TC到40(TC的 范围内烘烤，能适应在较高温度环境下工作的真空系统；由于第三密封面与第 一密封面之间、第四密封面与第二密封面之间主要依靠密封环的弹性变形实 现，对密封环相对于第一密封面和第二密封面的复位性要求不高，因此降低了 整个角阀中特别是导向机构的元件的同轴度、垂直度以及导向性的要求。所述的全金属角阀，较佳的是，所述第一密封面和所述第三密封面在所述 全金属角阀关闭时是线接触或面接触，所述第二密封面和所述第四密封面在所 述全金属角阀关闭时是线接触或面接触。所述的全金属角阀，较佳的是，所述第一密封面和所述第二密封面是圆锥 面或圆弧面，所述第三密封面和所述第四密封面是圆弧面或圆锥面。所述的全金属角阀，较佳的是，所述导向机构包括一阔杆，所述阀杆的一 端连接所述第二密封座结构，所述阀杆具有从垂直于所述中心轴线的方向的通 孔，所述阀盖具有朝所述阀体内延伸而部分地伸入所述阀体内的下接管，在所 述下接管的内壁开有相对于所述中心轴线对称的槽， 一导向键穿过所述孔，并 且所述导向键的两端可移动地容纳在所述槽内。所述的全金属角阀，较佳的是，所述阀盖还具有朝所述阀体外延伸的上接 管，所述导向机构还包括传动螺母，所述阀杆具有螺纹部，所述传动螺母和所 述螺纹部啮合，在所述传动螺母和所述阀体的所述上接管之间设置有平面轴 承，在所述阀体的上接管的内壁设置有孔用挡圈槽， 一弹簧挡圈设置在所述孔 用挡圈槽内并用于限制所述平面轴承沿所述中心轴线移动。所述的全金属角阀，较佳的是，所述碟形密封环是由弹簧钢制成。由于所 述碟形密封环是由弹簧钢制成，该碟形密封环可以由现有技术中的碟形弹簧直接加工而成，比如说，可以由采用符合GB/T1972-92要求的碟形弹簧，仅需要 该碟形弹簧的两端在车床上车出所述第三和第四密封面，从而形成本专利技术的碟 形密封环，这样的碟形弹簧己被广泛地应用于工业中，其成本低且可以轻易获 得，因此，本专利技术的碟形密封环的形成过程非常简单，也就是说，本专利技术的碟 形密封环的原料成本以及制造成本非常低。所述的全金属角阀，较佳的是，所述碟形密封环的内侧面与所述中心轴线 垂直的平面之间的角度在5度以上且30度以下。所述的全金属角阀，较佳的是，所述碟形密封环的内侧面与所述中心轴线 垂直的平面之间的角度在7度以上且9度以下。所述的全金属角阀，较佳的是，所述传动螺母的外侧具有第一台肩和第二 台肩，所述平面轴承分别设置在所述第一台肩和所述阀体的上接管的底部之间 和在所述第二台肩和所述弹簧挡圈之间。所述的全金属角阀，较佳的是，所述碟形密封环是以所述第四密封面环绕 所述第二密封面而与所述第二密封座结构连接。本专利技术的导向键的两端均与阀盖的下接管的槽配合而使得阀杆只能沿一轴6线上下移动，而不是像现有技术那样导向键仅一端与槽配合，从而改善了导向 键和导向槽的受力情况，从另一方面也提高了全金属角阀的使用寿命。此外， 由于在阀盖和传动螺母之间放置了平面轴承，当关闭金属角阀时，改善了传动 螺母与阀盖的上接管之间的摩擦，相对于现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全金属角阀，包括阀体、阀盖和密封组件，所述阀体包括第一密封座结构，所述密封组件包括第二密封座结构和导向机构，所述阀盖和所述阀体密封配合，所述密封组件的所述导向机构与所述阀盖密封配合并可带动所述第二密封座结构沿一中心轴线移动，从而使所述全金属角阀关闭；其特征在于，还包括：一碟形密封环，设置在所述第一密封座结构和所述第二密封座结构之间；所述第一密封座结构具有第一密封面，所述第二密封座结构具有第二密封面，所述碟形密封环的两端部分别具有第三密封面和第四密封面，在所述全金属角阀关闭时，所述第一密封面和所述第二密封面分别与所述第三密封面和所述第四密封面密封贴合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：费海鸿，
申请(专利权)人：费海鸿，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]