一种碱金属蒸气池用气体针阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种碱金属蒸气池用气体针阀，通过合理的结构设计和材料选择实现密封的结构，目的是解决碱金属池更换缓冲气体的难题，并且实现造价低，结构简单，开关方便，密封可靠的优点。技术方案是：一种针阀，包括阀座、阀体、阀芯、阀帽、开关、连接块以及密封垫；其特征在于开关具有线密封棱，配合密封垫实现阀开启状态的密封；阀芯杆和阀芯头穿过连接块中心孔进入阀体；阀芯尾部与连接块中心孔形状吻合且不为圆形，实现限制阀芯不能转动而只能沿阀体通道前后移动；开关的传动螺杆与阀芯尾部通过内外螺纹结合，当开关转动时驱动阀芯前后移动，则阀芯头与阀座随之结合分离实现阀的开关。
【专利说明】一种碱金属蒸气池用气体针阀
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种气体针阀，具体是涉及一种碱金属蒸气池用气体针阀。
【背景技术】
[0002]碱金属(K，Rb，Cs)蒸气池用在碱金属突光、激光等方面的实验。低温(室温)下碱金属蒸气密度较低，但是，碱金属的蒸气压随着温度的升高而迅速增大，碱金属蒸气具有极高的反应性和腐蚀性，碱金属蒸气池对阀门的密封性和材料稳定性要求非常高。普通的填料密封阀门不能使用，碱金属蒸气与阀体材料或者密封填料反应，并且填料容易磨损，造成泄漏或者污染。波纹管等密封方式可以很好地实现阀密封，却造价较高。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于提供一种可以用于碱金属蒸气池缓冲气体进出的阀门。其功能是实现蒸气池室温下自由调节池内缓冲气体成分与浓度，高温下开关在关闭状态不发生部件腐蚀和气体池污染。
[0004]本实用新型提出的技术方案是:
[0005]一种碱金属蒸气池用气体针阀，包括阀身、阀座、阀帽、开关、连接块和阀芯。所述阀帽内设置开关腔，开关腔的下端设置连接块连接口 ；阀帽上端设置阀帽通孔；所述开关上包括开关旋钮、圆盘和传动螺杆，开关旋钮和传动螺杆分别位于圆盘的上端面和下端面，三者同轴设置；所述连接块中间设置连接块通孔，所述连接块通孔的内表面为阀芯尾贴合面；所述阀身为管状结构，在阀身的中部开设中部开口，阀身的上端和下端分别具有上端开口和下端开口 ；所述阀座为管状结构，沿轴线设置阀座通孔，阀座通孔的上端内表面设置阀芯连接面；所述阀芯包含阀芯尾部、阀芯杆和阀芯头，其中阀芯尾部、阀芯杆和阀芯头顺次连接；所述阀芯尾部远离阀芯杆的端面上设置盲孔，盲孔内表面设置内螺纹；阀芯尾部沿其轴线的外表面为连接块贴合面；阀芯头的下端外表面设置阀座连接面；所述开关的圆盘置于阀帽的开关腔内，开关旋钮通过阀帽上端的阀帽通孔穿出阀帽；阀帽上的连接块连接口与连接块固定连接，开关的圆盘置于阀帽和接块之间；所述阀身上端开口端与连接块固定连接，连接块通孔与阀身上端开口相连通；所述阀座的上端置于阀身的下端开口内并固定连接；阀身的下端开口与阀座通孔相连通，形成气体通道；所述开关的传动螺杆与阀芯尾部盲孔内的内螺纹相互螺合并置于连接块的连接块通孔内；连接块通孔上的阀芯尾贴合面与阀芯尾部上的连接块贴合面相互贴合，并保证阀芯只随开关的转动产生轴向运动；所述阀芯杆和阀芯头穿过连接块通孔，进入阀身内；阀芯头下端的阀座连接面与阀座通孔上端的阀芯连接面相互配合；通过转动开关来控制阀座连接面与阀芯连接面的接触或分离。
[0006]优选的，所述碱金属蒸气池用气体针阀中，所述阀帽的连接口内表面设置内螺纹，连接块上端外侧表面设置外螺纹，阀帽与连接块通过螺纹固定连接。
