CN112392981A - 一种特种气体用隔膜阀及其制造方法 - Google Patents

一种特种气体用隔膜阀及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种特种气体用隔膜阀及其制造方法，该隔膜阀包括阀体机构、阀芯机构和调节组件，阀体机构内设置有流通通道，阀芯机构包括弹簧座、启闭件、阀杆和弹簧部件，以及隔膜片，隔膜片的截面大于启闭件的底部截面，弹簧座通过弹簧部件挤压隔膜片，调节组件包括制动器和手柄，启闭件上下移动以使流通通道的打开或者关闭。该制造方法包括以下步骤：一、阀体机构的焊接成型；二、阀芯组件的焊接与组装；三、阀芯组件、弹簧座、调节组件和阀体机构的组装。本发明设计合理，提高了阀芯组件的密封性，避免气体传输介质腐蚀阀芯组件，也避免阀芯组件污染气体传输介质，不仅提高了隔膜阀的使用寿命，而且提高了传输介质的纯度。

Description

一种特种气体用隔膜阀及其制造方法
技术领域
本发明属于阀门技术领域，尤其是涉及一种特种气体用隔膜阀其制造方法。
背景技术
特种气体是指为满足特定用途的气体，包括单一气体或混合气体，单一气体有259种，其中电子气体115种，有机气体63种，无机气体35种，卤碳素气体29种，同位素气体17种。特种气体被誉为电子工业的“血液”和“粮食”，其纯度、洁净度及稳定性直接影响电子元件的质量。在特种气体输送系统中用于控制开关传输介质的隔膜阀是关键部件，隔膜阀的性能、质量好坏(密封性、洁净性、流通性)直接影响到特种气体的纯度、洁净度以及传输的稳定性。对于很多化学性复杂的有毒害及腐蚀性的特种气体传输介质，隔膜阀的可靠性会关系到系统应用的安全性。目前，特种气体用隔膜阀密封性能不好，洁净度不高，使用寿命较低，不能满足高纯及超高纯特种气体的传输控制需要和高精密电子元件制造的使用要求。
因此，现如今缺少一种特种气体用隔膜阀，设计合理，提高了阀芯组件的密封性，一方面避免气体传输介质腐蚀阀芯组件，另一方面避免阀芯组件污染气体传输介质，不仅提高了隔膜阀的使用寿命，而且提高了传输介质的纯度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种特种气体用隔膜阀，其计合理，通过隔膜片和启闭件配合，提高了阀芯组件的密封性，一方面避免气体传输介质腐蚀阀芯组件，另一方面避免阀芯组件污染气体传输介质，不仅提高了隔膜阀的使用寿命，而且提高了传输介质的纯度。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种特种气体用隔膜阀，其特征在于：包括阀体机构、设置在阀体机构上的阀芯机构和设置在所述阀芯机构上的调节组件，所述阀体机构内设置有流通通道；
所述阀芯机构包括安装在阀体机构内的阀芯组件和安装在阀芯组件与阀体机构之间的弹簧座，所述弹簧座的顶端伸出所述阀体机构；
所述阀芯组件包括启闭件、安装在启闭件上的阀杆和套设在阀杆上的弹簧部件，以及连接在所述弹簧部件和所述启闭件之间的隔膜片，所述隔膜片的截面大于所述启闭件的底部截面，所述弹簧座通过所述弹簧部件挤压隔膜片；
所述调节组件包括安装在弹簧座内的制动器和安装在制动器上且与制动器连接的手柄，所述弹簧座伸入阀体机构的部分与阀体机构螺纹连接，所述制动器通过阀杆带动所述启闭件上下移动以使所述流通通道打开或者关闭。
上述的一种特种气体用隔膜阀，其特征在于：所述启闭件包括镶块和与镶块连接的外环，所述外环包括与镶块螺纹连接的连接部和与连接部垂直布设的竖杆部，所述竖杆部伸入阀杆内；
所述隔膜片包括套设在竖杆部上的镍基膜片和钴基膜片，所述钴基膜片的数量为多个，所述镍基膜片和钴基膜片相贴合，所述镍基膜片和钴基膜片的下侧壁均呈劣弧形，所述镍基膜片和钴基膜片的边缘伸出连接部的外侧面，所述钴基膜片的外边缘低于钴基膜片的内边缘，所述镍基膜片的外边缘低于镍基膜片的内边缘。
上述的一种特种气体用隔膜阀，其特征在于：所述弹簧部件包括套设在阀杆上的弹簧、套设在阀杆下端且与弹簧的一端连接的压紧环和套设在阀杆上端且与弹簧的另一端连接的上限位件；
所述上限位件包括套设在阀杆外的垫块和轴用挡圈，所述垫块和弹簧的另一端连接，所述轴用挡圈和垫块相贴合。
上述的一种特种气体用隔膜阀，其特征在于：所述压紧环包括依次连接且一体成型的第一圆环部、第二圆环部和第三圆环部，所述第一圆环部的外径、第二圆环部的外径、第三圆环部的外径逐渐减少，所述第三圆环部的内径包括第一内径段和第二内径段，所述第一圆环部的内径、第二圆环部的内径和第一内径段的内径相同，所述第二内径段的内径小于第二圆环部的内径，所述第一圆环部外侧面和第二圆环部外侧面的连接处形成第一台阶面，所述第二圆环部外侧面和第三圆环部外侧面的连接处形成第二台阶面，所述第一内径段的内侧面和第二内径段的内侧面的连接处形成内台阶面。
上述的一种特种气体用隔膜阀，其特征在于：所述阀杆包括依次连接且一体成型的第一阀杆部和第二阀杆部，所述第一阀杆部的外径大于第二阀杆部的外径，所述第一阀杆部外侧面和第二阀杆部外侧面的连接处形成外台阶面，所述弹簧套设在第二阀杆部外；
所述第一阀杆部的底部设置有弧形凸起，所述第一阀杆部外侧壁上设置有第一凹槽，所述第一凹槽内安装有下内密封圈，所述下内密封圈的外侧壁和第二圆环部的内侧壁相贴合；
所述第二阀杆部的顶部设置有陶瓷球，所述陶瓷球的顶部高于第二阀杆部的顶部；所述制动器的底部设置有供容纳陶瓷球的容纳槽。
