CN217815258U

CN217815258U - 截止阀

Info

Publication number: CN217815258U
Application number: CN202220607816.0U
Authority: CN
Inventors: 李端玲; 张峥涛; 宁树兴; 杨均科
Original assignee: Beijing Dunchao Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Dunchao Technology Co ltd
Priority date: 2022-03-18
Filing date: 2022-03-18
Publication date: 2022-11-15
Anticipated expiration: 2032-03-18

Abstract

本申请提供一种截止阀，包括：阀体，具有沿第一方向延伸的阀腔，在阀腔沿第一方向两端分别设置的流体入口和流体出口，流体入口和流体出口均与阀腔连通；磁吸阀芯，沿第一方向活动设置于阀腔，磁吸阀芯在阀腔内沿第一方向运动过程中具有连通流体入口和流体出口的第一位置，以及截断所述流体入口和所述流体出口的第二位置；电磁装置，设置于所述阀体；控制装置，与所述电磁装置电连接，用于控制对所述电磁装置通电以驱动所述磁吸阀芯在所述第一位置和所述第二位置之间运动。结构简单、制造及维修成本低、在超高真空环境下密封性好、无油污染，占用空间小、适应压力范围广，使用寿命长。

Description

截止阀

技术领域

本申请涉及阀门，尤其涉及一种截止阀。

背景技术

截止阀是使用最广泛的一种阀门之一，对其所在的管路中的介质起着切断和节流的重要作用，适用于中低压、高压环境，其密封性能良好。但是，在超高真空环境(通常认为压力在10^-9mBar以下的真空被称为超高真空)下，目前工业上应用的超高真空截止阀存在如下缺点：1、应用范围狭窄(0.1MPa至1×10^-7Pa)；2、结构复杂，配件多；3、占用空间大；4、成本及运行成本高；5、有油污染；6、平均无故障工作周期短。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种截止阀。

基于上述目的，本申请提供了一种截止阀，包括：

阀体，具有沿第一方向延伸的阀腔，以及在所述阀腔沿所述第一方向两端分别设置的流体入口和流体出口，所述流体入口和所述流体出口均与所述阀腔连通；

磁吸阀芯，沿所述第一方向活动设置于所述阀腔，所述磁吸阀芯在所述阀腔内沿所述第一方向运动过程中具有连通所述流体入口和所述流体出口的第一位置，以及截断所述流体入口和所述流体出口的第二位置；

电磁装置，设置于所述阀体；

控制装置，与所述电磁装置电连接，用于控制对所述电磁装置通电以驱动所述磁吸阀芯在所述第一位置和所述第二位置之间运动。

可选地，所述阀体和所述磁吸阀芯之间设置有弹性件，所述弹性件驱动所述磁吸阀芯处于所述第二位置，所述电磁装置在通电状态下驱动所述磁吸阀芯自所述第二位置向所述第一位置运动。