[0007]优选的，所述碱金属蒸气池用气体针阀中，所述阀芯尾部的截面与连接块通孔内的横截面保持一致，都为多边形，防止阀芯与连接块相互转动。[0008]优选的，所述碱金属蒸气池用气体针阀中，所述开关上设置凸棱一、和凸棱二，凸棱一和凸棱二分别设置在圆盘的上表面和下表面，所述凸棱一和凸棱二为环状。
[0009]优选的，所述碱金属蒸气池用气体针阀中，所述开关腔内设置垫片一和垫片二 ；所述阀帽下表面通过垫片一与圆盘上表面的凸棱一密封连接；圆盘下表面的凸棱二通过垫片二与连接块上表面密封连接；其中，垫片一和垫片二为由特氟龙塑料或者石墨制作的环形密封垫。
[0010]优选的，所述碱金属蒸气池用气体针阀中，所述阀芯尾部设置内螺纹，开关下方的传动螺杆的外螺纹与阀芯尾部内螺纹相互配合。
[0011]优选的，所述碱金属蒸气池用气体针阀中，所述阀芯头与阀芯杆通过螺纹连接，可自由拆卸。
[0012]优选的，所述碱金属蒸气池用气体针阀中，所述阀芯头为的外表面的阀座连接面为锥形面，阀座通孔上端内表面的阀芯连接面为锥形面，阀座连接面的锥形面锥角比阀芯连接面的锥形面锥角小。
[0013]优选的，所述碱金属蒸气池用气体针阀中，所述阀芯头直径介于阀座上阀座通孔的直径和阀身的内径之间。
[0014]本实用新型的使用原理是:
[0015]分体的开关与阀芯通过内外螺纹连接实现开关的转动转化为阀芯的平动，实现阀的开关。
[0016]本实用新型的有益效果是:阀芯头与阀座采用无氧铜制作，并且可更换，保证在阀关闭时对碱金属池实现可靠的密封，并避免腐蚀和污染，阀芯不转动，减少了阀芯头的磨损；开关只转动不上下移动，可以同时实现转动灵活和密封可靠；利用碱金属气体池在低温下腐蚀性较弱的特点，结合使用金属密封和填料密封，有效降低阀成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型的结构纵向剖面图；
[0018]图2是本实用新型的开关纵向剖面图；
[0019]图3是本实用新型的阀芯纵向剖面图；
[0020]图4是本实用新型的连接块和阀芯尾部组合的横向剖面图。
[0021]其中:1为阀帽，2为开关，3为连接块，4为阀身，5为阀座，6为垫片一，7为垫片二，8为阀芯，21为开关旋钮，22为凸棱一，23为圆盘，24为凸棱二，25为传动螺杆，81为阀芯尾部，82为阀芯杆，83为阀芯头。
【具体实施方式】
[0022]以下结合附图实施例，对本实用新型做进一步说明。
[0023]如图1、图3所示，一种碱金属蒸气池用气体针阀，包括阀身4、阀座5、阀帽1、开关
2、连接块3和阀芯8，其特征在于:所述阀身4为中空结构，并具有上端开口、下端开口和中部开口 ；所述阀座5上设置阀座通孔，阀座通孔的上端设置阀芯头连接面；所述阀身4下端与阀座5的外壁固定连接；阀身4的下端开口与阀座5通孔相连通，形成气体通道；所述连接块3中间设置连接块通孔，连接块通孔与阀身4上端开口相连通；所述阀身4上端与连接块3固定连接；所述阀芯8包含阀芯尾部81、阀芯杆82和阀芯头83，其中阀芯尾部81、阀芯杆82和阀芯头83顺次连接；所述阀芯8的阀芯尾部81与开关2形成传动连接，阀芯杆82穿过连接块通孔，阀芯头83与阀座5上的阀芯头连接面相互配合；开关2与连接块3形成动密封连接；阀帽I与连接块3形成腔体，开关2设置在腔体内。
[0024]具体是，阀座5下端连通到碱金属气体池，阀身4中部开口接真空栗抽气或者气瓶充气，平时阀芯8的阀芯头83抵紧阀座5上端的阀芯头连接面形成密封，碱金属气体池中的气体不能从阀座5进入阀身4，阀关闭；当需要充气或者抽气时，向开启方向旋转开关2，则会传动阀芯8上行，阀芯头83离开阀座5上端的阀芯头连接面，则阀身4中部开口通过阀身4下端开口与阀座5阀座通孔连通，也就是阀身4中部开口与碱金属气体池连通，可以实现充气和抽气，但是阀身4上端与连接块3固定连接，开关2与连接块3密封连接，气体不能自阀身4上端开口逸出。
