CN102410378A - 闸阀 - Google Patents

Abstract

一种闸阀，其中，辊插入凹槽(89)沿着侧框架(32a，32b)的内壁部分(88a，88b)的纵向方向形成，并被设置在组成闸阀(10)的壳体(16)的内部。各对保持辊(90a，90b)被插入辊插入凹槽(89)。阀盘(22)被倾斜，这样在阀盘(22)安置在阀座(28)上的阀闭合状态下，与阀杆(20)连接从而可倾斜地移动的位移块(62)将负荷强加在保持辊(90a，90b)上，该负荷可以被与保持辊(90a，90b)抵靠并被设置在侧框架(32a，32b)上的第一和第二压力接收体(92，94)承受。第一和第二压力接收体(92，94)由比侧框架(32a，32b)的材料硬度更高硬度的材料形成。

Description

闸阀

技术领域

本发明涉及一种闸阀，这种闸阀能够打开和闭合其中工件从一个处理室被传送到另一个处理室所经过的传送通道，或者能够打开和闭合其中压力流体、气体或类似物流经的流体通道或排出通道。

背景技术

迄今为止，在半导体薄片、液晶基板或类似的处理设备中，半导体薄片、液晶基板等会经过通道被送进和送出多种处理室，闸阀则用在这种通道内用于打开和闭合通道。

例如，在日本专利第2613171号公开的这种闸阀中，阀盘通过在缸的驱动作用下移动的阀杆的平移运动到达阀板的面对位置后，阀杆会倾斜，借此阀盘会压靠阀座并且被安置在阀座上，形成在阀箱内的通道会被密封。

发明内容

近来，在半导体薄片等制造厂商在空间节约上不断改善的同时，人们期望能进一步地使构成并被使用在处理设备中的闸阀小型化。并且，也存在能够使得阀盘被安置在阀座上的阀闭合状态被可靠、稳定地维持的需求。

本发明的主要目的是提供一种闸阀，这种闸阀能可靠、稳定地维持阀盘的阀闭合状态，同时压缩其高度尺寸从而有利于小型化闸阀。

本发明的闸阀配备有阀箱；阀盘，该阀盘能够移动以安置在形成在阀箱内的阀座上；阀杆，该阀杆被连接到阀盘上以可倾斜移动并且可沿直线移动阀盘；和驱动部，该驱动部被设置在与阀箱连接的壳体中用于在轴向方向上直线移动阀杆，这种闸阀包括：

支架(yoke)，该支架被连接到驱动部的驱动轴上，并且该支架可在驱动部的驱动作用下沿轴向方向移动；

位移构件，该位移构件可与支架整体移动，并且该位移构件在沿轴向方向的终端位置可倾斜；

接合构件，该接合构件被设置在位移构件的一侧上，并且其中具有孔，安装在位移构件上的第一辊被插入该孔内；

框架，该框架被设置成平行于阀杆的轴向方向，并具有沿轴向方向延伸的凹槽；

第二辊，该第二辊被设置在接合构件上，并被插入凹槽内；和

压力接收构件，该压力接收构件被设置成面朝凹槽，并且在阀盘安置在阀座上的阀闭合状态下抵靠第二辊，

其中，阀杆、位移构件和驱动部都平行地设置在壳体内，压力接收构件由具有比框架材料的硬度更大硬度的材料形成。

根据本发明，通过将驱动部设置成平行于阀杆和位移构件，对比于将驱动部和位移构件设置成在一条直线上的情形，可以压缩闸阀的高度尺寸，同时使得小型化闸阀成为可能。并且，若阀盘在阀闭合状态下被安置在阀座上，倾斜的位移构件通过接合构件强加在第二辊上的大致水平方向的负载能够被与第二辊抵靠的压力接收构件可靠地且合适地承受，从而可以可靠、稳定地维持阀闭合状态。