可选地，所述阀腔为圆柱腔，所述圆柱腔的中轴线与所述第一方向平行；

所述阀体包括设置于所述圆柱腔的两端面的第一阀板和第二阀板；

所述流体入口设置于所述第一阀板，所述流体出口设置于所述第二阀板；

所述磁吸阀芯包括在所述第二位置与所述第二阀板配合以封闭所述流体出口的阀芯板。

可选地，在所述阀芯板远离所述流体出口的一侧设置有安装柱，所述安装柱沿所述第一方向延伸，所述弹性件为套设于所述安装柱的螺旋弹簧。

可选地，所述第二阀板环绕所述流体出口设置有密封所述阀芯板和所述第二阀板的密封圈。

可选地，所述磁吸阀芯的外周套设有耐磨导向环，所述耐磨导向环与所述阀腔的内壁接触。

可选地，所述耐磨导向环为由耐磨材料制成的环状结构。

可选地，多个所述耐磨导向环以预设间隔沿所述第一方向设置于所述磁吸阀芯的外周。

可选地，所述磁吸阀芯包括由永磁材料制成且具有磁性的永磁部或由铁磁材料制成的铁磁部，所述永磁部或所述铁磁部与通电状态下的所述电磁装置之间能够产生磁作用力。

可选地，所述阀体为由不导磁材料制成的圆柱结构。

从上面所述可以看出，本申请提供的截止阀，在不影响流体流导的前提下，磁吸阀芯既可以充当活塞杆，在通电的电磁装置的作用下在所述第一位置和所述第二位置之间运动，又可以充当阀芯，用以连通流体入口和流体出口，或者截断所述流体入口和所述流体出口。截止阀整体结构简单、制造及维修成本较低。磁吸阀芯在所述阀腔内运动，使得截止阀的开启和关闭所占用的空间均为阀体所占用的空间，占用空间小。适应压力范围(1×10³MPa至1×10^-13Pa)广，在超高真空环境下密封性好。磁吸阀芯在磁作用力下进行运动，不会产生侧压力，不会造成耐磨导向环的单边磨损，因此无需定期润滑，无油污染，可适用于航天航空等领域，广泛适用于液体(包括特殊液体)、气体(包括有毒气体或放射性气体)等环境。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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申请的实施例，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为本申请实施例的第一种截止阀的侧视图；

图2为沿图1中的A-B方向的截面示意图；

图3为沿图1中的A-C方向的截面示意图；

图4为本申请实施例的第二种截止阀的侧视图；

图5为沿图4中的E-M方向的截面示意图；

图6为沿图4中的E-F方向的截面示意图。

附图标记列表：1、阀体；11、第一阀板；111、流体入口；112、导线柱；1121、导向槽；12、第二阀板；121、流体出口；122、密封圈；2、磁吸阀芯；21、阀芯板；22、安装柱；3、电磁装置；4、控制装置；5、弹性件；6、耐磨导向环；7、第一连接筋；8、第一穿孔；9、第二连接筋。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

截止阀，也叫截门，是使用最广泛的一种阀门之一，它之所以广受欢迎，是由于开闭过程中密封面之间摩擦力小，比较耐用，不仅适用于中低压，而且适用于高压。截止阀的闭合原理是，依靠阀杠压力，使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合，阻止介质流通。截止阀的结构长度大于闸阀，同时流体阻力大，长期运行时，密封可靠性不强。截止阀作为最重要的截断类阀门之一，在航空航天领域发挥着重要的作用。作为航天设备的重要元件，截止阀实现了介质输送、截止、调节等功能，其密封性能直接影响到航天设备的安全可靠运行。

截止阀适用于中低压、高压环境，其密封性能良好，但是，如背景技术所述，在超高真空(通常认为压力在10^-9mBar以下的真空被称为超高真空)环境下，目前工业上应用的超高真空截止阀有如下缺点：

(1)外壳容易发生变形，再加上长期使用易造成内部波纹管的磨损，导致其在超高真空环境下容易出现气体向外微泄漏的现象，其密封性不能满足环境需要。

(2)现有的超高真空截止阀的传动结构通常产生侧压力，容易造成活塞环的单边磨损，因此需要定期加润滑油来使其润滑，以增加活塞环的使用寿命。但是，加润滑油会造成油污染，这使得这类超高真空截止阀无法应用于航天航空等领域，使用范围受限制，并且寿命较短。

(3)现有的超高真空截止阀体积大，占用空间大；

(4)结构复杂，配件多，制造及维修成本高。

基于上述问题，本申请提供了一种适用于超高真空环境的截止阀，适应压力范围广：1×10³MPa至1×10^-13Pa，在超高真空环境下密封性好；广泛适用于液体、特殊液体、气体、有毒气体或放射性气体等环境；且无油污染，可适用于航天航空等领域。

以下参照附图详细说明本申请的实施例。

参考图1、图2和图3，本申请提供了一种截止阀，包括：

阀体1，具有沿第一方向延伸的阀腔，以及在所述阀腔沿所述第一方向两端分别设置的流体入口111和流体出口121，所述流体入口111和所述流体出口121均与所述阀腔连通；

