CN108843808A - 用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀，包括箱体、卷帘机构、卷帘和密封组件，所述箱体的两个相对面分别与两个光路传输管道连通，所述卷帘与所述光路传输管道的中轴线垂直设置，且所述卷帘通过所述卷帘机构固定在所述箱体内，所述密封组件固定设置在所述箱体的两个相对面与所述卷帘之间；本发明用于光传输管道隔断的卷帘式闸板阀采用卷轴机构带动柔性卷帘运动，且在卷帘上开设通光通气窗口的方式实现通光、通气，当通光窗口被遮挡并配合气囊密封组件实现对闸板阀两端气体的隔离密封，总体结构简单，密封可靠，易于保证光传输管道内的洁净要求。
Description
技术领域
本发明涉及光传输管道静压密封技术领域，尤其涉及一种用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀。
背景技术
大型激光科学装置普遍采用大口径光传输管道来封装激光光束，且在管道内还需要填充正压洁净气体，为激光传输提供洁净封闭的环境。由于内部洁净度要求高，结构尺寸也较大，在其内部光学组件等需要更换维修时，需要将此处局部管道与其它部分进行隔离，以减少管道中所充气体的损失，并保证更换过程中不影响管道内部的洁净度。
目前国内对光传输管道进行隔断密封主要采用传统的插板阀和闸板阀结构，但由于光传输管道口径较大、安装空间小，且传输光路的精度一般要求较高，因此对闸板阀的操作空间和操作便捷性要求提出了更高的要求。传统的闸板阀结构占用面积大，密封结构复杂，且操作过程较为繁琐，难以满足大口径光传输管道隔断密封的操作便捷性、安全性和易维护性要求，且管道内部的洁净度也难以达到百级要求。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀，包括箱体、卷帘机构、卷帘和密封组件，所述箱体的两个相对面分别与两个光路传输管道连通，所述卷帘与所述光路传输管道的中轴线垂直设置，且所述卷帘通过所述卷帘机构固定在所述箱体内，所述密封组件固定设置在所述箱体的两个相对面与所述卷帘之间；
所述卷帘机构包括上卷轴、下卷轴、同步链轮链条和电机，所述上卷轴和所述下卷轴平行设置且分别位于所述箱体的上端和下端，所述上卷轴/所述下卷轴的两端与所述箱体的侧面可转动连接，所述电机固定设置在所述箱体上，且所述电机的转矩输出轴通过减速器和所述同步链轮链条驱动所述上卷轴和所述下卷轴转动；
所述卷帘的上端缠绕并固定在所述上卷轴上，所述卷帘的下端缠绕并固定在所述下卷轴上，所述卷帘包括通路段和密封段，所述通路段上设置有用于光路传输的通光通气窗口；
所述密封组件包括气囊密封圈和充放气阀门，所述箱体的两个相对面的内侧面设置有与所述光路传输管道同心的环形密封槽，两个所述气囊密封圈分别固定设置在所述环形密封槽内，所述环形密封槽的直径大于所述光路传输管道的直径，所述气囊密封圈与设置在所述箱体上的所述充放气阀门连通。
进一步，所述卷帘机构还包括张紧轮，所述张紧轮固定设置在所述箱体外侧，且与所述同步链轮链条配合。
更进一步，所述密封组件还包括气压传感器，两个所述气压传感器分别固定设置在两个所述气囊密封圈与充放气阀门之间。
具体地，所述箱体包括上箱体和下箱体，所述上箱体为去除底面的盒体结构，所述下箱体为封板结构，所述卷帘机构与所述上箱体固定连接，所述上箱体和所述下箱体通过螺钉固定连接，且所述上箱体和所述下箱体的连接面与所述卷帘平行设置。
优选地，所述上箱体内上端和下端设置有用于限定所述卷帘位置的夹层定位板，所述上箱体内设置有用于支撑所述卷帘并减少形变的加强筋。
进一步，所述卷帘机构还包括横向位置微调装置，两个所述横向位置微调装置分别固定设置在所述上卷轴/所述下卷轴与所述箱体之间，所述横向位置微调装置包括两个卡环，两个所述卡环分别固定设置在所述箱体的两个侧面上，所述上卷轴和所述下卷轴的两端分别设置有多个与所述卡环适配的卡槽。
