CN114476715B - 一种可重复使用的金属杂质添加装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可重复使用的金属杂质添加装置及方法，解决现有液氧管路添加金属杂质，难以保证添加量的可靠性，存在安全风险和试验参数偏离设计要求的问题。该装置包括壳体、运动组件、密封件、连接件和充气接头；壳体为中空结构；运动组件包括设在壳体内的阀杆、阀杆套和添加环；阀杆包括固连的第一、第二、第三轴段，第二轴段与壳体为间隙配合；阀杆套设在第一轴段和壳体之间；添加环设在第三轴段上，并与壳体为过盈配合，添加环外表面中部设有环形凹槽，并与壳体内表面之间形成存储空间；密封件设在阀杆套和壳体之间；连接件用于固定壳体和被添加件；充气接头设在壳体上，运动组件在外部控制气作用下向下运动，使添加环的环形凹槽伸出壳体。

Description

一种可重复使用的金属杂质添加装置及方法

技术领域

本发明涉及一种金属杂质添加装置及方法，具体涉及一种可重复使用金属杂质添加装置及添加方法，尤其适用于高压低温液氧管路中添加金属杂质。

背景技术

液体火箭发动机中，对性能指标的要求越来越高，造成发动机零组件的工作环境越来越苛刻，为了满足高温、高压的工作要求，在发动机上使用了一些高性能的新材料。但是这些新材料缺少试验数据做支撑，因此需要提前进行材料试验考核。而发动机上的高速旋转零件，在旋转摩擦过程中，难免会造成材料的磨损脱落。为了探索新材料在有金属颗粒的工作环境中的性能，需要在材料试验考核过程中加入金属杂质，通常在考核过程中，金属杂质的加入是在低温液氧管路中进行的。

目前，现有向低温液氧管路中添加金属杂质的方案是：在液氧主管路上接一根导管存储金属杂质，直接采用高压氮气将导管内的金属杂质挤压到液氧主管路中。该方法的金属杂质在导管中流窜，难以保证金属杂质全部进入液氧主管路，而且，杂质添加过程的高压氮气会进入液氧主管路，影响液氧主管路的流动状态，导致氧浓度发生变化，进而管路流阻发生变化，对试验系统的安全性带来风险，也会使试验参数偏离设计要求。

发明内容

为了解决现有液氧管路中添加金属杂质的方式，难以保证金属杂质添加量的可靠性，以及高压氮气进入液氧主管路，存在安全风险和试验参数偏离设计要求的技术问题，本发明提供了一种可重复使用的金属杂质添加装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种可重复使用的金属杂质添加装置，其特殊之处在于：包括壳体、运动组件、密封件、连接件和充气接头；

所述壳体为中空结构，其中部设有排气孔，壳体下部用于安装在被添加件中；

所述运动组件设置在壳体内，其包括阀杆、阀杆套和添加环；阀杆设置在壳体内，其包括自上而下依次同轴固连的第一轴段、第二轴段和第三轴段，第二轴段的直径大于第一轴段和第三轴段的直径，第二轴段外表面与壳体内表面为间隙配合；阀杆套设置在第一轴段和壳体内表面之间；添加环设置在第三轴段上，并与壳体内表面为过盈配合，添加环外表面中部设有环形凹槽，环形凹槽与壳体内表面之间形成金属杂质存储空间；阀杆的两端均设有定位件，用于将阀杆套和添加环固定在阀杆上；

