專利名稱：超高真空蝶閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種閥門，尤指一種應(yīng)用于真空技術(shù)領(lǐng)域，它覆蓋國(guó)防，科研，航天，電子，機(jī)械，冶金，能源，環(huán)保，生物，制冷，食品等方面；主要在超高真空系統(tǒng)或高真空系統(tǒng)中起到接通和關(guān)閉系統(tǒng)中介質(zhì)流的閥門作用，并且在蝶門的啟閉過(guò)程中有明顯節(jié)流效果的超高真空蝶閥裝置。

背景技術(shù)：
在真空系統(tǒng)中，離不開(kāi)閥門；所以在真空系統(tǒng)中，真空閥門得到廣泛的應(yīng)用，尤其是超高真空閥門和高真空閥門。目前常用的超高真空閥門有“超高真空插板閥”；常用的高真空閥門有“高真空蝶閥”，“高真空擋板閥”等等。
“超高真空插板閥”和本產(chǎn)品一樣都可用于超高真空系統(tǒng)，起到閥門的作用。它有通道直通并且無(wú)障隘，流阻小等優(yōu)點(diǎn)；但它有體積大，造價(jià)高，安裝空間要求寬大，并且啟閉過(guò)程中不能節(jié)流，對(duì)系統(tǒng)沖擊大，對(duì)自動(dòng)化控制設(shè)備有比較大的損害等缺點(diǎn)； “高真空蝶閥”與本產(chǎn)品一樣同屬蝶閥。體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低是“高真空蝶閥”突出的優(yōu)點(diǎn)；但它最高只能用到高真空條件，不能用于超高真空工況下；而且它有以下幾個(gè)致命的固有缺點(diǎn)(1)軸向密封件是橡膠O形圈，通過(guò)與閥桿徑向過(guò)盈配合而達(dá)到密封的效果，這樣閥桿旋轉(zhuǎn)時(shí)與O形圈發(fā)生嚴(yán)重磨搽，使壽命大大降低，并且不能形成超高真空，最高只能達(dá)到高真空，所以它被叫作“高真空蝶閥”；(2)在蝶門啟閉過(guò)程中蝶門密封圈與閥體始終發(fā)生嚴(yán)重的磨搽，并且有蠕動(dòng)現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)密封圈還會(huì)起皺或凸起，甚至發(fā)生剪切現(xiàn)象，影響密封性能，使產(chǎn)品壽命大大降低。(3)產(chǎn)品反向漏率指標(biāo)低于正反向漏率指標(biāo)，因而兩法蘭不能互換安裝。
“高真空擋板閥”也是高真空閥門，它也只能用于高真空工況下。由于常規(guī)的結(jié)構(gòu)是直角型，即兩個(gè)通道口法蘭安裝面構(gòu)成90°直角形式，所以有時(shí)侯本來(lái)可以直線布設(shè)管道的情況卻因它是直角型結(jié)構(gòu)而不得不彎道而行，這樣增加了工期和成本；另外與同規(guī)格的蝶閥相比它體積較大，占用設(shè)備空間大，包裝箱也大，這樣占用資源嚴(yán)重。
為此，人們期盼發(fā)明一種既能達(dá)到超高真空性能，又是體積小、而且沒(méi)有像“超高真空插板閥”、“高真空蝶閥”、“高真空擋板閥”一樣之缺點(diǎn)的一種新型的綠色產(chǎn)品，填補(bǔ)真空行業(yè)“超高真空蝶閥”這個(gè)空白，更好地滿足目前日益發(fā)展的真空技術(shù)要求，更廣泛地應(yīng)用于真空技術(shù)的各種領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述不足之處，本實(shí)用新型的主要目的旨在提供一種復(fù)合軌跡螺旋通孔的閥桿結(jié)構(gòu)、波紋管加密封圈的動(dòng)靜密封相結(jié)合的密封結(jié)構(gòu)和滾珠螺母副結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)類型的蝶閥，使之既能達(dá)到超高真空性能，又能延長(zhǎng)使用壽命且體積精小的超高真空蝶閥。
