一種氣動低溫調(diào)節(jié)閥的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及過程控制技術(shù)領域，尤其涉及一種氣動低溫調(diào)節(jié)閥。
【背景技術(shù)】
[0002]氣動低溫調(diào)節(jié)閥是大型低溫制冷設備(制冷溫度< 20K)中最常用的調(diào)節(jié)設備，是過程控制中實現(xiàn)低溫工質(zhì)流量、壓力等熱力參數(shù)調(diào)節(jié)的最重要的執(zhí)行機構(gòu)?，F(xiàn)有的低溫調(diào)節(jié)閥，工作溫區(qū)一般在液氮溫區(qū)(77K)，使用填料密封，而且多采用傳統(tǒng)的氣動執(zhí)行機構(gòu)或電動執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動低溫閥工作，操作麻煩，體積較大，密封性能差，控制精度低，漏熱較大，使用壽命不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種易于操作、體積較小、便于安裝、軸向漏熱小、使用壽命長、調(diào)節(jié)精度高、密封性能優(yōu)異、工作在液氫液氦溫區(qū)的氣動低溫調(diào)節(jié)閥。
[0004]一種氣動低溫調(diào)節(jié)閥，其包括氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)及加長型內(nèi)外同軸式低溫閥，低溫閥包括外管組件、內(nèi)管組件、閥蓋組件及閥芯組件，所述外管組件的內(nèi)管和所述外管組件的內(nèi)管同軸設置，共同構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)長度大于等于500_，所述閥蓋組件的兩端分別連接于所述外管組件和所述氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)，所述閥芯組件和所述內(nèi)管組件球面接觸。
[0005]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述外管組件包括上閥體、下閥體、閥座及所述外管，所述內(nèi)管組件包括金屬波紋管及所述內(nèi)管，所述閥蓋組件包括連接桿和支撐法蘭，所述閥芯組件包括閥芯及閥芯座；所述上閥體和所述下閥體相對地設置于所述外管的兩端，所述氣動低溫調(diào)節(jié)閥通過所述上閥體固定于冷箱，所述下閥體具有容置所述閥芯及所述閥芯座的空腔，所述下閥體和所述閥芯座同軸導向設置，所述閥座具有和所述閥芯配合的通孔，所述閥座和所述下閥體配合，所述通孔通向所述空腔，所述外管和所述內(nèi)管同軸設置，共同構(gòu)成的整體結(jié)構(gòu)的長度大于等于500mm，所述金屬波紋管套設于所述內(nèi)管，且和所述外管組件的端面通過O型橡膠圈實現(xiàn)密封，所述內(nèi)管的兩端沿軸向分別和閥芯座及連接桿球面接觸連接，所述連接桿和所述支撐法蘭分別和所述氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)的內(nèi)桿和立柱連接，所述閥芯和所述閥芯座同軸配合，所述閥芯座和所述下閥體同軸配合。
[0006]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述閥芯組件還包括由非金屬軟材料制成的閥芯密封墊，其夾在所述閥芯和所述閥芯座之間，且和所述閥座實現(xiàn)平面軟密封。
[0007]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述閥芯和所述閥芯座螺紋連接。
[0008]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述閥座設有朝向所述閥芯密封墊的凸臺，當所述調(diào)節(jié)閥關閉時，所述凸臺的表面和所述閥芯密封墊形成緊密的平面軟接觸。
[0009]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述閥蓋組件還包括由非金屬柔性材料制成的導向件，所述導向件套設于所述連接桿進行導向。
[0010]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述低溫閥具有分別和低溫管道密封連接的進口和出口，所述進口開設于所述閥座，且通向所述通孔，所述出口開設于所述下閥體，且通向所述空腔。
[0011]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述進口和所述出口均和對應的低溫管道焊接連接。
[0012]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述閥芯和所述閥芯座螺紋連接。
[0013]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述閥座設有朝向所述閥芯密封墊的凸臺，當所述調(diào)節(jié)閥關閉時，所述凸臺的表面和所述閥芯密封墊形成緊密的平面軟接觸。
[0014]本發(fā)明一較佳實施方式中，所述下閥體和所述閥芯座相配合的表面為導向面。
[0015]本發(fā)明一較佳實施方式中，還包括相互連接的過濾減壓閥和電氣閥門定位器
