CN114811153A - 集成盒及气动高真空挡板阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成盒，包括盒体和盖设在盒体上的盖板，所述盒体和盖板之间形成集成盒腔体，所述集成盒腔体内设有电磁阀和传感器组件，所述集成盒的一侧开设有通孔、集成盒进气管路和集成盒出气管路，所述电磁阀分别通过集成盒进气管路和集成盒出气管路与盒体的外部气体相通，所述传感器组件通过通孔感应外界的触发信号，所述集成盒的另一侧设有电气接头，所述电气接头用于电磁阀和传感器组件与外界电性连接。本发明提供的一种集成盒和包括该集成盒的一种气动高真空挡板阀，方便了电磁阀和传感器组件的更换，降低了维修成本。

Description

集成盒及气动高真空挡板阀

技术领域

本发明涉及真空阀技术领域，具体地说，涉及一种集成盒及气动高真空挡板阀。

背景技术

气动高真空挡板阀是一种非常成熟的产品，其普遍应用在高真空阀行业。在实际的应用过程中，出现故障较多的部件是高真空挡板阀中的电磁阀和传感器。当气动高真空挡板阀出现故障时，使用者很难判断到底是电磁阀还是传感器组件出现故障，并且电磁阀和传感器组件的更换不方便，需要厂家派出专业售后人员到气动高真空挡板阀使用的现场进行故障排查与零件更换，虽然电磁阀和传感器组件的成本较低，但售后人员的差旅费比较高，同时导致客户较长的停机停产时间，提高了的维修成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集成盒及气动高真空挡板阀，方便了电磁阀和传感器组件的更换，降低了维修成本。

本发明公开的气动高真空挡板阀所采用的技术方案是:

一种集成盒，包括盒体和盖设在盒体上的盖板，所述盒体和盖板之间形成集成盒腔体，所述集成盒腔体内设有电磁阀和传感器组件，所述集成盒的一侧开设有通孔、集成盒进气管路和集成盒出气管路，所述电磁阀分别通过集成盒进气管路和集成盒出气管路与盒体的外部气体相通，所述传感器组件通过通孔感应外界的触发信号，所述集成盒的另一侧设有电气接头，所述电气接头用于电磁阀和传感器组件与外界电性连接。

作为优选方案，所述电磁阀上开设有电磁阀进气孔和电磁阀出气孔，所述集成盒进气管路包括集成盒进气孔，所述集成盒进气孔开设在盒体的一侧，所述集成盒进气管路的一端与电磁阀进气孔相通、另一端通过集成盒进气孔与外部气体相通，所述集成盒出气管路包括密封槽，所述密封槽开设在盒体的底部，所述集成盒出气管路的一端与电磁阀出气孔相通、另一端通过密封槽与外界气体相连，所述密封槽内安装有第一密封圈。

作为优选方案，所述盒体的一侧开设有集成盒排气管路，所述集成盒排气管路包括集成盒排气孔，所述电磁阀上开设有电磁阀排气孔，所述集成盒排气管路的一端与电磁阀排气孔相通、另一端通过集成盒排气孔与外部气体相通。

作为优选方案，所述盒体具有底板和设置在底板四周的侧板，所述电磁阀安装在底板上，所述通孔位于底板的中心，所述集成盒进气管路和集成盒出气管路分别开设在底板上，所述电气接头安装在一侧板上。

作为优选方案，所述电气接头同侧的侧板上安装有电磁阀指示灯、阀开传感器指示灯和阀闭传感器指示灯的中一个或多个。

一种气动高真空挡板阀，包括气缸组件、阀体和阀板组件，所述气缸组件包含缸体、活塞和信号触发杆，所述活塞位于缸体内，所述活塞的一侧与阀板组件相连、另一侧的中心与信号触发杆相连，其特征在于，包括如权利要求1至4任一项所述的集成盒，所述信号触发杆位穿过盒体上的通孔与传感器组件发生信号传递，所述阀体与集成盒通过螺丝相连。

作为优选方案，所述传感器组件包括阀开传感器和阀闭传感器中的一个或二个，所述阀开传感器和阀闭传感器是微动开关，所述信号触发杆上设有信号触发凸台，所述信号触发凸台用于触发阀闭传感器输出阀门关闭信号、以及触发阀开传感器输出阀门开启信号。