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是要解決如何提升蝶閥的應(yīng)用指標(biāo)，使蝶閥真空漏率指標(biāo)達(dá)到超高真空指標(biāo)的要求問(wèn)題，要解決如何使體積變小，成本變低，使用壽命又長(zhǎng)等有關(guān)技術(shù)問(wèn)題。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該裝置有手輪、閥體和啟閉件等部件，與閥體活動(dòng)配合的閥桿與啟閉件之間為傳動(dòng)連接，還包括滾珠螺母副、閥體、蝶門、閥桿、波紋管組件、密封圈和銷軸，各部件依托在閥體的不同部位，相互連接和聯(lián)系，組合為一完整的蝶閥，其中 一手輪與閥桿的小端通過(guò)推力軸承A和推力軸承B連接在一起，在作軸向直線運(yùn)動(dòng)的閥桿上套設(shè)有與滾珠螺母副作固定密封連接的波紋管組件，波紋管組件與閥桿作固定密封配合，閥桿上設(shè)有復(fù)合軌跡螺旋通孔； 一閥桿穿過(guò)波紋管組件，并露出一段小端圓柱體，在波紋管組件的小端內(nèi)孔與閥桿小端圓柱體之間安裝有一組波紋管小端密封圈，在波紋管組件的大端安裝有波紋管大端密封圈，波紋管組件的大端與波紋管大端密封圈一起被壓緊在鋼球護(hù)架的內(nèi)孔底端平面上，小端靜密封和大斷靜密封之間通過(guò)波紋管組件緊密的連接在一起；閥桿軸向移動(dòng)時(shí)，閥桿的小端連同波紋管組件的小端一起對(duì)波紋管進(jìn)行壓縮或拉伸，所述小端靜密封和大端靜密封與波紋管動(dòng)密封組合為動(dòng)靜密封相結(jié)合的結(jié)構(gòu)； 一蝶門的下端配有一個(gè)球頭轉(zhuǎn)軸，通過(guò)球頭轉(zhuǎn)軸與閥體的一個(gè)圓孔配合連接，為球型支撐結(jié)構(gòu)，蝶門的另一端是兩個(gè)固定的軸承座，蝶門通過(guò)向心軸承B和蝶門密封圈安裝在閥體內(nèi)； 一圓柱滾動(dòng)體銷軸的兩端限位于蝶門上兩個(gè)固定軸承座上，外側(cè)通過(guò)向心軸承A支撐在軸承座上，銷軸穿過(guò)閥桿的復(fù)合軌跡螺旋通孔，銷軸的柱面與復(fù)合軌跡螺旋通孔的兩側(cè)螺旋面始終相切，且為線形相切，銷軸柱面上的母線為相切線，形成柱面支撐結(jié)構(gòu)，并與閥桿相連接。
所述的超高真空蝶閥的滾珠螺母副由鋼球護(hù)架和鋼球、鋼球內(nèi)圈和手輪組裝旋合而成，圓柱體結(jié)構(gòu)的鋼球護(hù)架，在沿其圓柱體的圓周上加工一周圓孔，圓孔內(nèi)放置鋼球，這些孔分布在一個(gè)螺旋節(jié)距上，由鋼球組成的螺旋凸節(jié)，其法平面的牙形為鋼球的半圓，鋼球護(hù)架的內(nèi)孔中裝有鋼球內(nèi)圈；圓柱筒體結(jié)構(gòu)的手輪，其內(nèi)孔柱面上加工成圓弧形螺旋槽，該圓弧形螺旋槽的螺旋節(jié)距與鋼球護(hù)架上由鋼球組成的螺旋凸節(jié)為相互匹配結(jié)構(gòu)，其法平面的牙形也是鋼球的半圓；滾珠螺母副的下端與平鍵相連接，并通過(guò)滾針軸承和限位擋圈與閥體相連接。
所述的超高真空蝶閥的復(fù)合軌跡螺旋通孔的各段分別由關(guān)門自鎖狀態(tài)、關(guān)門自鎖階段、偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)階段、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)階段、開(kāi)門自鎖狀態(tài)和開(kāi)門自鎖階段位置組成，各位置由蝶門與閥體密封面之間產(chǎn)生不同夾角的軌跡線形成復(fù)合軌跡螺旋通孔的法向截面中心線正交與閥桿的軸心線；銷軸從相位角0°狀態(tài)旋轉(zhuǎn)為90°狀態(tài)，帶動(dòng)蝶門繞閥桿的軸心線旋轉(zhuǎn)了90°。
本實(shí)用新型的有益效果是該裝置采用滾珠螺母副結(jié)構(gòu)，其滾動(dòng)原理與滾動(dòng)軸承相近，其傳動(dòng)原理與螺旋副相同，其優(yōu)點(diǎn)是磨搽阻力小，克服了普通螺紋副磨搽力大的缺點(diǎn)；采用小端靜密封和大端靜密封與波紋管動(dòng)密封組成的一種新型的組合密封結(jié)構(gòu)形式，起到了動(dòng)靜密封相結(jié)合的良好的密封效果；采用復(fù)合軌跡螺旋通孔的閥桿結(jié)構(gòu)，改變了蝶門運(yùn)動(dòng)方式，使蝶門密封圈先離開(kāi)閥體再讓蝶門發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