专利名称：双线圈高速脉冲气阀的利记博彩app
技术领域：
本发明是一种双线圈高速脉冲气阀，可用于提供宽度为200μs，强度为1022分子/秒·球面度的脉冲分子束。
已有技术(1)Rev.Sci.Instrum.52(10)，Oct.1981，P.1469-P.1472，(作者T.E.Adims，B.H.Rockney，R.J.S.Morrison，E.R.Grant)在文章题目为“Convenient fast pulsed molecular beam valve”中报导了双线圈高速脉冲气阀。
(2)J.Chem.Phys.78(4)，15 Feb.1983，P.1630-1631，(作者J.B.Hopkins，P.R.R.Langridge-Smith，M.D.Morse和R.E.Smalley)在题目为“Supersonic metal cluster beams of refractory metalsSpectral investigations of Ultracold Mo2”的文章中报导了双线圈高速脉冲气阀。
已有技术(1)中，气阀在稳定闭合状态时的密封是由闭合线圈(closing coil)中的保持电流(hold current)实现的，这样容易引起线圈发热;在气阀被开启电流(open current)打开的同时，保持电流被切断，这样容易造成阀门漏气，事实上，已有技术(1)中，从图3的上图(Upper trace)看，已显露出微漏;由粘在可移动部件头部的氟橡胶片实现密封，高速闭合时容易产生振荡。
已有技术(2)使用高磁饱和的软钢材料，据称有很大的涡流损耗，于是气阀必须通水冷却(见已技术2中P.1631)。
本发明的目的是克服已有技术(1)和(2)中所存在的问题，用弹簧替代保持电流的作用，线圈即不会因有恒定电流流过而发热，同时有良好的密封。用O形橡皮圈密封时，克服了气阀高速闭合时容易产生的振荡现象，并可连续在每秒10次的频率下运行，无需通水冷却。气阀在完全开启瞬间，工作气压不会发生跌落。
图1为本发明-双线圈高速脉冲气阀的结构剖视2为本发明的脉冲气阀开闭的动态过程3为本发明脉冲气阀的动作速度及束强诊断的实验装置示意4为在图3的实验装置上所测得的脉冲气阀产生的气体脉冲图5为本发明的脉冲气阀的动作速度测量及超声分子束装置6为在图5装置上测得的气阀动作速度和超声分子束演示(工作气体压力为1.5大气压时的结果)图7为在图5装置上测得的气阀动作速度和超声分子束演示(工作气体压力为6大气压时的结果)本发明的双线圈高速脉冲气阀的结构如图1所示。脉冲气阀的外观为上粗下细的圆筒形，阀体7下端的一侧面有进气口1，阀体7的最下端是前盖板19，上部有后盖板8，阀体7与前后盖板间分别由密封橡皮圈23、12实现密封，前盖板19的中心开有喷气口21，后盖板8与顶板11之间是接线座10，接线座10与后盖板8之间由银圈密封环9实现密封，气阀驱动电流经由接线座10馈入开阀线圈15和闭阀线圈16。绕有开阀线圈15的上磁芯6和绕有闭阀线圈16的下磁芯2装在具有内凸缘的安装筒5内，由磁芯紧固环14、17固紧。由铁磁材料制作的可移动部件3位于上磁芯6与下磁芯2之间，可移动部件3的中心孔内，装有弹簧20。位于弹簧顶端的压杆18压迫弹簧20，使可移动部件3在阀门闭合时紧贴下磁芯2。同时，可移动部件3的顶部压迫置于前盖板19，在喷气口21周围的O形橡皮圈22，使气阀处在密封的状态。压杆18与磁芯紧固环14由螺纹连接，因此压杆18可上下调节，以调整弹簧力的大小。安装筒5由安装筒紧固环13固定在阀体7内。可移动部件3与上磁芯6之间是气隙4，气隙4的大小由安装筒5内凸缘的厚度和可移动部件3的厚度之差决定。气隙4决定可移动部件3的最大可位移量。
上述阀体7、前盖板19、后盖板8、顶板11均由不锈钢制作，安装筒5、安装筒紧固环13、磁芯紧固环14、17、压杆18均用黄铜制作。线圈15、16用漆包线绕制。进气口1很短，并靠近气阀O形密封圈22处。
本发明的脉冲气阀的动态过程是气阀未受开阀电流脉冲激励时，可移动部件3在弹簧20的压迫下，对密封橡皮O环22实施密封。在开阀电流脉冲作用下，开阀磁铁对可移动部件3的电磁力克服弹簧力的作用，使可移动部件3位移，密封解除，即气阀开启。图2清楚地显示出气阀动作的动态过程，当开阀电流脉冲产生的电磁力大于弹簧力的时候，可移动部件3开始动作，此后开启电磁力继续增大，当开阀电流脉冲中止的时候，带有很大速度的可移动部件3在弹簧力和闭阀电流脉冲产生的闭阀电磁力的共同作用下作减速运动，当可移动部件3的位移量达到最大时，速度为零，此后即是可移动部件3在弹簧力和闭阀电磁力作用下的闭阀过程。