所述密封件设置在阀杆套和壳体内表面之间，用于密封，同时还能够避免运动组件因自身重力而向下掉落；

所述连接件用于固定壳体和被添加件；

所述充气接头设置在壳体上，其上端用于与外部控制气源相连通，下端与壳体内腔相连通，运动组件在外部控制气作用下向下运动，使添加环的环形凹槽伸出壳体。

进一步地，所述添加环采用耐低温的非金属材料；

所述添加环上开设有供阀杆穿过的中心孔，其上表面开设有至少一个径向导流槽，中心孔内壁开设有与径向导流槽相连通的轴向导流槽；

所述环形凹槽底面开设有与轴向导流槽连通的导流孔；

所述环形凹槽底面设置过滤网，过滤网的网孔尺寸小于待添加金属杂质颗粒直径。

进一步地，所述壳体内表面上部设有环形缺口，阀杆套中部设有能够在环形缺口内上下移动的环形导向凸起，环形缺口的底面给阀杆套向下移动提供限位作用；

所述壳体的排气孔位置套装有胶套。

进一步地，所述定位件为设置在阀杆两端的上螺母和下螺母，上螺母和阀杆套之间设有压板，下螺母和添加环之间设有垫圈。

进一步地，所述密封件包括第一泛塞密封圈和第二泛塞密封圈；第一泛塞密封圈套设在阀杆套上部和壳体内表面之间，两端分别通过压板下端面和环形导向凸起上端面限位；第二泛塞密封圈套设在第一轴段和壳体内表面之间，两端分别通过第二轴段上端面和阀杆套下端面限位。

进一步地，所述充气接头的下端伸入壳体，且两者为台阶面配合，并通过第一外套螺母实现连接；

所述充气接头的下端面给压板向上移动提供限位作用，充气接头的下端面设有十字形槽。

进一步地，所述阀杆上端设有工艺孔，下端设有销孔；

所述壳体外壁设有扳手备方。

进一步地，所述销孔内安装有销钉；

所述壳体与被添加件的接口为台阶面配合，连接件为设置在被添加件接口和壳体外周的第二外套螺母，且壳体与接口的配合面之间设有碟形密封圈。

进一步地，所述第一轴段上套装有位于第二泛塞密封圈与第二轴段之间的衬环；

所述壳体与充气接头之间设有平面金属密封垫。

同时，本发明提供了一种可重复使用的金属杂质添加方法，其特殊之处在于，采用上述可重复使用的金属杂质添加装置，包括以下步骤：

1)装配

1.1)将阀杆套、添加环、密封件装配在阀杆上，并通过定位件固定，完成运动组件的装配；

1.2)将装配好的运动组件从壳体上端装入壳体内；

1.3)将充气接头安装在壳体上；

1.4)将阀杆从壳体下端向下拉出，使环形凹槽伸出壳体，将待添加金属杂质倒入环形凹槽，然后向上推入阀杆，直至环形凹槽被壳体内表面密封；

1.5)将壳体下部装入外部被添加件的接口中，并通过连接件固定；

2)试验

外部控制气源向充气接头供给控制气，运动组件在控制气的作用下向下运动，添加环的环形凹槽伸出壳体，环形凹槽内的金属杂质随着外部被添加件内介质的流动完全进入外部被添加件中，完成金属杂质的添加。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明金属杂质添加装置在初始状态时，添加环的环形凹槽与壳体形成封闭的金属杂质存储腔，在需要添加金属杂质时，供给控制气，运动组件在控制气的作用下向下运动，使添加环的环形凹槽伸出壳体，环形凹槽内的金属杂质随着被添加件内介质的流动完全进入管路中，金属杂质存储可靠性更高，可以将金属杂质按照既定时间完全添加进被添加件内，保证金属杂质添加量的准确性，同时没有其他介质进入被添加件内，不会对试验系统造成影响。

2、本发明金属杂质添加装置可以多次重复使用，通过连接件拆下添加装置，拉出阀杆、添加金属杂质、退回阀杆，重新与被添加件的接口进行对接，即可准备下一次金属杂质添加试验，操作简单便捷。

3、本发明添加环上设有轴向导流槽、径向导流槽和导流孔，在金属杂质添加过程中，可以将被添加件内高压介质引入添加环的上表面和环形凹槽内，使得添加环四周均有高压介质，作用力相互抵消，不产生变形，避免添加环受到介质压力的作用产生变形，使添加环与壳体之间摩擦力增加，造成运动组件无法顺利向下运动的后果；以及带来金属杂质受到挤压，造成金属杂质与壳体和添加环内壁的摩擦，影响重复使用效果。

