一種真空進氣安全閥的製作方法

2023-05-26 18:08:56

本發明涉及真空和機械技術領域，主要涉及一種真空進氣安全閥。

背景技術：
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安全閥是啟閉件受外力作用下處於常閉狀態，當設備或管道內的介質壓力升高超過規定值時，通過向系統外排放介質來防止管道或設備內介質壓力超過規定數值的特殊閥門。安全閥屬於自動閥類，主要用於鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規定值，對人身安全和設備運行起重要保護作用。

對於一個已經抽好真空的高真空裝置來說，內外的壓差很大。由於維修，更換內部器件等原因 ，要打開真空裝。但在這之前，要先對裝置放空，使內外壓差一致。否者，貿然打開真空裝置，不僅會損害內部器件，對操作人員來說還會有危險，尤其是大真空裝置。要放真空，就要進氣。進空氣最為經濟方便。但，空氣的進入會對裝置內的器件造成腐蝕、損害，尤其是對高精密真空裝置來說，這是不可取的。考慮到經濟等原因，一般來說，放真空時會對真空室內部注入高純氮氣。

放真空時，要先把氮氣管路接到真空室進氣角閥接口處，普通的快口接頭無法配合氮氣的放氣量與角閥開度的大小。現有的做法是把氮氣管路放在角閥進氣口處，用保鮮膜把管路和進氣口裹起來，包成一個密封腔。開啟角閥的時候，同時要打開氮氣注入，當氮氣的注入量大於角閥此時開度所需時——單位時間內氮氣的注入量大於單位時間內真空裝置在角閥這一開度下的抽氣量。腔體就會膨脹，需要加大角閥開度或關小進氣。這很難調節，一不小心，腔體就會破裂，造成大氣進入真空室。而且即使當時調好了，過一會兒還要根據需要再次調節角閥開度，一不小心就會調節過量。當壓差低的時候，進氣又會顯得大了，又得重新調節，直到最後的關閉進氣。整個過程無明顯進氣指標，很不安全。

這樣就需要一種簡潔方便且能夠直觀顯示進氣量的安全閥，來連接角閥和進氣管路，它能夠簡潔快速的安裝，能夠很好的配合進氣與抽氣，顯示實時進氣量與需氣量的匹配度；進氣量過大時，提示的同時能夠及時的釋放多餘的氣體；進氣量小時，提示的同時能夠緊閉排氣孔，防止大氣進入，能夠反覆多次使用，而現有的安全閥很難達到這種要求。

技術實現要素：
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本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種真空進氣安全閥，來連接角閥和進氣管路，它能夠簡潔快速的安裝，能夠很好的配合進氣與抽氣，能夠及時排放多餘氣體，防止大氣進入，起到安全保護作用，同時能夠顯示進氣量是否合適，指示操作人員進行調節。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種真空進氣安全閥，其特徵在於：包括有閥體、氣管快接、放氣球，所述閥體包括有頭部KF快接接頭、中間氣腔、尾部中心開有螺紋的通孔以及尾部邊沿處開有螺紋的活塞腔，所述的氣管快接安裝在尾部中心開有螺紋的通孔上，所述的放氣球安裝在尾部邊沿處開有螺紋的活塞腔上，在閥體內部設有一定體積的氣腔，用於氣體緩衝，所述的頭部KF快接接頭與真空室的進氣角閥直接連接。

所述的活塞腔為一個三階臺階圓腔，三個圓腔從下到上逐次增大，頂部圓腔開有螺紋；其下方的第一階圓腔與第二階圓腔的接觸面開有密封槽，用於安放O型密封圈。

所述的放氣球通過螺紋通孔活塞腔連接，且放氣球接頭的頂端緊壓在活塞腔內的壓環上，所述的壓環下方的活塞腔內設有壓縮彈簧，所述的壓縮彈簧底部固定在壓環上，頂端頂住位於活塞腔內的活塞上。

所述的放氣球上分布有多個細小的氣孔。

所述的壓環是一個薄圓柱，圓柱外壁開有螺紋，內部掏出四個扇形通孔，便於氣體流通，所述的壓環通過螺紋旋入活塞腔上端部，緊壓壓縮彈簧。

所述的活塞為一個二階臺階圓柱，其邊沿處都是弧形的，便於活動；底部圓柱底面開有凹槽，用於固定壓縮彈簧，所述的活塞緊貼密封槽內的O型密封圈，從而封住整個活塞腔，阻止氣體進出。

