CN102196884B - 自对准的设施自动耦接器 - Google Patents

Abstract

提供了设备与方法以耦接多个设施。一个实施例中，用以耦接设施的设备包含：下层平板，此下层平板由盒体支撑，此下层平板有穿孔、至少一个预载弹簧、至少一个设施连接部件，及自所述下层平板的第一表面突出的主要对准销；及上层平板，所述上层平板具有次要对准销，所述次要对准销自所述上层平板的第一表面突出，且所述次要对准销比主要对准销短，所述上层平板还具有穿孔以及至少一个设施连接部件。上层平板可以平板的第一表面彼此面对的方式朝下层平板移动，如此主要对准销穿过上层平板中的穿孔并且次要对准销穿过下层平板中的穿孔，至少一个预载弹簧被压缩，且所述平板接合，以耦接上述设施连接部件。

Description

自对准的设施自动耦接器

技术领域

本文描述的实施例通常与用以耦接多个设施的设备及方法相关。

现有技术

某些处理或在某些系统中所需求的诸如水、气体、控制，及电力之类的设施连接一般是以手动方式个别耦接与去耦的。但是，所述步骤产生许多难题。例如，如果操作者无法在去耦水连接之前关掉水，可能会涌现泄漏。对于大型工业应用而言，一般此类泄漏的量级是巨大的。一个接一个手动去耦及耦接设施也是耗时的处理，需要更长的再装配时间，且由于效率丧失而造成更长的停工期。再者，由于操作者的失误，此操作导致设施连接的未对准更容易发生。未对准也能导致连接部件不小心失配，诸如泵盖子布置在源盖子之上，此举会对每一部件造成伤害。其它例子中，此类设施连接可在不连接的群组中自动耦接及去耦，诸如从高电压电力连接独立耦接水连接。结果，当前耦接系统的另一缺点依然是高电压连接通常维持与水和控制连接分离，因而需要独立连接步骤以及增加停工期。

因此，需要耦接及去耦设施连接的设备及方法，所述设备及方法一次以所有连接为对象、将泄漏物减至最少、具有更高度的未对准耐受力、更易于使用、如发生非故意的误用时避免伤害设施部件，以及产生更快速且更有效率的耦接。

发明内容

本文描述的实施例通常与用以耦接多个设施的设备及方法相关。一个实施例中，提供一种用以耦接多个设施的设备，包含：下层平板，所述下层平板由盒体支撑，所述下层平板具有穿孔、至少一个预载弹簧、至少一个设施连接部件，及自所述下层平板的第一表面突出的主要对准销，其中所述主要对准销的直径随接近所述第一表面而增加；及上层平板，所述上层平板具有次要对准销，所述次要对准销自上层平板的第一表面突出，且所述次要对准销比主要对准销要短，所述上层平板具有穿孔以及至少一个设施连接部件，其中上层平板可以上层和下层平板的第一表面彼此面对的方式朝下层平板移动，如此主要对准销穿过上层平板中的穿孔并且次要对准销穿过下层平板中的穿孔，至少一个预载弹簧被压缩，且上层和下层平板接合，藉此耦接着上层及下层平板上的设施连接部件。

一个实施例中，盒体与处理腔室耦接且上层平板与处理腔室的盖子耦接。

另一实施例中，下层平板藉至少一个弹簧而被支撑于盒体上。

另一实施例中，次要对准销呈阶梯状(stepped)。而又一实施例中，上层平板有偏移的重心。

另一实施例中，所述设备可包含至少一个水设施连接、至少一个气体连接，及至少一个电力设施连接。另一实施中，至少一个设施连接是自密封的。另一实施例中，所述设备可包含控制设施连接。

另一实施例中，设备可包含真空前级连接。真空前级连接可以是浮管组件。

另一实施例中，提供耦接多个设施的方法，所述方法包含以下步骤：以盒体支撑下层平板，所述下层平板具有穿孔、至少一个预载弹簧、至少一个设施连接部件，及自下层平板的第一表面突出的主要对准销，其中，主要对准销的直径随接近第一表面而增加；使上层平板朝下层平板下降且上层与下层平板的第一表面彼此相互面对着，此上层平板具有次要对准销，所述次要对准销自下层平板的第一表面突出，且所述次要对准销比主要对准销要短，此上层平板还具有穿孔以及至少一个设施连接部件；透过上层平板内的穿孔插入主要对准销；透过下层平板内的穿孔插入次要对准销；压缩至少一个预载弹簧；使上层及下层平板上的设施连接部件耦接着；以及接合上层与下层平板。

附图说明

以可以详细地理解本发明的上述特征的方式，通过参考实施方式，可得到上文简要概述的本发明的更加具体的说明，一些实施方式示出于附图中。然而应指出，附图仅仅示出了本发明的典型实施方式，并因此不被认为是限制本发明的范围，因为本发明可容许其他等效的实施方式。