4、本发明密封件包括第一泛塞密封圈和第二泛塞密封圈，第一泛塞密封圈和第二泛塞密封圈的摩擦力远大于运动组件的自身重力，避免运动组件因自身重力而向下掉落，使得运动组件可以维持在初始位置；同时，两个泛塞密封圈可以在低温环境下使用而密封不失效，第一泛塞密封圈用于密封控制气体，第二泛塞密封圈用于密封管路液氧，使两种介质不会因蹿腔造成结构失效。

5、本发明壳体的排气孔位置套装有胶套，在低温环境中使用时，空气中的水汽遇冷凝结成冰或者霜，胶套可避免外界水汽进入壳体的行程腔内，防止行程腔内因结冰或结霜造成阀杆运动卡滞的后果。

6、本发明充气接头的下端面与压板接触的端面作为运动组件的限位面，在充气接头的下端面设有十字形槽，可以增大控制气的作用面积，缩小结构尺寸，提高阀杆打开的可靠性。

7、本发明阀杆的上端设有工艺孔、下端设有销孔，便于将运动组件安装进壳体，或者从壳体中取出。

8、本发明在阀杆的销孔内安装有销钉，避免下螺母从阀杆上脱落后掉入液氧管路中，造成结构失效。

9、本发明在第二泛塞密封圈与第二轴段之间设有衬环，衬环可以保持与第二泛塞密封圈的相对静止，避免阀杆在与下螺母旋合的过程中，造成第二泛塞密封圈的磨损。

附图说明

图1是本发明可重复使用的金属杂质添加装置结构示意图(与液氧管路配合)；

图2是本发明可重复使用的金属杂质添加装置初始状态结构示意图(金属杂质未添加、销孔内安装销钉)；

图3是本发明可重复使用的金属杂质添加装置工作状态结构示意图(金属杂质添加、销孔内未安装销钉)；

图4a是本发明可重复使用的金属杂质添加装置中添加环的立体结构图；

图4b是本发明可重复使用的金属杂质添加装置中添加环的俯视图；

图4c是本发明可重复使用的金属杂质添加装置中添加环沿导流孔轴向的剖视图；

图5a是本发明可重复使用的金属杂质添加装置中充气接头结构示意图；

图5b是5a的仰视图；

其中，附图标记如下：

1-壳体，101-环形缺口，102-限位面；

2-阀杆，201-第一轴段，202-第二轴段，203-第三轴段，204-工艺孔，205-销孔；

3-阀杆套，301-环形导向凸起；

4-第一泛塞密封圈，5-第二泛塞密封圈，6-压板，7-衬环；

8-添加环，801-环形凹槽，802-中心孔，803-径向导流槽，804-轴向导流槽，805-导流孔；

9-过滤网，10-垫圈，11-下螺母，12-上螺母，13-平面金属密封垫；

14-充气接头，141-十字形槽；

15-第一外套螺母，16-连接件，17-胶套，18-销钉，19-碟形密封圈；

20-液氧管路，21-接口。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。

如图1至图3所示，本发明一种可重复使用的金属杂质添加装置，包括壳体1、运动组件、密封件、连接件16和充气接头14。本实施例被添加件以液氧管路为例。

壳体1为中空结构，其内表面上部开设有环形缺口101。

运动组件设置在壳体1内，包括阀杆2、阀杆套3、添加环8和定位件。

阀杆2设置在壳体1内，阀杆2的两端设计有螺纹和扳手备方，便于螺母的安装，阀杆2的上端设有工艺孔204，以及下端设有销孔205，并且上方螺纹长度较长，除了安装螺母以外，还可以和安装工装配合，工艺孔204或安装工装用于将运动组件安装进壳体1，或者从壳体1中取出，可以帮助检测运动组件安装之后是否有卡滞的情况。

具体地，阀杆2包括自上而下依次同轴固连的第一轴段201、第二轴段202和第三轴段203，第二轴段202的直径大于第一轴段201和第三轴段203的直径，第二轴段202与壳体1下部内表面相配合，且两者为间隙配合。

