CN111022733A - 一种真空自动阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空自动阀，属于阀门领域，包括真空阀本体和步进电机，真空阀本体包括阀体，阀体包括中空阀腔，中空阀腔下端设置有阀座、上端连接有阀盖，阀体侧壁设置有流体出口；中空阀腔内设置有与阀座密封配合挡板；阀盖上可转动连接有轴套，轴套内螺纹连接有阀杆，阀杆下端与挡板固定连接；阀盖与阀体之间有压装有固定压环，固定压环上连接有导向套，导向套与阀杆外壁相适配的下端内壁为非圆形；阀杆外套设有金属波纹管，金属波纹管上端固定在固定压环底面、下端固定在挡板顶面；步进电机固定连接在阀盖上，步进电机上固定有传动套，传统套通过其下端的方形连接部与轴套连接。本发明不但结构简单、成本低，而且方便控制、断电不会失效。

Description

一种真空自动阀

技术领域

本发明涉及阀门领域，特别涉及一种真空自动阀。

背景技术

真空阀门是指在真空系统中，用来改变气流方向，调节气流量大小，切断或接通管路的真空系统元件。真空阀门关闭件是用像胶密封圈或金属密封圈来密封的。

真空自动阀是在真空阀的基础上，通过自动化设备控制阀杆的动作，从而代替人工操作。现有技术在洪，真空自动阀是配置的气缸，称作气动真空阀，通过气缸带动阀杆运动或者气缸的执行端直接带动真空阀的关闭件动作，从而实现自动化的操作真空阀启闭。

但是，通过气缸控制的真空阀，气缸的缸体内必须始终保持有一定的压力，从而使由气缸的执行端控制的关闭件能够始终处于适当的位置，这就使得气缸始终需要连接气源，断电时气缸失去执行动力，导致真空阀所在的真空系统出错；同时气缸还需要额外配置电磁阀换向阀以及气源，这使得真空自动阀的系统结构较为复杂，使用成本高；另外，气缸难以高精度的定位其执行端的位置，从而就难以精准的控制真空阀的开度，想要实现真空阀开度的高精度控制，则需要投入较大的额外成本。

发明内容

针对现有技术存在的气动真空阀成本高、控制精度低以及断电失效的问题，本发明的目的在于提供一种真空自动阀。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种真空自动阀，包括真空阀本体和步进电机，所述真空阀本体包括阀体，所述阀体包括中空阀腔，所述中空阀腔下端设置有阀座、上端可拆卸连接有阀盖，所述阀体侧壁设置有与所述中空阀腔连通的流体出口；所述中空阀腔内设置有挡板，所述挡板与所述阀座密封配合；所述阀盖上设置有通孔，所述通孔内可转动的连接有轴套，所述轴套内螺纹连接有阀杆，所述阀杆的下端与所述挡板固定连接；所述阀盖与所述阀体之间有压装有固定压环，所述固定压环上连接有导向套，所述导向套同轴的套设在所述轴套外，所述导向套的下端与所述阀杆的外壁相适配，且所述导向套下端的横截面为非圆形；所述阀杆外套设有金属波纹管，所述金属波纹管的上端固定在所述固定压环的底面、下端固定在所述挡板的顶面；所述步进电机固定连接在所述阀盖的顶面，还包括传动套，所述传动套上端设置有轴孔，所述轴孔通过键连接所述步进电机的轴上，所述传动套下端呈方形，所述轴套上端的内壁与所述传动套下端相适配。