图1为自对准设施自动耦接器的一个实施例的顶部前视图。

图2为自对准设施自动耦接器的一个实施例的底部前视图。

图3为在线(in-line)玻璃涂布系统的一个实施例的侧视图，所述系统的腔室附接着多个自对准设施自动耦接器。

应认知到在一个实施例中公开的组件可有利于在其它实施例中使用，而不再特别详述。

具体实施方式

本文描述的实施例提供自对准自动耦接装置，所述自对准自动耦接装置容许快速且故障自动防护的设施结合且系统停工期最短。虽然是结合在线玻璃涂布沉积腔室系统进行讨论的，但是自对准自动耦接装置的实施例可用于任何在需要设施连接的固定底架及重移动组件之间的连接。

图1是根据本文描述的一个实施例绘制的自对准设施自动耦接器100的示意部分正面与顶部视图。自动耦接器100包含两个匹配的盖子或平板，即下层平板103以及上层平板102。下层盖子或平板103于所述下层盖子或平板103上具有至少一个设施连接部件。设施连接被配置成使得任何设施的管路(hosing)或线路连接至连接部件，所述连接部件在下层平板103之下。设施连接可非刚性地固定至下层平板103且设施连接可展现某些活动或移动以便协助自对准处理。设施连接可为水、气体、电力、高电压或控制连接。其它实施例中，下层平板103能有两个或三个或更多个设施连接。例如，图1图示一实施例，所述实施例具有水连接106、控制连接118以及高电压电力连接109。一个实施例中，下层平板103可包括设施连接114，例如冷却线路。

如图1所图示，下层盖子或平板103由盒体101支撑。一个实施例中，下层平板103能使用例如穿过螺栓孔113的螺栓附接至盒体101。盒体101能由不锈钢或铝制成，或盒体101可从其它材料构造。一个实施例中，盒体101能附接至例如处理腔室之腔室的侧面。如图3所图示，盒体301的后面312能栓至腔室侧面320(腔室盖子未图示)。一个实施例中，数个自动耦接器可以连续排列地方式附接至处理腔室的侧面，而每一自动耦接器对应到处理腔室内不同的隔室。螺栓孔的实例图示于图1的116，所述螺栓孔可用以将盒体101附接至腔室侧面。另一实例中，盒体101可附接至需要设施连接的固定底架。为提供存取盒体101的内部，盒体101可具有在后面112的相对侧面上的穿孔。盒体101也可具有在顶面相对的底面上的穿孔，所述顶面供下层平板103搁放。盒体101的底面上的所述穿孔能提供存取以及盒体101的底面上的所述穿孔能容许设施管线穿越盒体101且透过盒体101的底伸出。

如图1所图示，下层平板103可有主要对准销104，所述主要对准销104垂直于由下层平板103形成的平面并且所述主要对准销104以远离盒体101的方向向上突出。一个实施例中，主要对准销104的直径将随接近下层平板103而增加。一个实施例中，主要对准销104呈阶梯状，如此在所述阶梯状之上的主要对准销的直径小于在阶梯状之下的主要对准销的直径。其它实施例中，主要对准销104能有一阶、二阶、三阶或更多阶。而在另一实施例中，主要对准销104可呈渐缩状(tapered)，如此所述主要对准销104直径随着接近下层平板103沿着主要对准销104的长度而增加。主要对准销104可于相对下层平板103的远程更进一步渐缩。主要对准销104的直径、长度和组成将视自动耦接器的应用而定，但主要对准销104应够坚固以抵抗施加的力量。一个实施例中，主要对准销104栓在下层平板103上。

下层平板103可包含至少一个穿过下层平板103的预载弹簧活塞，以便有效克服分离阻力以及匹配部件的拖曳力与摩擦力。弹簧活塞108可预载以便确定整体自动耦接器组件在所述自动耦接器组件放下前完全压缩。其它实施例中，下层平板103能包含二或更多个预载弹簧活塞，如图1所图示。

一个实施例中，下层平板103可由至少一个弹簧125(图2中亦可见弹簧225)所支撑。弹簧125能容许下层平板103适应上层平板102的任何少量的平行失准。下层平板103也可由二个、三个、四个或更多弹簧所支撑。

一个实施例中，下层平板103可只占盒体101顶面的一部分。一旦下层平板103嵌于盒体101上，间隙110可维持在盒体101的顶面上。盒体101可有一相对于间隙110的孔道，如此间隙110可容纳其它穿过盒体101的设施管线的通道，例如真空前级。