上述的一种特种气体用隔膜阀，其特征在于：所述阀体机构包括阀体、设置在阀体一端的第一接头和设置在阀体另一端的第二接头，所述流通通道包括设置在阀体内的第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述第一腔体和第三腔体之间设置有隔板，所述第一腔体和第二腔体之间设置有上隔板，所述上隔板靠近所述第二腔体的表面为第一密封面，所述第二腔体内设置有台阶面，所述台阶面为第二密封面，所述隔膜片中部能靠近或者远离所述第二密封面移动，所述启闭件能靠近或者远离第一密封面移动。
上述的一种特种气体用隔膜阀，其特征在于：所述第一接头中设置有第一接头腔，所述第一接头腔和第一腔体的入口连通，所述第二接头中设置有第二接头腔，所述第二接头腔和第三腔体的出口连通，第一腔体的顶部为第一腔体的出口，所述第三腔体的顶部为第三腔体的进口，所述启闭件的底部截面大于第一腔体的出口截面；
所述第一腔体的出口、第二腔体和第三腔体的进口依次连通。
同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理且实现方便的特种气体用隔膜阀，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、阀体机构的焊接成型：
步骤101、在阀体的一端焊接第一接头，在阀体的另一端焊接第二接头，得到阀体机构；
步骤102、对阀体机构进行电解抛光处理，以使阀体机构的内表面粗糙度Ra小于0.2μm；其中，电解抛光处理中电解液由磷酸、硫酸和PR022光亮剂组成，且磷酸、硫酸和PR022光亮剂的质量百分比为：:3％，磷酸的质量浓度为85％，硫酸的质量浓度为98％，直流电流密度为8A/dm2～15A/dm2，电解液的工作温度为55℃～80℃；
步骤二、阀芯组件的焊接与组装：
步骤201、在外环的竖杆部外焊接一个镍基膜片和一个钴基膜片，并在竖杆部外套设两个钴基膜片；其中，镍基膜片的内边缘底面贴合连接部，镍基膜片和钴基膜片的内径侧壁均与竖杆部的外径侧壁相贴合，镍基膜片和钴基膜片相贴合；
步骤202、将镶块安装在外环的连接部底部；其中，镶块的底面的平面度不大于0.05，且镶块的底面和竖杆部的竖向中心线之间的垂直度不大于0.05；
步骤203、在阀杆外安装弹簧部件，得到阀芯组件；其中，所述弹簧部件的底端与钴基膜片相贴合；
步骤三、阀芯组件、弹簧座、调节组件和阀体机构的组装：
步骤301、将阀芯组件安装在阀体中，并在阀芯组件和阀体之间安装弹簧座；其中，弹簧座的底部通过所述弹簧部件中的压紧环挤压钴基膜片和镍基膜片贴合阀体机构中的第二密封面上；
步骤302、在弹簧座的顶部安装制动器，并在制动器顶部安装手柄，得到特种气体用隔膜阀。
上述的一种特种气体用隔膜阀的制造方法，其特征在于：步骤201中在外环的竖杆部外焊接镍基膜片和钴基膜片，具体过程如下：
步骤2011、将镍基膜片套设在竖杆部上，并将镍基膜片的内边缘底面和连接部的顶面之间采用真空电子束环向焊接固定；
步骤2012、将钴基膜片套设在竖杆部上，并将钴基膜片的内边缘底面和镍基膜片的顶面之间采用真空电子束环向焊接固定；其中，采用真空电子束环向焊接的加速电压为12KV～15KV，电子束流为9mA～11mA。
上述的一种特种气体用隔膜阀的制造方法，其特征在于：步骤三中得到特种气体用隔膜阀，还进行整体测试，具体过程如下：
步骤A01、转动手柄，手柄转动带动制动器向下移动，制动器向下移动通过陶瓷球推动阀杆向下移动，弹簧收缩，阀杆向下移动推动镍基膜片和钴基膜片内边缘向下移动，同时推动镶块向下移动直至压紧第一密封面，特种气体用隔膜阀关闭；
步骤A02、将待测试的特种气体用隔膜阀放入水箱中，通过第一接头的入口端通入氮气，直至第一腔体的压力为23.5MPa～24MPa时停止通入氮气；
步骤A03、保压3min～5min后如果水箱中无气泡，说明特种气体用隔膜阀无气体内部泄漏；
步骤A04、反向转动手柄，手柄反向转动带动制动器向上移动，制动器向上移动则阀杆向上移动，弹簧复位，镍基膜片和钴基膜片内边缘向上移动带动镶块向上移动远离第一密封面，特种气体用隔膜阀打开；
步骤A05、将第二接头的出口端用试验螺帽封堵，通过第一接头的入口端通入氮气，直至第一腔体、第二腔体和第三腔体中的压力为23.5MPa～24MPa时停止通入氮气；
步骤A06、保压3min～5min后如果水箱中无气泡，说明特种气体用隔膜阀无气体外部泄漏；
步骤三中得到特种气体用隔膜阀，利用氦质谱检漏仪中进行如下泄露测试，具体过程如下：
步骤B01、转动手柄，手柄转动带动制动器向下移动，制动器向下移动通过陶瓷球推动阀杆向下移动，弹簧收缩，阀杆向下移动推动镍基膜片和钴基膜片内边缘向下移动，同时推动镶块向下移动直至压紧第一密封面，特种气体用隔膜阀关闭；
步骤B02、通过第一接头的入口端通入氦气，直至第一腔体的压力为2MPa～3MPa时停止通入氦气；保压3min～5min后如果氦质谱检漏仪检测到的漏率不大于1×10-11Pa·m3/s，说明特种气体用隔膜阀无气体内部泄漏；
步骤B03、反向转动手柄，手柄反向转动带动制动器向上移动，制动器向上移动则阀杆向上移动，弹簧复位，镍基膜片和钴基膜片内边缘向上移动带动镶块向上移动远离第一密封面，特种气体用隔膜阀打开；
步骤B04、将第二接头的出口端用试验螺帽封堵，通过第一接头的入口端通入氦气，直至第一腔体、第二腔体和第三腔体中的压力为2MPa～3MPa时停止通入氦气；
步骤B05、保压3min～5min后，如果氦质谱检漏仪检测到的漏率不大于1×10- 11Pa·m3/s，说明特种气体用隔膜阀无气体外部泄漏。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明所采用的阀芯组件中设置启闭件，当启闭件向下移动压紧阀体机构中的流通通道，则启闭件控制所述流通通道的关闭，实现特种气体用隔膜阀的关闭，截断传输介质的流通；
