专利名称：过滤式温控氦气节流阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及节流阀，尤其涉及氦气节流阀。主要用于向超高真空系统中注入微量高纯度的氦气。
背景技术：
很多物理实验需要在压强小于10-7Pa的超高真空条件下进行，向真空系统中充入微量的高纯度氦气可对工作物质起缓冲或冷却作用，要在不破坏系统真空度的情况下充入微量的高纯度氦气，现有的方法是在真空系统以外，通过管道连接一个装有氦气的气瓶，在管道中间安装一个控制充气的微漏阀，通过调节微漏阀的旋扭来实现充气的流速和流量，但是，这种方法在安装或更换气瓶的时候，由于在阀门和气瓶之间有空气进入超高真空系统，要保证系统的真空度不至于下降，就要求在阀门和气瓶之间的真空预抽系统指标很高，即要将预抽系统的真空度抽到与系统真空度相同，这需要花费大量的人力和物力。而且，这种充气方法是将气瓶中的氦气直接通过微漏阀门充入真空系统中的，要保证充入氦气的纯度，就要求提供高纯度的氦气。此外，使用微漏阀门充气时，充气的流速和流量很难精确控制。
另一方面，以往对真空材料的研究中发现不同材料对不同气体的渗透能力有很大差别，在25～400℃范围内，在相同气压差的条件下，石英玻璃对氦气的渗透速率比对其他气体的渗透速率高3个数量级以上，而且渗透速率会随着石英玻璃温度的升高而升高。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种过滤式温控氦气节流阀，该节流阀利用石英玻璃对氦气具有选择性渗透的特点，将其作为氦气节流阀的阀门，通过控制石英玻璃的温度调节氦气的流速和流量。采用本实用新型的节流阀充注氦气，不但大大降低了真空预抽系统的要求，可节约大量的人力和物力，还降低了对氦气纯度的要求，可节约费用；同时，还能精确控制氦气的充入速率和充入量。
为了实现上述目的，本实用新型的采用如下技术方案一种过滤式温控氦气节流阀，由氦气节流管、电热丝、密封罩、温度传感器、加热电极、九五料玻璃管、出气口、进气口、不锈钢管、镍片、法兰、五号玻璃管和恒温控制器组成；其中法兰连接圆筒型不锈钢管，在不锈钢管上密封连接五号玻璃管，再熔接九五料玻璃管，然后熔接用石英玻璃制成的氦气节流管，其末端封闭，在氦气节流管外径1～3毫米处环绕电热丝，再套上密封罩，密封罩熔接固定在九五料玻璃管的外表面，在密封罩上开有出气口和进气口，电热丝的两端分别通过镍片与加热电极连在一起，两根加热电极分别密封穿过密封罩，露出密封罩的两根加热电极与恒温控制器相连，温度传感器密封穿过密封罩，与恒温控制器相连。
与现有技术相比，本实用新型具有以下的优点和效果使用本实用新型，预抽真空度只要达到0.1Pa即可，大大降低了对真空预抽系统的要求，可节约大量的人力、物力；由于采用石英玻璃管作为阀门，而石英玻璃对氦气具有选择性的渗透，因此，充入系统的氦气纯度高，可降低对氦气纯度的要求，降低了费用；此外，由于采用温度控制方式，所以其操作简单，且能较精确地控制氦气的充入速率和充入量。
图1是过滤式温控氦气节流阀的结构示意图。
其中1氦气节流管、2电热丝、3密封罩、4温度传感器、5恒温控制器、6九五料玻璃管、7出气口、8进气口、9五号玻璃管、10不锈钢管、11镍片、12加热电极、13法兰。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型作进一步的说明。
一种过滤式温控氦气节流阀，该节流阀利用石英玻璃对氦气具有选择性渗透的特点，将其作为氦气节流阀的阀门，通过控制石英玻璃的温度调节氦气的流速和流量。