阀杆套3设置在第一轴段201和壳体1内表面之间，阀杆套3中部设有能够在环形缺口101内上下移动的环形导向凸起301，环形缺口101的底面给环形导向凸起301的向下移动提供限位作用，即环形缺口101的底面作为壳体1的限位面102,给阀杆套3的向下移动提供限位；阀杆套3的环形导向凸起301外表面与壳体1的接触面作为整个运动组件的运动导向面。将运动导向面集中在一个运动零件(环形导向凸起301)上，可以提高运动组件的导向精度。

环形导向凸起301下端面、阀杆套3下部外表面、壳体1的环形缺口101底部之间形成行程腔，壳体1中部设有与行程腔连通的排气孔，在行程腔被压缩时，行程腔内的气体可以通过排气孔排出，使行程腔压力始终与大气压保持一致。同时，在壳体1的排气孔外围安装一个胶套17。在低温环境中使用时，空气中的水汽遇冷凝结成冰或者霜，胶套17可避免外界水汽进入行程腔，防止行程腔内因结冰或结霜造成阀杆2运动卡滞等其他后果。

添加环8套设在第三轴段203上，添加环8采用耐低温的非金属材料，本实施例添加环8的材料为聚四氟乙烯，添加环8外表面中部设有环形凹槽801，环形凹槽801与壳体1内表面之间的空间作为金属杂质存储空间，可根据添加金属杂质的需要设计合适的空腔大小；添加环8与壳体1内表面之间为过盈配合，避免金属杂质颗粒从添加环8与壳体1之间的配合面进入其他区域，添加环8由于是非金属材料，过盈配合时安装较为方便。

阀杆2两端均设有定位件，用于将阀杆套3和添加环8固定在阀杆2上，本实施例定位件为设置在阀杆2上端的上螺母12以及设置在阀杆2下端的下螺母11，上螺母12和阀杆套3之间设有压板6，下螺母11和添加环8之间设有垫圈10，垫圈10可避免下螺母11在旋合过程中对添加环8造成的磨损。

密封件设置在阀杆套3和壳体1内表面之间，避免运动组件因自身重力而向下掉落；本实施例密封件包括第一泛塞密封圈4和第二泛塞密封圈5；第一泛塞密封圈4套设在阀杆套3上部外表面和壳体1内表面之间，两端分别通过压板6下端面和环形导向凸起301上端面限位，压板6作为第一泛塞密封圈4定位的一部分，在安装之后可以保持与第一泛塞密封圈4的相对静止，避免上螺母12安装时因旋转造成第一泛塞密封圈4的磨损，本实施例压板6下表面外端设有伸入阀杆套3上端外表面和壳体1内表面之间的环形凸起；第二泛塞密封圈5套设在第一轴段201外表面和壳体1内表面之间，两端分别通过第二轴段202上端面和阀杆套3下端面限位，本实施例第一轴段201上还套装有位于第二泛塞密封圈5与第二轴段202之间的衬环7，衬环7可以保持与第二泛塞密封圈5的相对静止，避免阀杆2在与下螺母11旋合的过程中，造成第二泛塞密封圈5的磨损。

密封件可以在低温环境下使用而密封不失效，第一泛塞密封圈4用于密封控制气体，第二泛塞密封圈5用于密封管路液氧，使两种介质不会因蹿腔造成结构失效。

充气接头14设置在壳体1上，充气接头14的下端伸入壳体1，且两者为台阶面配合，则壳体1上端内表面开设有第一台阶状环形安装槽，相应的，充气接头14下端外表面设有与第一台阶状环形安装槽配合的第一台阶状环形安装凸台，充气接头14和壳体1台阶面配合安装后，通过第一外套螺母15实现两者的固定安装；且充气接头14和壳体1的配合面之间设有平面金属密封垫13，用于实现密封。

充气接头14的上端与外部控制气源相连通，下端与壳体1内腔相连通，外部控制气源通过充气接头14向壳体1上部内腔提供控制气，运动组件在控制气作用下向下运动，使添加环8的环形凹槽801伸出壳体1，使环形凹槽801内的金属杂质进入液氧管路20中。

