一种用于磁体液氦罐的失超阀的制作方法

1.本实用新型涉及超导磁体及液氦容器领域，具体涉及一种用于磁体液氦罐的失超阀。


背景技术：

2.当液氦超导磁体失超时，电磁线圈在磁体液氦罐内发热并蒸发大量的液氦，氦气在有限空间内膨胀，从而使得液氦罐内压力上升，为了将液氦罐体内的压力控制在安全值以下，需要将急剧膨胀的氦气排出。通过在排泄通上设计和安装失超阀可以实现这一功能，当液氦罐内氦气压力大于失超阀开启压力时失超阀自动开启，泻放罐体内的氦气，当液氦罐内氦气压力低于失超阀开启压力时，失超阀自动关闭，以阻隔液氦腔体与外界空气。
3.当前磁体一般有两种方式，一为使用其他领域商用的单向导通阀，但是价格昂贵且气体流量不能定制化。二为自制失超阀，当前自制失超阀的问题在于排放气体时产生振动，排气不畅，关闭不严导致空气泄漏到液氦罐从而产生结冰，影响磁体的性能，为售后服务带来极大的困难。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种用于磁体液氦罐的失超阀，能够避免排放过程中出现振动、排气不畅和关闭不严的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种用于磁体液氦罐的失超阀，包括阀座、阀芯、以及弹性压紧机构，所述阀座上设有第一阀口和第二阀口，还包括第一导向件和第二导向件，所述第一导向件固设在阀座中，所述第二导向件可直线移动地安装于第一导向件上，且第二导向件在移动方向外的方向上与第一导向件相对固定；所述阀芯铰接在第二导向件端部，所述第二导向件相对第一导向件直线移动时能够使直线阀芯靠近或者远离第一阀口，所述弹性压紧机对第二导向件施加弹性力、使阀芯压紧在第一阀口上并封堵住第一阀口。
6.进一步地，所述第一导向件为导套，所述第二导向件为导杆，所述导杆位于导套中。
7.进一步地，所述第一阀口为进气口，所述阀芯位于第一阀口内侧，所述弹性压紧机构包括弹簧，所述第二导向件上设有连接部，所述弹簧套于第一导向件外，且弹簧一端与阀座相接或相抵、另一端与连接部相接或相抵。
8.进一步地，所述第一阀口为出气口，所述阀芯位于第一阀口外侧，所述弹性压紧机构包括弹簧，所述第二导向件上设有连接部，所述弹簧套于第一导向件外，且弹簧一端与阀座相连接、另一端与连接部相连接。
9.进一步地，所述第二导向件与阀芯之间利用球铰结构铰接相连。
10.进一步地，所述导杆连接在阀芯中心位置。
11.进一步地，所述阀芯朝向第一阀口的一侧设有密封圈，或者第一阀口周边朝向阀
芯的一侧设有密封圈。
12.如上所述，本实用新型涉及的失超阀，具有以下有益效果：
13.过设置第一导向件和第二导向件，使用时，第一阀口可以作为进气口或者出气口，正常关闭状态时，阀芯压紧在第一阀口上并封堵住第一阀口，失超阀在开闭过程中，阀芯和第二导向件上下移动同步地相对第一导向件直线移动，由于第二导向件其他方向上位置都被第一导向件限制，第二导向件在移动过程中不会出现侧向晃动，阀门在开闭过程中也不会出现侧向的振动，避免因频繁振动对弹性压紧机构造成损坏，弹性压紧机构工作稳定可靠；并且，当在阀芯打开状态下，当阀芯出现受压力不均时，阀芯能够发生相应的偏转，自动调节开口大小，使得压力大的区域开口大，压力小的区域开口下，从而抵消气压不平衡效应，排气更稳定，避免振动的发生。本实用新型能够避免排放过程中出现振动、排气不畅和关闭不严的问题。
附图说明
14.图1为本实用新型的失超阀实施例一的结构示意图。
15.图2为本实用新型的失超阀实施例二的结构示意图。
16.元件标号说明
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阀座
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11
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第一阀口
[0019]
12
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第二阀口
