CN105757272B

CN105757272B - 真空阀

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Publication number: CN105757272B
Application number: CN201510812076.9A
Authority: CN
Inventors: 田口竜大
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2015-01-07
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2018-08-31
Anticipated expiration: 2035-11-20
Also published as: JP6500445B2; CN105757272A; US9689507B2; JP2016125618A; US20160195191A1

Abstract

本发明提供真空阀，所述真空阀在阀片使开口开始打开的期间，能够使阀片的形状不发生变化地使打开面积相对于阀片的打开角度缓慢地变化。真空阀(1)中，阀开口(45)的边缘的一部分为向外侧凸出的楔形状的楔缘部(D1)。楔缘部(D1)设置于在使阀片(8)移动而使阀开口(45)打开时，阀片(8)使阀开口(45)开始打开的区域。

Description

真空阀

技术领域

本发明涉及一种真空阀。

背景技术

在将涡轮(turbo)分子泵等真空泵安装于真空处理装置的真空腔室(chamber)的情况下，一般来说插入真空阀。

有的真空阀具备开口部及阀片(valve plate)。此种真空阀中，有如下情况：使阀片的开度变化，使开口部不与阀片相向地打开的区域(打开区域)的面积(打开面积)变化，由此使真空阀的流导(conductance)变化，而用于真空腔室内的压力控制。

真空阀中，开口部的剖面形状一般来说呈圆形，而且，此种真空阀的阀片的边缘部的形状一般来说呈圆弧状。在具有此种形状的开口部与阀片的组合中，尤其会产生在阀片开始打开时相对于阀片的开度的打开面积的变化大的问题。

专利文献1中公开了一种具有使缘端部的一部分向内侧偏移(offset)或向外侧突出的轮廓的阀片，由此改善了流量控制性。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特开平9-210222号公报

[发明所要解决的问题]

然而，专利文献1记载的发明中，为了设置该轮廓，而需要增大其他缘端部的外周方向的厚度，结果导致阀片大型化。阀片的大型化会导致重量增加，而成为阀片的高速动作的弊端。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的真空阀存在的缺陷，而提供一种新型结构的真空阀，所要解决的技术问题是使其在阀片使开口开始打开的期间，能够使阀片的形状不发生变化地使打开面积相对于阀片的开度缓慢地变化，从而更加适于实用。

[解决问题的技术手段]

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本发明的优选形态的真空阀包括阀开口及将阀开口开闭的阀片，所述真空阀的特征在于：阀开口的边缘的一部分为向外侧凸出的楔形状的楔缘部，楔缘部设置于如下的区域，即，在使阀片移动而使阀开口打开时，阀片使阀开口开始打开的区域。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的真空阀，所述楔缘部的楔的顶点位于所述阀片的边缘首先与所述阀开口的边缘相接的位置。

前述的真空阀，形成着所述楔缘部的构件能够装卸地设置于所述阀开口。

[发明的效果]

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：根据本发明，在阀片使开口开始打开的期间，能够使阀片的形状不发生变化地使打开面积相对于阀片的开度缓慢地变化。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的真空阀的立体图。

图2是表示密封体的动作的图。

图3是阀本体的概略剖面图，且是表示打开区域的图。

图4是表示阀开口的形状的图。

图5是表示阀开口的楔缘部的形状设定方法的图(其一)。

图6是表示阀开口的楔缘部的形状设定方法的图(其二)。

图7是表示阀开口的楔缘部的形状设定方法的图(其三)。

图8是表示阀开口的楔缘部的形状设定方法的图(其四)。

图9是表示阀开口的楔缘部的形状设定方法的图(其五)。

图10是表示全闭时的阀开口及阀片的位置关系的图。

图11是表示阀开口开始打开时的阀开口及阀片的位置关系的图。

图12是表示楔缘部与阀片的边缘部相交时的阀开口及阀片的位置关系的图。

图13是表示与楔缘部相接时的阀开口及阀片的位置关系的图。

图14是将本实施方式的真空阀与比较例的真空阀的作用效果进行比较的图。

图15(a)～图15(d)是表示使楔缘部能够装卸的变形例的图。

图16(a)～图16(d)是表示楔缘部的楔形状的变形例的图。

[符号的说明]