也就是叫做密封無(wú)磨搽運(yùn)動(dòng)；分解蝶門的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，由原來(lái)的單一的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)分解成“偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)”的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)階段；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)合理，既能達(dá)到超高真空性能，又具有體積精小，成本低和使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
附


圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)立體示意圖； 附圖2為本實(shí)用新型移去手輪后的立體示意圖； 附圖3為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)剖視圖； 附圖4為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)的各部件分解結(jié)構(gòu)示意圖； 附圖5為本實(shí)用新型復(fù)合軌跡螺旋通孔的閥桿結(jié)構(gòu)仰視圖； 附圖6為本實(shí)用新型復(fù)合軌跡螺旋通孔的閥桿結(jié)構(gòu)主視圖； 附圖7為本實(shí)用新型蝶門在偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)階段的原理示意圖； 附圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明 1-推力軸承A；30-復(fù)合軌跡螺旋通孔； 2-手輪； 31-關(guān)門自鎖狀態(tài)； 3-推力軸承B；32-關(guān)門自鎖階段； 4-鋼球內(nèi)圈； 33-偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)階段； 5-波紋管小端密封圈； 34-旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)階段； 6-波紋管組件； 35-開(kāi)門自鎖狀態(tài)； 7-波紋管大端密封圈； 36-開(kāi)門自鎖階段； 8-閥桿； 40-蝶門柱面支撐沿軌跡線運(yùn)動(dòng)； 9-鋼球護(hù)架； 41-關(guān)門方向； 10-鋼球；42-軌跡線； 11-滾針軸承；43-閥體密封面； 12-限位擋圈；44-蝶門密封圈高點(diǎn)偏移量S1； 13-向心軸承A； 45-蝶門密封圈低點(diǎn)偏移量S2； 14-蝶門；46-蝶門固定球支撐； 15-銷軸；47-開(kāi)門方向； 16-球頭轉(zhuǎn)軸；48-蝶門柱面支撐； 17-向心軸承B； 18-蝶門密封圈 19-閥體； 20-平鍵； 具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱附
圖1、2、3、4、5、6、7所示，本實(shí)用新型有手輪、閥體和啟閉件等部件，與閥體活動(dòng)配合的閥桿與啟閉件之間為傳動(dòng)連接，其還包括滾珠螺母副、閥體19、蝶門14、閥桿8、波紋管組件6、密封圈和銷軸15，各部件依托在閥體19的不同部位，相互連接和聯(lián)系，組合為一完整的蝶閥，其中 一手輪2與閥桿8的小端通過(guò)推力軸承A1和推力軸承B3連接在一起，在作軸向直線運(yùn)動(dòng)的閥桿8上套設(shè)有與滾珠螺母副作固定密封連接的波紋管組件6，波紋管組件6與閥桿8作固定密封配合，閥桿8上設(shè)有復(fù)合軌跡螺旋通孔30； 