专利名称：密封截止多用阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种密封截止和抽空排气、充注工质多用阀。具体地说，是关于一种用于热管、真空相变装置、真空或压力容器的，可用以制备真空、充注工质、排不凝气和／或密封截止的，可具有一定安全保险功能的多用阀。
现有的热管、真空相变装置的抽空排气充工质一般均采用预置一管咀的方法。参阅《中国专利公开87103423A；发明名称热管，申请人昭和铝株式会社》。另外，目前世界上行销的各类电冰箱和冷冻柜的抽空充氟口亦是管咀形的一段铜铝管接头。以上这些管咀形抽口的密封截止一般采用锥形销口密封速焊法和冷焊钳切断后再熔焊法，参阅《锅炉和窑炉节能热管换热器，第152页》(哈尔滨工业大学出版社，1985年7月第1版)；参阅《实用热管技术，第47－49页》(池田义雄、伊藤谨司、槌田昭编著，商政宋、李鹏龄译；化学工业出版社，1988年10月第1版)。以上这两种焊接密封的方法工艺比较可靠，但排不凝气或维修再充工质时需要锯或切开焊接头，需专用设备，工序复杂工效低，加之一般管咀焊接头的长度只可用1－3次，长期使用不大经济。
《中国专利87209247；实用新型名称高效散热器；申请人张连勇》提出充注工质和制真空的排气咀为M10x1.25螺母焊置的方案，由于采用现有一般螺母，操作时螺纹与螺母属相对滑动摩擦，密封不可靠且扭矩力太大，当用于薄壁材料做被密封容器时，易扭裂有关焊缝产生泄漏。
《中国专利87200759；实用新型名称一种用于热管的排气阀；申请人南京化工学院》提出了一种钢球式排气阀。此阀将钢球做为密封件，钢球与阀座是相对不动的静密封，靠挤压方式使阀座排气孔园周产生均匀塑性变形，密封可靠，扭矩力小，成本低廉，且能反复多次使用，但其阀帽与阀芯是分开的两个部件，只用于手工热真空法排不凝气，而不便于机械法操作抽真空注工质和密封截止。另外，由于没有设置导气机构，当用于内容积较大或较复杂的热管或真空相变装置时，排不凝气不畅，制备真空速率较差。
本实用新型的目的是提供一种可用于热管、真空相变装置，真空或压力密封容器的可以用手工特别是机械法操作抽真空、注工质，密封截止的综合功能多用阀。
本实用新型的另一个目的是提供一种便于通过阀帽阀座一端装拆串片、肋片等装置，可锁紧阀帽增加密封可靠度和减少与周围其它物体碰撞几率的热管、真空相变装置用截止阀。
本实用新型的第三个目的是提供一种附带有导气槽以提高排气速率和设有安全保险机构的金属密封截止阀。
本实用新型是这样实现的，在一个有阀座、阀帽、钢球式阀芯及螺纹构成的截止阀中，阀帽与钢球式阀芯之间有定位连接机构。使用操作时，除钢球式阀芯与阀座因凹凸吻合原理自动定位外，阀帽与钢球式阀芯之间经定位连接机构按同轴定位关系成相对绕轴线转动的，可一次性定位安置于阀座中的一个有机组合体，便于手工特别是机械夹持操作。当将此阀置于人手无法进入的真空获得设备、管路、阀门或法兰等装置中时，采用机械手或机械夹持装置可以方便准确地将阀帽、钢球式阀芯一次性的定位安置于阀座中，使抽真空、注工质、密封阀口三道工序一次完成，并且不再需要用焊接封口而密封效果很好。当需要排不凝气或再抽真空添加工质时，无需钢锯切，焊枪割等破坏性措施，只需用扳手或机械夹持装置就可重新启封，数十次的装拆密封。因此，也就向社会提供了一种可手工特别是机械化方法高效制备和便于维修的热管和真空相变装置。