1：真空阀 2：阀本体

3：凸缘 3A：密封面

4：框体 5：筒状收容部

6：凸缘面 7：密封体

8：阀片 8a：虚线

8C：旋转轴 8H：梁部

8V：阀部 8VE：边缘

9：压缩空气导入口·排出口 10：驱动部

31、41、41A、650：开口部 42：压缩空气导入路

45：阀开口 50：压缩弹簧

71b：突部 72a：凹部

710：活塞部 720：密封环

A、B、C、D、E、F：点 AB、AC：曲线

AD、AE、DF、EG：线段 AP、AQ：切线

B1：螺栓孔 BC、DB、EC、FB、GC：圆弧

BOL：螺栓 BP：构件

D1～D5：楔缘部 DE：凹部

DVE：楔缘部的楔的顶点 G：流路(点)

P₀：阀片位于图11的位置 P₁：阀片位于图12的位置

P₂：阀片位于图13的位置 S：打开区域

α：开度

具体实施方式

-实施方式-

图1是表示本发明的一实施方式的真空阀1的外观的立体图。

真空阀1包括阀本体2及驱动部10。阀本体2包括：凸缘3，形成着凸缘面6(参照图2)、压缩空气导入口·排出口9的框体4，以及在框体4内被滑动驱动的阀片8。在真空处理装置的真空腔室中固定着凸缘3，凸缘面6固定着真空泵。虽省略图示，但在驱动部10设置着使阀片8摆动驱动的电动机、及对电动机进行驱动控制的控制部。

图1所示的α表示阀片8的开度α。“α＝0％”表示使凸缘3的开口部31全闭的开度α，“α＝100％”表示使凸缘3的开口部31全开的开度α。虚线8a表示全开(α＝100％)时的阀片8。阀片8利用驱动部10的电动机而摆动驱动。通过对阀片8的开度进行调节，而对从真空处理装置流向真空泵的气体的流量进行调节。

阀本体2具有开口部31、开口部41。另外，图1中虽未表示，但本实施方式中，在开口部41设置着楔形状的楔缘部D1。关于楔缘部D1，将在图3以后的说明中进行说明。

图2是图1的I-I剖面图。然而，与图1不同的是，表示使阀片8全闭(α＝0％)时的图。

凸缘3具有密封面3A及开口部31。框体4具有压缩空气导入口·排出口9、压缩空气导入路42、开口部41、及凸缘面6。凸缘3与框体4利用未图示的螺栓而紧固。

开口部31与开口部41彼此相向。阀片8在开口部31与开口部41之间拔插。将真空腔室紧固在开口部31侧，将真空泵紧固在开口部41侧。

凸缘3与框体4之间形成着收容密封体7的筒状收容部5。

密封体7包括活塞部710及密封环720。活塞部710与密封环720利用突部71b与凹部72a而彼此卡合。

活塞部710利用从压缩空气导入路42送入的压缩空气(compressedair)，接收图示向上的力。而且，活塞部710利用压缩弹簧50，接收图示向下的力。当导入压缩空气时，密封体7向图示上方向移动，当排出压缩空气时，密封体7向图示下方向移动。

使阀片8全闭(α＝0％)，进而使密封体7抵接于阀片8，由此成为阀闭状态。结果，遮断从真空腔室流向真空泵的气体的流路G。相反，通过使密封体离开阀片8而解除阀闭状态，从而流路G打开。

如图2所示，在开口部41设置着楔缘部D1。楔缘部D1优选设置于阀片8附近。以下，将具有作为开口部41的一部分且包含楔缘部D1的开口的部分称作阀开口45。楔缘部D1一体地设置于开口部41。

图3是将阀本体2的剖面进行简化表示的图。图4是图3的I I-I I剖面图。图4中，由粗线表示的部分为阀开口45。由虚线表示的部分为现有的圆形开口部。楔缘部D1是指阀开口45的边缘部且偏离现有的圆形边缘部的形状的边缘部。即，图4中远离虚线的边缘部为楔缘部D1。

本实施方式中，在开口部41的内周侧，在阀片8的附近设置着楔缘部D1，由此形成着阀开口45。将阀开口45不与阀片相向地被打开的区域称作打开区域S(参照图3)。而且，将打开区域S的面积称作打开面积。

图5～图9是用以对图4所示的楔缘部D1的设定方法进行说明的图。

图5表示阀片8及开口部650。开口部650是在开口部41未设置楔缘部D1的情况下的开口部，且是具有圆形开口的开口部。

阀片8具有阀部8V及梁部8H。阀片8通过以位于梁部8H的旋转轴8C为中心摆动，而在开口部31与开口部41之间拔插。

开口部650中表示的点A表示阀片8将开口部650打开时，阀片8首先打开的位置。即，当全闭时的阀片8向打开的方向移动时，能够在点A的位置首先看见阀片8的阀部8V的边缘8VE。