磁吸阀芯2，沿所述第一方向活动设置于所述阀腔，所述磁吸阀芯2在所述阀腔内沿所述第一方向运动过程中具有连通所述流体入口111和所述流体出口121的第一位置，以及截断所述流体入口111和所述流体出口121的第二位置；

电磁装置3，设置于所述阀体1；

控制装置4，与所述电磁装置3电连接，用于控制对所述电磁装置3通电以驱动所述磁吸阀芯2在所述第一位置和所述第二位置之间运动。

具体地，所述阀体1可选为中空圆筒状结构，所述阀腔为圆柱腔，所述圆柱腔的中轴线与所述第一方向平行。

所述阀体1包括设置于所述圆柱腔的两端面的第一阀板11和第二阀板12，所述流体入口111设置于所述第一阀板11，所述流体出口121设置于所述第二阀板12。所述阀体1与所述第一阀板11和所述第二阀板12均为可拆卸连接，方便所述阀体1及位于其内部的磁吸阀芯2进行安装。其中，所述阀体1与所述第一阀板11和所述第二阀板12的可拆卸连接方式可以为螺栓连接、螺纹连接、螺钉连接、通过连接件可拆卸连接等方式，具体连接方式在此不做限定。本实施例中，所述阀体1与所述第一阀板11和所述第二阀板12均通过螺钉连接。

所述电磁装置3设置于所述阀体1，所述电磁装置3与所述控制装置4电连接，所述控制装置4用于控制所述电磁装置3的开启或关闭。当所述电磁装置3开启时，可以产生磁力线，所述磁力线用于驱动所述磁吸阀芯2在所述阀腔内运动。

所述磁吸阀芯2沿所述第一方向活动设置于所述阀腔内，所述磁吸阀芯2在所述阀腔内沿所述第一方向运动过程中具有连通所述流体入口111和所述流体出口121的第一位置，以及截断所述流体入口111和所述流体出口121的第二位置。

具体地，所述磁吸阀芯2可以在通电的所述电磁装置3的驱动下，在所述第一位置和所述第二位置之间运动。当所述磁吸阀芯2位于所述第一位置时，所述流体入口111和所述流体出口121连通，此时所述截止阀打开，流体从流体入口111进入，经过所述阀腔后从所述流体出口121流出；当所述磁吸阀芯2位于所述第二位置时，所述流体入口111和所述流体出口121之间被所述磁吸阀芯2截断，此时所述截止阀关闭，流体不能从所述流体出口121流出。

进一步地，所述磁吸阀芯2包括在所述第二位置与所述第二阀板12配合以封闭所述流体出口121的阀芯板21。具体地，所述阀芯板21可以为板状结构、台阶状结构、凸起结构、锥形结构等，只要确保阀芯板21可以与第二阀板12配合以密封所述流体出口121即可。

进一步地，所述第二阀板12环绕所述流体出口121设置有密封所述阀芯板21和所述第二阀板12的密封圈122。具体地，所述密封圈122的材质可以根据流体的特质进行选择，例如可以选择橡胶材质的密封圈122，也可以选择金属材质的密封圈122，还可以选择耐腐蚀材料制成的密封圈122等，所述密封圈122的具体材质在此不做限定。

实际使用时，所述截止阀可以有以下两种使用场景。

第一种使用场景：常开截止阀，即正常情况下所述流体入口111和所述流体出口121为连通状态，仅在特殊情况下需要关闭截止阀。将本申请所述的截止阀作为常开截止阀使用时，正常情况下，所述截止阀处于常开状态，此时所述电磁装置3关闭，所述磁吸阀芯2位于第一位置，以使所述流体入口111和所述流体出口121连通，流体从流体入口111进入，从所述流体出口121流出。特殊情况需要关闭截止阀时，通过控制装置4开启所述电磁装置3，以使所述电磁装置3通电，继而产生磁力线。所述磁吸阀芯2在所述磁力线的驱动下从所述第一位置逐渐移动至所述第二位置，此时所述流体入口111和所述流体出口121被所述磁吸阀芯2截断，流体不能从所述流体出口121流出。