通过下面的描述，同时结合以说明性实例展示本发明优选实施例的附图，本发明的上述及其它目的、特征和优点将会变得更加明显。

附图说明

图1是根据本发明实施例的闸阀的整体垂直横截面图；

图2是图1中壳体附近的放大的横截面图；

图3是沿图1中线III-III剖开的横截面图；

图4是沿图1中线IV-IV剖开的横截面图；

图5是沿图1中线V-V剖开的横截面图；

图6是图4中闸阀的具有部分切除横截面的立体图；

图7是图5中闸阀的具有部分切除横截面的立体图；

图8是展示图3中阀盘和阀杆向上移动的阀打开状态的垂直横截面图；

图9是展示图4中阀盘和阀杆向上移动的阀打开状态的垂直横截面图；

图10是展示图5中阀盘和阀杆向上移动的阀打开状态的垂直横截面图；和

图11是展示图9中阀盘和阀杆向下移动，阀盘移动到阀箱内的状态的垂直横截面图。

具体实施方式

如图1-7所示，闸阀10配备有阀箱14、壳体16和缸组件18。在该阀箱14内形成有通道12，未图示的工件(例如半导体片)经过该通道12被送进送出；该壳体16被连接到阀箱14的上部；该缸组件18被用作驱动部，并且被设置在壳体16的内部。

闸阀10进一步地包括阀杆20、阀盘22、驱动转换器24和保持机构26。该阀杆20在缸组件18驱动作用下沿轴向方向(箭头A和B的方向)发生位移，并且相对轴向方向倾斜预定角度；该阀盘22被连接在阀杆20的一端上，并且能够阻塞且密封通道12；该驱动转换器24可将缸组件18的直线位移转化成阀杆20的倾斜运动；该保持机构26能通过阀盘22维持阻塞状态。

阀箱14被形成为具有通道12的中空箱，其中该通道12以矩形形式从中空箱的一端面穿透到另一端面。并且，阀箱14的内部设置有空间，稍后所述的阀盘22能够运动经过该空间。阀座28被形成在空间的内壁表面上以面朝通道12的一端。阀座28被如此形成以能够抵靠阀盘22。阀箱14的相对侧表面被分别连接到未图示的处理室上，并通过通道12与处理室的内部连通。

壳体16由基部30、一对侧框架32a和32b以及盖构件34组成。该基部30被连接在阀箱14的上部分上；该一对侧框架32a和32b被连接到基部30的相对端上，缸组件18被夹在该一对侧框架32a和32b之间；该盖构件34分别与侧框架32a和32b的上端部分相连接。基部30被如此设置以覆盖阀箱14的上部分。阀箱14的内部和壳体16的内部由杆孔36保持连通，杆孔36被形成在阀箱14的大致中心部分。后面描述的阀杆20被可移动地插入通过杆孔36。

侧框架32a和32b例如由金属材料形成，如铝等。组成缸组件18的缸筒44被分别设置在侧框架32a和32b的下部。侧框架32a、32b和缸筒44被相对于基部30固定在一起。

用于相对缸组件18供应和排出压力流体的第一和第二端口38、40被形成在其中一个侧框架32a上。第一和第二端口38、40分别打开并被沿侧框架32a的纵向方向相互分开预定间隔。第一和第二端口38、40通过未图示的管被连接到压力流体供应源上，并且正如下面更详细地描述的那样，它们分别与缸组件18的缸筒44的内部连通。

缸组件18由一对被分别设置在壳体16内沿基部30的纵向方向的相对端上的流体压力缸42a、42b组成。流体压力缸42a、42b分别包括中空的圆筒形缸筒44、被设置为可在缸筒44内部沿轴向方向(箭头A和B的方向)移动的活塞46和被连接到活塞46上的活塞杆(驱动轴)48。

由于被连接到基部30上，缸筒44的某一端都被阻塞且密封，而其另一端则被其中插入有活塞杆48的杆盖50阻塞。并且，在缸筒44的内部，形成有被活塞46分开的上侧缸室52和下侧缸室54。并且，在压力流体被从未图示出的压力流体供应源供给第一端口38或第二端口40的情况下，压力流体通过形成在侧框架32a内部的连通通道55a、55b被选择性地供给上侧缸室52和下侧缸室54中的任何一个。

