【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阀门，具体涉及一种超高真空及高真空设备上使用的磁流体密封真空阀门及其使用方法。
技术介绍
1、真空是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态，在这个环境下，声音因为没有介质而无法传递。实际上，在真空技术里，真空系针对大气而言，特定空间内部之部份物质被排出，使其压力小于一个标准大企业，则我们通称此空间为真空或真空状态。
2、真空阀门在真空的获取及应用过程中，启到改变气流方向，调节气流量大小，切断或接通真空管路的作用。真空阀门是真空应用中必不可少的一个真空元器件，能保证产品在真空工艺下的正常进行。
3、目前在国内的超高真空及高真空领域的真空阀门，通常使用o形密封圈进行传动的滑动密封或者旋转密封，以保证超高真空及高真空的真空度。又或者是采用波纹管代替o形密封圈的滑动密封，使o形密封圈只起到静密封的作用，波纹管密封可基本满足超高真空及高真空的使用环境。
4、但是采用u形金属波纹管或者焊接金属波纹管的密封形式，由于其材质和工艺的原因，始终存在低寿命，短行程，难维护等问题。
5、于是，磁流体密封技术应运而生。磁流体密封装置可以用在旋转密封的机构上，能起到很好的密封作用，并且可以把o形密封圈的动密封，转换成o型密封圈和磁流体密封一起的静密封，使得密封寿命得到了很大的延长。但是磁流体密封一般使用在旋转轴上，如果应用在升降装置上，则需要解决相对转动的问题。
6、而采用磁流体密封装置的产品，其结构复杂，并且需要较大的空间进行安放。
技术实现思路<
1、本专利技术的目的是为了解决现有真空阀门，采用波纹管密封行程短、维护难，寿命短，采用磁流体密封结构复杂，体积大，占有空间大，使用不方便等问题，而提供一种能够实现磁流体密封、行程不受限制，维护方便，体积小，占空小，结构简单且能够实现高真空密封的磁流体密封高真空阀门及其使用方法。
2、本专利技术实现其第一个专利技术目的所采用的技术方案是：一种磁流体密封高真空阀门，包括阀体组件，所述的阀体组件包括阀体、阀盖、阀杆和阀板，在所述的阀盖上集成有磁流体密封装置，所述的磁流体密封装置包括传动轴和设置在传动轴上的磁流体组件，所述的传动轴穿过阀盖与阀杆螺纹传动连接，所述的阀杆上设置有用于将传动轴的旋转运动转化为阀杆的直线运动的防自转限位滑动结构。该磁流体密封高真空阀门，将磁流体密封装置集成在阀盖上，传动轴穿过阀盖直接与阀杆螺纹传动连接，而磁流体组件设置在传动轴上实现传动轴与阀盖之间的旋转动密封，传动轴的行程不受限制，可以根据需要进行传动，为了实现对阀板与阀体之间开启或密封关闭操作，在阀杆上设置防自限位滑动机构，可以将传动轴的旋转运动转化为阀杆的直线运动，从而实现了阀门的整体集成化设计，结构简单，体积小，占空小，而且密封性能好，能够实现高真空的设计要求。
3、作为优选，所述的磁流体密封组件包括环形永磁铁、极鞭和磁流体，所述的极靴与传动轴配合的内壁上设置有极齿，所述的极齿与传动轴之间形成磁流体填充区，所述的磁流体填充在磁流体填充区形成磁流体密封。磁流体密封组件优选采用环形永磁铁、极靴和磁流体，通过磁流体密封组件实现密封，能够满足高真空密封的要求，而且结构简单，能够实现集成化设计要求。
4、作为优选，所述的传动轴上设置有磁流体密封装置安装环，在所述的安装环上设置有内流道和连通内流道的微型孔，所述的内流道与微型孔内部填充有磁流体，与磁流体填充区形成动态磁流体密封区。为了实现更高真空度的要求，作为另一种优选方案，可以在传动轴的安装环，并且在安装环上设置内流道和微型孔，在内流道和微型孔内部也填充磁流体，与磁流体填充区内部的磁流体形成一体式结构，从而在安装环上形成有效的磁流体密封结构，密封效果好，适合高真空度要求的密封设计。
5、作为优选，所述的防自转限位滑动机构包括设置在阀杆外部圆周上沿轴向开设有多条防自转限位滑动槽和集成在阀盖上的限位组件。防自转限位滑动机构主要是通过在阀杆外部圆周上开设多条防自转滑动槽，并且在阀盖上集成限位组件，通过限位组件与防自转滑动槽相配合来防止阀杆的旋转，从而实现将传动轴的旋转运动转化为上下滑动的直线运动，从而实现阀板的启闭操作。