本实用新型的定位连接机构可以由薄板成形的两端有内缩凸缘的环形圈和阀帽下端的定位凸台镶嵌组成。环形圈的内径约等于钢球的直径，其外径略小于阀座螺纹孔。环形圈的高度大于钢球的半径小于钢球的直径，它可以是有开口缝的一个环，也可以是闭合的一个整圈，环形圈的一端包裹挂住钢球，另一端镶嵌在阀帽下端的定位凸台上。定位凸台与环形圈的结合处可以是燕尾槽式，也可以是梯形或成一个窄缝隙环的钩槽形。
本实用新型的定位连接机构还可以由软质或不干胶粘剂和／或阀帽上的定位凸台和环形圈组成。定位凸台是阀帽下端的一个平台，其直径小于阀帽螺纹处直径，边缘与凸台平面垂直或成梯形。环形圈由薄板成形或在阀帽上直接加工，它的内径等于或小于钢球的直径，高度等于或小于钢球的半径，其一端与定位凸台连为一体，当采用胶粘剂时，将胶粘剂涂于环形圈与钢球式阀芯之间起连接作用，定位凸台和环形圈起轴向定位作用，钢球式阀芯与阀帽之间成为按同轴定位关系相对绕轴线转动的一个有机组合体。当采用机械夹持器上的附加装置而不用胶粘剂连接时，定位凸台和环形圈同样起轴向定位作用，与机械夹持器的合力起连接作用，共同保证阀芯和阀帽成为按同轴定位相对绕轴线转动的组合体。
本实用新型的阀帽或阀座螺纹壁上设有导气槽。导气槽是数条与阀帽阀座轴向平行或有一定旋转角并均布于螺纹壁上的排气槽道。导气槽比螺纹略深，槽底呈园或方型，其一端穿过螺纹壁与大气相通，另一端与阀密封处相通。当用于排不凝气时，其效果比仅利用螺纹间隙排放时速度快、效果好。特别是用于较复杂的热管(如分离式热管)或真空相变装置时效果很显著。
本实用新型的阀帽最好采用园柱直筒或阶梯形状，即阀帽上端直径等于或小于阀帽螺纹处直径，便于热管体装拆串片肋片等，也便于阀帽与阀体装配呈平头，沉头连接。
本实用新型还可以是一个附加有温度和压力安全保险机构的阀，在阀密封环上有保险槽，保险槽由低熔点合金密封封闭。保险槽一般设1－4条，也可以在整个密封环面上设保险槽，使阀具有更大的排气量。保险槽的长度以超过阀座密封环的最大宽度并加适当的阀座塑性变形预置量为宜，保险槽的深度和数量根据被密封装置的最大工作容积和安全排气量确定，封闭保险槽的低熔点合金应根据被密封容器最高安全压力和温度试验选用。
本实用新型的阀帽上端可以是内六方，用以与内六方扳手或机械夹持装置相匹配，阀帽与阀体外端呈平头、沉头或凸台连接，以减少阀帽与周围其它物体的碰撞几率，增加其长期锁紧的安全可靠度。
本实用新型的阀帽上端还可以是半园方、外四方、外六方及多棱方，便于各类扳手或机械夹持装置操作，采用此种方案时，阀帽与阀座呈凸台连接。
本实用新型的阀帽上端还可以设置一锁紧机构。在阀帽螺纹延续部分上增设锁紧机构可以使阀具有更强的抗振动能力，当用于较强的振动场合时，可以确保长期密封性能。
本实用新型由于设置了数种定位连接机构，阀帽和阀芯可手工或机械一体操作，特别是阀座置于真空室、管路、阀门或法兰等装置中时，手工无法在密封的环境中操作，而将阀帽和阀芯作为一个有机组合部件夹持操作具有机械手或夹持器具结构简化、工效提高、操作故障率降低的优点。另外，由于设置了专门的导气槽，使排气效率提高，特别利于形状复杂和容积较大的热管和真空相变装置的再生排不凝气操作。当阀附带有安全保险机构时，设置导气槽可以在长期运行中安全可靠地保证排不凝气顺畅。