如图1所图示，上层盖子或平板102包含至少一个设施连接，例如115，所述设施连接115对应于至少一个匹配下层平板103上的设施连接，例如106。装配设施连接，如此设施的管路与线路连接至上层平板102的顶面上的连接部件。设施连接可非刚性地固定至上层平板102且设施连接可展现某活动或移动以便协助自对准处理。设施连接可为水连接、气体连接、电力连接或控制连接。设施连接可由铝或不锈钢制成。水连接可由黄铜制成。高电压电力连接可由镀银的黄铜制成。例如，图1图示一实施例，所述实施例含水连接115、控制连接111，及高压电力连接107。某些实施例中，上层平板102能有两个，或三个，或更多个设施连接。上层平板102能有次要对准销105，所述次要对准销105垂直于由上层平板102形成的平面且所述次要对准销105向下突出。次要对准销105长度可比主要对准销104的长度短。次要对准销105可于相对上层平板102的远程更进一步渐缩。

一个实施例中，上层平板102能栓至处理腔室盖子的基底，如此当腔室盖子降至腔室之上时，上层平板102同时降至下层平板103之上，所述下层平板103可附接至盒体101，所述盒体101可刚性地附接至腔室侧边(参见图3)。一个实施例中，腔室盖子可为需要高电压电源的能源盖子。另一实施例中，腔室盖子能为有辅助冷却线路的能源盖子。另一实施例中，腔室盖子能为有辅助冷却线路及附接有真空泵的能源盖子。另一实施例中，腔室盖子能为附接有涡轮泵的涡轮泵盖子。上层平板102能用起重机降至下层平板103之上。一个实施例中，起重机能附接至内部连接器，所述内部连接器位在上层平板102可附接的腔室盖子上，以利抬升与降低整个腔室盖子/上层平板组件。另一实施例中，上层平板可手动降低。无论上层平板102是否附接至另一可移动的部件，降低上层平板102的方法是视上层平板102的尺寸与重量、所述可移动部件的重量及尺寸，以及所使用的自动耦接器100的应用而定。例如，诸如对于在线(inline)玻璃涂布系统的溅射腔室而言，处理腔室盖子的尺寸约为3英尺×3英尺×13英尺的并且处理腔室盖子可由钢制成，此例中一起重机可用以抬升且降低腔室盖子/上层平板组件。

可降低上层平板102，如此底面面向下层平板103的顶面，所述次要对准销105是自底面突出的，而主要对准销104是自下层平板103的顶面突出的。一个实施中，上层平板102能有偏移的重心，以便确保接合的控制角度。一个实施例中，当上层平板102接近接合时，上层平板102的偏移重心能提供一接合角，所述接合角少于三度。可降低上层平板102，如此主要对准销104穿越上层平板102的穿孔119。最初，主要对准销104可宽松地配合于穿孔119内，容许角及侧向失准的某角度。当上层平板102沿主要对准销104向下移动且朝下层平板103靠近时，主要对准销104的直径增加，如此任何主要对准销104和穿孔119之间的空隙或空间可减少，藉此造成较少的角及侧向失准，且因而改善对准。一个实施例中，当上层平板102的穿孔119沿主要对准销104向下滑动，将碰上主要对准销上的阶梯，所述阶梯之后主要对准销104的直径尺寸大于主要对准销在所述阶梯之上的部分的直径。如前文所解释，主要对准销104可有一阶、二阶，或更多阶。另一实施例中，由于主要对准销104有渐缩状，所述主要对准销104直径由顶至底增加，故当上层平板102沿主要对准销104向下滑动且主要对准销104和穿孔119之间的空间减小时，上层平板102将更进一步对准。

一旦上层平板102降低至下层平板103之上的某距离，次要对准销105定位而滑动进入下层平板103上的穿孔117。当平板102更进一步降低，插入次要对准销104进入穿孔117可将旋转失准或相对于下层平板103的上层平板102的水平面的旋转减到最小，因此改善上层平板102以及下层平板103之间的对准。当上层平板102更进一步降低，且当上层平板102处于更靠近平板103的状态时，将引起预载弹簧活塞压缩。当上层平板102与下层平板103接触时，弹簧125也可轻微压缩。当上层平板102更进一步降低，对应平板102与103上的设施连接可耦接或匹配。一个实施例中，可相继完成(made)设施连接。例如，水连接115可首先耦接至水连接106，随后高电压电力连接107耦接至高电压电力连接109，随后，更细微控制连接111耦接至控制连接118。上层平板102可更进一步向下来至下层平板103，如此所述上层平板102将与下层平板103接合，以致所有的连接皆完成且上层平板102与下层平板103平行彼此对准。

