本发明涉及阀门技术领域，具体地，涉及一种用于金属冶炼行业的自补偿真空阀。
背景技术：
真空阀是指在真空系统中用来隔离(切断)气流、调节气流流量、分配气流的真空元件，通过阀芯与阀座之间的开闭来实现气流调节。因其具备较高的气密封可靠性、对气流阻力小、操作灵活等优点而被广泛使用。
现有技术的真空阀普遍适用于常规真空环境，使用压力和工作温度范围小，由于环境温度不高，因此真空阀阀门关闭件是用橡胶密封圈或金属密封圈来密封的，耐温性不强。
而即使市场上出现了能耐高温的真空阀，摒弃了橡胶密封圈等的应用，但阀芯与阀座之间相对平行运动形成刚性开闭碰撞，易造成阀芯与阀座的相对磨损；此外，由于过流气体为高温气体，在高温或高速气流的冲击下，气体物粒切削阀芯和阀座，导致阀芯和阀座壁厚减薄、多处凹坑、损坏甚至穿孔，经过上述磨损后，由于阀芯与阀杆为固定结构，在真空阀处于闭合状态下，无法真正实现阀芯与阀座之间的真正闭合接触，密封性差，最终导致真空阀泄漏，造成不必要的损失。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题在于针对现有技术的缺陷，提供一种结构简单、能通过自动调中心来实现自动补偿阀芯和阀座磨损的自补偿真空阀。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种自补偿真空阀，包括具有进气口和出气口的阀体、阀杆、设于阀体内腔的阀座、设于阀体外与阀杆一端连接的流量调节机构和设于阀体内与阀杆另一端配合的阀芯，所述阀座与阀体内腔壁密封连接，阀座中心设有阀孔，其特征在于，所述阀芯为一端呈锥度的圆台，所述阀孔设有凸出于阀座表面与所述阀芯锥度适配的导向槽；所述阀体外侧在与阀杆接触处设有带凹槽的阀柱，所述凹槽内填充柔性填料，所述阀杆上设有与阀柱力平衡连接的压板，所述压板的第一表面与凹槽适配，所述压板的第二表面设有连接压板和阀柱的锁紧结构，压板与锁紧结构弹性连接。
所述阀体的进气口和出气口相对垂直设于阀体上，其中出气口的中心与所述阀杆的中心同轴，进气口设于阀座与阀柱之间的阀体上。
所述阀杆包括阀杆杆部，优选地，所述阀杆杆部从阀体外侧至内侧呈由小到大的锥形结构。
具体地，为进一步加强所述真空阀的自补偿效果，将所述阀杆杆部设为锥形结构，有利于阀杆杆部与凹槽内所述柔性填料接触时，柔性填料在压板的带动下往下蠕动从而进一步给锥形结构的阀杆杆部一个增大的下压的力，达到自动补偿阀芯和阀座在闭合接触时的被磨损量。
优选地，为使所述阀芯与阀座更好的对正配合，将所述阀芯的锥度设为3°～6°，避免了锥度过大，阀芯和阀座接触面积小导致的接触不严和导向效果差的问题；同时也避免了无锥度时，阀芯与阀座形成应力集中的刚性碰撞导致的磨损加剧问题。
进一步优选地，所述阀芯的锥度为3.2°，在该锥度下，阀芯与阀座的接触面积最大，能起到最好的导向效果及密封效果。
所述阀杆还包括与阀杆杆部连接的阀杆颈部和阀杆头部。
所述阀芯设有内腔，内腔设有与所述阀杆头部接触的固定板一和与所述阀杆颈部活动连接的固定板二，所述固定板一与固定板二分别与阀芯内腔壁密封连接。
具体地，所述固定板二中心设有与所述阀杆颈部活动连接的中心孔，所述固定板一为封闭板，仅需与所述阀杆头部接触。
所述固定板一和固定板二的距离为正好卡住阀杆头部，避免阀杆与阀芯在阀杆轴向做相对运动。
所述阀杆头部可为矩形结构、球形结构等与固定板二为面接触、线接触或点接触的结构。
优选地，为实现所述阀杆的自动调中心功能，将所述阀杆头部设为球形结构。
具体地，球形的阀杆头部与固定板二为点接触，配合阀杆颈部与阀芯的活动连接，可使阀芯相对阀杆做相对地微偏移。避免了当阀杆头部为矩形结构等与固定板二为面接触或线接触时，阀芯与阀杆位置相对固定，无法根据阀座的磨损情况作出相应偏移调整的缺点。