当启闭件向上移动远离阀体机构中的流通通道，则启闭件控制所述流通通道的打开，实现特种气体用隔膜阀的打开，接通传输介质的流通。
2、本发明所采用的阀芯组件中设置隔膜片，隔膜片的截面大于所述启闭件的底部截面，隔膜片能将启闭件上方的阀杆、弹簧部件和制动器与所述流通通道隔开，从而避免气体传输介质腐蚀阀杆、弹簧部件和制动器等阀芯组件，也避免阀芯组件污染气体传输介质，从而也避免气体传输介质外漏，提高了隔膜阀的使用寿命，也提高了气体传输介质的纯度。
3、本发明所采用的调节组件包括制动器和手柄，通过手柄转动带动制动器上下移动，制动器上下移动通过陶瓷球推动阀杆上下移动，以使启闭件上下移动，实现特种气体用隔膜阀打开和关闭，操作便捷。
4、本发明所采用的弹簧座，是为了弹簧座通过所述弹簧部件挤压隔膜片，以使隔膜片压紧在阀体机构中的密封面上，提高了密封效果。
5、本发明特种气体用隔膜阀的制造方法步骤简单，设计合理，首先是阀体机构的焊接成型，其次是阀芯组件的焊接与组装，最后是阀芯组件、弹簧座、调节组件和阀体机构的组装，得到特种气体用隔膜阀。
6、本发明特种气体用隔膜阀满足了在24MPa的气密性试验条件下无泄漏现象，开关使用寿命达到了5000次以上，满足了多种规格型号隔膜阀的使用要求。
综上所述，本发明计合理，通过隔膜片和启闭件配合，提高了阀芯组件的密封性，一方面避免气体传输介质腐蚀阀芯组件，另一方面避免阀芯组件污染气体传输介质，不仅提高了隔膜阀的使用寿命，而且提高了传输介质的纯度，从而便于满足高纯及超高纯特种气体的传输控制需要和高精密电子元件制造的使用要求。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明特种气体用隔膜阀的结构示意图。
图2为本发明特种气体用隔膜阀阀芯组件的结构示意图。
图3为本发明特种气体用隔膜阀启闭件和隔膜片的结构示意图。
图4为本发明特种气体用隔膜阀阀体机构的结构示意图。
图5为本发明特种气体用隔膜阀的制造方法的流程框图。
附图标记说明:
1—第一密封面； 2—第二密封面； 3—阀芯组件；
3-1—启闭件； 3-1-1—镶块； 3-1-2—外环；
3-1-21—连接部； 3-1-22—竖杆部； 3-2—压紧环；
3-2-1—第一圆环部； 3-2-2—第二圆环部； 3-2-3—第三圆环部；
3-3—下内密封圈； 3-4—垫块； 3-5—轴用挡圈；
3-6—陶瓷球； 3-7—阀杆； 3-7-1—第一阀杆部；
3-7-2—第二阀杆部； 3-7-3—第二凹槽； 3-7-4—第一凹槽；
3-7-5—弧形凸起； 3-8—弹簧； 3-9—隔膜片；
3-9-1—钴基膜片； 3-9-2—镍基膜片； 4—阀体机构；
4-1—阀体； 4-1-1—第一腔体； 4-1-2—第二腔体；
4-1-3—第三腔体； 4-1-4—隔板； 4-2—第一接头；
4-2-1—第一接头腔； 4-2-2—第一螺纹部； 4-3—第二接头；
4-3-1—第二接头腔； 4-3-2—第二螺纹部； 5—弹簧座；
6—制动器； 7—上部螺钉； 8—手柄；
9—上密封圈； 10—下外密封圈。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括阀体机构4、设置在阀体机构4上的阀芯机构和设置在所述阀芯机构上的调节组件，所述阀体机构4内设置有流通通道；
所述阀芯机构包括安装在阀体机构4内的阀芯组件3和安装在阀芯组件3与阀体机构4之间的弹簧座5，所述弹簧座5的顶端伸出所述阀体机构4；
所述阀芯组件3包括启闭件3-1、安装在启闭件3-1上的阀杆3-7和套设在阀杆3-7上的弹簧部件，以及连接在所述弹簧部件和所述启闭件3-1之间的隔膜片3-9，所述隔膜片3-9的截面大于所述启闭件3-1的底部截面，所述弹簧座5通过所述弹簧部件挤压隔膜片3-9；
所述调节组件包括安装在弹簧座5内的制动器6和安装在制动器6上且与制动器6连接的手柄8，所述弹簧座5伸入阀体机构4的部分与阀体机构4螺纹连接，所述制动器6通过阀杆3-7带动所述启闭件3-1上下移动以使所述流通通道打开或者关闭。
如图2和图3所示，本实施例中，所述启闭件3-1包括镶块3-1-1和与镶块3-1-1连接的外环3-1-2，所述外环3-1-2包括与镶块3-1-1螺纹连接的连接部3-1-21和与连接部3-1-21垂直布设的竖杆部3-1-22，所述竖杆部3-1-22伸入阀杆3-7内；
所述隔膜片3-9包括套设在竖杆部3-1-22上的镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1，所述钴基膜片3-9-1的数量为多个，所述镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1相贴合，所述镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1的下侧壁均呈劣弧形，所述镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1的边缘伸出连接部3-1-21的外侧面，所述钴基膜片3-9-1的外边缘低于钴基膜片3-9-1的内边缘，所述镍基膜片3-9-2的外边缘低于镍基膜片3-9-2的内边缘。
本实施例中，所述弹簧部件包括套设在阀杆3-7上的弹簧3-8、套设在阀杆3-7下端且与弹簧3-8的一端连接的压紧环3-2和套设在阀杆3-7上端且与弹簧3-8的另一端连接的上限位件；