本发明的优点
(1)相比已有技术(1)，本发明增加了密封弹簧20，弹簧力的大小可通过调节压杆18的进退(螺丝结构)来调整。可移动部件3的顶端与O形橡皮圈密封，因此阀门可工作在更高的工作气压，阀门快速闭合时没有任何振荡。已有技术(1)，在工作气压为1大气压时即有微漏显露，本发明最高可工作气压6大气压以上。
(2)相比于已有技术(2)，本发明不需任何水冷，可在每秒10次的频率下连续工作，经(3.6×104次)持续工作测试并无发热现象。本发明的阀门进气口1短并靠近气阀O形密封圈22处，气阀在完全开启瞬间，工作气压不会发生跌落，总之本发明气阀完全能满足通常的实验工作需要。
最佳实施例结构如图1所示，其中线圈15、16匝数150匝左右，线径0.4mm可移动部件3重量2.7g气隙(4)0.5mm左右弹簧(20)长8mm，弹簧力0.5Kg左右磁芯(2)、(6)材料1J12DY进气口(1)与O型密封橡皮圈22的距离3.6cm驱动电流8A左右驱动脉冲宽度小于1ms(取决于工作气压)在上述参数下，进行脉冲分子束(He)实验，如图3、4、5、6、7所示，下面具体叙述通过对脉冲分子束的诊断测量本发明的性能图3显示脉冲气阀的动作速度和束强测量的实验装置图，5个大气压的气体(He)从进气口24进入置于真空系统源室25中的脉冲气阀26。当气阀开启时气体向真空中膨胀，经Skimmer27和Φ30的孔进入探测室29。由电离管(ZJ-2)28，并经放大器(放大倍数100)后送入示波器观测。图3中30、31、32为抽气口，接于真空泵。在图3装置上获得的测量结果由图4显示出。图4中，X轴扫描速度100μs/格，探测系统灵敏度经过校准，Y轴6×10-5torr/格。气体脉冲的宽度由气阀的动作速度和束中分子的速度分布决定，即气阀本身的动作速度必定小于图4显示的气体脉冲宽度(FWHM)，即小于200μs。
图5为本发明的脉冲气阀动作速度测量和超声分子束装置图，脉冲气阀35置于真空系统源室34中，源室34和探测室40由三个抽气口41、42和43接于真空泵。为了测量脉冲分子束中分子的速度和速度分布，使用了二只完全相同的电离管38、39，电离管的离子信号分别送入二只完全相同的放大器，电离管38离脉冲气阀35喷嘴的距离为54cm，而置于探测室40中的电离管39离脉冲气阀35之喷嘴口的距离为111.5cm。
载气(He)经输入口33进入气阀35，在所阀35开启时，气体向真空膨胀，经Skimmer 36、37后形成分子束。图6、图7是在图5所示的装置上测得的脉冲分子束的波形，图6所用的工作气体压力为1.5大气压，图7所用的气体压力为6大气压，X轴的扫描速度均为200μs/格。由图7得到分子的速度约为2×105cm/秒，比图6明显增大，并且速度分布更趋单一。图6中气体脉冲宽度由于分子的速度分布而增加，图7显示气阀本身动作的时间小于200μs。
权利要求
1.一种双线圈高速脉冲气阀，其中包括阀体(7)，在阀体(7)的下端是中心带有喷气口(21)的前盖板(19)，在阀体(7)下端的侧面有进气口(1)，阀体(7)的顶端是顶板(11)，顶板(11)的下面有置于后盖板(8)之上的接线座(10)，后盖板(8)与接线座(10)之间有银圈密封环(9)，后盖板(8)与阀体(7)之间有密封橡皮圈(12)，前盖板(19)与阀体(7)之间有密封橡皮圈(23)，在阀体内由安装筒紧固环(13)固定的带内凸缘的安装筒(5)内装有由磁芯紧固环(14)、(17)固定的绕有开阀线圈(15)的上磁芯(6)和绕有闭阀线圈(16)的下磁芯(2)，在上磁芯(6)和下磁芯(2)之间有可移动部件(3)和气隙(4)，其特征在于可移动部件(3)的中心孔内有弹簧(20)，弹簧(20)的顶端有压杆(18)，压杆(18)与磁芯紧固环(14)的中心孔有螺纹连接，可移动部件(3)的顶部压在置于前盖板(19)中心喷气口(21)周围的O形橡皮圈(22)上，进气口(1)靠近O形橡皮圈(22)。
全文摘要
本发明是一种双线圈高速脉冲气阀。主要用于产生宽度窄(200μs左右，FWHM)、强度高(10
文档编号F16K31/06GK1108741SQ94112018
公开日1995年9月20日 申请日期1994年1月18日 优先权日1994年1月18日
发明者周汝枋, 倪国权, 许达民 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所