[0016]本發(fā)明另外提供一種低溫真空冷箱，其包括如上所述的氣動低溫調(diào)節(jié)閥。
[0017]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的氣動低溫調(diào)節(jié)閥易于操作、體積較小、便于安裝，且軸向漏熱小、使用壽命長，同時調(diào)節(jié)精度高、密封性能優(yōu)異。
[0018]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明實施例提供的氣動低溫調(diào)節(jié)閥的示意圖；
[0020]圖2為圖1所示氣動低溫調(diào)節(jié)閥中區(qū)域II的放大示意圖；
[0021]圖3為圖1所示氣動低溫調(diào)節(jié)閥中區(qū)域III的放大示意圖；
[0022]圖4為圖1所示氣動低溫調(diào)節(jié)閥中區(qū)域IV的放大示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0024]請一并參閱圖1和圖2,本發(fā)明一實施例提供一種應用于液氫液氦溫區(qū)(< 20K)的氣動低溫調(diào)節(jié)閥100，其包括過濾減壓閥10、電氣閥門定位器20、氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)30和低溫閥40，壓縮空氣(或者氮氣)經(jīng)過濾減壓閥10過濾加壓，向電氣閥門定位器20供應一定壓力的干凈空氣(氮氣)。通過4-20mA信號控制電氣閥門定位器20,改變氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)30的行程，從而驅(qū)動低溫閥40的閥芯軸向運動，進而改變閥芯與閥座之間的流通截面積，達到調(diào)節(jié)流量、壓力等熱工參數(shù)的目的。
[0025]過濾減壓閥10和電氣閥門定位器20相連接，用于對壓縮空氣(或者氮氣)進行過濾減壓；電氣閥門定位器20和氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)30相連接，用于根據(jù)控制信號改變氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)30的行程；氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)30和低溫閥40相連接，用于驅(qū)動低溫閥40的閥芯軸向運動，進而改變閥芯與閥座之間的流通截面積，達到調(diào)節(jié)流量、壓力等熱工參數(shù)的目的。本實施例中，氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)30采用截面直徑小、軸向行程大的精小型多彈簧立柱式薄膜執(zhí)行機構(gòu)，其體積較小、質(zhì)量較輕、承壓高、便于安裝。
[0026]低溫閥40包括外管組件41、內(nèi)管組件42、閥蓋組件43及和閥芯組件44。外管組件41包括上閥體411、下閥體412、閥座413及外管414 ;內(nèi)管組件42包括金屬波紋管421及內(nèi)管422 ;閥蓋組件43包括連接桿431和支撐法蘭432 ;閥芯組件44包括閥芯441及閥芯座442。
[0027]上閥體411和下閥體412相對地設置于外管414的兩端，且分別和外管414的兩端密封連接，氣動低溫調(diào)節(jié)閥100通過上閥體411固定于相應的設備，如冷箱，下閥體412具有容置閥芯441及閥芯座442的空腔416，下閥體412和閥芯座442同軸導向設置，閥座413具有和閥芯441配合的通孔417，閥座413和下閥體412配合，通孔417通向空腔416，外管414和內(nèi)管422同軸設置,外管414套設于內(nèi)管422 ;金屬波紋管421套設于內(nèi)管422,且和上閥體411的端面通過O型橡膠圈423實現(xiàn)密封，內(nèi)管422的兩端沿軸向分別和閥芯座442及連接桿431球面接觸連接；連接桿431和支撐法蘭432分別和氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)30的內(nèi)桿31和立柱32連接；閥芯441和閥芯座442同軸配合，閥芯座442和下閥體412同軸配合。
[0028]優(yōu)選地，閥芯座442和下閥體412同軸導向配合，以保證閥芯441和閥芯座442同軸，同時，閥芯座442和下閥體412之間的導向外表面均化學鍍鎳或鍍司泰萊合金，以增加相互之間的耐磨性。
[0029]本實施例中，低溫閥40具有分別和低溫管道密封連接的進口 46和出口 47，進口46開設于閥座413，且通向通孔417，出口 47開設于下閥體412，且通向空腔416。
[0030]氣動低溫調(diào)節(jié)閥100主要應用在真空低溫冷箱內(nèi)，其中低溫閥40置于真空低溫冷箱內(nèi)，過濾減壓閥10、電氣閥門定位器20及氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu)30置于真空低溫冷箱外，工作在常溫環(huán)境，通過上閥體411與真空低溫冷箱的法蘭焊接，低溫閥40的進口 46和出口 47均與低溫管道焊接，從而保證真空低溫冷箱的真空度以及低溫工質(zhì)流通管道系統(tǒng)的密封性倉泛。
[0031]本實施例中，低溫閥40中的