优选的，所述轴套上设置有轴肩，所述轴肩上安装有轴承，所述通孔内壁形成有轴承安装孔，所述阀盖的上端面设置有轴承压盖，所述轴承的下端与所述固定压环上端面抵接。

进一步的，所述阀盖上安装有光耦，所述光耦包括正对的发光器和受光器，所述轴套上设置有透光通孔；还包括控制器，所述控制器连接所述步进电机和所述光耦。

进一步的，所述阀体的顶面安装有连接法兰，所述阀盖与所述连接法兰固定连接，所述连接法兰的顶面设置有台阶孔，所述固定压环安装在所述台阶孔内。

进一步的，所述台阶孔的底面设置有第一密封凹槽，所述第一密封凹槽内安装有第一密封圈。

进一步的，所述挡板的底面设置有第二密封凹槽，所述第二密封凹槽内安装有第二密封圈，所述第二密封凹槽的槽口宽度小于槽底宽度。

采用上述技术方案，由于电机的设置，使得步进电机通过传动套带动轴套转动时，阀杆在螺纹作用下做轴向运动；同时又由于导向套的设置，使得阀杆只做轴向运动，而不会发生转动，进而使得挡板能够封闭或者不封闭阀座；可见，本发明不必配置复杂的供气系统，能够有效的降低成本，且断电时，在轴套以及阀杆的螺纹限制下，阀杆不会发生轴向运动，能够始终保持真空阀系统有效运行；另外，步进电机相对气缸更加容易控制并具有较高的控制精度，能够方便的调节和控制真空阀的开度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图中:1-阀体、2-中空阀腔、3-阀座、4-阀盖、5-连接法兰、6-挡板、7-轴套、8-轴承、9-轴承压盖、10-阀杆、11-固定压环、12-导向套、13-金属波纹管、14-步进电机、15-支架、16-传动套。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本发明结构的说明，仅是为了便于描述本发明的简便，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。

另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本发明的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种真空自动阀，包括真空阀本体和步进电机14。其中，真空阀本体包括阀体1，该阀体1整体呈圆柱筒型，阀体1包括中空阀腔2，中空阀腔2的下端设置有阀座3、上端可拆卸连接有阀盖4。本实施例中，该阀座3一体成型在中空阀腔2的下端，具体是使中空阀腔2下端的直径突变缩小并贯穿阀体1的下端，其直径突变缩小处即形成上述的阀座3，而中空腔体2贯穿阀体1下端处则形成流体入口，同时阀体1的圆周侧壁上设置有与中空阀腔2连通的流体出口。同时为了方便阀盖4与阀体1连接，本实施例中，在阀体1的顶面安装有连接法兰5，而阀盖4与连接法兰5通过螺钉或者螺栓固定连接；优选的，连接法兰5在制造时一体成型在阀体1的顶面，而阀盖4则通过螺钉与连接法兰5固定，并优选内六角螺钉或者沉头螺钉。

上述中空阀腔2内设置有挡板6，挡板6的下端面与阀座3的上端面密封配合，且为了提高两者密封性，本实施例中，在挡板6的底面设置有环形的第二密封凹槽，该第二密封凹槽内安装有第二密封圈，且为了防止挡板6与阀座3脱离接触时第二密封圈发生脱落，本实施例中，设置第二密封凹槽的槽口宽度小于槽底宽度，且第二密封圈的直径介于第二密封凹槽的槽口宽度和槽底宽度之间，第二密封圈安装时通过弹性变形方式装入第二密封凹槽。

阀盖4上设置有通孔，优选该通孔与中空腔体2共轴线，该通孔内可转动的连接有轴套7；本实施例中，是在轴套7下部的外壁上设置有轴肩，轴肩上安装有轴承8，而通孔的内壁上形成有与该轴承8相适配的轴承安装孔，轴套7通过轴承8安装到位后，阀盖4的上端面通过轴承压盖9从上端封闭。

上述轴套7的内壁设置有内螺纹，而阀杆10上部的外壁设置有与该内螺纹相适配的外螺纹，使得阀杆10的上部穿设在轴套7内并与其螺纹连接，而阀杆10的下端则与挡板6的上端面固定连接。本实施例中，阀杆10与挡板6实现固定连接的具体方式是，设置阀杆10的下端的外壁上成型有环形凸缘，挡板6上表面设置有与阀杆10的下端相适配的凹槽，该凹槽可以理解为其直径与环形凸缘的外径相适配，凹槽的深度足以容纳环形凸缘，而环形凸缘上方的阀杆10外壁上则套装有连接压环，该连接压环通过螺钉固定在挡板6的上端面。如此设置，使得连接压环的内缘能够将环形凸缘压住，而连接压环的外缘则通过螺钉固定在挡板6上，从而使阀杆10下降时，挡板6能够压在阀座3上，而阀杆10上升时，能够将挡板6带起。

本实施例中，为了防止阀杆10随着轴套7转动，设置阀盖4与阀体1的连接法兰5之间压装有固定压环11，一方面上述轴承8的下端与该固定压环11的上端面抵接以实现轴承8的定位，另一方面，在固定压环11的下端面固定连接有导向套12，导向套12同轴的套设在轴套7外，且导向套12的下端与阀杆10的外壁相适配，并设置导向套12与阀杆10相接触的接触面为非圆形。例如在本实施例中，设置导向套12下部具有一段横截面为非圆形的导向段，该导向段的内壁包括两个相对且平行的导向面，而两个导向面通过圆环形弧面连接，相应的，阀杆10的下部设置有与该导向端内壁相适配的形状；如此设置，使得轴套7转动后，阀杆10在螺纹以及导向套下部导向段的共同作用下进行上升或者下降运动。