一閥桿8穿過(guò)波紋管組件6，并露出一段小端圓柱體，在波紋管組件6的小端內(nèi)孔與閥桿8小端圓柱體之間安裝有一組波紋管小端密封圈5，在波紋管組件6的大端安裝有波紋管大端密封圈7，波紋管組件6的大端與波紋管大端密封圈7一起被壓緊在鋼球護(hù)架9的內(nèi)孔底端平面上，小端靜密封和大斷靜密封之間通過(guò)波紋管組件6緊密的連接在一起；閥桿8軸向移動(dòng)時(shí)，閥桿8的小端連同波紋管組件6的小端一起對(duì)波紋管進(jìn)行壓縮或拉伸，所述小端靜密封和大端靜密封與波紋管動(dòng)密封組合為動(dòng)靜密封相結(jié)合的結(jié)構(gòu)； 一蝶門14的下端配有一個(gè)球頭轉(zhuǎn)軸16，通過(guò)球頭轉(zhuǎn)軸16與閥體19的一個(gè)圓孔配合連接，為球型支撐結(jié)構(gòu)，蝶門14的另一端是兩個(gè)固定的軸承座，蝶門14通過(guò)向心軸承B17和蝶門密封圈18安裝在閥體19內(nèi)； 一圓柱滾動(dòng)體銷軸15的兩端限位于蝶門14上兩個(gè)固定軸承座上，外側(cè)通過(guò)向心軸承A13支撐在軸承座上，銷軸15穿過(guò)閥桿8的復(fù)合軌跡螺旋通孔30，銷軸15的柱面與復(fù)合軌跡螺旋通孔30的兩側(cè)螺旋面始終相切，且為線形相切，銷軸15柱面上的母線為相切線，形成柱面支撐結(jié)構(gòu)，并與閥桿8相連接。
所述的超高真空蝶閥的滾珠螺母副由鋼球護(hù)架9和鋼球10、鋼球內(nèi)圈4和手輪2組裝旋合而成，圓柱體結(jié)構(gòu)的鋼球護(hù)架9，在沿其圓柱體的圓周上加工一周圓孔，圓孔內(nèi)放置鋼球10，這些孔分布在一個(gè)螺旋節(jié)距上，由鋼球10組成的螺旋凸節(jié)，其法平面的牙形為鋼球10的半圓，鋼球護(hù)架9的內(nèi)孔中裝有鋼球內(nèi)圈4；圓柱筒體結(jié)構(gòu)的手輪2，其內(nèi)孔柱面上加工成圓弧形螺旋槽，該圓弧形螺旋槽的螺旋節(jié)距與鋼球護(hù)架9上由鋼球10組成的螺旋凸節(jié)為相互匹配結(jié)構(gòu)，其法平面的牙形也是鋼球10的半圓；滾珠螺母副的下端與平鍵20相連接，并通過(guò)滾針軸承11和限位擋圈12與閥體19相連接。
所述的超高真空蝶閥的復(fù)合軌跡螺旋通孔30的各段分別由關(guān)門自鎖狀態(tài)31、關(guān)門自鎖階段32、偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)階段33、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)階段34、開(kāi)門自鎖狀態(tài)35和開(kāi)門自鎖階段36位置組成，各位置由蝶門14與閥體密封面43之間產(chǎn)生不同夾角的軌跡線42形成復(fù)合軌跡螺旋通孔30的法向截面中心線正交與閥桿8的軸心線；閥桿8向X正方向作直線位移運(yùn)動(dòng)，銷軸15從相位角0°狀態(tài)旋轉(zhuǎn)為90°狀態(tài)，帶動(dòng)蝶門14繞閥桿8的軸心線旋轉(zhuǎn)了90°，為蝶門14的關(guān)門方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；閥桿8向X負(fù)方向作直線位移運(yùn)動(dòng)，為蝶門14開(kāi)門方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)傳動(dòng)及其工作原理 1.“滾珠螺母副”結(jié)構(gòu) 鋼球護(hù)架9是一個(gè)圓柱筒體結(jié)構(gòu)，沿其圓柱體的圓周上加工一周圓孔，用于放置鋼球10，這些孔是分布在一個(gè)螺旋節(jié)距上，鋼球10裝入這些孔中后便形成一個(gè)由鋼球10組成的螺旋凸節(jié)，其法平面的牙形是鋼球10的半圓。鋼球護(hù)架9的內(nèi)孔中裝有鋼球內(nèi)圈4。
手輪2也是一個(gè)圓柱筒體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)孔柱面上加工成圓弧形螺旋槽，其圓弧形螺旋槽的螺旋節(jié)距與鋼球護(hù)架9上的由鋼球10組成的螺旋凸節(jié)一致，其法平面的牙形是鋼球10的半圓，精度要求按軸承精度等級(jí)制作。
這樣由鋼球護(hù)架9和鋼球10，鋼球內(nèi)圈4，手輪2組裝旋合后，便形成了一個(gè)“滾珠螺母副”結(jié)構(gòu)，其滾動(dòng)原理與滾動(dòng)軸承相近，其傳動(dòng)原理與螺旋副相同。其優(yōu)點(diǎn)是磨搽阻力小，克服了普通螺紋副磨搽力大的缺點(diǎn)。