优选地，所述压板与阀柱之间的连接采用常规的螺栓连接，所述锁紧结构为螺母。
为实现所述螺母与压板之间的弹性连接，在凸出于压板一端与螺母连接的螺栓外表面套设弹簧后再用螺母锁紧，锁紧程度为直至所述弹簧有一定的压缩量为限。
具体地，所述阀柱与压板的连接端为凸缘结构，所述压板上以压板中心孔为中心对称设有与所述阀柱凸缘结构适配的安装孔。
为节省材料成本，所述压板的安装孔优选为2个。
进一步优选地，所述阀柱凸缘结构的安装孔为2个。
为使导向槽与所述阀座实现较好定位及稳定效果，优选地，所述导向槽与阀座的连接端延伸至凸出于阀座的另一表面。
具体地，所述导向槽与阀座之间连接方式为焊接，凸出于阀座另一表面的导向槽一端为导向槽焊接端，利于所述真空阀进行焊接时通过出气口进行焊接操作即可。
优选地，所述柔性填料可为沥清、聚硫密封膏，聚胺脂密对膏、柔性石墨等具有优异的变形性和流动性的材料。
进一步优选地，所述柔性填料为耐压性、柔韧性、可塑性、耐高温等性能优异的柔性石墨。
所述流量调节机构可为手轮手动控制机构、气动控制机构、液压控制机构或电磁控制机构。优选地为液压控制机构，易于实现阀杆的直线运动，反应速度快。
所述自补偿真空阀应用于金属冶炼行业，用来收集蒸馏出来的高温金属气体，优选地，所述自补偿真空阀采用耐高温材料制成。
进一步优选地，所述自补偿真空阀采用耐1100℃高温材料制成。
所述阀座与阀体、阀柱与阀体之间连接方式为焊接，实现整体结构的密封性及稳定性。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明所述自补偿真空阀，通过在阀柱凹槽内填充柔性石墨，在螺母与压板之间设置弹簧，使压板在弹簧的弹力作用下向下挤压柔性石墨，从而带动锥形结构的阀杆向下移动来补偿阀芯或阀座的磨损量。
真空阀的各结构相互配合实现所述真空阀的持续自动补偿磨损量，实现了所述真空阀的耐磨性，延长了使用寿命。
所述阀芯和导向槽的锥形配合设置，不仅对阀杆和阀芯起到了良好的导向作用，而且减小了所述阀芯与阀座因应力集中刚性碰撞导致的磨损。
所述阀杆与阀芯通过固定板二与阀杆颈部的活动连接，所述阀杆头部设为球形，使阀杆与固定板一的接触为点接触，从而实现阀芯相对阀杆在球形头部的控制下进行一定的径向偏移，从而自动补偿阀芯和阀座的磨损量。
该真空阀采用耐高温才料制成，适用于高温气体的过流。
附图说明
图1为所述自补偿真空阀的剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
如图1所示，一种自补偿真空阀，包括具有进气口11和出气口12的阀体1、阀杆2、设于阀体内腔13的阀座3、设于阀体外与阀杆2一端连接的流量调节机构4和设于阀体内与阀杆2另一端配合的阀芯5，其中阀座3与阀体内腔壁密封连接，阀座3中心设有阀孔31；阀芯5为一端呈锥度的圆台，阀孔31上设有凸出于阀座3表面且与阀芯5锥度适配的导向槽32；阀体外侧在与阀杆2接触处设有带凹槽的阀柱14，凹槽内填充柔性填料6，阀杆2上设有与阀柱14力平衡连接的压板7，压板7的第一表面与凹槽适配，压板的第二表面设有连接压板7和阀柱14的锁紧结构81，压板7与锁紧结构81弹性连接。
阀体的进气口11和出气口12相对垂直设于阀体1上，其中出气口12的中心与阀杆2的中心同轴，进气口11设于阀座3与阀柱14之间的阀体上。
开启流量调节机构4，使阀芯5从导向槽32处脱离，气体从进气口11进入真空阀，通过导向槽32进入出气口12，实现气体在真空阀中的过流。
阀杆2包括阀杆杆部，阀杆杆部从阀体外侧至内侧呈由小到大的锥形结构。
具体地，为进一步加强该真空阀的自补偿效果，将阀杆杆部设为锥形结构，有利于阀杆杆部与凹槽内的柔性填料6接触时，柔性填料6在压板7的带动下往下蠕动从而进一步给锥形结构的阀杆杆部一个增大的下压的力，达到自动补偿阀芯5和阀座3在闭合接触时的被磨损量。