其工作原理是：放真空時，先打開氮氣閥，真空進氣安全閥的活塞腔在自然狀態下由於壓縮彈簧的彈力作用處於關閉狀態。氣體由氣管快接口進入氣腔，由於受到活塞的阻擋，氣體無法通過活塞腔進入放氣球。隨著氣體的逐漸積累，氣腔內的氣壓逐漸增大，當活塞受到的氣體壓力大於彈簧施加的壓力時，活塞緩緩向後移動，離開O型密封圈，氣體進入放氣球，放氣球體積膨脹。當放氣球體積膨脹到一定程度時，放氣球表面的氣孔打開，使得多餘的氣體及時排出。放氣球的體積膨脹的越大，氣孔也就越大，氣體排放的越快。操作人員看到放氣球脹大時，應及時調節氮氣閥或真空進氣角閥。隨著真空進氣角閥逐漸打開，氣腔內的氣體被抽走，氣腔內的氣壓逐漸減小，當活塞受到的氣體壓力小於壓縮彈簧施加的壓力時，活塞在壓縮彈簧的作用下，緩緩向前移動。同時，放氣球在自身放氣與真空室抽氣的作用下，體積逐漸縮小。最終，在壓差與壓縮彈簧的作用下，緊壓O型密封圈，從而封住活塞腔，防止大氣進入真空室。此時，操作人員觀察到放氣球體積縮小，再次增大真空進氣角閥開度。初始時，單位時間內的進氣量小於真空進氣角閥接口處單位時間內的抽氣量，活塞腔緊緊密封。隨著真空進氣角閥的開度增大，單位時間內的進氣量大於真空進氣角閥接口處單位時間內的抽氣量，當活塞受到的氣體壓力再次大於壓縮彈簧施加的壓力時，活塞在壓縮彈簧的作用下，緩緩向後移動，活塞腔打開，氣體進入放氣球，氣球再次膨脹，操作人進行相應調節。最終，單位時間內的進氣量與真空進氣角閥接口處單位時間內的抽氣量達到平衡。當真空室內氣壓略大於外界大氣壓時，放氣球膨脹，排放多餘氣體，此時操作人員就可以關閉氮氣閥，拆除安全閥。

特點：氣管快接與KF快速接頭可跟跟自己的需要自行選擇，材料亦可根據自己的需要來選，它結構簡單，成本低，工作穩定可靠且安裝拆卸方便，使用方便簡潔，能夠起到很好的指示和保護作用。

且與其他的安全閥相比，安裝快捷簡單，且只需要簡單的機械結構就能夠實現安全保護與進氣指示，能夠及時排放多餘氣體，指示操作人員合體操作，且能夠反覆使用。

本發明的優點是：

本發明體積較小，無電子元件，無需電、氣、液提供動力，材料普通，可根據需要自行選擇，結構簡單，成本低，工作穩定可靠且安裝拆卸簡單快捷，容易修復，可反覆多次使用，能夠起到很好的安全保護與指示作用。

附圖說明：

圖1為本發明的主視圖。

圖2為本發明的剖視圖。

圖3為本發明中的局部放大圖。

圖4為本發明中的閥體結構剖視圖。

圖5為本發明中的壓環結構示意圖。

圖6為本發明中的活塞結構示意圖。

圖7為圖6的剖視圖。

具體實施方式：

參見附圖。

一種真空進氣安全閥，其特徵在於：包括有閥體1、氣管快接2、放氣球3、壓環4、壓縮彈簧5、活塞6和O型密封圈7，所述的閥體1包括有頭部KF快接接頭8、中間氣腔9和尾部中心螺紋通孔10，閥體1頭部的KF快接接頭直接與真空室的進氣角閥直接連接；在閥體1內部設有氣腔9，用於氣體緩衝；所述的氣管快接2通過中心螺紋通孔10與閥體1尾部相連接；所述的閥體1尾部邊沿處的開有活塞腔11，所述的放氣球3通過螺紋通孔與閥體1尾部的活塞腔11相連接，放氣球3的頂端緊壓活塞腔11內的壓環4，在活塞腔11內設有壓縮彈簧5，壓縮彈簧5底部固定在壓環4上，頂端頂住活塞6，活塞6緊貼位於活塞腔11上密封槽12內的O型密封圈7，從而封住整個活塞腔11，阻止氣體進出。