旋轉(zhuǎn)手輪2，則手輪2相對(duì)鋼球護(hù)架9發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向直線運(yùn)動(dòng)，完全達(dá)到螺旋副的功能。
2.“波紋管(動(dòng)密封)+密封圈(靜密封)”的動(dòng)靜密封相組合的密封結(jié)構(gòu) “波紋管(動(dòng)密封)+密封圈(靜密封)”的動(dòng)靜密封相組合的密封結(jié)構(gòu)的作用是起軸向動(dòng)密封和靜密封。
由圖4中可見(jiàn)，閥桿8穿過(guò)了波紋管組件6的內(nèi)孔，并露出一段小端圓柱體；在波紋管組件6的小端內(nèi)孔與閥桿8小端圓柱體之間裝有一組波紋管小端密封圈5，其目的是對(duì)閥桿8的小端進(jìn)行密封---稱小端靜密封。在波紋管組件6的大端裝有波紋管大端密封圈7，波紋管組件6的大端與波紋管大端密封圈7一起被壓緊在鋼球護(hù)架9的內(nèi)孔底端平面上，其目的是對(duì)閥桿8的大端進(jìn)行密封---稱大端靜密封。小端靜密封和大端靜密封之間通過(guò)波紋管組件6緊密地連接在一起成為了一體，當(dāng)閥桿8發(fā)生軸向移動(dòng)時(shí)，閥桿8的小端連同波紋管組件6的小端一起對(duì)波紋管進(jìn)行壓迫或拉伸動(dòng)作。波紋管便受拉伸或壓縮后但其密封效果仍然保持良好，起到動(dòng)密封作用。這種小端靜密封和大端靜密封與波紋管動(dòng)密封組成的一種新型的組合密封結(jié)構(gòu)形式，起到了動(dòng)靜密封相結(jié)合的良好的密封效果。
3.“關(guān)門狀態(tài)的自鎖”+“偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)”+“旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)”+“開(kāi)門狀態(tài)的自鎖”的一個(gè)復(fù)合軌跡通孔的閥桿結(jié)構(gòu)，詳見(jiàn)圖5、6所示； 銷軸15穿過(guò)閥桿8的復(fù)合軌跡螺旋通孔30(見(jiàn)圖5、6)，其兩端支撐在蝶門14的兩個(gè)固定的軸承座上(見(jiàn)圖4)。當(dāng)閥桿8作軸向直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，銷軸15就沿著軌跡通孔作圖5、6中的各種運(yùn)動(dòng)。從而帶動(dòng)蝶門14完成“關(guān)門狀態(tài)的自鎖”+“偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)”+“旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)”+“開(kāi)門狀態(tài)的自鎖”幾個(gè)階段的動(dòng)作。
4.閥體和蝶門 閥體19是本產(chǎn)品的基礎(chǔ)件，所有構(gòu)件都依托在它的不同部位，相互連接和聯(lián)系，組成完整的功能體系。兩個(gè)大平面和螺孔是本產(chǎn)品在使用時(shí)的安裝面和螺釘孔。
蝶門14是本產(chǎn)品的執(zhí)行件，它的下端配有一個(gè)球頭轉(zhuǎn)軸16，通過(guò)球頭轉(zhuǎn)軸16與閥體19的一個(gè)圓孔配合連接，形成球型支撐。蝶門14的另一端是兩個(gè)固定軸承座，銷軸15的兩端就支撐在這兩個(gè)固定軸承座上，并且銷軸15穿過(guò)閥桿8的復(fù)合軌跡螺旋通孔，形成柱面支撐，與閥桿8也進(jìn)行了一種連接。當(dāng)閥桿8作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)銷軸15作復(fù)合軌跡運(yùn)動(dòng)，從而將運(yùn)動(dòng)傳給蝶門14，使蝶門14完成開(kāi)門和關(guān)門的復(fù)合動(dòng)作。