图2为根据本文描述的一个实施例的自对准设施自动耦接器200的部分前视与底视示意图。图2图示上层平板202、下层平板203及盒体201的一个实施例的下侧面，此时上层平板202沿主要对准销204朝下层平板203降低。一个实施例中，上层平板202可包含次要对准销205、水连接215、控制连接211，以及高电压电力连接207。如图2所示，盒体201的底面可包含穿孔，所述穿孔容许设施线路(未图示)进或出盒体201以存取在下层平板203的下侧面上的设施连接部件。如图2所示，一个实施例中，盒体201可包含由两个分隔壁所分隔开的三个腔室(亦见图1中的盒体101)。一个实施例中，一个腔室223可容置水连接206，另一腔室222可容置控制及高电压电力连接209，以及第三腔室221可容纳真空线路。分隔的腔室能容许在一个自动耦接器中整合不同设施部件，如水及电力和控制。盒体201可有一个腔室、二个腔室、三个腔室或更多腔室。一个实施例中，在盒体201的底面上诸如穿孔224的穿孔，形状可为直角、圆形、椭圆或多角形，以容纳设施线路穿透盒体201。

一个实施例中，真空前级(未图示)可由盒体201的最右腔室221开始。真空前级可与平板202及203分离。一个实施例中，真空前级可为附有弹簧伸缩囊的浮管组件，所述浮管组件内所述伸缩囊能容许失准以及接触于热泵盖子底部的弹簧力。伸缩囊能容许具有密封O环的上层凸缘匹配至可附接上层平板202的腔室盖子的平底。

一个实施例中，举例而言，倘若水或气体供应或回路在去耦前无法关掉，水和气体连接部件可包含自密封机构，以阻止不接合造成的泄漏。

另一实施例中，视应用而定，可以包含不同设施连接部件的不同平板或盖子替换上层平板。另一实施例中，视应用而定，可以包含不同设施连接部件的不同下层平板替换所述下层平板。

一个实施例中，每一单独的设施连接于平板内至少有一些自由度以确保最佳单独对准以及连接间无残余的结合力。

前述是针对本发明的实施例，可不背离基本范围，设计其它及更进一步的本发明实施例，而所述本发明实施例之范围由随后的权利要求书所决定。

Claims (12)

1.一种用于耦接多个设施的设备，所述设备包含：

下层平板，所述下层平板由盒体支撑，所述下层平板具有穿孔、至少一个预载弹簧、至少一个设施连接部件，及自所述下层平板的第一表面突出的主要对准销，其中所述主要对准销的直径随接近所述第一表面而增加；以及

上层平板，所述上层平板具有次要对准销、穿孔以及至少一个设施连接部件，所述次要对准销自所述上层平板的第一表面突出，且所述次要对准销比所述主要对准销要短，其中所述上层平板可以所述上层平板以及下层平板的所述第一表面彼此面对的方式朝所述下层平板移动，使得所述主要对准销穿过所述上层平板中的所述穿孔并且所述次要对准销穿过所述下层平板中的所述穿孔，所述至少一个预载弹簧被压缩，且所述上层平板以及下层平板接合，藉此使所述上层平板及下层平板上的所述设施连接部件耦接。

2.如权利要求1所述的设备，其中所述盒体耦接于处理腔室，且其中所述上层平板耦接于所述处理腔室的盖子。

3.如权利要求1所述的设备，其中所述下层平板是由至少一个弹簧被支撑在所述盒体上。

4.如权利要求1所述的设备，其中所述次要对准销是阶梯状。

5.如权利要求1所述的设备，其中所述上层平板有偏移的重心。

6.如权利要求1所述的设备，包含至少一个水设施连接、至少一个气体连接以及至少一个电力设施连接。

7.如权利要求1所述的设备，其中所述至少一个设施连接部件是自密封式的。

8.如权利要求1所述的设备，包含控制设施连接。

9.如权利要求1所述的设备，更进一步包含真空前级连接。

10.如权利要求9所述的设备，其中所述真空前级连接是浮管组件。

11.一种用于耦接多个设施的方法，所述方法包含：

用盒体支撑下层平板，所述下层平板具有穿孔、至少一个预载弹簧、至少一个设施连接部件，及自所述下层平板的第一表面突出的主要对准销，其中所述主要对准销的直径随接近所述第一表面而增加；

以上层平板与下层平板的第一表面彼此相互面对的方式，使上层平板朝下层平板下降，所述上层平板具有次要对准销、穿孔以及至少一个设施连接部件，所述次要对准销自所述上层平板的第一表面突出，且所述次要对准销比所述主要对准销要短；

将所述主要对准销插入穿过所述上层平板内的所述穿孔；

将所述次要对准销插入穿过所述下层平板内的所述穿孔；

压缩所述至少一个预载弹簧；

使所述上层平板与下层平板上的所述设施连接部件耦接；以及

使所述上层平板与下层平板接合。

12.如权利要求11所述的方法，更进一步包含：压缩至少一个支撑所述盒体上的所述下层平板的弹簧。

Images