所述上限位件包括套设在阀杆3-7外的垫块3-4和轴用挡圈3-5，所述垫块3-4和弹簧3-8的另一端连接，所述轴用挡圈3-5和垫块3-4相贴合。
如图2所示，本实施例中，所述压紧环3-2包括依次连接且一体成型的第一圆环部3-2-1、第二圆环部3-2-2和第三圆环部3-2-3，所述第一圆环部3-2-1的外径、第二圆环部3-2-2的外径、第三圆环部3-2-3的外径逐渐减少，所述第三圆环部3-2-3的内径包括第一内径段和第二内径段，所述第一圆环部3-2-1的内径、第二圆环部3-2-2的内径和第一内径段的内径相同，所述第二内径段的内径小于第二圆环部3-2-2的内径，所述第一圆环部3-2-1外侧面和第二圆环部3-2-2外侧面的连接处形成第一台阶面，所述第二圆环部3-2-2外侧面和第三圆环部3-2-3外侧面的连接处形成第二台阶面，所述第一内径段的内侧面和第二内径段的内侧面的连接处形成内台阶面。
如图2所示，本实施例中，所述阀杆3-7包括依次连接且一体成型的第一阀杆部3-7-1和第二阀杆部3-7-2，所述第一阀杆部3-7-1的外径大于第二阀杆部3-7-2的外径，所述第一阀杆部3-7-1外侧面和第二阀杆部3-7-2外侧面的连接处形成外台阶面，所述弹簧3-8套设在第二阀杆部3-7-2外；
所述第一阀杆部3-7-1的底部设置有弧形凸起3-7-5，所述第一阀杆部3-7-1外侧壁上设置有第一凹槽3-7-4，所述第一凹槽3-7-4内安装有下内密封圈3-3，所述下内密封圈3-3的外侧壁和第二圆环部3-2-2的内侧壁相贴合；
所述第二阀杆部3-7-2的顶部设置有陶瓷球3-6，所述陶瓷球3-6的顶部高于第二阀杆部3-7-2的顶部；所述制动器6的底部设置有供容纳陶瓷球3-6的容纳槽。
如图4所示，本实施例中，所述阀体机构4包括阀体4-1、设置在阀体4-1一端的第一接头4-2和设置在阀体4-1另一端的第二接头4-3，所述流通通道包括设置在阀体4-1内的第一腔体4-1-1、第二腔体4-1-2和第三腔体4-1-3，所述第一腔体4-1-1和第三腔体4-1-3之间设置有隔板4-1-4，所述第一腔体4-1-1和第二腔体4-1-2之间设置有上隔板，所述上隔板靠近所述第二腔体4-1-2的表面为第一密封面1，所述第二腔体4-1-2内设置有台阶面，所述台阶面为第二密封面2，所述隔膜片3-9中部能靠近或者远离所述第二密封面2移动，所述启闭件3-1能靠近或者远离第一密封面1移动。
本实施例中，所述第一接头4-2中设置有第一接头腔4-2-1，所述第一接头腔4-2-1和第一腔体4-1-1的入口连通，所述第二接头4-3中设置有第二接头腔4-3-1，所述第二接头腔4-3-1和第三腔体4-1-3的出口连通，第一腔体4-1-1的顶部为第一腔体4-1-1的出口，所述第三腔体4-1-3的顶部为第三腔体4-1-3的进口，所述启闭件3-1的底部截面大于第一腔体4-1-1的出口截面；
所述第一腔体4-1-1的出口、第二腔体4-1-2和第三腔体4-1-3的进口依次连通。
本实施例中，所述第二腔体4-1-2内顶部设置有连接螺纹部，所述弹簧座5伸入第二腔体4-1-2内的外侧面设置有与所述连接螺纹部配合的外连接螺纹部，以使弹簧座5和阀体4-1螺纹连接。
本实施例中，实际使用时，所述弹簧座5内设置有上内台阶面，所述制动器6上设置有上外台阶面，所述上内台阶面和所述上外台阶面相适应，实现制动器6上移的限位。
本实施例中，设置启闭件3-1，通过启闭件3-1的上下移动，当启闭件3-1向下移动压紧在阀体机构4中的流通通道，则启闭件3-1控制所述流通通道的关闭，实现特种气体用隔膜阀的关闭，截断传输介质的流通；
当启闭件3-1向上移动远离阀体机构4中的流通通道，则启闭件3-1控制所述流通通道的打开，实现特种气体用隔膜阀的打开，接通传输介质的流通。
本实施例中，阀芯组件3中设置隔膜片3-9，隔膜片3-9的截面大于所述启闭件3-1的底部截面，从而在启闭件3-1上下移动时，隔膜片3-9能压紧在阀体机构4中的第二密封面上，以使隔膜片3-9上部的阀杆、弹簧部件和制动器均不与所述流通通道连通，从而避免气体传输介质腐蚀阀杆、弹簧部件和制动器等阀芯组件，也避免阀芯组件污染气体传输介质，从而也避免传输介质外漏，提高了隔膜阀的使用寿命，也提高了传输介质的纯度。
本实施例中，调节组件包括制动器6和手柄8，通过手柄8转动带动制动器6上下移动，制动器6上下移动通过陶瓷球3-6推动阀杆3-7上下移动，以使启闭件3-1上下移动，实现特种气体用隔膜阀打开和关闭，操作便捷。
本实施例中，设置陶瓷球3-6，提高了耐磨性和对中性。
本实施例中，弹簧座5，是为了通过弹簧座5挤压所述弹簧部件中的压紧环3-2而挤压隔膜片3-9，以使隔膜片3-9压紧在阀体机构4中的第二密封面2上，从而将阀体机构4中第二腔体分割为下腔和上腔，以使阀体机构4的下腔和上腔的部件隔开。
本实施例中，所述阀杆3-7内设置有供竖杆部3-1-22伸入的螺纹安装孔，所述竖杆部3-1-22上设置有外螺纹部，所述竖杆部3-1-22和阀杆3-7内部螺纹连接。
本实施例中，所述钴基膜片3-9-1和镍基膜片3-9-2之间焊接，所述镍基膜片3-9-2和连接部3-1-21之间焊接。
本实施例中，所述阀杆3-7顶部设置有供陶瓷球3-6安装的弧形凹槽。
本实施例中，所述第一接头4-2靠近阀体4-1的一端和阀体4-1一端焊接，所述第二接头4-3靠近阀体4-1的一端和阀体4-1另一端焊接。
本实施例中，所述启闭件3-1中镶块3-1-1的底部截面大于第一腔体4-1-1的出口截面。