本实用新型集真空制备、加注工质、排不凝气和密封截止，安全保险多种功能于一身，而其成本增加不大，提高了制热管和真空相变装置的效率，简便了维修操作，增强了使用寿命和安全性能。对进一步推广和普及热管、真空相变装置等高效节能产品具有积极意义。
图1－1～4，本实用新型的基本结构半剖面图和俯视图，其中1－阀帽、2－定位连接机构、3－阀座、4－阀芯、11－内六方、半园方及多棱方、12－螺纹壁、13－导气槽、21－定位凸台、22－环形圈、31－密封环、32－阀孔、33－阀座半园方。
图2－1～2，一种具体结构半剖面图和俯视图，其中1－阀帽、2－定位连接机构、3－阀座、4－阀芯、11－内六方孔、12－螺纹壁、13－导气槽、21－定位凸台、22－环形圈、23－不干胶、31－密封环、32－阀孔、34－阀座导气槽。
图3，另一种具体结构剖面图，其中1－阀帽、2－定位连接机构、3－阀座、4－阀芯、11－内六方扳手孔、12－螺纹壁、13－导气槽、21－定位凸台、22－环形圈、31－密封环、32－阀孔。
图4－1～2，一种小型结构半剖面图，其中
1－阀帽、2－定位连接机构、3－阀座、4－阀芯、5－锁紧螺母、6－锁紧止动件、7－容器管咀、11－内六方扳孔、12－螺纹壁、13－导气槽、21－定位凸台、22－环形圈；31－密封环、32－阀孔、33－外四、六方、半园方。
图5－1－2，安全保险机构示意图，其中3－阀座，31－密封环、32－阀孔、35－保险槽及低熔点合金。
图1－1－4，是基本结构半剖面图和俯视图，它示出了本实用新型的第一个实施例，即主要由阀帽1、定位连接机构2、阀座3和阀芯4组成的密封截止和抽空排气多用阀。阀帽1的上端是半园方11(还可以是内六方或多棱方)，其直径等于或小于阀帽螺纹处直径，它与阀座外端呈凸台连接。半园方的下部是螺纹壁12，其上有与阀帽轴线平行或成一定旋转角的导气槽13。导气槽贯穿螺纹壁，其上端与大气相通，下端与阀密封处相通，深度略大于螺纹的深度，宽约1－4mm，槽形为方或半园形，导气槽有1－6条。阀帽1经定位连接机构2与钢球式阀芯4定位连接。本实施例中定位连接机构2由阀帽下沿的定位凸台21与环形圈22镶嵌组成；定位凸台与环形圈的结合处是燕尾槽式，也可以是梯形或成一个窄缝隙环的沟槽形。环形圈22由薄板成形，它的内径约等于钢球的直径，外径略小于阀座3的螺纹孔，它的高度大于钢球的半径，其两端是内缩凸缘，上凸缘与定位凸台21镶嵌连接，下凸缘将阀芯4包裹挂住；阀座3的轴线上有阀孔32，孔的上端有与阀帽螺纹相应的螺纹壁，中部有密封环31；阀座的外下部有便于扳手操作的外四、六方或半园方33。本附图中的阀帽直径20mm，钢球直径16－18mm，环形圈由0.25－0.5mm薄板制成，阀座外径25mm，密封环内径14－17mm。此阀可用于热管或真空相变装置的手工或机械法密封截止、抽空排气和注工质，当用机械法抽真空时，可以将阀帽和连为一体的钢球式阀芯用一套机械手或机械夹持器具在密闭的条件下夹持至真空室中操作，解决了人手无法伸至真空室内操作的难题。注工质和密封截止工序亦可在密闭条件下由机械手完成。本阀的分子流流导是现有针形阀，锥销阀和钢球阀的57－162倍以上，这将大大提高制备热管和真空相变装置的速率和极限真空度，进一步保证和提高热管，真空相变装置的节能效率。