具体地，所述卷帘的侧边与所述气囊密封圈之间的距离不小于5cm，所述气囊密封圈的剖面为中空软管，所述气囊密封圈与所述环形密封槽的贴合边为直边，所述气囊密封圈与所述卷帘的相对边为内弧形边，当所述气囊密封圈处于未充气状态时，所述内弧形边与所述卷帘之间设置有间隙，当所述气囊密封圈处于充气状态时，所述内弧形边与所述卷帘密封贴合。
优选地，所述卷帘为不锈钢退火软材料，厚度为0.1mm～0.8mm，所述气囊密封圈为氟橡胶材料，密封压力不小于0.2MPa。
本发明的有益效果在于：
本发明用于光传输管道隔断的卷帘式闸板阀采用卷轴机构带动柔性卷帘运动，且在卷帘上开设通光通气窗口的方式实现通光、通气，当通光窗口被遮挡并配合气囊密封组件实现对闸板阀两端气体的隔离密封，总体结构简单，密封可靠，易于保证光传输管道内的洁净要求。
附图说明
图1是本发明所述的用于光传输管道隔断的卷帘式闸板阀的结构示意图；
图2是本发明所述的用于光传输管道隔断的卷帘式闸板阀的工作示意图，图中为未密封状态；
图3是本发明所述的用于光传输管道隔断的卷帘式闸板阀的工作示意图，图中为密封状态。
具体实施方式
下面结合附图1、图2和图3对本发明作进一步说明：
实施例一
本发明一种用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀，包括箱体、卷帘机构、卷帘4和密封组件，箱体的两个相对面分别与两个光路传输管道连通，卷帘4与光路传输管道的中轴线垂直设置，且卷帘4通过卷帘机构固定在箱体内，密封组件固定设置在箱体的两个相对面与卷帘4之间，卷帘4包括通路段和密封段，通路段上设置有用于光路传输的通光通气窗口；
闸板阀两端与相应的光传输管道相连接，激光光路工作时，卷帘4的通路段在管道中的位置正好处于与光路传输管道对应的位置，两个光路传输管道通过卷帘4上的通光通气窗口连通，同时通过密封组件使箱体、光路传输管道之间密封；
当需要更换管道时，松开密封组件，再控制卷帘机构带动卷帘4移动，从而使卷帘4的密封段移动到隔断光路的位置，然后通过密封组件实现箱体与卷帘4之间的密封，可以对管道进行更换。
同理，当管道中的光学元件需要更换时，在元件两端的管道处各安装一个卷帘式闸板阀，闸板阀工作时即可对中间光学元件进行更换。
实施例二
本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例对卷帘机构进行具体的描述，使其能够实现驱动卷帘4上下移动的目的。
卷帘机构包括上卷轴2、下卷轴3、同步链轮链条11、电机1、横向位置微调装置和张紧轮，上卷轴2和下卷轴3平行设置且分别位于箱体的上端和下端，上卷轴2/下卷轴3的两端与箱体的侧面可转动连接，电机1固定设置在箱体上，且电机1的转矩输出轴通过减速器、同步链轮链条11和张紧轮驱动上卷轴2和下卷轴3转动，卷帘4的上端缠绕并固定在上卷轴2上，卷帘4的下端缠绕并固定在下卷轴3上，卷帘4为不锈钢退火软材料，厚度为0.1mm～0.8mm。
同步链轮链条11保证运动时上卷轴2和下卷轴3的同步性和平稳性，张紧轮与同步链轮链条11配合确保链条运动过程中不松弛，从而保证卷帘4的张紧平整，不会产生卷曲变形等。上卷轴2、下卷轴3运动到位后可锁紧卷轴，保证其位置稳定性。
两个横向位置微调装置分别固定设置在上卷轴2/下卷轴3与箱体之间，横向位置微调装置包括两个卡环，两个卡环分别固定设置在箱体的两个侧面上，上卷轴2和下卷轴3的两端分别设置有多个与卡环适配的卡槽。
通过调节卡环与卡槽之间的位置关系可以对卷帘4的水平位置进行微调，调节两端卷帘4的位置及固定卷帘4。
实施例三
本实施例与上述实施例的区别在于，本实施例对密封机构进行描述，便于密封机构在对卷帘4的密封与非密封之间灵活切换。