第二种使用场景：常关截止阀，即正常情况下所述流体入口111和所述流体出口121为截断状态，仅在特殊情况下需要开启截止阀。将本申请所述的截止阀作为常关截止阀使用时，正常情况下，所述截止阀处于常关状态，此时所述电磁装置3关闭，所述磁吸阀芯2位于第二位置，以使所述流体入口111和所述流体出口121被所述磁吸阀芯2截断，流体不能从所述流体出口121流出。特殊情况需要开启截止阀时，通过控制装置4开启所述电磁装置3，以使所述电磁装置3通电，继而产生磁力线。所述磁吸阀芯2在所述磁力线的驱动下从所述第二位置逐渐移动至所述第一位置，此时所述流体入口111和所述流体出口121连通，流体从流体入口111进入，从所述流体出口121流出。

本申请提供的截止阀，在不影响流体流导的前提下，磁吸阀芯2既可以充当活塞杆，在通电的电磁装置3的作用下在所述第一位置和所述第二位置之间运动；又可以充当阀芯，用以连通流体入口111和流体出口121，或者截断所述流体入口111和所述流体出口121，使得截止阀整体结构简单、制造及维修成本较低。并且磁吸阀芯2在所述阀腔内运动，使得截止阀的开启和关闭所占用的空间均为阀体1所占用的空间，占用空间小。适应压力范围广：1×10³MPa至1×10^-13Pa，在超高真空环境下密封性好，广泛适用于液体、特殊液体、气体、有毒气体或放射性气体等环境。

在一些实施例中，参考图4、图5、图6，所述阀体1和所述磁吸阀芯2之间设置有弹性件5，所述弹性件5驱动所述磁吸阀芯2处于所述第二位置，所述电磁装置3通电驱动所述磁吸阀芯2自所述第二位置向所述第一位置运动。

具体地，所述弹性件5可选为压缩弹簧，在所述截止阀关闭时，所述弹性件5可以施加一定的预压力，所述预压力驱动所述磁吸阀芯2处于所述第二位置，以使所述流体入口111与所述流体出口121被所述磁吸阀芯2截断。

当所述截止阀需要开启时，所述控制装置4控制所述电磁装置3通电，以驱动所述磁吸阀芯2自所述第二位置向所述第一位置运动，使得所述流体入口111与所述流体出口121连通。

所述弹性件5的设置，可以为所述磁吸阀芯2施加一定的预压力，以使所述截止阀在关闭的时候密封性更好，防止出现流体的泄漏。

在一些实施例中，所述阀芯板21远离所述流体出口121的一侧设置有安装柱22，所述安装柱22沿所述第一方向延伸，所述弹性件5为套设于所述安装柱22的螺旋弹簧。

具体地，所述第一阀板11靠近所述安装柱22的一侧设有导向柱，所述导向柱与所述第一阀板11通过间隔设置的多个第二连接筋9连接。所述导向柱沿所述第一方向延伸，所述导向柱靠近所述安装柱22的一侧开有导向槽1121，所述安装柱22可以伸入所述导向槽1121内，所述弹性件5的一端与所述安装柱22连接，所述弹性件5的另一端与所述导向槽1121连接。

当所述磁吸阀芯2带动所述安装柱22一起移动时，所述导向槽1121为所述安装柱22的移动提供了导向及限位的作用，避免安装柱22的移动出现偏移，保证阀芯板21与所述流体出口121的配合紧密，密封性良好。

在一些实施例中，所述磁吸阀芯2的外周套设有耐磨导向环6，所述耐磨导向环6与所述阀腔的内壁面接触。

具体地，所述耐磨导向环6沿所述第一方向间隔设有多个。所述耐磨导向环6为由耐磨材料制成的环状结构。所述耐磨导向环6与所述阀腔的内壁面接触，起到导向的作用。

本申请中，由于磁吸阀芯2在磁作用力下进行运动，不会产生侧压力，因此不会造成耐磨导向环6的单边磨损，因此本申请所述的截止阀无需定期润滑，无油污染，可适用于航天航空等领域。