本实施例中，所述镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1的外边缘与压紧环3-2的底部边缘相齐平。
本实施例中，所述第一接头4-2上设置有第一螺纹部4-2-2，所述第二接头4-3上设置有第二螺纹部4-3-2，方便该特种气体用隔膜阀的安装或者连接。
本实施例中，所述弹簧3-8的一端抵接在第三圆环部3-2-3上，所述弹簧3-8的一端抵接在垫块3-4上。
本实施例中，所述垫块3-4靠近弹簧3-8的侧面和第二凹槽3-7-3的上侧壁相齐平。
本实施例中，所述第二阀杆部3-7-2上还设置有供轴用挡圈3-5安装的挡圈凹槽。
本实施例中，所述第一圆环部3-2-1的外径、钴基膜片3-9-1的外边缘和镍基膜片3-9-2的外边缘相齐平。
本实施例中，所述第二阀杆部3-7-2上设置有第二凹槽3-7-3。
本实施例中，所述手柄8通过上部螺钉7与制动器6连接；
所述弹簧座5内顶部设置有上螺纹部，所述制动器6外设置有与弹簧座5的上螺纹部配合的内螺纹部，所述制动器6的底部套设有上密封圈9，所述上密封圈9的外侧壁与弹簧座5的内侧壁相贴合。
本实施例中，所述第二圆环部3-2-2外侧壁设置有下外密封圈10，所述下外密封圈10的外侧壁与阀体4的内侧壁相贴合。
本实施例中，所述钴基膜片3-9-1的数量为3个,最下部的钴基膜片3-9-1与镍基膜片3-9-2焊接，另外两个钴基膜片3-9-1贴装在最下部的钴基膜片3-9-1上。
本实施例中，设置连接部3-1-21，是为了便于将外环3-1-2的连接部3-1-21与镶块3-1-1螺纹连接，从而实现外环3-1-2和镶块3-1-1的连接；另外便于镍基膜片3-9-2安装时，将镍基膜片3-9-2的底面与连接部3-1-21的顶部进行环向焊接固定连接；
本实施例中，设置竖杆部3-1-22，是为了便于镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1的套装，以使镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1的内径中心和竖杆部3-1-22的竖向中心重合，从而提高了镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1受力均匀，提高了密封效果；
本实施例中，镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1的下侧壁均呈劣弧形，且所述钴基膜片3-9-1的外边缘低于钴基膜片3-9-1的内边缘，所述镍基膜片3-9-2的外边缘低于镍基膜片3-9-2的内边缘，是为了镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1的外边缘压紧在第二密封面2上，镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1的内边缘能够弹性变形，从而随镶块3-1-1上下移动。
本实施例中，设置弹簧3-8，是为了在制动器6通过陶瓷球3-6带动阀杆3-7上下移动中，通过弹簧3-8收缩或者伸长来带动压紧环3-2挤压隔膜片3-9，提高了隔膜片3-9的密封效果。
本实施例中，设置压紧环3-2，且第二圆环部3-2-2外侧面和第三圆环部3-2-3外侧面的连接处形成第二台阶面，从而以使弹簧座5的底面与第二台阶面相贴合，这样弹簧座5的底面通过压紧环3-2而挤压隔膜片3-9的边缘，确保隔膜片3-9的外边缘压紧在第一密封面2上。
本实施例中，第一内径段的内侧面和第二内径段的内侧面的连接处形成内台阶面，所述内台阶面和所述外台阶面相适应，通过内台阶面限制外台阶面向上移动的最大间距，以确保启闭件3-1向上移动到位。
本实施例中，设置下内密封圈3-3，所述下内密封圈3-3的外侧壁和第二圆环部3-2-2的内侧壁相贴合，提高了压紧环3-2内侧壁和阀杆3-7外侧壁之间的密封；
设置上密封圈9，上密封圈9的外侧壁与弹簧座5的内侧壁相贴合，提高了弹簧座5的内侧壁和阀杆3-7外侧壁之间的密封；
设置下外密封圈10，所述下外密封圈10的外侧壁与阀体4的内侧壁相贴合，提高了压紧环3-2外侧壁和阀体4内侧壁之间的密封。
本实施例中，设置镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1组成隔膜片3-9，提高了隔膜片3-9的密封强度，便于承受不同的传输介质压力。
本实施例中，镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1的厚度均为0.1mm。
本实施例中，所述隔板4-1-4的顶部和所述第一密封面1相齐平。
本实施例中，需要说明的是，所述隔板4-1-4和所述上隔板之间的间距小于镶块3-1-1的长度。
如图5所示的一种特种气体用隔膜阀的制造方法，包括以下步骤：
步骤一、阀体机构的焊接成型：
步骤101、在阀体4-1的一端焊接第一接头4-2，在阀体4-1的另一端焊接第二接头4-3，得到阀体机构4；
步骤102、对阀体机构4进行电解抛光处理，以使阀体机构4的内表面粗糙度Ra小于0.2μm；其中，电解抛光处理中电解液由磷酸、硫酸和PR022光亮剂组成，且磷酸、硫酸和PR022光亮剂的质量百分比为51％～55％：42％～46％:3％，磷酸的质量浓度为85％，硫酸的质量浓度为98％，直流电流密度为8A/dm2～15A/dm2，电解液的工作温度为55℃～80℃；
步骤二、阀芯组件的焊接与组装：