图2－1～2是一种具体结构半剖面图和俯视图，它示出了本实用新型的第二个实施例。图中阀帽1呈上下同直径的园柱形，其直径15－36mm，阀帽的上端是内六方11(还可以是外四、六方)，它与阀座3的上端呈平头、沉头连接，阀帽螺纹壁12上有垂直或成一定旋转角设置的导气槽13，导气槽的上端与大气相通，导气槽的深度略大于螺纹的深度，宽约1－4mm、槽形为方或半园形，导气槽有3－6条。钢球式阀芯4直径15－36mm，经定位连接机构2与阀帽1定位连接，本实施例中定位连接机构由阀帽上的定位凸台21、环形圈22和软性或不干胶粘剂23组成。定位凸台是阀帽下端的一个平台，其直径小于阀帽螺纹处直径，其边缘与凸台平面垂直或成梯形，环形圈由0.25－2.0mm薄板成形，它的内径等于或小于钢球的直径，一般为10－36mm，高度等于或小于钢球的半径，它的一端与定位凸台连为一体，软性或不干胶粘剂将环形圈与钢球式阀芯相互粘连，使阀帽与阀芯定位连接组成一个可以各自绕同一轴线转动的组合体，阀座3的外径40mm左右，它的轴线中心是阀孔32，孔直径15－34mm，孔的上端有与阀帽螺纹对应的螺纹壁，本实施例阀座螺纹壁上亦设有导气槽34，导气槽上端穿出螺纹壁与大气相通，下端与阀座密封处相通，导气槽的宽深一般为1－4mm；阀孔中部有阀密封环31，其内径14－34mm，在密封环上设置3－6条安全保险槽，保险槽宽深各约1－4mm，保险槽用低熔点合金密封后保持阀密封环的平整度和正常使用温度压力下的密封性能，当被密封装置内温度压力超过限定范围时，低熔点合金被熔化冲出，压力得以泄放，容器不会引起爆炸或涨破等事故。阀座外部的上端有与被密封装置组装焊接的阀座凸缘。此阀可用于大直径的热管或真空相变装置的密封截止、抽空排气和注工质，当用于机械法抽真空时其总流导大于8升／秒以上。
图3是另一种具体结构的剖面图，它示出了本实用新型的第三个实施例，图中阀帽1呈上下同直径的园筒形，其直径20mm，阀帽上端是内六方扳手孔11，阀帽园周表面有螺纹及其组成的螺纹壁12，其上有垂直设置的导气槽13。定位机构2由阀帽下端的定位凸台21和环形圈22组成，环形圈由0.5mm以上的薄板成形或在定位凸台上直接加工制成，其内径小于钢球直径，一般约为3－15mm，环形圈由定位凸台上直接加工成形时，可以是一个盲孔，也可以是一个与阀帽内六方扳手孔相通的通孔。定位机构2和定位机械夹持器的合力将阀帽1和钢球式阀芯4连接成同轴定位相对绕轴线转动的有机组合体。阀座3的外径约25mm左右，其轴向中心有密封环31和阀孔32，密封环的内径约14－17mm，此阀可通用于热管、真空相变装置或压力容器的密封。
图4－1～2是一种小型的具体结构半剖面图和俯视图，它示出了本实用新型的第四个实施例。阀帽1的上端是内六方11，阀帽的园周表面是螺纹壁12，阀帽整体形状呈上下同直径的园柱状，与阀座上端呈凸台连接，钢球式阀芯4经定位连接机构2与阀帽连接定位。本实施例中定位连接机构由阀帽上的定位凸台21和环形圈22组成。定位凸台是阀帽螺纹壁下端的一个平台，其直径小于阀帽螺纹处直径，其边缘与凸台平面垂直或成梯形。环形圈可由定位凸台上直接加工，也可由薄板成形后再粘合或嵌合于定位凸台21上；环形圈的内径等于或小于钢球的直径，一般以3－12mm较佳，其高度等于或小于钢球的半径，一般取0.5mm以上至钢球的半径以下。