[0025]阀芯尾部81的截面与连接块3通孔内的横截面保持一致，为椭圆圆截面，使阀芯81和连接块3在阀芯8径向方向上相互静止。
[0026]所述的针阀阀帽I与连接块3为螺纹连接。
[0027]如图2所示，开关2具有开关旋钮21、凸棱一 22、圆盘23、凸棱二 24和传动螺杆25，圆盘23设置在开关旋钮21和传动螺杆25中间，凸棱一 22和凸棱二 24分别设置在圆盘23的上表面和下表面，为环形。
[0028]阀帽I内下表面通过垫片一 6和圆盘23上表面凸棱一 22密封连接；圆盘23下表面凸棱二 24通过垫片二 7和连接块3上表面密封连接；其中，垫片一 6和垫片二 7为由特氟龙塑料或者石墨制作的环形。
[0029]具体是，为了阻止气体从阀身4上端开口通过连通的连接块3通孔泄漏出去，圆盘23下表面凸棱二 24通过垫片二 7和连接块3上表面形成密封连接，对阀帽I和连接块3之间的结合若仔细密封好，则阀帽I内下表面通过垫片一 6和圆盘23上表面凸棱一 22又形成了第二道密封，大大降低了气体泄露的几率。
[0030]垫片一 6和垫片二 7具有润滑性，允许开关2灵活转动。
[0031]如图4所示，开关2下方的传动螺杆25的外螺纹配合阀芯尾部81内螺纹；以及阀芯尾部81的非圆形外轮廓，配合内槽截面形状相同的连接块3，实现当开关旋钮21转动时，阀芯8的无转动上下平行运动。
[0032]具体是，开关2下方的传动螺杆25有外螺纹，阀芯尾部81有内螺纹，两者可以结合，而阀芯尾部81外轮廓与连接块3通孔内轮廓做成扁形柱状，大小相似能够让阀芯尾部81搁置进连接块3通孔，阀芯尾部81在连接块3通孔内只能上下平移，不能转动，则当开关2转动，传动螺杆25转动使得阀芯尾部81带动阀芯8整体上下移动，而不发生转动。
[0033]阀芯头83与阀芯杆82可拆卸分尚。
[0034]阀芯头83和阀座5的阀芯头连接面为外、内锥形面。
[0035]具体是，阀芯头83和阀座5为无氧铜制作，这种材料对碱金属蒸气稳定；外、内锥形面进行抛光处理，可以很好吻合，在吻合时形成气体密封，阀芯头的阀座连接面的锥形面锥角比阀芯连接面的锥形面锥角小1°使阀芯头能顺利进入阀座上端的阀芯连接面。
[0036]阀芯头83配合阀座5上端的阀芯头连接面在阀芯8上下移动时完成针阀启闭。
[0037]该针阀用在碱金属K、Rb、Cs气体池，在气体池高温时阀关闭，形成可靠密封，室温下阀开启，向池内充入或者抽出气体，碱金属气体池中具有碱金属单质，在温度较高时会气化产生蒸气压，此时阀保持关闭，防止蒸气通过阀座5进入阀身4，进一步的，通过阀身4中部开口进入连接的气瓶、栗，或者通过阀身4上端开口，经过连接块3接触到垫片二 7造成腐蚀；而在室温下，碱金属蒸气压力很低，此时可以打开针阀进行抽气、充气操作。
[0038] 除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方案，凡是采用等同替换或者等效替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种碱金属蒸气池用气体针阀，包括阀身(4)、阀座(5)、阀帽(I)、开关(2)、连接块(3)和阀芯(8)，其特征在于: 所述阀帽(I)内设置开关腔，开关腔的下端设置连接块连接口 ；阀帽(I)上端设置阀帽通孔； 所述开关(2 )上包括开关旋钮(21)、圆盘(23 )和传动螺杆(25 )，开关旋钮(21)和传动螺杆(25)分别位于圆盘(23)的上端面和下端面，三者同轴设置； 所述连接块(3)中间设置连接块通孔，所述连接块通孔的内表面为阀芯尾贴合面； 