第一端口38或第二端口40也通过未图示的通道被分别连接到流体压力缸42b内的上侧缸室52和下侧缸室54上。

因此，被供应给上侧缸室52或下侧缸室54中的任何一个的压力流体会在轴向方向(箭头A和B的方向)上按压活塞46并使得活塞46连同活塞杆48一起移动。

活塞杆48的下端被连接到活塞46的中心部分，而其上端突出到缸筒44的外部并分别以浮动方式被连接到后面描述的支架60。

阀杆20被设置在壳体16的大体中心部分，并插入通过形成在基部30上的杆孔36，阀杆20的大体中心部分被圆柱形波纹管56覆盖。波纹管56被形成为圆柱形并被设置为面对杆孔36。波纹管56的一端与位于阀杆20上的环形凹槽接合，其另外一端与杆孔36的开口连接。

阀杆20沿轴向方向(箭头A和B的方向)移动时，波纹管56在覆盖阀杆20的状态下作伸展和收缩运动，这样阀杆20的一部分总是被波纹管56覆盖。

并且，阀杆20的下端被插入到阀箱14的内部并被连接到阀盘22上。

阀盘22由平板形成，该平板与阀箱14内通道12的开口相对应具有大致矩形的横截面。阀杆20被连接到阀盘22的大体中心部分，密封环58通过环形凹槽被安装在阀盘22面对阀座28的侧表面上。在阀盘22被安置在阀座28上的阀闭合状态下，密封环58会抵靠阀座28，从而使得通道12的连通状态被阀盘22阻塞。

驱动转换器24包括支架60、位移块62和接合托架64。其中该支架60被固定在活塞杆48的另一端上，该位移块62的横截面被形成为H形并且和支架60整体移动，该接合托架64被固定在位移块62相对侧表面上并且在横向方向上突出预定长度。

支架60被设置为与活塞杆48的轴向方向垂直，流体压力缸42a、42b中的活塞杆48被分别连接到支架60的相对端上。因此，一旦开始供应压力流体，在活塞杆48连同活塞46一起移动的情况下，支架60会和活塞杆48整体移动。换句话说，这对活塞46和活塞杆48通过支架60在轴向方向(箭头A和B的方向)上整体一起移动。

阀杆20的上端插入通过位移块62的大体中心部分并且在位移块62的大体中心部分突出。连接螺母66与阀杆20的上端突出部螺纹接合，借此位移块62被整体连接到阀杆20。由例如螺旋弹簧制成的弹簧68被插入连接螺母66和支架60之间。支架60和位移块62在相互分离的方向上(箭头A和B的方向)被弹簧68的弹力推动。弹簧接收凹部70被形成在支架60中，弹簧68的一端被插入该支架60内。

并且，一对支撑辊72被轴向设置并被轴向支撑以用于旋转，并从位移块62的下端部分上的相对侧表面向外突出。并且，若位移块62被降低，则支撑辊72被分别插入支撑块76中，并分别被支撑块76支撑，支撑块76被形成在基部30的上表面上并且其中具有向上开口的凹部74。减震器77被分别设置在面对凹部74的支撑块76中并从支撑块76上轻微突出。

更具体地，若支撑辊72被插入凹部74，则会通过支撑辊72抵靠减震器77而吸收冲击。凹部74被形成具有半圆形状的横截面，对应于支撑辊72的横截面的形状。

并且，在从其侧表面向外突出的位移块62的上端设置有一对倾斜辊(第一辊)78，并且这对倾斜辊78被可旋转地支撑。倾斜辊78被分别插入连接块(接合构件)80的辊凹槽(孔)82，连接块80被连接到支架60的下表面上。倾斜辊78被设置在位移块62的相对立的侧表面上，并与支撑辊72在一条直线上。

辊凹槽82被形成为大体椭圆形状，并且具有相对于面朝位移块62的连接块80的侧表面的凹部。如图4所示，辊凹槽82的下端相对于其上端朝阀箱14的阀座28侧以倾斜的方式延伸。换句话说，辊凹槽82相对于连接块80的纵向方向(箭头A和B的方向)以预定角度倾斜。