5.閥門的工作原理 手輪2將閥桿8的小端通過(guò)兩個(gè)推力軸承A1和推力軸承B3連接在一起，閥桿8受平鍵20的限制，只能作直線運(yùn)動(dòng)。每當(dāng)旋轉(zhuǎn)手輪2時(shí)，手輪2將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為直線運(yùn)動(dòng)傳給閥桿8，閥桿8作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)又將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為銷軸15的復(fù)雜的復(fù)合軌跡運(yùn)動(dòng)。蝶門依靠球頭轉(zhuǎn)軸16的球型支撐和銷軸15的柱面支撐，在閥體的內(nèi)孔中接受銷軸15的帶動(dòng)，完成“關(guān)門狀態(tài)的自鎖”+“偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)”+“旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)”+“開(kāi)門狀態(tài)的自鎖”幾個(gè)階段的動(dòng)作。最終來(lái)實(shí)現(xiàn)本產(chǎn)品的閥門功能。
6.蝶門偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)原理敘述 請(qǐng)參見(jiàn)附圖7所示，閥體密封面43和蝶門14都可分別視為一條直線段，當(dāng)關(guān)門時(shí)這兩條直線重合；當(dāng)?shù)T柱面支撐48沿軌跡線42發(fā)生偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)后，蝶門14與閥體密封面43產(chǎn)生了一個(gè)夾角(偏轉(zhuǎn)角a)，這樣閥體密封面43和蝶門14以及軌跡線42便形成了一個(gè)三角形圖形，該三角形的頂點(diǎn)視為蝶門固定球支撐46，蝶門柱面支撐沿軌跡線運(yùn)動(dòng)40包括關(guān)門方向41和開(kāi)門方向47。由圖7可見(jiàn)，蝶門密封圈18離開(kāi)了閥體密封面43，并產(chǎn)生了一個(gè)高點(diǎn)偏移量S1和一個(gè)低點(diǎn)偏移量S2；如果偏轉(zhuǎn)角a越大，S1和S2的值越大。只要S2值大于蝶門密封圈在密封時(shí)的壓變量δ就可視為蝶門密封圈離開(kāi)了閥體密封面。如果蝶門密封圈18離開(kāi)了閥體密封面43，產(chǎn)生蝶門密封圈高點(diǎn)偏移量S144和蝶門密封圈低點(diǎn)偏移量S245，偏轉(zhuǎn)角α越大，蝶門密封圈高點(diǎn)偏移量S144和蝶門密封圈低點(diǎn)偏移量S245的值越大，完成蝶門開(kāi)啟和關(guān)閉階段發(fā)生的運(yùn)動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種超高真空蝶閥，該裝置有手輪、閥體和啟閉件，與閥體活動(dòng)配合的閥桿與啟閉件之間為傳動(dòng)連接，其特征在于還包括滾珠螺母副、閥體(19)、蝶門(14)、閥桿(8)、波紋管組件(6)、密封圈和銷軸(15)，各部件依托在閥體(19)的不同部位，相互連接和聯(lián)系，組合為一完整的蝶閥，其中
一手輪(2)與閥桿(8)的小端通過(guò)推力軸承A(1)和推力軸承B(3)連接在一起，在作軸向直線運(yùn)動(dòng)的閥桿(8)上套設(shè)有與滾珠螺母副作固定密封連接的波紋管組件(6)，波紋管組件(6)與閥桿(8)作固定密封配合，閥桿(8)上設(shè)有復(fù)合軌跡螺旋通孔(30)；
一閥桿(8)穿過(guò)波紋管組件(6)，并露出一段小端圓柱體，在波紋管組件(6)的小端內(nèi)孔與閥桿(8)小端圓柱體之間安裝有一組波紋管小端密封圈(5)，在波紋管組件(6)的大端安裝有波紋管大端密封圈(7)，波紋管組件(6)的大端與波紋管大端密封圈(7)一起被壓緊在鋼球護(hù)架(9)的內(nèi)孔底端平面上，小端靜密封和大斷靜密封之間通過(guò)波紋管組件(6)緊密的連接在一起；閥桿(8)軸向移動(dòng)時(shí)，閥桿(8)的小端連同波紋管組件(6)的小端一起對(duì)波紋管進(jìn)行壓縮或拉伸，所述小端靜密封和大端靜密封與波紋管動(dòng)密封組合為動(dòng)靜密封相結(jié)合的結(jié)構(gòu)；