图5中，阀片8位于成为规定开度的位置。规定的开度由“开口部650与边缘8VE以2点相交”、“开口部650开始打开”等其他设计方针等来决定。图5所示的点B、点C表示通过阀片8位于该位置，而阀片8的阀部8V的边缘8VE与开口部650相交的交点。另外，图6～图9中，阀片8也位于图5所示的位置。

图6表示对图5所示的阀片8的阀部8V的边缘8VE，从点A引出切线的情况。将切线AP的边缘8VE的切点设为点D，切线AQ的边缘8VE的切点设为点E。将与点A不同的切线AP的与开口部650的交点设为点F。将与点A不同的切线AQ的与开口部650的交点设为流路点G。

图7～图9是对楔缘部D1的构成及阀开口45的构成进行说明的图。

楔缘部D1具有图7中粗线表示的线段AD及线段AE作为轮廓。进而，楔缘部D1如图8所示，具有圆弧DB及圆弧EC作为轮廓。圆弧DB及圆弧EC起因于阀片8的阀部8V的边缘8VE。如以上所示，楔缘部D1具有线段AD、线段AE、圆弧DB及圆弧EC作为轮廓。由此，楔缘部D1具有向外侧凸出的楔形状。如所述那样，点A位于阀片8向打开阀开口45的方向移动时首先打开的位置。本实施方式的楔缘部D1的楔的顶点DVE位于该点A。因此，在阀片8移动而首先产生打开区域S时，该打开区域S由楔缘部D1与阀片8的阀部8V的边缘8VE而形成(参照图12等)。

另外，本实施方式中，楔缘部D1具有圆弧DB及圆弧EC作为轮廓。这样，能够保持打开区域S为一个。然而，也可采用除此以外的设置方式。例如，也可采用线段DF与圆弧FB来代替圆弧DB，采用线段EG与圆弧GC来代替圆弧EC。这样，如利用图8理解般，除产生以点A、点D、点E为顶点的打开区域S外，还产生以点D、点F、点B为顶点的打开区域及以点E、流路点G、点C为顶点的打开区域。

图9中粗线所示的区域表示阀开口45。如所述那样，楔缘部D1具有线段AD、线段AE、圆弧DB及圆弧EC作为轮廓。打开区域S除所述楔缘部D1外，还具有图9中粗线所示的起因于开口部650的圆弧BC作为轮廓，而形成图9中粗线所示的封闭的区域。如以上方式设定着阀开口45。

此处，对阀片8的打开角度进行说明。本实施方式中，使楔缘部D1的楔的顶点DVE与位于开口部650的边缘上的点A一致(参照图8等)。然而，阀开口45的楔缘部D1的楔的顶点DVE的设置方式并非必须与点A一致。例如，也能够将楔缘部D1的楔的顶点DVE设置于比开口部650的边缘靠内侧处(参照图16(a))。相反，也能够将楔缘部D1的楔的顶点DVE设置于比开口部650的边缘靠外侧处(参照图16(b))。这样，根据楔缘部D1的楔的顶点DVE的位置的不同，而阀开口45开始打开的开度发生变化。

因此，导入如“打开角度”这样的新的参数，当打开角度为零度时，使阀开口45开始打开。即，阀片8的打开角度的基准角度位置(零度的位置)为阀开口45首先打开时的阀片8的角度位置。阀片8的打开角度是指从该基准角度位置算起的角度。另外，阀片8打开的角度设为阀片8的打开角度的正角度。

图10～图13是表示打开区域S相对于阀片8的打开角度的变化的图。

图10是表示阀片8位于全闭(α＝0％)位置时的情况的图。如图10所示，阀开口45的边缘的一部分为向外侧凸出的楔形状的楔缘部D1(图的粗线所示的区域)。如图10所示，当全闭(α＝0％)时，打开区域S的面积(打开面积)为零。另外，图10所示的点A～点E对应于图5～图9所示的点A～点E，图11以后均相同。

图11是表示阀开口45开始打开时的情况的图。即，本实施方式中，表示阀片8的打开角度为零度的基准角度位置。

虽已进行叙述，但阀开口45的边缘的一部分为向外侧凸出的楔形状的楔缘部D1(图的粗线所示的区域)。

楔缘部D1设置于在阀片8向打开阀开口45的方向移动时开始看见阀片8的阀部8V的边缘8VE的区域。换句话说，楔缘部D1设置于在使阀片8移动而使阀开口45打开时，阀片8使阀开口45开始打开的区域。