壳体1的限位面102给运动组件的向下移动提供限位，作为运动组件的下限位面，充气接头14的下端面与压板6接触的端面作为运动组件的上限位面，在充气接头14的下端面设有十字形槽141，见图5a和图5b所示，可以增大控制气的作用面积，缩小结构尺寸，提高阀杆2打开的可靠性。

如图4a、图4b及图4c所示，本实施例添加环8上开设有供阀杆2穿过的中心孔802，添加环8上表面开设有至少一个径向导流槽803，中心孔802内壁开设有与径向导流槽803配合的轴向导流槽804。本实施例径向导流槽803为4个，优选为圆周均布，相应地，中心孔802内壁的轴向导流槽804为圆周均布的4个，4个轴向导流槽804与4个径向导流槽803的位置一一对应，且分别对应连通；环形凹槽801底面开设有分别与4个轴向导流槽804连通的4个导流孔805。液氧管路20中是高压介质，由于垫圈10和螺母11没有密封作用，高压介质可直接流至添加环8与垫圈10的接触面。添加环8底面受到介质压力的作用产生变形，使得添加环8与壳体1之间的摩擦力增加，可能会造成运动组件无法顺利向下运动的后果。环形凹槽801的容积也会变小，使得存储在环形凹槽801内的金属杂质受到挤压，造成金属杂质与壳体1和添加环8内壁的摩擦，影响重复使用效果。添加导流槽(径向导流槽803和轴向导流槽804)和导流孔805之后，可以将高压介质引入添加环8的上表面和环形凹槽801内，使得添加环8四周均有高压介质，作用力相互抵消，不产生变形。

添加环8的环形凹槽801底面包裹过滤网9，过滤网9的网孔尺寸小于待添加金属杂质颗粒直径，可防止金属杂质进入液氧导流槽。

本实施例壳体1中部外表面设有第二台阶状环形安装凸台，液氧管路20的接口21的上端内表面为与第二台阶状环形安装凸台配合的第二台阶状环形安装槽，则壳体1与液氧管路20的接口21为台阶面配合安装，连接件16为套设在壳体1和液氧管路20外侧的第二外套螺母，通过第二外套螺母实现两者的固定安装。壳体1和液氧管路20的接口21配合面之间设有碟形密封圈19，碟形密封圈19可以在液氧环境中起到密封效果；本实施例碟形密封圈19可为沿间隔设置的2个，实现双道密封，使密封可靠性增加。

本实施例液氧管路20上的接口21可在液氧管路20上直接加工出，相比于常规焊接结构，可以缩短接口21高度，进一步地，可以缩短金属杂质添加装置的轴向长度，以实现小型化。

本实施例金属杂质添加装置的各零组件均由耐低温材料制成。阀杆2的销孔205内可安装有销钉18，避免下螺母11从阀杆2上脱落后掉入液氧管路20中，造成结构失效。壳体1外壁设有扳手备方，便于拧紧第一外套螺母15和第二外套螺母。

本实施例可重复使用的金属杂质添加装置的工作过程如下：

1)装配

1.1)将阀杆套3、添加环8、第一泛塞密封圈4和第二泛塞密封圈5按照顺序装配在阀杆2上，并通过上螺母12和下螺母11固定，完成运动组件的装配；

1.2)将胶套17安装在壳体1的排气孔周围；

1.3)将装配好的运动组件从壳体1上端的大直径端装入壳体1内，可以借助阀杆2上端的螺纹与安装工装配合进行装配，在运动组件装入壳体1之后拧出安装工装；

1.4)将第一外套螺母15装在壳体1上；

1.5)在壳体1上端装入平面金属密封圈和充气接头14，使用第一外套螺母15将壳体1和充气接头14固定连接；

1.6)借助工装，将阀杆2从壳体1下端向下拉出，使环形凹槽801伸出壳体1，即添加环8与壳体1之间露出开口，见图3所示；然后将待添加金属杂质倒入环形凹槽801，然后向上推入阀杆2，直至压板6与充气接头14接触之后被限位，此时，环形凹槽801被壳体1内表面密封，金属杂质则被密闭在添加环8与壳体1形成的金属杂质存储空间之中，见图2所示；