并且，通过在缸组件18的驱动作用下连接块80和支架60向上和向下一起移动，倾斜辊78可沿着辊凹槽82移动，与此同时，位移块62相对支撑辊72倾斜，即，支撑辊72用作位移块62倾斜的支轴。

接合托架64，例如是由盘状构件形成，并且具有L形的横截面并具有形成于其中的接合凹槽86，被设置在位移块62的相对侧表面上的销构件84被插入该接合凹槽86。销构件84被支撑在接合凹槽86的下端部分上。因此，若阀盘22被降低，则可防止阀盘22和位移块62在轴向方向上和与之垂直的方向上的位置移动。并且，通过提升销构件84远离接合凹槽86的下端，阀杆20和阀盘22能够倾斜。

保持机构26被设置在壳体16内的侧框架32a、32b的内部，并被分别设置在一对压力流体缸42a、42b的上面。

保持机构26被设置在缸筒44和盖构件34的上部分之间，并由两对保持辊(第二辊)90a、90b组成，这两对保持辊(第二辊)90a、90b被插入侧框架32a、32b的内壁部分88a、88b的辊插入凹槽(凹槽)89中。

辊插入凹槽89沿着内壁部分88a、88b的轴向方向(箭头A和B的方向)以预定长度延伸，并且被形成为具有稍大于保持辊90a、90b的直径的宽度尺寸。

并且，在内壁部分88a、88b的下部，在其面朝辊插入凹槽89的内侧表面上形成有一对凹部。第一和第二压力接受体(压力接收构件)92、94被分别设置在该凹部内。第一和第二压力接受体92、94，例如，被形成为具有大体矩形的横截面并由具有比侧框架32a、32b的硬度更大硬度的金属材料(热处理回火钢或类似物)制成。并且，第一和第二压力接受体92、94被如此形成以使得其与辊插入凹槽89的内壁表面齐平(如图5)而不会从其上突出出来。

更具体地，第一压力接受体92和第二压力接受体94被沿着侧框架32a、32b的轴向方向(箭头A和B的方向)偏置预定距离，这样在通道12被阀盘22阻塞情况下，这两对保持辊90a、90b会分别抵靠第一和第二压力接受体92、94。第一压力接受体92被设置在阀箱14的一侧的较下的位置(在箭头A和B的方向上)。

保持辊90a、90b被轴向支撑以在连接块80的侧表面上旋转，并且被设置在一条直线上，同时沿着连接块80的纵向方向(箭头A和B的方向)以预定距离相互分离。并且，若连接块80连同支架60一起移动，则保持辊90a、90b会沿着辊插入凹槽89移动，借此通过连接块80沿着轴向方向(箭头A和B的方向)引导支架60、位移块62和阀杆20。

根据本发明实施例的闸阀10的基本构造如上所述。下面将说明闸阀10的操作和优点。在下面的说明中，如图8-10所示，阀打开状态被描述为初始状态，在此状态下，构成缸组件18的活塞46向上(箭头A的方向)移动并且阀盘22在阀箱14中向上移动，借此打开通道12以用于连通。

首先，在初始位置，从未图示出的压力流体供应源给第一端口38供应压力流体，压力流体被引导进入缸组件18内的上侧缸室52，活塞46被按压并向下(在箭头B的方向上)移动。此时，第二端口40被置于向周围环境开放的状态。

随着活塞46的移动，支架60、连接块80和位移块62也随着它们整体降低。因此，如图4和7所示，阀杆20和阀盘22被下降，并且一旦将其插入支撑块76的凹部74内，位移块62的支撑辊72就会被置于终端位置。更具体地，可控制阀杆20和阀盘22的进一步向下运动，并且阀盘22被定位成面对阀箱14内的通道12和阀座28。