步骤201、在外环3-1-2的竖杆部3-1-22外焊接一个镍基膜片3-9-2和一个钴基膜片3-9-1，并在竖杆部3-1-22外套设两个钴基膜片3-9-1；其中，镍基膜片3-9-2的内边缘底面贴合连接部3-1-21，镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1的内径侧壁均与竖杆部3-1-22的外径侧壁相贴合，镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1相贴合；
步骤202、将镶块3-1-1安装在外环3-1-2的连接部3-1-21底部；其中，镶块3-1-1的底面的平面度不大于0.05，且镶块3-1-1的底面和竖杆部3-1-22的竖向中心线之间的垂直度不大于0.05；
步骤203、在阀杆3-7外安装弹簧部件，得到阀芯组件3；其中，所述弹簧部件的底端与钴基膜片3-9-1相贴合；
步骤三、阀芯组件、弹簧座、调节组件和阀体机构的组装：
步骤301、将阀芯组件3安装在阀体4-1中，并在阀芯组件3和阀体4-1之间安装弹簧座5；其中，弹簧座5的底部通过所述弹簧部件中的压紧环3-2挤压钴基膜片3-9-1和镍基膜片3-9-2贴合阀体机构4中的第二密封面2上；
步骤302、在弹簧座5的顶部安装制动器6，并在制动器6顶部安装手柄8，得到特种气体用隔膜阀。
本实施例中，步骤201中在外环3-1-2的竖杆部3-1-22外焊接镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1，具体过程如下：
步骤2011、将镍基膜片3-9-2套设在竖杆部3-1-22上，并将镍基膜片3-9-2的内边缘底面和连接部3-1-21的顶面之间采用真空电子束环向焊接固定；
步骤2012、将钴基膜片3-9-1套设在竖杆部3-1-22上，并将钴基膜片3-9-1的内边缘底面和镍基膜片3-9-2的顶面之间采用真空电子束环向焊接固定；其中，采用真空电子束环向焊接的加速电压为12KV～15KV，电子束流为9mA～11mA。
本实施例中，步骤三中得到特种气体用隔膜阀，还进行整体测试，具体过程如下：
步骤A01、转动手柄8，手柄8转动带动制动器6向下移动，制动器6向下移动通过陶瓷球3-6推动阀杆3-7向下移动，弹簧3-9收缩，阀杆3-7向下移动推动镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1内边缘向下移动，同时推动镶块3-1-1向下移动直至压紧第一密封面1，特种气体用隔膜阀关闭；
步骤A02、将待测试的特种气体用隔膜阀放入水箱中，通过第一接头4-2的入口端通入氮气，直至第一腔体4-1-1的压力为23.5MPa～24MPa时停止通入氮气；
步骤A03、保压3min～5min后如果水箱中无气泡，说明特种气体用隔膜阀无气体内部泄漏；
步骤A04、反向转动手柄8，手柄8反向转动带动制动器6向上移动，制动器6向上移动则阀杆3-7向上移动，弹簧3-9复位，镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1内边缘向上移动带动镶块3-1-1向上移动远离第一密封面1，特种气体用隔膜阀打开；
步骤A05、将第二接头4-3的出口端用试验螺帽封堵，通过第一接头4-2的入口端通入氮气，直至第一腔体4-1-1、第二腔体4-1-2和第三腔体4-1-3中的压力为23.5MPa～24MPa时停止通入氮气；
步骤A06、保压3min～5min后如果水箱中无气泡，说明特种气体用隔膜阀无气体外部泄漏；
步骤三中得到特种气体用隔膜阀，利用氦质谱检漏仪中进行如下泄露测试，具体过程如下：
步骤B01、转动手柄8，手柄8转动带动制动器6向下移动，制动器6向下移动通过陶瓷球3-6推动阀杆3-7向下移动，弹簧3-9收缩，阀杆3-7向下移动推动镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1内边缘向下移动，同时推动镶块3-1-1向下移动直至压紧第一密封面1，特种气体用隔膜阀关闭；
步骤B02、通过第一接头4-2的入口端通入氦气，直至第一腔体4-1-1的压力为2MPa～3MPa时停止通入氦气；保压3min～5min后如果氦质谱检漏仪检测到的漏率不大于1×10-11Pa·m3/s，说明特种气体用隔膜阀无气体内部泄漏；
步骤B03、反向转动手柄8，手柄8反向转动带动制动器6向上移动，制动器6向上移动则阀杆3-7向上移动，弹簧3-9复位，镍基膜片3-9-2和钴基膜片3-9-1内边缘向上移动带动镶块3-1-1向上移动远离第一密封面1，特种气体用隔膜阀打开；
步骤B04、将第二接头4-3的出口端用试验螺帽封堵，通过第一接头4-2的入口端通入氦气，直至第一腔体4-1-1、第二腔体4-1-2和第三腔体4-1-3中的压力为2MPa～3MPa时停止通入氦气；
步骤B05、保压3min～5min后，如果氦质谱检漏仪检测到的漏率不大于1×10- 11Pa·m3/s，说明特种气体用隔膜阀无气体外部泄漏。
综上所述，本发明计合理，通过隔膜片和启闭件配合，提高了阀芯组件的密封性，一方面避免气体传输介质腐蚀阀芯组件，另一方面避免阀芯组件污染气体传输介质，不仅提高了隔膜阀的使用寿命，而且提高了传输介质的纯度。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种特种气体用隔膜阀，其特征在于：包括阀体机构(4)、设置在阀体机构(4)上的阀芯机构和设置在所述阀芯机构上的调节组件，所述阀体机构(4)内设置有流通通道；