1.7)在液氧管路20的接口21上装入碟形密封圈19，并将壳体1的下部伸入液氧管路20的接口21内，使用第二外套螺母连接固定，使得金属杂质添加装置竖直向上安装在液氧管路20中，见图1所示；

2)试验

2.1)在金属杂质添加至液氧管路20之前，进行必要的试验前安全检查，如气密性检查，在进行安全检查后，可进行试验；

2.2)试验时，先给液氧管路20供给液氧；此时，金属杂质添加装置仍然维持在初始位置，图2所示状态；

2.3)外部控制气源向充气接头14供给控制气，运动组件在控制气的作用下，向下运动至阀杆套3的环形导向凸起301与壳体1的限位面102接触，此时，添加环8的环形凹槽801伸出壳体1，即添加环8与壳体1之间露出开口(环形凹槽801内的金属杂质露出)，使环形凹槽801内的金属杂质随着液氧的流动完全进入液氧管路20中，工作状态如图3所示，完成金属杂质的添加；

3)拆除

3.1)试验结束后，外部控制气源停止供给控制气以及液氧管路20停止供应液氧；

3.2)拧出第二外套螺母，取出金属杂质添加装置。

本实施例金属杂质添加装置可以重复添加金属杂质，多次重复使用。添加方法是通过拧出第二外套螺母，取出金属杂质添加装置，再次拉出阀杆2，使添加环8与壳体1之间露出开口，往开口内倒入所需添加金属杂质，然后推入阀杆2，使金属杂质被密闭在添加环8与壳体1形成的金属杂质存储腔之中。重新通过第二外套螺母与液氧管路20的接口21进行连接，即可准备下一次金属杂质添加试验。

本实施例金属杂质添加装置竖直向上安装在液氧管路20的接口21中，初始状态如图2，在没有供给控制气和液氧时，由于第一泛塞密封圈4和第二泛塞密封圈5的摩擦力远大于运动组件的自身重力，金属杂质添加装置可以维持在初始位置，见图2所示。仅有液氧作用时，金属杂质添加装置也维持在初始位置。金属杂质不会过早进入液氧管路20。当需要添加金属杂质时，供给控制气，运动组件在控制气的作用下，向下运动至阀杆套3与壳体1的限位面102接触，此时，添加环8与壳体1之间露出开口，金属杂质随着液氧的流动完全进入管路中，工作状态如图3。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何变形都属于本发明所要保护的技术范畴。

Claims (9)

1.一种可重复使用的金属杂质添加装置，其特征在于：包括壳体（1）、运动组件、密封件、连接件（16）和充气接头（14）；

所述壳体（1）为中空结构，壳体（1）内表面上部设有环形缺口（101），阀杆套（3）中部设有能够在环形缺口（101）内上下移动的环形导向凸起（301），壳体（1）下部用于安装在被添加件中；

所述运动组件设置在壳体（1）内，其包括阀杆（2）、阀杆套（3）和添加环（8）；阀杆（2）设置在壳体（1）内，其包括自上而下依次同轴固连的第一轴段（201）、第二轴段（202）和第三轴段（203），第二轴段（202）的直径大于第一轴段（201）和第三轴段（203）的直径，第二轴段（202）与壳体（1）为间隙配合；阀杆套（3）设置在第一轴段（201）和壳体（1）内表面之间；添加环（8）设置在第三轴段（203）上，并与壳体（1）内表面为过盈配合，添加环（8）外表面中部设有环形凹槽（801），环形凹槽（801）与壳体（1）内表面之间形成金属杂质存储空间；阀杆（2）的两端均设有定位件，用于将阀杆套（3）和添加环（8）固定在阀杆（2）上；

所述环形导向凸起（301）下端面、阀杆套（3）下部外表面、壳体（1）的环形缺口（101）底部之间形成行程腔，壳体（1）中部设有与行程腔连通的排气孔，壳体（1）的排气孔位置套装有胶套（17）；