在此情形下，由于阀盘22并未被安置在阀座28上，并未产生阀闭合状态，因此阀箱14的通道12仍被保持在连通状态。

并且，若位移块62被降低，由于弹簧68的弹性力大于来自支架60的按压力，所以弹簧68并未被支架60压缩，弹簧68连同支架60和位移块62一起整体移动。

下面，如图11所示状态，在此状态下，阀盘22被设置在面对阀座28的位置，通过进一步地将更多的压力流体引入上侧缸室52，活塞46会被进一步下降，借此支架60被活塞杆48向下(在箭头B方向上)推。此时，由于位移块62的向下运动被支撑块76控制，因此支架60向下移动同时压缩弹簧68，连接块80整体随之下降。因此，通过与倾斜辊78接合，位移块62的上端相对支撑辊72顺时针(在图11的箭头C的方向上)倾斜预定角度(如图4)。

因此，如图3-5所示，均被位移块62保持的阀杆20和阀盘22整体倾斜，并且阀盘22被安置在阀座28上，同时按压密封环58，借此阻塞阀箱14的通道12。

此时，如图5所示，保持辊90a、90b分别抵靠内壁部分88a、88b上的第一和第二压力接收体92、94，借此与阀盘22一起倾斜的位移块62施加的负荷被施加在接收体92、94上。因此，利用连接块80和保持辊90a、90b，可防止来自位移块62的负荷被直接强加在内壁部分88a、88b上。

更具体地说，在阀盘22被安置在阀座28上的阀闭合状态下，都会使得保持辊90a、90b抵靠相对内壁部分88a、88b具有较高硬度的第一和第二压力接收体92、94，借此提高阀闭合状态下的刚度。因此，可可靠、稳定地保持位移块62的倾斜情形，同时通过阀盘22可靠、稳定地保持阀闭合状态。

因此，可在处理室中对工件如半导体薄片进行处理，处理室的通道12则被闭合、密封。

下面，在阀盘22与阀座28分离并且通道12被置于阀打开状态的情况下，在未图示出来的切换阀的切换作用下，压力流体从第二端口40被供应给缸组件18内的下侧缸室54。因此，活塞46会上升，活塞杆48和支架60连同活塞46一起上升，这样使得弹簧68伸长，被倾斜辊78轴向支撑的位移块62逆时针方向(图11中箭头D方向)倾斜。因此，阀盘22与阀杆20和阀盘22一起倾斜，并与阀座28分离，借此释放通道12的阻塞状态。

并且，通过将压力流体引入下侧缸室54并提升活塞46，活塞杆48连同支架60、位移块62、阀杆20和阀盘22一起整体上升，于是阀盘22在向上方向上与面对阀箱14内的通道12的位置分离，恢复了阀打开情形的初始状态(见图8-10)。

因此，通道12被置于阀箱14内的开放状态，即能够连通状态，借此未图示出的工件如半导体薄片或类似物能够通过通道12被运输，并且这些在某一处理室中已经被处理过工件通过通道12移动到另一个邻近的处理室，在其上继续进行处理。

使用前述方式，根据本发明实施例，由于提供了位移块62和阀杆20被设置在组成缸组件18的一对流体压力缸42a、42b之间的结构，对比于缸和位移块被设置在一条直线上的情况，闸阀10的高度尺寸可以被压缩，闸阀10的尺寸可以被做得更小。

并且，提供了保持机构26，该保持机构26由侧框架32a、32b的内壁部分88a、88b和一对沿着内壁部分88a、88b移动的保持辊90a、90b组成，这样若阀盘22被安置在阀座28上处于阀闭合状态时，倾斜的位移块62和倾斜辊78通过连接块80施加的大体水平方向上的负荷能够被与保持辊90a、90b抵靠的第一和第二压力接收体92、94可靠地、合适地承受。因此，被阀盘22闭合(阻塞)通道12的状态可以被可靠地、稳定地维持。换句话说，通过提供保持机构26可以获得稳定的刚度，这使得阀盘22能被安置在阀座28上。

根据本发明的闸阀并不仅仅限于上述实施例，只要不背离所附权利要求给出的本发明的实质，多种附加或修改结构也可被理所当然地采用。

Claims (8)