所述阀芯机构包括安装在阀体机构(4)内的阀芯组件(3)和安装在阀芯组件(3)与阀体机构(4)之间的弹簧座(5)，所述弹簧座(5)的顶端伸出所述阀体机构(4)；
所述阀芯组件(3)包括启闭件(3-1)、安装在启闭件(3-1)上的阀杆(3-7)和套设在阀杆(3-7)上的弹簧部件，以及连接在所述弹簧部件和所述启闭件(3-1)之间的隔膜片(3-9)，所述隔膜片(3-9)的截面大于所述启闭件(3-1)的底部截面，所述弹簧座(5)通过所述弹簧部件挤压隔膜片(3-9)；
所述调节组件包括安装在弹簧座(5)内的制动器(6)和安装在制动器(6)上且与制动器(6)连接的手柄(8)，所述弹簧座(5)伸入阀体机构(4)的部分与阀体机构(4)螺纹连接，所述制动器(6)通过阀杆(3-7)带动所述启闭件(3-1)上下移动以使所述流通通道打开或者关闭。
2.按照权利要求1所述的一种特种气体用隔膜阀，其特征在于：所述启闭件(3-1)包括镶块(3-1-1)和与镶块(3-1-1)连接的外环(3-1-2)，所述外环(3-1-2)包括与镶块(3-1-1)螺纹连接的连接部(3-1-21)和与连接部(3-1-21)垂直布设的竖杆部(3-1-22)，所述竖杆部(3-1-22)伸入阀杆(3-7)内；
所述隔膜片(3-9)包括套设在竖杆部(3-1-22)上的镍基膜片(3-9-2)和钴基膜片(3-9-1)，所述钴基膜片(3-9-1)的数量为3个，所述镍基膜片(3-9-2)和钴基膜片(3-9-1)相贴合，所述镍基膜片(3-9-2)和钴基膜片(3-9-1)的下侧壁均呈劣弧形，所述镍基膜片(3-9-2)和钴基膜片(3-9-1)的边缘伸出连接部(3-1-21)的外侧面，所述钴基膜片(3-9-1)的外边缘低于钴基膜片(3-9-1)的内边缘，所述镍基膜片(3-9-2)的外边缘低于镍基膜片(3-9-2)的内边缘。
3.按照权利要求1所述的一种特种气体用隔膜阀，其特征在于：所述弹簧部件包括套设在阀杆(3-7)上的弹簧(3-8)、套设在阀杆(3-7)下端且与弹簧(3-8)的一端连接的压紧环(3-2)和套设在阀杆(3-7)上端且与弹簧(3-8)的另一端连接的上限位件；
所述上限位件包括套设在阀杆(3-7)外的垫块(3-4)和轴用挡圈(3-5)，所述垫块(3-4)和弹簧(3-8)的另一端连接，所述轴用挡圈(3-5)和垫块(3-4)相贴合。
4.按照权利要求3所述的一种特种气体用隔膜阀，其特征在于：所述压紧环(3-2)包括依次连接且一体成型的第一圆环部(3-2-1)、第二圆环部(3-2-2)和第三圆环部(3-2-3)，所述第一圆环部(3-2-1)的外径、第二圆环部(3-2-2)的外径、第三圆环部(3-2-3)的外径逐渐减少，所述第三圆环部(3-2-3)的内径包括第一内径段和第二内径段，所述第一圆环部(3-2-1)的内径、第二圆环部(3-2-2)的内径和第一内径段的内径相同，所述第二内径段的内径小于第二圆环部(3-2-2)的内径，所述第一圆环部(3-2-1)外侧面和第二圆环部(3-2-2)外侧面的连接处形成第一台阶面，所述第二圆环部(3-2-2)外侧面和第三圆环部(3-2-3)外侧面的连接处形成第二台阶面，所述第一内径段的内侧面和第二内径段的内侧面的连接处形成内台阶面。
5.按照权利要求3所述的一种特种气体用隔膜阀，其特征在于：所述阀杆(3-7)包括依次连接且一体成型的第一阀杆部(3-7-1)和第二阀杆部(3-7-2)，所述第一阀杆部(3-7-1)的外径大于第二阀杆部(3-7-2)的外径，所述第一阀杆部(3-7-1)外侧面和第二阀杆部(3-7-2)外侧面的连接处形成外台阶面，所述弹簧(3-8)套设在第二阀杆部(3-7-2)外；
所述第一阀杆部(3-7-1)的底部设置有弧形凸起(3-7-5)，所述第一阀杆部(3-7-1)外侧壁上设置有第一凹槽(3-7-4)，所述第一凹槽(3-7-4)内安装有下内密封圈(3-3)，所述下内密封圈(3-3)的外侧壁和第二圆环部(3-2-2)的内侧壁相贴合；
所述第二阀杆部(3-7-2)的顶部设置有陶瓷球(3-6)，所述陶瓷球(3-6)的顶部高于第二阀杆部(3-7-2)的顶部；所述制动器(6)的底部设置有供容纳陶瓷球(3-6)的容纳槽。
6.按照权利要求1所述的一种特种气体用隔膜阀，其特征在于：所述阀体机构(4)包括阀体(4-1)、设置在阀体(4-1)一端的第一接头(4-2)和设置在阀体(4-1)另一端的第二接头(4-3)，所述流通通道包括设置在阀体(4-1)内的第一腔体(4-1-1)、第二腔体(4-1-2)和第三腔体(4-1-3)，所述第一腔体(4-1-1)和第三腔体(4-1-3)之间设置有隔板(4-1-4)，所述第一腔体(4-1-1)和第二腔体(4-1-2)之间设置有上隔板，所述上隔板靠近所述第二腔体(4-1-2)的表面为第一密封面(1)，所述第二腔体(4-1-2)内设置有台阶面，所述台阶面为第二密封面(2)，所述隔膜片(3-9)中部能靠近或者远离所述第二密封面(2)移动，所述启闭件(3-1)能靠近或者远离第一密封面(1)移动。
7.按照权利要求6所述的一种特种气体用隔膜阀，其特征在于：所述第一接头(4-2)中设置有第一接头腔(4-2-1)，所述第一接头腔(4-2-1)和第一腔体(4-1-1)的入口连通，所述第二接头(4-3)中设置有第二接头腔(4-3-1)，所述第二接头腔(4-3-1)和第三腔体(4-1-3)的出口连通，第一腔体(4-1-1)的顶部为第一腔体(4-1-1)的出口，所述第三腔体(4-1-3)的顶部为第三腔体(4-1-3)的进口，所述启闭件(3-1)的底部截面大于第一腔体(4-1-1)的出口截面；
所述第一腔体(4-1-1)的出口、第二腔体(4-1-2)和第三腔体(4-1-3)的进口依次连通。