为了防止固定压环11处发生泄露，本实施例中，在连接法兰5的顶面设置有台阶孔，固定压环11以放置的方式安装在该台阶孔内，该台阶孔的深度适宜于使阀盖4与连接法兰5无缝连接后，固定压环11能够被压紧。台阶孔的底面设置有环形的第一密封凹槽，第一密封凹槽内安装有第一密封圈。

阀杆10外还套设有金属波纹管13，金属波纹管13的上端通过焊接的方式固定在固定压环11的底面、下端也通过焊接的方式固定在挡板6的顶面。

上述的步进电机14通过支架15固定连接在阀盖4的顶面，同时还包括传动套16，该传动套16用于连接步进电机14和轴套7，本实施例中，该传动套16的上端面设置有轴孔，步进电机14的轴通过键固定连接在该轴孔内，同时设置传动套16的下端横截面为呈方形，轴套7上端的内壁也为方形，从而与传动套16下端相适配用于传递扭矩。

本实施例中，阀盖4上还安装有光耦，该光耦包括正对的发光器和受光器，轴套7上设置有用于发光器发出的光线透过的透光通孔；轴套7转动时，每转动一圈，受光器接收到一个光信号，同时还包括控制器，该控制器连接步进电机14和光耦。本实施例中，设置光耦的数量有多个，且分布在阀杆10轴向方向的不同位置，从而能够方便控制器根据各个光耦的的状态判断阀杆10的位置；另外，还可以设置步进电机14为带编码器的步进电机，从而可以通过编码器以及阀杆10螺纹的牙距判断阀杆10的行程和位置。

本实施例中，选择控制器的型号为Y2SST10Q/I、Y2SST10PLUS或者Y2SST10S型步进电机驱动器，或者雷赛数字式两相步进电机驱动器DM422C M415B；上述的步进电机14的型号为雷赛闭环步进电机系列42CME0642CME08；光耦的型号为PC817A—C系列光耦。

使用时，根据真空阀需要的开度大小，控制器在光耦的信号下控制步进电机14转动，步进电机14通过传动套16带动轴套7转动，此时阀杆10在导向套12的限制下只能够做轴向运动，从而控制挡板6与阀座3之间的状态，封闭或者开启。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种真空自动阀，其特征在于：包括真空阀本体和步进电机，所述真空阀本体包括阀体，所述阀体包括中空阀腔，所述中空阀腔下端设置有阀座、上端可拆卸连接有阀盖，所述阀体侧壁设置有与所述中空阀腔连通的流体出口；所述中空阀腔内设置有挡板，所述挡板与所述阀座密封配合；所述阀盖上设置有通孔，所述通孔内可转动的连接有轴套，所述轴套内螺纹连接有阀杆，所述阀杆的下端与所述挡板固定连接；所述阀盖与所述阀体之间有压装有固定压环，所述固定压环上连接有导向套，所述导向套同轴的套设在所述轴套外，所述导向套的下端与所述阀杆的外壁相适配，且所述导向套下端的横截面为非圆形；所述阀杆外套设有金属波纹管，所述金属波纹管的上端固定在所述固定压环的底面、下端固定在所述挡板的顶面；所述步进电机固定连接在所述阀盖的顶面，还包括传动套，所述传动套上端设置有轴孔，所述轴孔通过键连接所述步进电机的轴上，所述传动套下端呈方形，所述轴套上端的内壁与所述传动套下端相适配。

2.根据权利要求1所述的真空自动阀，其特征在于：所述轴套上设置有轴肩，所述轴肩上安装有轴承，所述通孔内壁形成有轴承安装孔，所述阀盖的上端面设置有轴承压盖，所述轴承的下端与所述固定压环上端面抵接。

3.根据权利要求1所述的真空自动阀，其特征在于：所述阀盖上安装有光耦，所述光耦包括正对的发光器和受光器，所述轴套上设置有透光通孔；还包括控制器，所述控制器连接所述步进电机和所述光耦。

4.根据权利要求1所述的真空自动阀，其特征在于：所述阀体的顶面安装有连接法兰，所述阀盖与所述连接法兰固定连接，所述连接法兰的顶面设置有台阶孔，所述固定压环安装在所述台阶孔内。

5.根据权利要求4所述的真空自动阀，其特征在于：所述台阶孔的底面设置有第一密封凹槽，所述第一密封凹槽内安装有第一密封圈。

6.根据权利要求1所述的真空自动阀，其特征在于：所述挡板的底面设置有第二密封凹槽，所述第二密封凹槽内安装有第二密封圈，所述第二密封凹槽的槽口宽度小于槽底宽度。