[0020]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
阀芯
[0021]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
弹簧
[0022]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
导套
[0023]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
导杆
[0024]
51
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连接部
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球铰结构
[0026]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
密封圈
具体实施方式
[0027]
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0028]
须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0029]
参见图1至图2，本实用新型提供了一种用于磁体液氦罐的失超阀，包括阀座1、阀芯2、以及弹性压紧机构，阀座1上设有第一阀口11和第二阀口12，失超阀还包括第一导向件
和第二导向件，第一导向件固设在阀座1中，第二导向件可直线移动地安装于第一导向件上，且第二导向件在移动方向外的方向上与第一导向件相对固定；阀芯2铰接在第二导向件端部，第二导向件相对第一导向件直线移动时能够使直线阀芯2靠近或者远离第一阀口11，弹性压紧机对第二导向件施加弹性力、使阀芯2压紧在第一阀口11上并封堵住第一阀口11。
[0030]
本实用新型涉及的失超阀，用于液氦超导磁体失超时磁体液氦罐内的气体释放，使用时，第一阀口11可以作为进气口或者出气口，为了方便说明，在本技术中，参见图1和图2，以垂直于第一阀口11的方向为上下方向，第一导向件的移动方向沿着上下方向，正常关闭状态时，阀芯2压紧在第一阀口11上并封堵住第一阀口11，失超阀在开闭过程中，阀芯2和第二导向件上下移动同步地相对第一导向件上下直线移动，由于第二导向件其他方向(前后左右方向)上位置都被第一导向件限制，第二导向件在移动过程中不会出现晃动，阀门在开闭过程中也不会出现前后左右方向的振动，避免因频繁振动对弹性压紧机构造成损坏；并且，当在阀芯2打开状态下，当阀芯2出现受压力不均时，阀芯2能够发生相应的偏转，自动调节开口大小，使得压力大的区域开口大，压力小的区域开口下，从而抵消气压不平衡效应，排气更稳定，避免振动的发生。
[0031]
参见图1至图2，以下以两个具体实施例对本实用新型做进一步说明.
[0032]
实施例一:
[0033]
在本实施例中，参见图1，第一导向件为导套4，第二导向件为导杆5，导杆5位于导套4中，两者的轴向都垂直于第一阀口11，导杆5和导套4采用精密尺寸间隙配合，导杆5在导套4中移动时不会发生侧向偏移。采用这种方式，对导杆5和阀芯2的上下运动的导向更稳定，阀芯2一端可伸出于阀座1，能更好设计阀芯2和导杆5的行程
[0034]
在本实施例中，参见图1，阀芯2为板状结构，阀芯2位于第一阀口11内侧，此时第一阀口11为进气口，第二阀门为出气口，弹性压紧机构包括弹簧3，导杆5周面上设有连接部51，形成一圈挡边结构，连接部51位于导杆5周边上并靠近阀芯2，弹簧3套于导套4和导杆5外，且弹簧3一端与阀座1相接或相抵、另一端与连接部51相接或相抵，弹簧3提供的弹力沿着导杆5轴向。
[0035]
在本实施例中，导杆5与阀芯2之间通过球铰结构6铰接相连，连接稳定，并且阀芯2的转动更灵活，并且，铰接处优选位于阀芯2的中心位置处，当然，在其他实施例中，导杆5与阀芯2也可以采用其他适当的铰接结构。
[0036]