6、作为优选，所述的限位组件包括限位套筒和设置在限位套筒上的限位螺钉，所述的限位套筒设置在阀体内部且设置在阀盖的下方，所述限位螺钉沿限位套筒的径向设置在限位套筒上并且穿过限位套筒的内壁与阀杆上的防自转限位滑动槽滑动连接。通过在阀盖内侧设置限位套筒即可以实现对限位螺钉的固定，也可以实现对传动轴的内置化保护设置，而采用限位螺钉与防自转限位滑动槽的配合，即可有效防止阀杆的转动，同时也可以对滑动配合程度进行调节。
7、作为优选，所述的传动轴与阀杆连接的一端设置有传动螺纹，对应于传动螺纹在阀杆内部设置有内螺纹；所述的传动轴上设置有与阀盖配合密封的连接板，所述的连接板上设置有密封槽，所述的密封槽内部设置有传动密封件。通过传动螺纹与内螺纹配合实现传动轴的传动带动阀杆的上下运动。在传动轴上设置连接板并在连接板上设置密封槽和传动密封件，是为了实现传动轴与阀盖的静密封。
8、作为优选，所述的阀体内部设置有密封面，所述的阀板上设置与密封面形成静密封配合的密封件。阀体内部设置密封面，与阀板上的密封件配合实现对阀门两侧的管路之间关闭和连通，使阀体内部形成真空腔体或打开，能够满足高真空度的设计要求。
9、作为优选，所述的阀板与密封面配合的板面上设置有磁吸密封面，所述的密封面所在的阀体的外部设置强磁吸附件，强磁吸附件与磁吸密封面之间形成磁吸密封，所述的磁吸密封与密封件静密封之间形成双密封结构。
10、作为优选，所述的阀盖与阀体连接处设置有用于实现阀盖与阀体之间静密封的阀体密封件，所述的阀体密封件包括密封基体和一体设置在密封基体上的负压槽。为了实现高真空度的阀门设计，在阀盖与阀体连接处调回有阀体密封件，阀体密封件采用负压式结构，通过设置一密封基体并在密封基体上设置负压槽，在使用时，密封基体设置在密封槽内部，负压槽在阀盖和阀体连接过程中与密封处形成负压式密封连接，从而确保了连接处的密封性能。
11、本专利技术实现其第二个专利技术目的所采用的技术方案是：一种磁流体密封高真空阀门的使用方法，包括以下步骤：
12、步骤1：关闭阀门形成真空内腔：通过手动或电动驱动传动轴顺时针转动，传动轴下端的传动螺纹跟着转动与阀杆产生相对运动，由于限位螺钉与阀杆上的防自转限位滑动槽之间形成的防自转限位结构，阀杆被限位沿轴向向下滑动，阀杆带动与其相连的阀板向阀体内部的密封面靠近，阀板上密封件与密封面配合，或者，阀板上密封件与密封面配合之间的密封件静密封和阀板上的磁吸密封面与强磁吸附件形成的磁吸密封在阀板与密封面之间形成双密封结构，阀门关闭，隔断两端的管道，在阀体内部形成真空腔体；
13、步骤2：开启阀门连通阀门两侧管路：通过手动或电支驱动传动轴逆时针转动，传动轴带动阀杆沿轴向向上滑动，阀杆带动与其相连的阀板向远离密封面运动，此时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁流体密封高真空阀门，包括阀体组件（1），所述的阀体组件（1）包括阀体（3）、阀盖（4）、阀杆（5）和阀板（6），其特征在于：在所述的阀盖（4）上集成有磁流体密封装置（2），所述的磁流体密封装置（2）包括传动轴（8）和设置在传动轴（8）上的磁流体组件，所述的传动轴（8）穿过阀盖（4）与阀杆（5）螺纹传动连接，所述的阀杆（5）上设置有用于将传动轴（8）的旋转运动转化为阀杆（5）的直线运动的防自转限位滑动机构。
2.根据权利要求1所述的磁流体密封高真空阀门，其特征在于：所述的磁流体密封组件包括环形永磁铁（9）、极鞭（10）和磁流体（11），所述的极靴（10）与传动轴（8）配合的内壁上设置有极齿（101），所述的极齿（101）与传动轴（8）之间形成磁流体填充区（102），所述的磁流体（11）填充在磁流体填充区（101）形成磁流体密封。
3.根据权利要求2所述的磁流体密封高真空阀门，其特征在于：所述的传动轴（8）上设置有磁流体密封装置安装环（14），在所述的安装环（14）上设置有内流道（16）和连通内流道的微型孔（15），所述的内流道（16）与微型孔（15
4.根据权利要求1所述的磁流体密封高真空阀门，其特征在于：所述的防自转限位滑动机构包括设置在阀杆（5）外部圆周上沿轴向开设有多条防自转限位滑动槽（52）和集成在阀盖（4）上的限位组件。