所述密封件设置在阀杆套（3）和壳体（1）内表面之间，还能够避免运动组件因自身重力而向下掉落；

所述连接件（16）用于固定壳体（1）和被添加件；

所述充气接头（14）设置在壳体（1）上，其上端用于与外部控制气源相连通，下端与壳体（1）内腔相连通，运动组件在外部控制气作用下向下运动，使添加环（8）的环形凹槽（801）伸出壳体（1）。

2.根据权利要求1所述可重复使用的金属杂质添加装置，其特征在于：所述添加环（8）采用耐低温的非金属材料；

所述添加环（8）上开设有供阀杆（2）穿过的中心孔（802），其上表面开设有至少一个径向导流槽（803），中心孔（802）内壁开设有与径向导流槽（803）相连通的轴向导流槽（804）；

所述环形凹槽（801）底面开设有与轴向导流槽（804）连通的导流孔（805）；

所述环形凹槽（801）底面设置过滤网（9），过滤网（9）的网孔尺寸小于待添加金属杂质颗粒直径。

3.根据权利要求2所述可重复使用的金属杂质添加装置，其特征在于：所述定位件为设置在阀杆（2）两端的上螺母（12）和下螺母（11），上螺母（12）和阀杆套（3）之间设有压板（6），下螺母（11）和添加环（8）之间设有垫圈（10）。

4.根据权利要求3所述可重复使用的金属杂质添加装置，其特征在于：所述密封件包括第一泛塞密封圈（4）和第二泛塞密封圈（5）；第一泛塞密封圈（4）设置在阀杆套（3）上部和壳体（1）内表面之间，两端分别通过压板（6）下端面和环形导向凸起（301）上端面限位；第二泛塞密封圈（5）设置在第一轴段（201）和壳体（1）内表面之间，两端分别通过第二轴段（202）上端面和阀杆套（3）下端面限位。

5.根据权利要求4所述可重复使用的金属杂质添加装置，其特征在于：所述充气接头（14）的下端伸入壳体（1），且两者为台阶面配合，并通过第一外套螺母（15）实现连接；

所述充气接头（14）的下端面设有十字形槽（141）。

6.根据权利要求1所述可重复使用的金属杂质添加装置，其特征在于：所述阀杆（2）上端设有工艺孔（204），下端设有销孔（205）；

所述壳体（1）外壁设有扳手备方。

7.根据权利要求6所述可重复使用的金属杂质添加装置，其特征在于：所述销孔（205）内安装有销钉（18）；

所述连接件（16）为设置在被添加件和壳体（1）外周的第二外套螺母，且壳体（1）与被添加件的配合面之间设有碟形密封圈（19）。

8.根据权利要求4所述可重复使用的金属杂质添加装置，其特征在于：所述第一轴段（201）上套装有位于第二泛塞密封圈（5）与第二轴段（202）之间的衬环（7）；

所述壳体（1）与充气接头（14）之间设有平面金属密封垫（13）。

9.一种可重复使用的金属杂质添加方法，其特征在于，采用权利要求1至8任一所述可重复使用的金属杂质添加装置，包括以下步骤：

1）装配

1.1）将阀杆套（3）、添加环（8）、密封件装配在阀杆（2）上，并通过定位件固定，完成运动组件的装配；

1.2）将装配好的运动组件从壳体（1）上端装入壳体（1）内；

1.3）将充气接头（14）安装在壳体（1）上；

1.4）将阀杆（2）从壳体（1）下端向下拉出，使环形凹槽（801）伸出壳体（1），将待添加金属杂质倒入环形凹槽（801），然后向上推入阀杆（2），直至环形凹槽（801）被壳体（1）内表面密封；

1.5）将壳体（1）下部装入被添加件的接口中，并通过连接件（16）固定；

2）试验

外部控制气源向充气接头（14）供给控制气，运动组件在控制气的作用下向下运动，添加环（8）的环形凹槽（801）伸出壳体（1），环形凹槽（801）内的金属杂质随着被添加件内介质的流动完全进入被添加件中，完成金属杂质的添加。

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