所述阀身(4)为管状结构，在阀身(4)的中部开设中部开口，阀身(4)的上端和下端分别具有上端开口和下端开口； 所述阀座(5)为管状结构，沿轴线设置阀座通孔，阀座通孔的上端内表面设置阀芯连接面； 所述阀芯(8)包含阀芯尾部(81)、阀芯杆(82)和阀芯头(83)，其中阀芯尾部(81)、阀芯杆(82)和阀芯头(83)顺次连接；所述阀芯尾部(81)远离阀芯杆(82)的端面上设置盲孔，盲孔内表面设置内螺纹；阀芯尾部(81)沿其轴线的外表面为连接块贴合面；阀芯头(83)的下端外表面设置阀座连接面； 所述开关(2)的圆盘(23)置于阀帽(I)的开关腔内，开关旋钮(21)通过阀帽(I)上端的阀帽通孔穿出阀帽(I);阀帽(I)上的连接块连接口与连接块(3)固定连接，开关(2)的圆盘(23)置于阀帽(I)和连接块(3)之间; 所述阀身(4)上端开口端与连接块(3)固定连接，连接块通孔与阀身(4)上端开口相连通； 所述阀座(5)的上端置于阀身(4)的下端开口内并固定连接；阀身(4)的下端开口与阀座通孔相连通，形成气体通道； 所述开关(2)的传动螺杆(25 )与阀芯尾部(81)盲孔内的内螺纹相互螺合并置于连接块(3)的连接块通孔内；连接块通孔上的阀芯尾贴合面与阀芯尾部(81)上的连接块贴合面相互贴合，并保证阀芯(8)只随开关(2)的转动产生轴向运动； 所述阀芯杆(82)和阀芯头(83)穿过连接块通孔，进入阀身(4)内；阀芯头(83)下端的阀座连接面与阀座通孔上端的阀芯连接面相互配合；通过转动开关(2)来控制阀座连接面与阀芯连接面的接触或分离。
2.按照权利要求1所述的碱金属蒸气池用气体针阀，其特征在于:所述阀帽(I)的连接口内表面设置内螺纹，连接块(3)上端外侧表面设置外螺纹，阀帽(I)与连接块(3)通过螺纹固定连接。
3.按照权利要求1所述的碱金属蒸气池用气体针阀，其特征在于:所述阀芯尾部(81)的截面与连接块(3)通孔内的横截面保持一致，都为多边形，防止阀芯(8)与连接块(3)相互转动。
4.按照权利要求1所述的碱金属蒸气池用气体针阀，其特征在于:所述开关(2)上设置凸棱一(22)、和凸棱二(24)，凸棱一(22)和凸棱二(24)分别设置在圆盘(23)的上表面和下表面，所述凸棱一(22)和凸棱二(24)为环状。
5.按照权利要求4所述的碱金属蒸气池用气体针阀，其特征在于:所述开关腔内设置垫片一(6)和垫片二(7);所述阀帽(I)下表面通过垫片一(6)与圆盘(23)上表面的凸棱一(22)密封连接；圆盘(23)下表面的凸棱二(24)通过垫片二(7)与连接块(3)上表面密封连接；其中，垫片一(6)和垫片二(7)为由特氟龙塑料或者石墨制作的环形密封垫。
6.按照权利要求4所述的碱金属蒸气池用气体针阀，其特征在于:所述阀芯尾部(81)设置内螺纹，开关(2)下方的传动螺杆(25)的外螺纹与阀芯尾部(81)内螺纹相互配合。
7.按照权利要求1所述的碱金属蒸气池用气体针阀，其特征在于:所述阀芯头(83)与阀芯杆(82)通过螺纹连接，可自由拆卸。
8.按照权利要求1所述的碱金属蒸气池用气体针阀，其特征在于:所述阀芯头(83)为的外表面的阀座连接面为锥形面，阀座通孔上端内表面的阀芯连接面为锥形面，阀座连接面的锥形面锥角小于阀芯连接面的锥形面锥角。
9.按照权利要求1所述的碱金属蒸气池用气体针阀，其特征在于:所述阀芯头(83)直径介于阀座(5 )上阀座通孔的直径和阀身(4 )的内径之间。
【文档编号】F16K1/48GK203604674SQ201320835175
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月15日 优先权日:2013年12月15日
【发明者】郭敬为, 盖宝栋, 刘金波, 金玉奇 申请人:中国科学院大连化学物理研究所