1.一种闸阀(10)，所述闸阀(10)配备有阀箱(14)；阀盘(22)，所述阀盘(22)能够移动以安置在形成于所述阀箱(14)内的阀座(28)上；阀杆(20)，所述阀杆(20)被连接到所述阀盘(22)，以沿直线移动所述阀盘(22)并且可倾斜地移动所述阀盘(22)；和驱动部(18)，所述驱动部(18)被设置在与所述阀箱(14)连接的壳体(16)中，用于在轴向方向上直线移动所述阀杆(20)，其特征在于，所述闸阀(10)包括：

支架(60)，所述支架(60)被连接到所述驱动部(18)的驱动轴(48)上，并且所述支架(60)可在所述驱动部(18)的驱动作用下沿着所述轴向方向移动；

位移构件(62)，所述位移构件(62)可与所述支架(60)整体移动，并且所述位移构件(62)在沿着所述轴向方向的终端位置可倾斜；

接合构件(80)，所述接合构件(80)被设置在所述位移构件(62)的一侧上，并且其中具有孔，安装在所述位移构件(62)上第一辊(78)被插入所述孔(82)内；

框架(32a，32b)，所述框架(32a，32b)被设置成平行于所述阀杆(20)的所述轴向方向，并具有沿所述轴向方向延伸的凹槽(89)；

第二辊(90a，90b)，所述第二辊(90a，90b)被设置在所述接合构件(80)上，并且所述第二辊(90a，90b)被插入所述凹槽(89)内；和

压力接收构件(92，94)，所述压力接收构件(92，94)被设置成面朝所述凹槽(89)，并且在所述阀盘(22)安置在所述阀座(28)上的阀闭合状态下，所述压力接收构件(92，94)抵靠所述第二辊(90a，90b)；

其中，所述阀杆(20)、所述位移构件(62)和所述驱动部(18)都平行地设置在所述壳体(16)内，并且所述压力接收构件(92，94)由具有比所述框架(32a，32b)的材料的硬度更大硬度的材料形成。

2.如权利要求1所述的闸阀，其特征在于，其中所述第二辊(90a，90b)包括一对第二辊(90a，90b)，所述一对第二辊(90a，90b)在所述接合构件(80)的位移方向上相互分离，所述压力接收构件(92，94)包括一对压力接收构件(92，94)，所述一对压力接收构件(92，94)在所述凹槽(89)的延伸方向上相互分离并与所述一对第二辊(90a，90b)对应。

3.如权利要求1所述的闸阀，其特征在于，其中一个所述压力接收构件(92)和另一个所述压力接收构件(94)被设置成在所述框架(32a，32b)内相互面对，并将所述凹槽(89)夹在它们之间。

4.如权利要求1所述的闸阀，其特征在于，其中所述驱动部(18)由流体压力缸(42a，42b)组成，所述流体压力缸(42a，42b)包括有压力流体被供应到其内部的缸筒(44)，和被可移动地设置在所述缸筒(44)内部的活塞(46)，所述驱动轴(48)被连接到所述活塞(46)。

5.如权利要求4所述的闸阀，其特征在于，其中所述流体压力缸(42a，42b)包括两个流体压力缸(42a，42b)，所述两个流体压力缸(42a，42b)分别被设置在所述壳体(16)内关于所述阀杆(20)的两侧上。

6.如权利要求1所述的闸阀，其特征在于，其中所述压力接收构件(92，94)由金属材料形成。

7.如权利要求1所述的闸阀，其特征在于，其中所述压力接收构件(92，94)被设置在面朝所述凹槽(89)的凹部中，所述压力接收构件(92，94)被设置成与所述凹槽(89)的侧表面齐平，以使得不会相对于所述侧表面向外突出。

8.如权利要求3所述的闸阀，其特征在于，其中一个所述压力接收构件(92)和另一个所述压力接收构件(94)沿着所述框架(32a，32b)的轴向方向以预定距离相互偏置。

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