一種氣動低溫調節閥的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及過程控制技術領域，尤其涉及一種氣動低溫調節閥。
【背景技術】
[0002]氣動低溫調節閥是大型低溫制冷設備(制冷溫度< 20K)中最常用的調節設備，是過程控制中實現低溫工質流量、壓力等熱力參數調節的最重要的執行機構。現有的低溫調節閥，工作溫區一般在液氮溫區(77K)，使用填料密封，而且多采用傳統的氣動執行機構或電動執行機構驅動低溫閥工作，操作麻煩，體積較大，密封性能差，控制精度低，漏熱較大，使用壽命不高。
【發明內容】
[0003]針對上述問題，本發明的目的是提供一種易于操作、體積較小、便于安裝、軸向漏熱小、使用壽命長、調節精度高、密封性能優異、工作在液氫液氦溫區的氣動低溫調節閥。
[0004]一種氣動低溫調節閥，其包括氣動薄膜執行機構及加長型內外同軸式低溫閥，低溫閥包括外管組件、內管組件、閥蓋組件及閥芯組件，所述外管組件的內管和所述外管組件的內管同軸設置，共同構成的整體結構長度大于等于500_，所述閥蓋組件的兩端分別連接于所述外管組件和所述氣動薄膜執行機構，所述閥芯組件和所述內管組件球面接觸。
[0005]本發明一較佳實施方式中，所述外管組件包括上閥體、下閥體、閥座及所述外管，所述內管組件包括金屬波紋管及所述內管，所述閥蓋組件包括連接桿和支撐法蘭，所述閥芯組件包括閥芯及閥芯座；所述上閥體和所述下閥體相對地設置于所述外管的兩端，所述氣動低溫調節閥通過所述上閥體固定于冷箱，所述下閥體具有容置所述閥芯及所述閥芯座的空腔，所述下閥體和所述閥芯座同軸導向設置，所述閥座具有和所述閥芯配合的通孔，所述閥座和所述下閥體配合，所述通孔通向所述空腔，所述外管和所述內管同軸設置，共同構成的整體結構的長度大于等于500mm，所述金屬波紋管套設于所述內管，且和所述外管組件的端面通過O型橡膠圈實現密封，所述內管的兩端沿軸向分別和閥芯座及連接桿球面接觸連接，所述連接桿和所述支撐法蘭分別和所述氣動薄膜執行機構的內桿和立柱連接，所述閥芯和所述閥芯座同軸配合，所述閥芯座和所述下閥體同軸配合。
[0006]本發明一較佳實施方式中，所述閥芯組件還包括由非金屬軟材料制成的閥芯密封墊，其夾在所述閥芯和所述閥芯座之間，且和所述閥座實現平面軟密封。
[0007]本發明一較佳實施方式中，所述閥芯和所述閥芯座螺紋連接。
[0008]本發明一較佳實施方式中，所述閥座設有朝向所述閥芯密封墊的凸臺，當所述調節閥關閉時，所述凸臺的表面和所述閥芯密封墊形成緊密的平面軟接觸。
[0009]本發明一較佳實施方式中，所述閥蓋組件還包括由非金屬柔性材料制成的導向件，所述導向件套設于所述連接桿進行導向。
[0010]本發明一較佳實施方式中，所述低溫閥具有分別和低溫管道密封連接的進口和出口，所述進口開設于所述閥座，且通向所述通孔，所述出口開設于所述下閥體，且通向所述空腔。
[0011]本發明一較佳實施方式中，所述進口和所述出口均和對應的低溫管道焊接連接。
[0012]本發明一較佳實施方式中，所述閥芯和所述閥芯座螺紋連接。
[0013]本發明一較佳實施方式中，所述閥座設有朝向所述閥芯密封墊的凸臺，當所述調節閥關閉時，所述凸臺的表面和所述閥芯密封墊形成緊密的平面軟接觸。
[0014]本發明一較佳實施方式中，所述下閥體和所述閥芯座相配合的表面為導向面。
[0015]本發明一較佳實施方式中，還包括相互連接的過濾減壓閥和電氣閥門定位器
[0016]本發明另外提供一種低溫真空冷箱，其包括如上所述的氣動低溫調節閥。
[0017]相較于現有技術，本發明提供的氣動低溫調節閥易于操作、體積較小、便于安裝，且軸向漏熱小、使用壽命長，同時調節精度高、密封性能優異。