密封组件包括气囊密封圈71、气压传感器和充放气阀门7，箱体的两个相对面的内侧面设置有与光路传输管道同心的环形密封槽，两个气囊密封圈71分别固定设置在环形密封槽内，环形密封槽的直径大于光路传输管道的直径，气囊密封圈71与设置在箱体上的充放气阀门7连通，两个气压传感器分别固定设置在两个气囊密封圈71与充放气阀门7之间。
充放气阀门7一端与外部充气组件(例如充气泵)连接，一端经过气体压力传感器后与气囊密封圈71相连，气体压力传感器在充气过程中检测气囊密封圈71中的压力大小，以便确定充气的流量，在箱体的两个相对面均加工有固定气囊密封圈71的密封槽，两个气囊密封圈71在完全充气状态下和中间的卷帘4形成“三明治”夹层结构，以实现可靠密封。
卷帘4的侧边与气囊密封圈71之间的距离不小于5cm，其距离可根据管道内通气的压力进行调整，气囊密封圈71的剖面为中空软管，气囊密封圈71与环形密封槽的贴合边为直边，气囊密封圈71与卷帘4的相对边为内弧形边，当气囊密封圈71处于未充气状态时，内弧形边与卷帘4之间设置有间隙，当气囊密封圈71处于充气状态时，通过充放气阀门7充气使得气囊密封圈71膨胀，内凹弧形边变形与卷帘4表面接触达到密封效果。
气囊密封圈71为氟橡胶材料，密封压力不小于0.2MPa。
实施例四
本实施例与上述实施例的区别在于对箱体进行进一步描述，将箱体设置成为拼接式结构，可以便于对卷帘4、卷帘机构、密封机构等进行安装与维护。
箱体包括上箱体5和下箱体6，上箱体5为去除底面的盒体结构，下箱体6为封板结构，卷帘机构与上箱体5固定连接，上箱体5和下箱体6通过螺钉固定连接，且上箱体5和下箱体6的连接面与卷帘4平行设置，上箱体5内上端和下端设置有用于限定卷帘4位置的夹层定位板，上箱体5的中间通光窗口设置有纵横交错的加强筋，以支撑卷帘4并减小其变形，加强筋的位置根据管道中光路的束组情况确定。
的上箱体5和下箱体6上安装链轮运动机构的空间和中间通光管道之间设计有隔断结构，避免通光管道内产生油气、粉尘污染；的上箱体5和下箱体6上的密封槽底部进行清根处理，保证气囊密封圈71粘接牢固，不出现褶皱而破坏密封
本发明用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀的工作原理如下：
阀门关闭操作：通过电机1驱动上卷轴2和下卷轴3转动，控制卷帘4移动，使得卷帘4的通路段(即通气通风窗口所在的位置)被卷到下卷轴3内，卷帘4的密封段位于两个光路传输管道之间，同时链轮运动机构位置锁定，通光管道完全被卷帘4所遮挡，密封组件开始充气工作，将卷帘4压紧，通过气囊密封圈71和卷帘4之间的压紧力实现管道两端气体的隔离密封，如图3所示，此时可更换两个闸板阀之间管道内的光学元件或者更换其中一端管路。
阀门打开操作：光学元件或管路更换完成后，开启充放气阀门7，使得气囊密封圈71放气，压力减小达到收缩状态，如图2所示，然后卷帘机构带动上卷轴2转动，同时带动卷帘4移动，使得卷帘4的通路段(通气通风窗口所在的位置)慢慢被移动到管道中心，此时卷帘机构位置锁定，管道内补充一定量的洁净气体，管道内激光重新开始工作。
本发明的一种用于光传输管道隔断的卷帘式闸板阀，结构简单，操作方便，且阀门的开启关闭均处于管道内部的封闭环境中，因此便于保证光传输管道内的洁净度要求，也避免了整条管道内气体的泄露损失。
闸板阀的阀门以柔性的卷帘4材料代替了传统的刚性闸板，因此闸板阀安装空间小，结构紧凑，特别适用于对安装空间有较高要求的大口径光路传输管道的隔断密封。
闸板阀的结构中采用了气囊密封，靠气囊密封圈71的膨胀实现密封，代替了传统的压缩密封形式，可以实现较大间隙的可靠密封，且装配时由于气囊密封圈71的密封面内凹，完全处于密封槽内，不会破坏密封圈的表面，更能保证长时间的密封性能。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀，其特征在于：包括箱体、卷帘机构、卷帘和密封组件，所述箱体的两个相对面分别与两个光路传输管道连通，所述卷帘与所述光路传输管道的中轴线垂直设置，且所述卷帘通过所述卷帘机构固定在所述箱体内，所述密封组件固定设置在所述箱体的两个相对面与所述卷帘之间；