所述的閥體1尾部邊沿處的活塞腔11，它是一個三階臺階圓腔，三個圓腔從下到上逐次增大，頂部圓腔開有螺紋；第一階圓腔與第二階圓腔的接觸面開有密封槽12，用於安放O型密封圈7，具體可參照圖4。

所述的放氣球3通過螺紋通孔旋入活塞腔11，放氣球3上有多個細小的氣孔，這些氣孔在放氣球3本身材質收縮力的作用下緊閉，只有當其體積膨脹到一定大小時，氣孔才會打開，往外排放氣體；體積越大，氣孔也越大。而當放氣球3的體積不夠時，氣孔緊閉，具體可參照圖1、圖2。

所述的壓環4是一個薄圓柱，圓柱外壁開有螺紋，內部掏出四個扇形通孔，便於氣體流通；邊緣是弧形的，防止劃傷活塞腔11。壓環4通過螺紋旋入活塞腔11第三階圓腔底部，緊壓彈簧壓縮5，壓縮彈簧5的頂端緊緊抵住活塞6，使其位於第一二階圓腔內，緊貼密封槽12內的O型密封圈7，從而封住整個活塞腔11，具體可參照圖2、圖3、圖5。

所述的活塞6是一個二階臺階圓柱，邊沿處都是弧形的，便於活動，底部圓柱底面開有凹槽13，用於固定壓縮彈簧，具體可參照圖2、圖6、圖7。

本實例中的閥體1是304不鏽鋼的，KF快接接頭8為KF40的，氣管快接2為10毫米管徑的。先把供氣管路插入氣管快接2，在安全KF快接接頭8處放入密封圈，然後和真空進氣角閥接口通過卡箍連接起來，擰緊後，打開氮氣閥，真空進氣安全閥的活塞腔11在自然狀態下由於壓縮彈簧5的彈力作用處於關閉狀態。氣體由氣管快接口10進入氣腔9，由於受到活塞6的阻擋，氣體無法通過活塞腔11進入放氣球3。隨著氣體的逐漸積累，氣腔9內的氣壓逐漸增大，當活塞6受到的氣體壓力大於壓縮彈簧5施加的壓力時，活塞6緩緩向後移動，離開O型密封圈7，氣體進入放氣球3，放氣球3體積膨脹。當放氣球3體積膨脹到一定程度時，放氣球3表面的氣孔打開，使得多餘的氣體及時排出。放氣球3的體積膨脹的越大，氣孔也就越大，氣體排放的越快。操作人員看到放氣球3脹大時，應及時調節氮氣閥或真空進氣角閥。隨著真空進氣角閥逐漸打開，氣腔9內的氣體被抽走，氣腔9內的氣壓逐漸減小，當活塞6受到的氣體壓力小於壓縮彈簧5施加的壓力時，活塞6在壓縮彈簧的作用下，緩緩向前移動。同時，放氣球3在氣孔放氣與真空室抽氣的作用下，體積逐漸縮小。最終，在壓差與壓縮彈簧5的作用下，緊壓O型密封圈7，從而封住活塞腔11，防止大氣進入真空室。此時，操作人員觀察到放氣球3體積縮小，再次增大真空進氣角閥開度。初始時，單位時間內的進氣量小於真空進氣角閥接口處單位時間內的抽氣量，活塞腔11緊緊密封。隨著真空進氣角閥的開度增大，單位時間內的進氣量大於真空進氣角閥接口處單位時間內的抽氣量，當活塞6受到的氣體壓力再次大於壓縮彈簧5施加的壓力時，活塞6在壓縮彈簧5的作用下，緩緩向後移動，活塞腔11打開，氣體進入放氣球3，氣球再次膨脹，操作人進行相應調節。最終，單位時間內的進氣量與真空進氣角閥接口處單位時間內的抽氣量達到平衡。當真空室內氣壓略大於外界大氣壓時，放氣球膨脹，排放出多餘氣體，此時操作人員就可以關閉氮氣閥，對真空進氣安全閥進行拆除。

實際使用過程中，氣管快接與KF快速接頭可根據自己的需要自行選擇，材料亦可根據自己的需要來選，它結構簡單，成本低，工作穩定可靠且安裝拆卸簡單快捷，使用方便，能夠起到很好的安全保護和進氣指示作用。

以上所述的僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡未脫離本發明的實施或變更，均包含在本發明的專利保護範圍內。