一种插板阀的制作方法

1.本实用新型涉及阀门领域，尤其涉及一种插板阀。


背景技术：

2.在真空系统中，真空阀门得到了广泛的应用，超高真空阀门和高真空阀门。目前常用的真空阀门有超高真空挡板阀、超高真空插板阀等等。
3.超高真空挡板阀主要用于高温超高真空系统，起到阀门开关作用。但它的通道为直角型结构并且通道中有障碍，所以流阻大。此外超高真空挡板阀安装要求高，并且启闭过程中扭矩大。而且由于结构设置原因，目前超高真空挡板阀的最大公称直径(dn)为80毫米，对系统选型有一定局限性。
4.超高真空插板阀主要用于超高真空系统，结构简单、成本低是超高真空插板阀的突出优点，虽然超高真空插板阀的直径可以随工况条件的具体需要而随时修改，但由于橡胶圈材料的限制，其只能用于最高烘烤温度≤150℃的工况条件下。而且它有几个致命的固有缺点：(1)阀板密封圈使用橡胶o型圈，固定在阀板t型槽内，阀门关闭时，阀芯做撑开运动，阀体将o型圈压下起到密封效果，但橡胶材料易老化、放气量大，需要定期调换密封圈。(2)在真空状态开阀时，阀芯部件两侧压差≤2700pa才能开阀，误操作或强制打开会造成密封圈跑出槽外，阀门无法密封。(3) 产品反向漏率指标低于正向漏率指标，因此两法兰不能互换安装。