此外，楔缘部D1的楔的顶点DVE设置于阀片8向打开阀开口45的方向移动时开始看见边缘8VE的区域中的首先能够看见边缘8VE的位置。换句话说，楔缘部D1的楔的顶点DVE位于阀片8的边缘8VE首先与阀开口45的边缘相接的位置。图11中，打开面积也为零。

图12是表示阀片8的阀部8V的边缘8VE通过楔缘部D1的线段AD、线段AE时的情况的图。本实施方式中，图12的打开角度为3度。即，图12所示的阀片8从图11的基准角度位置移动了3度。图12中，产生打开区域S(图12的阴影区域)。

图13是表示阀片8的阀部8V的边缘8VE与楔缘部D1的圆弧DB、圆弧EC相接时的情况的图。本实施方式中，图13的打开角度为5度。如果阀片8的打开角度增加，则打开面积上升。图13中的打开面积比图12中的打开面积大。

图14是表示将本实施方式的真空阀1中的打开面积相对于打开角度的变化、与比较例的真空阀中的打开面积相对于打开角度的变化进行对比所得的图。比较例的真空阀的剖面为圆形，就这一点而言，与本实施方式不同。图14中，打开角度为0°的P₀表示阀片8位于图11的位置时。打开角度为3°的P₁表示阀片8位于图12的位置时。打开角度为5°的P₂表示阀片8位于图13的位置时。

如图14所示，本实施方式的真空阀1中设置着楔缘部D1，因而可理解为比起具有圆弧边缘部的比较例的真空阀，打开面积的上升变得缓慢。而且，本实施方式的真空阀1中，如果打开角度大于P₂(参照P₃)，则也可理解为打开面积的变化增大。

本实施方式的真空阀具有以下的构成，且实现以下的作用效果。

(1)真空阀1中，阀开口45的边缘的一部分为向外侧凸出的楔形状的楔缘部D1。楔缘部D1设置于在使阀片8移动而使阀开口45打开时，阀片8使阀开口45开始打开的区域。

由此，在阀片使开口开始打开的期间，能够使阀片8的形状不发生变化地使打开面积相对于阀片8的打开角度缓慢变化。而且，楔缘部D1并未设置于阀片8，因而不会导致阀片8的重量增加。因此，阀片8的动作速度不会劣化。

(2)楔缘部D1的楔的顶点DVE设置于阀片8向打开阀开口45的方向移动时开始看见边缘8VE的区域中的首先能够看见边缘8VE的位置。换句话说，楔缘部D1的楔的顶点DVE位于阀片8的边缘8VE首先与阀开口45的边缘相接的位置。

由此，能够使打开面积相对于阀片8的打开角度更缓慢地变化。

-变形例1-

图15(a)～图15(d)是对变形例1进行说明的图。变形例1中，将与开口部41A分开的形成着楔缘部D1的构件安装于开口部41A，由此形成阀开口45。

图15(a)表示形成着楔缘部D1的构件BP。该构件BP上，当然设置着楔缘部D1，还设置着用以螺固的螺栓孔B1。将该构件BP如图15(b)所示安装于开口部41A。图15(c)是图15(b)的III-III剖面图。如图15(b)、图15(c)所示，本变形例中，利用螺栓BOL紧固而安装。通过使楔缘部D1的楔的顶点DVE位于阀片8的边缘8VE首先与开口部41A的边缘相接的位置，而能够获得与以上实施方式相同的阀开口45。图15(d)表示在开口部41A安装构件BP的情况。在开口部41A的阀片8侧的端部形成着凹部DE。在凹部DE的底面设置着螺孔。在该凹部DE安装构件BP，利用螺栓BOL紧固，由此能够设置具有楔缘部D1的阀开口。而且，能够在构件BP上形成各种楔缘部D1的形状。因此，通过如本变形例那样设为装卸式，能够简单变更楔缘部D1的形状，从而能够简单地调整打开面积相对于阀片8的打开角度的变化。

以下所示的变形例2～变形例5为楔缘部的楔形状的变形例。为了方便说明，将变形例2～变形例5的楔缘部的符号分别附上D2～D5。而且，为了进行说明，也一起表示圆形的开口部650。