所述卷帘机构包括上卷轴、下卷轴、同步链轮链条和电机，所述上卷轴和所述下卷轴平行设置且分别位于所述箱体的上端和下端，所述上卷轴/所述下卷轴的两端与所述箱体的侧面可转动连接，所述电机固定设置在所述箱体上，且所述电机的转矩输出轴通过减速器和所述同步链轮链条驱动所述上卷轴和所述下卷轴转动；
所述卷帘的上端缠绕并固定在所述上卷轴上，所述卷帘的下端缠绕并固定在所述下卷轴上，所述卷帘包括通路段和密封段，所述通路段上设置有用于光路传输的通光通气窗口；
所述密封组件包括气囊密封圈和充放气阀门，所述箱体的两个相对面的内侧面设置有与所述光路传输管道同心的环形密封槽，两个所述气囊密封圈分别固定设置在所述环形密封槽内，所述环形密封槽的直径大于所述光路传输管道的直径，所述气囊密封圈与设置在所述箱体上的所述充放气阀门连通。
2.根据权利要求1所述的用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀，其特征在于：所述卷帘机构还包括张紧轮，所述张紧轮固定设置在所述箱体外侧，且与所述同步链轮链条配合。
3.根据权利要求1所述的用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀，其特征在于：所述密封组件还包括气压传感器，两个所述气压传感器分别固定设置在两个所述气囊密封圈与充放气阀门之间。
4.根据权利要求1所述的用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀，其特征在于：所述箱体包括上箱体和下箱体，所述上箱体为去除底面的盒体结构，所述下箱体为封板结构，所述卷帘机构与所述上箱体固定连接，所述上箱体和所述下箱体通过螺钉固定连接，且所述上箱体和所述下箱体的连接面与所述卷帘平行设置。
5.根据权利要求4所述的用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀，其特征在于：所述上箱体内上端和下端设置有用于限定所述卷帘位置的夹层定位板，所述上箱体内设置有用于支撑所述卷帘并减少形变的加强筋。
6.根据权利要求1所述的用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀，其特征在于：所述卷帘机构还包括横向位置微调装置，两个所述横向位置微调装置分别固定设置在所述上卷轴/所述下卷轴与所述箱体之间，所述横向位置微调装置包括两个卡环，两个所述卡环分别固定设置在所述箱体的两个侧面上，所述上卷轴和所述下卷轴的两端分别设置有多个与所述卡环适配的卡槽。
7.根据权利要求1所述的用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀，其特征在于：所述卷帘的侧边与所述气囊密封圈之间的距离不小于5cm，所述气囊密封圈的剖面为中空软管，所述气囊密封圈与所述环形密封槽的贴合边为直边，所述气囊密封圈与所述卷帘的相对边为内弧形边，当所述气囊密封圈处于未充气状态时，所述内弧形边与所述卷帘之间设置有间隙，当所述气囊密封圈处于充气状态时，所述内弧形边与所述卷帘密封贴合。
8.根据权利要求1所述的用于光路传输管道隔断的卷帘式闸板阀，其特征在于：所述卷帘为不锈钢退火软材料，厚度为0.1mm～0.8mm，所述气囊密封圈为氟橡胶材料，密封压力不小于0.2MPa。
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