在本实施例中，在阀芯2和阀座1之间设有密封圈7，密封圈7可以固设在阀芯2朝向第一阀口11的一侧，也可以固设在第一阀口11周边朝向阀芯2的一侧，从而进一步保证阀门关闭时的密封效果。
[0037]
在本实施例中的失超阀在，使用时，第一阀口11与磁体液氦罐内连通，参见图1，正常工作时，弹簧3处于初步压缩状态，阀芯2压紧在第一阀口11上并封堵住第一阀口11，阀芯2外侧受压力，当磁体液氦罐内压力增大时，阀芯2外侧受压力变大，推动阀芯2带着导杆5导套4中移动，第一阀口11打开，气体从第一阀口11进入，从第二阀口12出去，并且压力不均时，阀芯2能够发生相应的偏转，自动调节开口大小，使得压力大的区域开口大，压力小的区域开口下，从而抵消气压不平衡效应，排气更稳定，避免振动的发生。
[0038]
失超阀在使用时，需要进行校验，阀芯2开启压力与弹簧3的预紧力关系式如下：p＝f/s；f＝-k
·
l；其中，p为作用在阀芯2上的内外气体压强差，f为作为在阀芯2上的压力，s
为阀芯2的有效面积，k为弹簧3的弹性系数，l为弹簧3的初始压缩量。弹簧3的初始压缩量l＝p
·
s/k；当罐体内气体压力大于p时，弹簧3被进一步压缩，最大压缩量dl，阀芯2位置后移阀门打开。其中弹簧3压缩空间d，在本实施例中，距离d也即阀门闭合时连接部51与导套4之间的距离，d应大于dl，根据罐体排出气体的流量不同而设计确定。
[0039]
实施例二：
[0040]
在本实施例中，参见图2，第一导向件为导套4，第二导向件为导杆5，导杆5位于导套4中，两者轴向垂直于第一阀口11，导杆5和导套4采用精密尺寸配合，导杆5在导套4中移动时不会发生侧向偏移。
[0041]
在本实施例中，参见图2，阀芯2为板状结构，阀芯2位于第一阀口11外侧，此时第一阀口11为出气口，第二阀口12为进气口，弹性压紧机构包括弹簧3，导杆5周面上设有连接部51，连接部51位于导杆5周边上靠近阀芯2，弹簧3套于导套4和导杆5外，且弹簧3一端与阀座1相连接、另一端与相连，弹簧3提供弹性拉力，拉力方向沿着导杆5轴向，使得阀门压紧在第一阀口11外侧。在本实施例中，导杆5与阀芯2之间也通过球铰结构6铰接相连。
[0042]
在本实施例中的失超阀，使用时，第二阀口12与磁体液氦罐内连通，作为进气口，参见图1，正常工作时，弹簧3处于初步拉伸状态，将阀芯2压紧在第一阀口11上并封堵住第一阀口11，阀芯2内侧受压力，当磁体液氦罐内压力增大时，阀芯2内侧受压力变大，推动阀芯2朝外运动，导杆5在导套4中移动，弹簧3被进一步拉伸，第一阀口11打开，气体从第一阀口11释放出去，并且压力不均时，阀芯2能够发生相应的偏转，自动调节开口大小，使得压力大的区域开口大，压力小的区域开口下，从而抵消气压不平衡效应，排气更稳定，避免振动的发生。
[0043]
本实施例中的失超阀在使用时也需要进行校验，其方法与实施例一中基本相同，不同在于弹簧3的压缩率变为拉伸两，因此不再详述。
[0044]
在其他的实施例中，也可以将实施例一和实施例二中导套4和导杆5对换下，也即第一导向件为导杆5，第二导向件为导套4，同样可以起到稳定导向作用。此外，第一导向件和第二导向件也可以为其他相配合的导向结构，例如滑轨和滑块的配合方式。
[0045]
在其他的实施例中，弹性压紧机构也可以不限于弹簧3，也可以采用其他适当弹性结构。
[0046]
本实用新型的失超阀，除了应用于磁体液氦罐外，也可以应用与其他类似场合，起到调节阀作用。
[0047]
由上可知，本实用新型的失超阀，通过设置第一导向件和第二导向件，使得阀门在开闭过程中更加稳定，弹簧3和阀芯2不会产生前后左右方向的振动，确保弹簧3工作稳定可靠，稳定了弹簧3的弹力，从而确保失超阀能够关；并且，通过将阀芯2铰接在第二导向件上，能够根据压力不均自动调节开口大小，确保排气稳定顺畅。
[0048]
综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具有高度产业利用价值。
[0049]
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。