一蝶門(14)的下端配有一個(gè)球頭轉(zhuǎn)軸(16)，通過(guò)球頭轉(zhuǎn)軸(16)與閥體(19)的一個(gè)圓孔配合連接，為球型支撐結(jié)構(gòu)，蝶門(14)的另一端是兩個(gè)固定的軸承座，蝶門(14)通過(guò)向心軸承B(17)和蝶門密封圈(18)安裝在閥體(19)內(nèi)；
一圓柱滾動(dòng)體銷軸(15)的兩端限位于蝶門(14)上兩個(gè)固定軸承座上，外側(cè)通過(guò)向心軸承A(13)支撐在軸承座上，銷軸(15)穿過(guò)閥桿(8)的復(fù)合軌跡螺旋通孔(30)，銷軸(15)的柱面與復(fù)合軌跡螺旋通孔(30)的兩側(cè)螺旋面始終相切，且為線形相切，銷軸(15)柱面上的母線為相切線，形成柱面支撐結(jié)構(gòu)，并與閥桿(8)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高真空蝶閥，其特征在于所述的滾珠螺母副由鋼球護(hù)架(9)和鋼球(10)、鋼球內(nèi)圈(4)和手輪(2)組裝旋合而成，圓柱體結(jié)構(gòu)的鋼球護(hù)架(9)，在沿其圓柱體的圓周上加工一周圓孔，圓孔內(nèi)放置鋼球(10)，這些孔分布在一個(gè)螺旋節(jié)距上，由鋼球(10)組成的螺旋凸節(jié)，其法平面的牙形為鋼球(10)的半圓，鋼球護(hù)架(9)的內(nèi)孔中裝有鋼球內(nèi)圈(4)；圓柱筒體結(jié)構(gòu)的手輪(2)，其內(nèi)孔柱面上加工成圓弧形螺旋槽，該圓弧形螺旋槽的螺旋節(jié)距與鋼球護(hù)架(9)上由鋼球(10)組成的螺旋凸節(jié)為相互匹配結(jié)構(gòu)，其法平面的牙形也是鋼球(10)的半圓；滾珠螺母副的下端與平鍵(20)相連接，并通過(guò)滾針軸承(11)和限位擋圈(12)與閥體(19)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高真空蝶閥，其特征在于所述的復(fù)合軌跡螺旋通孔(30)的各段分別由關(guān)門自鎖狀態(tài)(31)、關(guān)門自鎖階段(32)、偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)階段(33)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)階段(34)、開(kāi)門自鎖狀態(tài)(35)和開(kāi)門自鎖階段(36)位置組成，各位置由蝶門(14)與閥體密封面(43)之間產(chǎn)生不同夾角的軌跡線(42)形成復(fù)合軌跡螺旋通孔(30)的法向截面中心線正交與閥桿(8)的軸心線；銷軸(15)從相位角0°狀態(tài)旋轉(zhuǎn)為90°狀態(tài)，帶動(dòng)蝶門(14)繞閥桿(8)的軸心線旋轉(zhuǎn)了90°。
專利摘要一種涉及閥門的裝置，尤指一種應(yīng)用于真空技術(shù)領(lǐng)域，覆蓋國(guó)防，航天，電子，機(jī)械，冶金，制冷，食品等方面；主要在超高真空系統(tǒng)或高真空系統(tǒng)中起到接通和關(guān)閉系統(tǒng)中介質(zhì)流的閥門作用，并且在蝶門的啟閉過(guò)程中有明顯節(jié)流效果的超高真空蝶閥裝置。該裝置有手輪、閥體和啟閉件等部件，還包括滾珠螺母副、閥體、蝶門、閥桿、波紋管組件、密封圈和銷軸；各部件依托在閥體的不同部位，相互連接和聯(lián)系，組合為一完整的蝶閥。主要解決如何提升蝶閥的應(yīng)用指標(biāo)，使蝶閥真空漏率指標(biāo)達(dá)到超高真空指標(biāo)的要求等技術(shù)問(wèn)題。本實(shí)用新型的積極效果該裝置的結(jié)構(gòu)合理，既能達(dá)到超高真空性能，又具有體積精小，成本低和使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16K31/50GK201170326SQ20072007479
公開(kāi)日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月19日
發(fā)明者章東林 申請(qǐng)人:上海真空閥門制造有限公司