5.根据权利要求4所述的磁流体密封高真空阀门，其特征在于：所述的限位组件包括限位套筒（12）和设置在限位套筒（12）上的限位螺钉（13），所述的限位套筒（12）设置在阀体（3）内部且设置在阀盖（4）的下方，所述限位螺钉（13）沿限位套筒（12）的径向设置在限位套筒（12）上并且穿过限位套筒（12）的内壁与阀杆（5）上的防自转限位滑动槽（52）滑动连接。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的磁流体密封高真空阀门，其特征在于：所述的传动轴（8）与阀杆（5）连接的一端设置有传动螺纹（83），对应于传动螺纹（82）在阀杆（5）内部设置有内螺纹（51）；所述的传动轴（8）上设置有与阀盖（4）配合密封的连接板（84），所述的连接板（84）上设置有密封槽（85），所述的密封槽（85）内部设置有传动密封件（86）。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的磁流体密封高真空阀门，其特征在于：所述的阀体（3）内部设置有密封面（31），所述的阀板（6）上设置与密封面（31）形成静密封配合的密封件（7）。
8.根据权利要求7所述的磁流体密封高真空阀门，其特征在于：所述的阀板（6）与密封面（31）配合的板面上设置有磁吸密封面（19），所述的密封面（31）所在的阀体（3）的外部设置强磁吸附件（18），强磁吸附件（18）与磁吸密封面（19）之间形成磁吸密封，所述的磁吸密封与密封件静密封之间形成双密封结构。
9.根据权利要求1至5任意一项所述的磁流体密封高真空阀门，其特征在于：所述的阀盖（4）与阀体（3）连接处设置有用于实现阀盖与阀体之间静密封的阀体静密封件（20），所述的阀体静密封件（20）包括密封基体（21）和一体设置在密封基体（21）上的负压槽（22）。
10.一种权利要求1至9任意一项所述的磁流体密封高真空阀门的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种磁流体密封高真空阀门，包括阀体组件（1），所述的阀体组件（1）包括阀体（3）、阀盖（4）、阀杆（5）和阀板（6），其特征在于：在所述的阀盖（4）上集成有磁流体密封装置（2），所述的磁流体密封装置（2）包括传动轴（8）和设置在传动轴（8）上的磁流体组件，所述的传动轴（8）穿过阀盖（4）与阀杆（5）螺纹传动连接，所述的阀杆（5）上设置有用于将传动轴（8）的旋转运动转化为阀杆（5）的直线运动的防自转限位滑动机构。
2.根据权利要求1所述的磁流体密封高真空阀门，其特征在于：所述的磁流体密封组件包括环形永磁铁（9）、极鞭（10）和磁流体（11），所述的极靴（10）与传动轴（8）配合的内壁上设置有极齿（101），所述的极齿（101）与传动轴（8）之间形成磁流体填充区（102），所述的磁流体（11）填充在磁流体填充区（101）形成磁流体密封。
3.根据权利要求2所述的磁流体密封高真空阀门，其特征在于：所述的传动轴（8）上设置有磁流体密封装置安装环（14），在所述的安装环（14）上设置有内流道（16）和连通内流道的微型孔（15），所述的内流道（16）与微型孔（15）内部填充有磁流体（11），与磁流体填充区（101）形成动态磁流体密封区。
4.根据权利要求1所述的磁流体密封高真空阀门，其特征在于：所述的防自转限位滑动机构包括设置在阀杆（5）外部圆周上沿轴向开设有多条防自转限位滑动槽（52）和集成在阀盖（4）上的限位组件。
5.根据权利要求4所述的磁流体密封高真空阀门，其特征在于：所述的限位组件包括限位套筒（12）和设置在限位套筒（12）上的限位螺钉（13），所述的限位套筒（12）设...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩家洋，谢如应，赵聪，陈军，任小虎，
申请(专利权)人：杭州大和热磁电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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