[發明專利]直線壓縮機用耐高壓且保高真空的充排氣閥門及制造方法

有效

• 申請號: 201410546866.2
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104329240A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 黨海政
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海技術物理研究所
• 主分類號: F04B39/10
• 分類號: F04B39/10
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

1.一種直線壓縮機用耐高壓且保高真空的充排氣閥門，它包括手柄(1)、閥桿(2)、密封螺帽(3)、密封墊圈(4)、密封環(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(1)的內部加工出手柄內方形孔(29)，外部制作成三爪形以便于旋轉操作；

所述的閥桿(2)加工成細長軸狀，其外部的閥桿外圓面(27)精細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(1)的閥桿方形頭(28)；

所述的閥體(7)為中空柱狀體，其上端內部加工有光滑平整的閥體密封槽(12)，側面加工有能夠裝入連管接頭(11)的閥體側面接口(13)，中空部分加工有閥體內臺階面(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)，實現閥體(7)與閥座(9)之間的密封連接，閥座(9)的中間內部加工出閥座錐形面(16)，閥座錐形面(16)之下加工出用來導通氣體的T形導氣槽(18)，閥座(9)的內部最下端加工有閥座內螺紋(17)，閥座(9)通過閥座法蘭面(20)固定在直線壓縮機上并密封；

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)，內部加工出閥芯導氣孔(23)；

所述的閥體(7)上端的閥體密封槽(12)內間隔裝入閥體密封圈(6)、密封環(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)應使閥桿(2)能夠旋轉和上下移動而不影響密封效果；閥體內臺階面(14)的內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)的內腔下端穿出；

閥芯密封槽(22)內安裝閥芯密封圈(31)，然后整體擰進閥座內螺紋(17)，在閥芯(10)沒有完全擰緊時，閥座(9)上下兩端通過T形導氣槽(18)和閥芯導氣孔(23)連通，當閥芯(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)的上下導通；連管接頭(11)的一端插入閥體側面接口(13)內并密封焊接在一起，連管接頭(11)的另一端與充排氣系統密封連接；在直線壓縮機充排氣的過程中，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；在直線壓縮機充排氣完成后，通過手柄(1)旋轉閥桿(2)，帶動閥芯(10)轉動，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)，將整個充排氣系統與直線壓縮機分離，只將閥座(9)和閥芯(10)留在直線壓縮機上；從而共同形成一種直線壓縮機用耐高壓且保高真空的充排氣閥門。

2.一種制造如權利要求1所述的直線壓縮機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)均采用高機械強度的金屬棒料整體加工而成，先由數控機床加工出基本輪廓，再使用高精密車床修整成型；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，保證其光潔度均優于2.0μm，以確保其密封性能，閥體外螺紋(32)與密封螺帽(3)的內螺紋配合加工；閥座(9)的閥座錐形面(16)采用精密機床修整，保證其角度處于50°～70°之間，然后采用高精度的珩磨機研磨，確保其光潔度優于2.0μm，T形導氣槽(18)采用精密機床保證其尺寸公差優于3.0μm，閥座外螺紋(33)與壓緊螺帽(8)的內螺紋配合加工，閥座內螺紋(17)與閥芯外螺紋(24)配合加工；閥芯(10)的閥芯密封槽(22)采用精密機床修整并采用高精度的研磨機研磨，保證其光潔度優于1.0μm，閥芯導氣孔采用精密機床保證其尺寸公差優于2.0μm；閥桿(2)的閥桿外圓面(27)由于與閥體(7)上端內的動密封組件接觸，因而成為該閥門結構在加工過程中需要特別關注的核心要件之一，其在使用精密機床細心修整后，需使其尺寸公差優于1.0μm且沿軸向的跳動不高于2.0μm，此后再使用外圓磨床精細打磨，使其光潔度優于0.5μm以確保保證良好的動密封性能；密封螺帽(3)和壓緊螺帽(8)均采用高機械強度的金屬材料整體加工成型，其中密封螺帽(3)的內螺紋與閥體外螺紋(32)配合加工，壓緊螺帽(8)的內螺紋與閥座外螺紋(33)配合加工；密封墊圈(4)和密封環(5)均由高機械強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于1.0μm，且各自的上下表面的平行度亦優于1.0μm；閥體密封圈(6)、閥座密封圈(30)以及閥芯密封圈(31)的材料可以選用優質的非金屬材料，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)的一端插入閥體側面接口(13)內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，即形成直線壓縮機用耐高壓且保高真空的充排氣閥門。