由图1可知，本实用新型的结构为与真空系统配接的不锈钢法兰13连接圆筒型不锈钢管10，在不锈钢管10上密封连接五号玻璃管9，在五号玻璃管9上熔接九五料玻璃管6，在九五料玻璃管6上熔接氦气节流管1，氦气节流管1采用石英玻璃，氦气节流管1的另一端封闭，氦气节流管1的外面环绕电热丝2，氦气节流管1和电热丝2保持1～3毫米的间隙，在电热丝2的外面再套上密封罩3，密封罩3采用九五料玻璃，密封罩3的一端与九五料玻璃管6的外表面密封熔接在一起，密封罩3的另一端封闭，在密封罩3上开一个出气口7和一个进气口8。电热丝2两端分别通过镍片11与加热电极12连在一起，两根加热电极12分别密封穿过密封罩3，露出密封罩3的两根加热电极与恒温控制器5相连。温度传感器4的电极密封穿过密封罩3，与恒温控制器相连5。
本装置的使用方法是将本装置通过不锈钢法兰13连接到真空系统上，出气口7通过真空橡皮管与真空预抽系统相连，进气口8通过真空橡皮管与氦气钢瓶相连，加热电极12和温度传感器4的电极与恒温控制器5相连。开启真空预抽系统，对氦气节流管1和密封罩3之间的空间进行抽气，当真空度达到0.1Pa左右时，关闭真空预抽系统，打开氦气钢瓶的阀门，此时在氦气节流管1和密封罩3之间充满了一定纯度的氦气，调节恒温控制器5，使氦气节流管1的温度慢慢升高，以提高氦气节流管1对氦气的渗透速率，将氦气慢慢充入到超高真空系统中，注意监视真空系统的真空计指示，当真空系统中氦气的气压达到所需要的指标后，调节恒温控制器5，使氦气节流管1的温度慢慢降低，直到氦气的气压在所需要的值稳定不变，此时，真空系统达到一种充气和抽气的动态平衡，充气过程完成。
权利要求1.一种过滤式温控氦气节流阀，其特征在于，该节流阀由氦气节流管(1)、电热丝(2)、密封罩(3)、温度传感器(4)、加热电极(12)、九五料玻璃管(6)、出气口(7)、进气口(8)、不锈钢管(10)、镍片(11)、法兰(13)、五号玻璃管(9)和恒温控制器(5)组成；其中法兰(13)连接圆筒型不锈钢管(10)，在不锈钢管(10)上密封连接五号玻璃管(9)，再熔接九五料玻璃管(6)，然后熔接用石英玻璃制成的氦气节流管(1)，其末端封闭，在氦气节流管(1)外径1～3毫米处环绕电热丝(2)，再套上密封罩(3)，密封罩(3)熔接固定在九五料玻璃管(6)的外表面，在密封罩(3)上开有出气口(7)和进气口(8)，电热丝(2)的两端分别通过镍片(11)与加热电极(12)连在一起，两根加热电极(12)分别密封穿过密封罩(3)，露出密封罩(3)的两根加热电极(12)与恒温控制器(5)相连，温度传感器(4)密封穿过密封罩(3)，与恒温控制器(5)相连。
专利摘要本实用新型公开了一种过滤式温控氦气节流阀，该节流阀由氦气节流管1、电热丝2、密封罩3、温度传感器4、加热电极12、九五料玻璃管6、出气口7、进气口8、不锈钢管10、镍片11、法兰13、五号玻璃管9和恒温控制器5组成，是利用石英玻璃对氦气具有选择渗透性的特点，制成过滤式氦气节流阀，通过控制石英玻璃的温度来调节氦气的流速和流量。与现有技术相比，在使用本实用新型时，对真空预抽系统要求大大降低，可节约大量人力和物力，不但对气瓶中的氦气的纯度要求较低，而且充入系统的氦气纯度也较高，此外，使用这种节流阀，操作技术简单，充气速率和充气量容易精确控制。
文档编号F16K51/02GK2636032SQ03254740
公开日2004年8月25日 申请日期2003年7月8日 优先权日2003年7月8日
发明者朱燕舞, 邵辉丽, 李交美, 高克林 申请人:中国科学院武汉物理与数学研究所