技术实现要素：

5.有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是省略常规插板阀中使用的橡胶圈，提升插板阀可耐受的工况条件。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种插板阀，包括相对设置的阀板和支撑板，以及设置在所述阀板和所述支撑板之间移动的支撑架；
7.所述阀板具有阀板凹槽，所述支撑板具有支撑板凹槽，所述阀板凹槽和所述支撑板凹槽相对设置，所述支撑架的两边分别设有第一支撑架凹槽和第二支撑架凹槽，第一撑块的一端转动地设置在所述第一支撑架凹槽内，所述第一撑块的另一端转动地设置在所述阀板凹槽内，构成阀板运动副；第二撑块的一端转动地设置在所述第二支撑架凹槽内，所述第二撑块的另一端转动地设置在所述支撑板凹槽内，构成支撑板运动副；所述阀板通过所述阀板运动副产生位移，所述支撑板通过所述支撑板运动副产生位移。
8.进一步地，所述阀板运动副和所述支撑板运动副为至少两个。
9.进一步地，所述阀板与阀体的一侧接触的阀板密封面为球密封面，与所述阀板密封面接触的阀体第一密封面为锥形密封面。
10.进一步地，所述球密封面向所述阀体弯折并与所述阀板的夹角为45
°
，所述阀体第一密封面的形状与所述球密封面相对应。
11.在一些实施例中，所述支撑架安装于支撑架框架内，所述支撑架框架包括两个框
架立柱及连接于两个框架立柱底部的框架横梁，所述支撑架框架还通过框架上法兰与阀体连接，所述支撑架框架被配置为提供与所述支撑架的接触面以通过控制支撑架在所述支撑架框架内的可运行高度尺寸和阀体中口的高度尺寸的加工尺寸精度，来保证阀板的关闭高度尺寸在可控范围内。
12.进一步地，在所述框架立柱外部配合框架短管，所述框架短管被配置为通过调整所述框架短管的尺寸而调整所述支撑架在所述支撑架框架内的可运行高度尺寸。
13.进一步地，所述框架短管为相互附连的多段框架短管，所述多段框架短管被配置为通过调整两端的框架短管的尺寸而调整所述支撑架在所述支撑架框架内的可运行高度尺寸。
14.进一步地，所述阀芯和所述阀体材料至少选自以下至少之一：钴、镍、铟、铁、铝、硼、碳、铬、锰、钼、磷、硫、硅。
15.进一步地，还包括：弹簧预紧机构；所述弹簧预紧机构具有第一垫块和第二垫块；所述第一垫块和第二垫块两边通过弹簧片连接，所述第一垫块与所述支撑架连接，所述第二垫块设置于阀体的一端作为所述弹簧片弯曲的支点。
16.本实用新型提升了全金属插板阀的应用指标，使插板阀的适用温度及漏率指标达到烘烤425℃，漏率指标1*10-9
pa
·
l/s，克服了超高真空挡板阀与超高真空插板阀不耐高温、口径局限的缺点，大大提高它的使用寿命及选型空间。
17.以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。
附图说明
18.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
19.图1为本实用新型一实施例的结构剖视图；
20.图2为本实用新型阀板的结构剖视图；
21.图3为本实用新型阀板传动机构的结构剖视图；
22.图4为本实用新型支撑板传动机构的结构剖视图；
23.图5为本实用新型支撑架传动机构的结构剖视图；
24.图6a、6b为本实用新型的支撑架框架的结构剖视图及与阀板在不同位置的尺寸关系示意图；
25.图7为本实用新型阀体的尺寸关系图；
26.图8为本实用新型阀体的结构剖视图；
27.图9为本实用新型弹簧片预紧机构的结构剖视图；
28.图10为本实用新型一实施例的阀门关闭状态结构剖视图。
29.附图标记说明：100-阀芯；200-阀体；101-阀板；102-支撑板；1011
‑ꢀ
阀板凹槽；1021-支撑板凹槽；103-支撑架；1031-第一支撑架凹槽；1032
‑ꢀ
第二支撑架凹槽；104-第一撑块；105-第二撑块；106-阀板密封面；107
‑ꢀ
支撑板密封面；108-支撑架框架；1081-框架立柱；1082-框架短管；1083
‑ꢀ
框架横梁；1084-框架上法兰；h1-支撑架高度尺寸；h-阀板关闭高度尺寸； h2-阀体中口高度尺寸；201-阀体第一密封面；202-阀体第二密封面；300
‑ꢀ
弹簧
片；301-第一垫块；302-第二垫块；400-阀杆。
具体实施方式
30.以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
31.在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
32.图1示出了本实用新型的整体结构剖视图，其包括阀芯100和阀体 200，阀芯100包括相对设置的阀板101和支撑板102，以及设置在阀板 101和支撑板102之间移动的支撑架103。
33.支撑架103与阀板101和支撑板102连接地设有传动机构，用于使阀板101和支撑板102沿阀芯100的法向产生位移。
34.图2至图5示出了本实用新型阀板101、支撑板102、支撑架103及其传动机构的结构剖视图，其中，阀板101包括阀板密封面106和阀板凹槽1011，第一撑块104的一端转动地设置于阀板凹槽1011内，第一撑块 104的另一端转动地设置于支撑架103的第一支撑架凹槽1031内，形成阀板运动副。
35.支撑架103的位移带动第一撑块104在阀板凹槽1011和第一支撑架凹槽1031内转动，令阀板101随第一撑块104的转动产生位移，在本实施例中为水平位移。在第一撑块104向平行于阀板101的方向转动时，阀板101远离阀体200的一侧；在第一撑块104转动至与阀板101相垂直时，阀板101与阀体200的一侧接触并产生压紧力。第一撑块104与阀板101 的夹角至多为90
°
。因此在第一撑块104转动至与阀板101相垂直时，若继续对支撑架103施加压应力，则阀板101将对阀体200的一侧产生更多的压紧力。