在一些实施例中，所述磁吸阀芯2包括由永磁材料制成且具有磁性的永磁部，所述永磁部与通电状态下的所述电磁装置3之间能够产生磁作用力；或者，所述磁吸阀芯2包括铁磁部，所述铁磁部由铁磁材料制成，所述铁磁部与通电状态下的所述电磁装置3之间能够产生磁作用力。所述阀体1为由不导磁材料制成的圆柱结构。

具体地，在本实施例中，所述磁吸阀芯2可选为连接有所述阀芯板21的直线电机次级(以下简称“次级”)。所述直线电机次级与所述阀芯板21通过多个间隔设置的第一连接筋7连接。相邻所述第一连接筋7之间留有第一穿孔8，当所述截止阀开启时，所述流体从所述流体入口111进入，经过所述第一穿孔8后从所述流体出口121流出。

所述电磁装置3可选为直线电机初级，所述直线电机初级(以下简称“初级”)套设于所述阀体1的外壁，所述初级与所述控制装置4电连接。当所述控制装置4控制所述初级通电时，所述初级产生磁力线，所述磁吸阀芯2在所述磁力线的驱动下，在所述第一位置和第二位置之间沿所述第一方向运动，以使得所述流体入口111和所述流体出口121连通或截断。

本申请所述的介质阀，不需要使用易磨损部件波纹管，使用寿命大大增长；整体结构简单、制造及维修成本较低；磁吸阀芯2在所述阀腔内运动，使得截止阀的开启和关闭所占用的空间均为阀体1所占用的空间，占用空间小；适应压力范围广：1×10³MPa至1×10^- ¹³Pa，在超高真空环境下密封性好；磁吸阀芯2在磁作用力下进行运动，不会产生侧压力，不会造成耐磨导向环6的单边磨损，因此无需定期润滑，无油污染，可适用于航天航空等领域，广泛适用于液体、特殊液体、气体、有毒气体或放射性气体等环境。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims

1.一种截止阀，其特征在于，包括：

阀体，具有沿第一方向延伸的阀腔，以及在所述阀腔沿所述第一方向的两端分别设置的流体入口和流体出口，所述流体入口和所述流体出口均与所述阀腔连通；

磁吸阀芯，沿所述第一方向活动设置于所述阀腔内，所述磁吸阀芯在所述阀腔内沿所述第一方向运动过程中具有连通所述流体入口和所述流体出口的第一位置，以及截断所述流体入口和所述流体出口的第二位置；

电磁装置，设置于所述阀体；

2.根据权利要求1所述的截止阀，其特征在于，所述阀体和所述磁吸阀芯之间设置有弹性件，所述弹性件驱动所述磁吸阀芯处于所述第二位置，所述电磁装置在通电状态下驱动所述磁吸阀芯自所述第二位置向所述第一位置运动。

3.根据权利要求2所述的截止阀，其特征在于，

所述阀腔为圆柱腔，所述圆柱腔的中轴线与所述第一方向平行；

4.根据权利要求3所述的截止阀，其特征在于，在所述阀芯板远离所述流体出口的一侧设置有安装柱，所述安装柱沿所述第一方向延伸，所述弹性件为套设于所述安装柱的螺旋弹簧。

5.根据权利要求3所述的截止阀，其特征在于，所述第二阀板环绕所述流体出口设置有密封所述阀芯板和所述第二阀板的密封圈。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的截止阀，其特征在于，所述磁吸阀芯的外周套设有耐磨导向环，所述耐磨导向环与所述阀腔的内壁接触。

7.根据权利要求6所述的截止阀，其特征在于，所述耐磨导向环为由耐磨材料制成的环状结构。

8.根据权利要求6所述的截止阀，其特征在于，多个所述耐磨导向环以预设间隔沿所述第一方向设置于所述磁吸阀芯的外周。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的截止阀，其特征在于，所述磁吸阀芯包括由永磁材料制成且具有磁性的永磁部或由铁磁材料制成的铁磁部，所述永磁部或所述铁磁部与通电状态下的所述电磁装置之间能够产生磁作用力。

10.根据权利要求9所述的截止阀，其特征在于，所述阀体为由不导磁材料制成的圆柱结构。