阀座3的中部有密封环31，阀座下端外部成便于扳手操作的外四、六方或半园方。本附图中阀帽螺纹壁12的总高度大于阀座螺纹壁的总高度，两者间呈凸台连接。本阀帽延伸出阀座螺纹的外部，增设一个锁紧机构，锁紧螺母5和锁紧止动件6组成。锁紧螺母的外部是便于扳手操作的外四、六方。本实施例中的阀帽外径12mm左右，钢球直径约12mm左右，阀座外径16mm左右，阀孔14mm左右，阀座密封环内径10mm左右。此阀可用于替代冰箱、小型制冷设备的抽空充氟短管；可做为压力装置和管道的密封截止阀；也可替代小口径盲板或法兰密封，以简化结构，比使用垫圈特别是非金属类垫圈的法兰密封效果好。它具有法兰静密封的优点，又具有螺纹式密封截止简便快装的特点，同时还具有抗振动性能。本实施例如做为抽空充制冷剂和密封截止，其通孔可以等于或大于现有的短管内径，以增大流导。密封操作可一次完成，不需要再焊接，其使用寿命是现有短管的15倍以上。
图5－1－2是本实用新型的安全保险机构示意图。图中3是阀座，31是密封环，32是阀孔，35是安全保险槽及低熔点合金，安全保险槽根据阀密封环内径的大小设置1－4条，其深宽各1－4mm，长度以超过密封环的最大宽度并加适当的塑性变形预置量为宜，槽的底部以方或园形较佳。保险槽也可以是一个复盖密封环整体的环形结构。低熔点合金应根据被密封容器的最高安全温度和压力选用，通常有铅、锡、铋、锌、铜、铝、镉、锑等不同配比的合金组成。
权利要求1.一种用于抽空排气的密封截止多用阀，由阀座、阀帽、钢球式阀芯及螺纹构成，其特征在于阀帽与钢球式阀芯之间有定位连接机构，阀帽与阀芯按同轴定位关系成相对绕轴线转动的、可一次性定位安置于阀座中的一个有机组合体。
2.如权利要求1所述的阀，其特征在于阀帽和钢球式阀芯之间的定位连接机构由薄板成形的环形圈和定位凸台镶嵌组成。
3.如权利要求1所述的阀，其特征在于阀帽和钢球式阀芯之间的定位连接机构由软质或不干胶粘剂和／或阀帽下端的定位凸台和环形圆组成。
4.如权利要求1所述的阀，其特征在于阀帽和／或阀座螺纹壁上设有导气槽。
5.如权利要求2或3所述的阀，其特征在于阀帽上端直径等于或小于阀帽螺纹处直径。
6.如权利要求2或3所述的阀，其特征在于阀座密封环上有安全保险机构，保险槽由低熔点合金密封封闭。
7.如权利要求4所述的阀，其特征在于阀帽上端成内六方，阀帽与阀座外端呈平头、沉头或凸台连接。
8.如权利要求4所述的阀，其特征在于阀帽上端成半园方、外四、六方及多棱方，阀帽与阀座外端呈凸台连接。
9.如权利要求7或8所述的阀，其特征在于阀帽上端还有一锁紧机构。
专利摘要一种用于热管、真空相变装置、真空或压力容器的多用截止阀。由阀座、钢球式阀芯、阀帽及螺纹构成，其特征是阀芯与阀帽之间有定位连接机构，阀帽与阀芯按同轴定位关系成相对绕轴线转动的组合体；阀帽或阀座螺纹壁上有导气槽、并设有安全保险机构。可用于手工特别是机械法操作制备真空、注工质、高效排不凝气和密封截止。
文档编号F16K1/00GK2076627SQ89221130
公开日1991年5月8日 申请日期1989年12月11日 优先权日1989年12月11日
发明者刘玉海, 刘玉明 申请人:刘玉海, 刘玉明