36.类似地，支撑板102包括支撑板密封面107和支撑板凹槽1021，第二撑块105的一端转动地设置于支撑板凹槽1021内，第二撑块105的另一端转动地设置于支撑架103的第二支撑架凹槽1032内，形成支撑板运动副。
37.第二撑块105可在支撑板凹槽1021内转动，令支撑板102随第二撑块105的转动产生位移，在本实施例中为水平位移。在第二撑块105向平行于支撑板102的方向转动时，支撑板102远离阀体200的另一侧；在第二撑块105转动至与支撑板102相垂直时，支撑板102与阀体200的另一侧接触并产生压紧力。第二撑块105与支撑板102的夹角至多为90
°
。因此在第二撑块105转动至与支撑板102相垂直时，若继续对支撑架103施加压应力，则支撑板102将对阀体200的另一侧产生更多的压紧力。
38.支撑架103的第一支撑架凹槽1031与第二支撑架凹槽1032呈对称设置。第一支撑架凹槽1031的形状与阀板凹槽1011呈轴对称。类似地，第二支撑架凹槽1032的形状与阀板凹槽1021呈轴对称。
39.随着阀杆400的作用力，支撑架103在阀板101和支撑板102之间产生位移，第一撑块104和第二撑块105也随之转动，直至第一撑块104和第二撑块105分别与阀板101和支撑板102垂直，此时阀门达成密闭真空状态，并且可承受最大的应力，在真空度增加时阀门不
会由于外界与内部的大气压相差过大而产生泄漏。本技术的插板阀可以应用于实现高温超超高真空，例如真空度≤10^-8pa.l/s，阀板和密封材料烘烤温度≤425℃。
40.为了使得阀板的关闭高度尺寸h可控，可以在阀板的外侧设置支撑架框架108。
41.图6a、6b和图7示出了本实用新型支撑架框架108的结构剖视图。相对图1至图5的视角，图6、7绕纵轴枢转了大致90度。支撑架框架108 包括框架立柱1081、框架横梁1083和框架上法兰1084，上法兰1084沿垂直于支撑架103的运动方向安装在阀体200内，至少一个框架立柱1081 基本平行于支撑架103的运动方向设置，框架立柱1081的一端固定于法兰1084上，而另一端固定于框架横梁1083，从而使得框架横梁1083提供限制支撑架103运动位置的表面。例如，框架横梁1083可以是提供一个平面，弧面等与支撑架103的底部相接触，无论那种设置，均可有效的控制支撑架103的极限运动位置，从而改善其运动精度。此外，可选在框架立柱1081外侧设置多段框架短管1082，这样可以通过调节多段框架短管 1082的长度，尤其是两端的框架短管1082，例如靠近框架横梁1083的框架短管1082，或者靠近上法兰1084的框架短管1082的高度尺寸来控制支撑架可运行的高度尺寸h1，通过加工精度保证阀体中口高度尺寸h2，从而消除了零件间的加工及装配累积公差，使阀板的关闭高度尺寸h可控，延长阀的寿命。
42.由于支撑架框架的结构独立于阀体本身，不仅框架可选用下述各种高强度耐磨材料制造，而且后期维护也十分便捷，可单独拆卸更换。
43.应当理解，除了采用多段的框架短管，也可以采用与框架支柱等长的单根框架管套于框架支柱外。
44.图8示出了本实用新型阀体200的结构剖视图，其具有阀体第一密封面201与阀体第二密封面202。阀体200为中空结构，用于供流体通过，在此不作限定。
45.阀芯100设置于阀体200内，阀板密封面106与阀体200的阀体第一密封面201相对。支撑板密封面107与阀体200点阀体第二密封面202相对。在阀板密封面106与阀体第一密封面201，以及支撑板密封面107与阀体第二密封面202相接触时，密封面之间产生压紧力，阀门即得到密封。
46.由于阀板和支撑板采用了水平位移的运动形式，减小了阀门启闭时产生的摩擦，可靠地增加了阀门的寿命。
47.可选地，为了增加密封面之间的压紧力，阀板运动副和支撑板运动副可为至少两个。此时阀板凹槽、支撑板凹槽、支撑架和撑块的数量也随之增加为原先的至少两倍，与阀板运动副和支撑板运动副的数量相对应。
48.进一步地，阀板密封面106为球密封面，其向阀体200弯折并与阀板 101的角度呈45
°
，与阀板密封面106相对的阀体第一密封面201为锥形密封面，此时阀门的密闭程度达到最佳。
49.进一步地，阀门的制造材料为金属并选自以下至少之一：钴、镍、铟、铁、铝、硼、碳、铬、锰、钼、磷、硫、硅。优选为钴基合金，更优选为司太立(stellite)合金，例如stellite1、stellite4、stellite6、stellite12、stellite20、stellite31、stellite100等，最优选为stellite1合金。由于全金属的使用，使得阀门可以耐受425℃的高温。
50.进一步地，如图9所示，阀芯100还包括弹簧预紧机构，具有第一垫块301和第二垫块302，第一垫块301和第二垫块302两边通过弹簧片300 连接，第一垫块301与支撑架103连
接，第二垫块302设置于阀体200的一端作为弹簧片300弯曲的支点，在本实施例中第二垫块302被设置于阀体200底部。
51.图10示出了阀门在关闭状态下的结构剖视图，阀门在关闭过程中，在阀杆400的作用力下，支撑架103向下运动，此时在支撑架103的带动下，第一撑块104和第二撑块105开始转动，并将阀板101和支撑板102 向两侧水平推出，此时在阀板101和支撑板102的带动下，弹簧片300开始弯曲变形，当第一撑块104和第二撑块105旋转至分别与阀板101和支撑板102垂直时，阀板密封面与阀体密封面接触，并产生压紧力，保证阀门密封性能。此时的弹簧片300也弯曲至最大程度。当开启阀门时，支撑架103在阀杆400的带动下向上运动，带动第一撑块104和第二撑块105 转动，此时弹簧片300也从弯曲状态释放，令阀板101与支撑板102快速的脱离阀体200，阀板密封面瞬间脱离阀体密封面，实现了开启或关闭阀门时，密封面0摩擦，进一步降低了密封面因摩擦而而损坏的情况发生。此外，由于省略了常规的橡胶密封圈，在阀门准备开启时，无需等待阀芯部件两侧压差≤2700pa即可开阀，方便且快捷。
52.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。