[0018]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明實施例提供的氣動低溫調節閥的示意圖；
[0020]圖2為圖1所示氣動低溫調節閥中區域II的放大示意圖；
[0021]圖3為圖1所示氣動低溫調節閥中區域III的放大示意圖；
[0022]圖4為圖1所示氣動低溫調節閥中區域IV的放大示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。
[0024]請一并參閱圖1和圖2,本發明一實施例提供一種應用于液氫液氦溫區(< 20K)的氣動低溫調節閥100，其包括過濾減壓閥10、電氣閥門定位器20、氣動薄膜執行機構30和低溫閥40，壓縮空氣(或者氮氣)經過濾減壓閥10過濾加壓，向電氣閥門定位器20供應一定壓力的干凈空氣(氮氣)。通過4-20mA信號控制電氣閥門定位器20,改變氣動薄膜執行機構30的行程，從而驅動低溫閥40的閥芯軸向運動，進而改變閥芯與閥座之間的流通截面積，達到調節流量、壓力等熱工參數的目的。
[0025]過濾減壓閥10和電氣閥門定位器20相連接，用于對壓縮空氣(或者氮氣)進行過濾減壓；電氣閥門定位器20和氣動薄膜執行機構30相連接，用于根據控制信號改變氣動薄膜執行機構30的行程；氣動薄膜執行機構30和低溫閥40相連接，用于驅動低溫閥40的閥芯軸向運動，進而改變閥芯與閥座之間的流通截面積，達到調節流量、壓力等熱工參數的目的。本實施例中，氣動薄膜執行機構30采用截面直徑小、軸向行程大的精小型多彈簧立柱式薄膜執行機構，其體積較小、質量較輕、承壓高、便于安裝。
[0026]低溫閥40包括外管組件41、內管組件42、閥蓋組件43及和閥芯組件44。外管組件41包括上閥體411、下閥體412、閥座413及外管414 ;內管組件42包括金屬波紋管421及內管422 ;閥蓋組件43包括連接桿431和支撐法蘭432 ;閥芯組件44包括閥芯441及閥芯座442。
[0027]上閥體411和下閥體412相對地設置于外管414的兩端，且分別和外管414的兩端密封連接，氣動低溫調節閥100通過上閥體411固定于相應的設備，如冷箱，下閥體412具有容置閥芯441及閥芯座442的空腔416，下閥體412和閥芯座442同軸導向設置，閥座413具有和閥芯441配合的通孔417，閥座413和下閥體412配合，通孔417通向空腔416，外管414和內管422同軸設置,外管414套設于內管422 ;金屬波紋管421套設于內管422,且和上閥體411的端面通過O型橡膠圈423實現密封，內管422的兩端沿軸向分別和閥芯座442及連接桿431球面接觸連接；連接桿431和支撐法蘭432分別和氣動薄膜執行機構30的內桿31和立柱32連接；閥芯441和閥芯座442同軸配合，閥芯座442和下閥體412同軸配合。
[0028]優選地，閥芯座442和下閥體412同軸導向配合，以保證閥芯441和閥芯座442同軸，同時，閥芯座442和下閥體412之間的導向外表面均化學鍍鎳或鍍司泰萊合金，以增加相互之間的耐磨性。
[0029]本實施例中，低溫閥40具有分別和低溫管道密封連接的進口 46和出口 47，進口46開設于閥座413，且通向通孔417，出口 47開設于下閥體412，且通向空腔416。
[0030]氣動低溫調節閥100主要應用在真空低溫冷箱內，其中低溫閥40置于真空低溫冷箱內，過濾減壓閥10、電氣閥門定位器20及氣動薄膜執行機構30置于真空低溫冷箱外，工作在常溫環境，通過上閥體411與真空低溫冷箱的法蘭焊接，低溫閥40的進口 46和出口 47均與低溫管道焊接，從而保證真空低溫冷箱的真空度以及低溫工質流通管道系統的密封性倉泛。
[0031]本實施例中，低溫閥40中的