8.一种特种气体用隔膜阀的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、阀体机构的焊接成型：
步骤101、在阀体(4-1)的一端焊接第一接头(4-2)，在阀体(4-1)的另一端焊接第二接头(4-3)，得到阀体机构(4)；
步骤102、对阀体机构(4)进行电解抛光处理，以使阀体机构(4)的内表面粗糙度Ra小于0.2μm；
步骤二、阀芯组件的焊接与组装：
步骤201、在外环(3-1-2)的竖杆部(3-1-22)外焊接一个镍基膜片(3-9-2)和一个钴基膜片(3-9-1)，并在竖杆部(3-1-22)外套设两个钴基膜片(3-9-1)；其中，镍基膜片(3-9-2)的内边缘底面贴合连接部(3-1-21)，镍基膜片(3-9-2)和钴基膜片(3-9-1)的内径侧壁均与竖杆部(3-1-22)的外径侧壁相贴合，镍基膜片(3-9-2)和钴基膜片(3-9-1)相贴合；
步骤202、将镶块(3-1-1)安装在外环(3-1-2)的连接部(3-1-21)底部；
步骤203、在阀杆(3-7)外安装弹簧部件，得到阀芯组件(3)；其中，所述弹簧部件的底端与钴基膜片(3-9-1)相贴合；
步骤三、阀芯组件、弹簧座、调节组件和阀体机构的组装：
步骤301、将阀芯组件(3)安装在阀体(4-1)中，并在阀芯组件(3)和阀体(4-1)之间安装弹簧座(5)；其中，弹簧座(5)的底部通过所述弹簧部件中的压紧环(3-2)挤压钴基膜片(3-9-1)和镍基膜片(3-9-2)贴合阀体机构(4)中的第二密封面(2)上；
步骤302、在弹簧座(5)的顶部安装制动器(6)，并在制动器(6)顶部安装手柄(8)，得到特种气体用隔膜阀。
9.按照权利要求8所述的一种特种气体用隔膜阀的制造方法，其特征在于：步骤201中在外环(3-1-2)的竖杆部(3-1-22)外焊接镍基膜片(3-9-2)和钴基膜片(3-9-1)，具体过程如下：
步骤2011、将镍基膜片(3-9-2)套设在竖杆部(3-1-22)上，并将镍基膜片(3-9-2)的内边缘底面和连接部(3-1-21)的顶面之间采用真空电子束环向焊接固定；
步骤2012、将钴基膜片(3-9-1)套设在竖杆部(3-1-22)上，并将钴基膜片(3-9-1)的内边缘底面和镍基膜片(3-9-2)的顶面之间采用真空电子束环向焊接固定。
10.按照权利要求8所述的一种特种气体用隔膜阀的制造方法，其特征在于：步骤三中得到特种气体用隔膜阀，还进行整体测试，具体过程如下：
步骤A01、转动手柄(8)，手柄(8)转动带动制动器(6)向下移动，制动器(6)向下移动通过陶瓷球(3-6)推动阀杆(3-7)向下移动，弹簧(3-9)收缩，阀杆(3-7)向下移动推动镍基膜片(3-9-2)和钴基膜片(3-9-1)内边缘向下移动，同时推动镶块(3-1-1)向下移动直至压紧第一密封面(1)，特种气体用隔膜阀关闭；
步骤A02、将待测试的特种气体用隔膜阀放入水箱中，通过第一接头(4-2)的入口端通入氮气，直至第一腔体(4-1-1)的压力为23.5MPa～24MPa时停止通入氮气；
步骤A03、保压3min～5min后如果水箱中无气泡，说明特种气体用隔膜阀无气体内部泄漏；
步骤A04、反向转动手柄(8)，手柄(8)反向转动带动制动器(6)向上移动，制动器(6)向上移动则阀杆(3-7)向上移动，弹簧(3-9)复位，镍基膜片(3-9-2)和钴基膜片(3-9-1)内边缘向上移动带动镶块(3-1-1)向上移动远离第一密封面(1)，特种气体用隔膜阀打开；
步骤A05、将第二接头(4-3)的出口端用试验螺帽封堵，通过第一接头(4-2)的入口端通入氮气，直至第一腔体(4-1-1)、第二腔体(4-1-2)和第三腔体(4-1-3)中的压力为23.5MPa～24MPa时停止通入氮气；
步骤A06、保压3min～5min后如果水箱中无气泡，说明特种气体用隔膜阀无气体外部泄漏；
步骤三中得到特种气体用隔膜阀，利用氦质谱检漏仪进行如下泄露测试，具体过程如下：
步骤B01、转动手柄(8)，手柄(8)转动带动制动器(6)向下移动，制动器(6)向下移动通过陶瓷球(3-6)推动阀杆(3-7)向下移动，弹簧(3-9)收缩，阀杆(3-7)向下移动推动镍基膜片(3-9-2)和钴基膜片(3-9-1)内边缘向下移动，同时推动镶块(3-1-1)向下移动直至压紧第一密封面(1)，特种气体用隔膜阀关闭；
步骤B02、通过第一接头(4-2)的入口端通入氦气，直至第一腔体(4-1-1)的压力为2MPa～3MPa时停止通入氦气；保压3min～5min后如果氦质谱检漏仪检测到的漏率不大于1×10-11Pa·m3/s，说明特种气体用隔膜阀无气体内部泄漏；
步骤B03、反向转动手柄(8)，手柄(8)反向转动带动制动器(6)向上移动，制动器(6)向上移动则阀杆(3-7)向上移动，弹簧(3-9)复位，镍基膜片(3-9-2)和钴基膜片(3-9-1)内边缘向上移动带动镶块(3-1-1)向上移动远离第一密封面(1)，特种气体用隔膜阀打开；
步骤B04、将第二接头(4-3)的出口端用试验螺帽封堵，通过第一接头(4-2)的入口端通入氦气，直至第一腔体(4-1-1)、第二腔体(4-1-2)和第三腔体(4-1-3)中的压力为2MPa～3MPa时停止通入氦气；
步骤B05、保压3min～5min后，如果氦质谱检漏仪检测到的漏率不大于1×10-11Pa·m3/s，说明特种气体用隔膜阀无气体外部泄漏。
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