[发明专利]开闭自由且能实现高气密性的真空阀门装置及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空阀门，特别涉及一种开闭自由且能实现高气密性的真空阀门装置及制造方法。

背景技术

高真空的获取和维持对于低温领域有着特殊意义。例如，获得广泛实际应用的低温制冷机，其低温端与室温之间的温差一般都在180K以上，有时这一温差甚至接近270K。如此巨大的温差，如果不使用真空隔绝，由气流的传导和对流带来的热损失将使得低温制冷机变得毫无意义。因此，在实际应用中，低温制冷机的冷端一般都被放置于真空室中。

光学传感器件(如红外传感器等)以及超导电子器件需要十分稳定的工作环境，这其中包括很重要的温度的稳定性。由于温度不稳定常常会带来器件的图像失真或者信噪比的严重降低。真空室的真空度对于低温制冷机冷端的温度稳定性有着很大的影响，因而实际应用中对真空室的真空度要求很高，考虑到长寿命工作的航天及军事应用等场合有时甚至会要求优于1×10^-7Pa的真空度。

在地面试验环境中，由于考虑到频繁的重复试验以及器件更换，真空室不能制作成一次性的死真空环境。在试验开始前，通常需要使用真空泵在真空室中实现活真空环境；而在试验开始后，为模拟最终应用状态，往往又需要切断真空泵，获得一个暂时的死真空；此后，如果涉及到器件调整或者更换新的试验方案，暂时的死真空环境又要被打开；再之后，最终状态的死真空环境又要被重新模拟。考虑到上述实际试验的需要，就有必要在真空室上设置一个真空阀门装置，它既要能够开闭自由，以实现真空室中活真空和死真空的方便转换；同时，又要能实现高气密性，以便在真空室内处于死真空环境时，不从该阀门装置中发生微小泄漏而恶化真空室中的真空环境。同时，针对航空航天有特殊应用的环境，无油密封以杜绝油污染也是一个很关键的要求。对于机械装置而言，开闭自由和保持高气密性本身就是一对矛盾，对于频繁开闭的阀门装置而言，这一要求更是一个很大的挑战。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种开闭自由且能实现高气密性的真空阀门装置及其制造方法。

本发明的目的在于，发明一种真空阀门，设置于在制冷机冷端的真空室和负压排气的真空泵之间，控制真空室内死真空与活真空环境的转换，该阀门采用无油动密封，实现开闭自由且能保持高气密性，满足低温制冷机实际应用的迫切需要。

如图1所示，所发明的开闭自由且能实现高气密性的真空阀门装置包括手柄1、压紧螺母2、阀芯3、压环4、上密封件5、阀体6、档位螺母7、防松螺钉8、下密封件31和真空接头9，其特征在于：

阀体6为中空柱状体，其内孔最上端为阀体压紧螺纹17，紧接阀体压紧螺纹17的内圆面和台阶面分别为阀体密封内圆面15和阀体密封平面16，阀体6的一侧沉孔结构为阀体侧面接口18，阀体6的内孔中部制作有与阀体导气槽20相接的阀体锥形面19，阀体导气槽20的下端加工出阀体内螺纹21，阀体6的最下端结构是阀体真空接口22，制作成通用标准连接结构以方便与真空室的接口连接；真空接头9的一端制作成通用标准连接结构以方便与真空泵的接口连接，另一端插入阀体6的阀体侧面接口18并与阀体6焊接成整体；阀芯3为轴类零件，其上端外圆加工出阀芯上端侧平面23，中间制作成阀芯外圆密封面24，下端结构依次加工出阀芯台阶面25、阀芯密封槽26、阀芯T型通道27、阀芯下端外螺纹28和阀芯档位外螺纹29；手柄1安装在阀芯3的上端，利用防松螺钉8固定在阀芯上端侧平面23上；压紧螺母2安装在阀体6的上端，利用压紧螺母外螺纹13将压紧螺母2固定在阀体压紧螺纹17内，拧紧压紧螺母2，即能挤压下层的压环4以及上密封件5；阀芯密封槽26内安装下密封件31，利用阀芯下端外螺纹28与阀体6相连；手柄外圆10与压紧螺母外圆12皆作滚花处理以防滑；转动手柄1，带动阀芯3旋转，依靠阀体内螺纹21的作用，实现上、下方向的位移，当阀芯台阶面25与阀体内台阶面30相接触时，下密封件31被压紧，实现密封；在阀体密封内圆面15和阀芯外圆密封面24之间放置双层叠加的上密封件5和压环4，转动压紧螺母2，使密封件5完全挤压在阀体密封内圆面15和阀芯外圆密封面24上，并在阀芯3旋转过程中，保证密封性能，实现动态密封的效果；阀芯3最下端设有阀芯档位外螺纹29，在阀芯3安装到阀体6上之后，将档位螺母7安装到阀芯3下端的阀芯档位外螺纹29上，使阀芯3在旋转并相对阀体6移动的过程中，不会与阀体6脱离；从而共同组成一种开闭自由且能实现高气密性的真空阀门装置。

下面结合附图对所发明的开闭自由且能实现高气密性的真空阀门装置的制造方法介绍如下：