为使阀芯5与阀座3更好的对正配合，将阀芯5的锥度设为3°～6°，避免了锥度过大，阀芯和阀座接触面积小导致的接触不严和导向效果差的问题；同时也避免了无锥度时，阀芯与阀座形成应力集中的刚性碰撞导致的磨损加剧问题。
同时阀座3的锥度对应地为3°～6°。
本实施例中将阀芯5的锥度优选为3.2°，在该锥度下，阀芯5与阀座3的接触面积最大，能起到最好的导向效果及密封效果。
阀杆2还包括与阀杆杆部连接的阀杆颈部21和阀杆头部22。
阀芯5设有内腔，内腔设有与阀杆头部22接触的固定板一51和与阀杆颈部21活动连接的固定板二52，其中固定板一51与固定板二52分别与阀芯内腔壁密封连接。
具体地，固定板二52中心设有与阀杆颈部21活动连接的中心孔，而固定板一51为封闭板，仅需与阀杆头部22接触。
固定板一51和固定板二52的距离为正好卡住阀杆头部22，避免阀杆2与阀芯5在阀杆轴向做相对运动。
阀杆头部22可为矩形结构、球形结构等与固定板二52为面接触、线接触或点接触的结构。
本实施例中，为实现所述阀杆的自动调中心功能，将阀杆头部22优选为球形结构。
具体地，球形的阀杆头部与固定板二52为点接触，配合阀杆颈部21与阀芯5的活动连接，可使阀芯5相对阀杆2做相对地微偏移。避免了当阀杆头部22为矩形结构等与固定板二52为面接触或线接触时，阀芯5与阀杆2位置相对固定，无法根据阀座3的磨损情况作出相应偏移调整的缺点。
当需使真空阀闭合时，调节流量控制机构4，阀杆2带动阀芯5与导向槽32闭合，如导向槽32或阀芯5有磨损，则阀杆头部22将自动判断阀芯5与导向槽32配合时力失衡的地方，从而使阀芯5向该处调整，实现阀芯5与导向槽32的完全接触。
同时，来自压板7上的弹性部件将促使压板7压柔性填料6，从而带动锥形结构的阀杆2向下进行一定的位移，配合阀芯5的位置调整，对阀芯5和阀座3的磨损进行自动补偿。
压板7与阀柱14之间的采用螺栓8连接，锁紧结构81为螺母。
为实现螺母与压板7之间的弹性连接，在凸出于压板7一端与螺母连接的螺栓8外表面套设弹簧9后再用螺母锁紧，锁紧程度为直至弹簧9有一定的压缩量为限。
为确保弹簧9的压力是直接传递给压板7的，故螺栓8的螺帽部分必须设于阀柱14上，螺栓8穿过阀柱14的安装孔，再穿过压板7的安装孔，然后在穿过压板7后的螺栓8外表面套设弹簧9，最后再用螺母对螺栓8进行锁紧，使螺母与压板7之间具备弹簧压缩的弹力。
具体地，阀柱14与压板7的连接端为凸缘结构，压板7上以压板中心孔为中心对称设有与阀柱14凸缘结构适配的安装孔。
本实施例中为节省材料成本，压板7的安装孔优选为2个，同时阀柱14凸缘结构的安装孔也为2个。
为使导向槽32与阀座3实现较好定位及稳定效果，导向槽32与阀座3的连接端延伸至凸出于阀座3的另一表面。
具体地，导向槽32与阀座3之间连接方式为焊接，凸出于阀座3另一表面的导向槽一端为导向槽焊接端33，利于该真空阀进行焊接时通过出气口12进行焊接操作即可。
本实施例中的柔性填料6优选为为耐压性、柔韧性、可塑性、耐高温等性能优异的柔性石墨。
为使阀杆2快速地实现直线运动，将流量调节机构4设为液压控制机构。
本发明的自补偿真空阀应用于金属冶炼行业，用于收集蒸馏出来的高温金属气体，因此该自补偿真空阀采用耐1100℃高温材料制成。
本实施例所述真空阀的阀座3与阀体1、阀柱14与阀体1之间连接方式为焊接，实现整体结构的密封性及稳定性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明的技术方案所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。