-变形例2-

图16(a)是表示变形例2的图。以上实施方式的楔缘部D1的楔的顶点DVE位于开口部650的边缘，而变形例2的楔缘部D2的楔的顶点DVE位于开口部650的内侧。即便这样变形，也能够使打开面积相对于阀片8的打开角度的变化变得缓慢。然而，变形例2的楔缘部D2形成边缘的一部分的阀开口被打开的开度，比以上实施方式的楔缘部D1形成边缘的一部分的阀开口45被打开的开度大。

-变形例3-

图16(b)是表示变形例3的图。以上实施方式的楔缘部D1的楔的顶点DVE位于开口部650的边缘，而变形例3的楔缘部D3的楔的顶点DVE位于开口部650的外侧。即便这样变形，也能够使打开面积相对于阀片8的打开角度的变化变得缓慢。然而，变形例3的楔缘部D3形成边缘的一部分的阀开口被打开的开度，比以上实施方式的楔缘部D1形成边缘的一部分的阀开口45被打开的开度小。

-变形例4-

图16(c)是表示变形例4的图。为了进行比较，将以上实施方式的楔缘部D1由单点划线来表示。而且，为了说明，示出与图5相同的点A、点B、点C。

变形例4的楔缘部D4的楔的顶点DVE与以上实施方式的楔缘部D1的楔的顶点DVE位于相同的位置(点A)。以上实施方式与变形例4的不同之处在于边缘的位置。具体地进行说明。变形例4的楔缘部D4的边缘即曲线AB位于比以上实施方式的楔缘部D1的边缘即曲线AB靠内侧的位置。而且，变形例4的楔缘部D4的边缘即曲线AC位于比以上实施方式的楔缘部D1的边缘即曲线AC靠内侧的位置。

即便这样变形，也能够使打开面积相对于阀片8的打开角度的变化变得缓慢。然而，根据楔缘部D4的边缘的形状，开始打开的打开面积的变化比以上实施方式缓慢。

-变形例5-

图16(d)是表示变形例5的图。为了进行比较，由单点划线来表示以上实施方式的楔缘部D1。而且，为了进行说明，示出与图5相同的点A、点B、点C。

变形例5的楔缘部D5的楔的顶点DVE与以上实施方式的楔缘部D1的楔的顶点DVE位于相同的位置(点A)。以上实施方式与变形例5的不同之处在于边缘的位置。具体地进行说明。变形例5的楔缘部D5的边缘即曲线AB位于比以上实施方式的楔缘部D1的边缘即曲线AB靠外侧的位置。而且，变形例5的楔缘部D5的边缘即曲线AC位于比以上实施方式的楔缘部D1的边缘即曲线AC靠外侧的位置。

即便这样变形，也能够使打开面积相对于阀片8的打开角度的变化比圆形的开口部650缓慢。然而，根据楔缘部D5的边缘的形状，开始打开的打开面积的变化比以上实施方式稍急剧。然而，相比于圆形的开口部650，缓慢地发生变化。

-其他变形例-

如下的变形也处于本发明的范围内。

以上实施方式中，仅在开口部41的轴方向区域中的阀片8的附近的轴方向区域设置楔缘部D1，但也可在开口部41的整个轴方向区域设置楔缘部D1。

本发明也可应用于不具有密封体7且阀片8在Z方向(开口部31、开口部41的轴方向)上移动而形成阀闭状态的真空阀。

以上实施方式中，已将本发明应用于滑动板摆动的真空阀(振子式真空阀)，但本发明不限定于此。例如也可应用于滑动板直动的真空阀。

限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种真空阀，包括阀开口及将所述阀开口开闭的圆形的阀片，所述真空阀的特征在于：

所述阀开口的边缘的一部分为向外侧凸出的楔形状的楔缘部，

所述楔缘部设置于在使所述阀片移动而使所述阀开口打开时，所述阀片使所述阀开口开始打开的区域，

所述楔缘部的楔的顶点位于所述阀片的边缘首先与所述阀开口的边缘相接的位置，

所述楔缘部包括从所述顶点延伸的第一线段、从所述顶点延伸的第二线段、从所述第一线段延伸的第一圆弧及从所述第二线段延伸的第二圆弧，

所述第一线段与所述第二线段分别对应从所述顶点朝向位于成为规定开度的位置的所述阀片的边缘延伸的切线，

所述阀开口的边缘进而包括连接所述第一圆弧与所述第二圆弧的圆弧。

2.根据权利要求1所述的真空阀，其特征在于：

形成着所述楔缘部的构件能够装卸地设置于所述阀开口。