作为优选方案，所述传感器组件包括阀开传感器和阀闭传感器中的一个或二个，所述阀开传感器和阀闭传感器是磁性开关，所述信号触发杆内部安装有永磁体，所述永磁体用于触发阀闭传感器输出阀门关闭信号、以及用于触发阀开传感器输出阀门开启信号。

作为优选方案，所述集成盒的盒体内设有中心密封管体，所述中心密封管体一端与通孔相连通、另一端与盖板相接触，所述盒体、中心密封管体和盖板之间形成一个集成盒腔体，所述集成盒腔体内填充有恒温相变材料，所述恒温变形材料的相变温度为25度至40度。

作为优选方案，所述阀体具有一个圆形的缸体安装腔，所述缸体的外壁为圆形，所述缸体内置在所述缸体安装腔内。

本发明公开的集成盒的有益效果是：在集成盒的盒体上开设集成盒进气管路，实现了电磁阀的进气，在盒体上开设集成盒出气管路，实现了电磁阀与气动高真空挡板阀的之间气体的交换，在盒体上开设通孔，实现了传感器组件与气动高真空挡板阀之间的连接，由于将电磁阀和传感器组件集中设置在集成盒内，无论是电磁阀出现故障，还是传感器组件故障，只需整体更换集成盒，而无需派出专业售后人员到现场对电磁阀和传感器组件进行故障排查；由于将集成盒与气动高真空挡板阀进行分开设置，当集成盒内的电磁阀或传感器组件出现故障时，均只需整体更换集成盒即可，而无需厂家派专业售后人员上门进行更换，所以方便了电磁阀和传感器组件的更换，降低了气动高真空挡板阀的维修成本。

附图说明

图1是本发明集成盒及气动高真空挡板阀的示意图；

图2是本发明集成盒及气动高真空挡板阀的俯视图；

图3是图2中A-A向的剖视图；

图4是图2中B-B向的剖视图，为了保持上下方位的一致性，该剖视图旋转了90度，后面相同情况的附图不再做出说明；

图5是本发明气动高真空挡板阀的右视图；

图6是图2中C-C向的剖视图；

图7是图2中D-D向的剖视图；

图8是图2中E-E向的剖视图；

图9是本发明传感器组件为磁性开关时的示意图；

图10是本发明集成盒及气动高真空挡板阀分解示意图；

图11是本发明集成盒及气动高真空挡板阀的盒体的示意图；

图12是本发明集成盒及气动高真空挡板阀的盖板的示意图；

图13是本发明集成盒及气动高真空挡板阀的盒体具有中心密封管体时的示意图；

图14是本发明集成盒及气动高真空挡板阀的盒体具有另一种中心密封管体时的示意图；

图15是本发明集成盒及气动高真空挡板阀的第三实施例时的分解示意图。

图16是本发明集成盒及气动高真空挡板阀的集成盒和定位销的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明:

第一实施例：

请参考图1和图10，四个阀体固定螺钉5分别通过四个第一盖板固定孔102b、盒体底板固定孔101f、气缸固定孔201a和阀体螺纹固定孔307将集成盒1、气缸组件2、阀体3、阀板组件4固定在一起，其中气缸组件2、阀体3、阀板组件4的机构运动方式是已知的，本发明中不再阐述。

请参考图3和图4，本实施例在气缸组件2的上部增加一个独立的集成盒1，该集成盒1具有一个方形的盒体101和一个方形的盖板102，盒体101具有一个盒体底板101a和第一盒体侧板101b、第二盒体侧板101c、第三盒体侧板101d和第四盒体侧板101e，盒体底板101a的中心具有一个底板中心孔101g，盒体底板101a的四个角上开有4个盒体底板固定孔101f，盖板102的中心具有一个盖板中心孔102a，盖板102的四个角上具有4个第一盖板固定孔102b，盖板102安装在盒体101之上，盒体101和盖板102以及内部空间构成一个集成盒腔室116，集成盒腔室116中具有电磁阀103和传感器组件，其中电磁阀103安装在盒体底板101a上，传感器组件包括阀开传感器104和阀闭传感器105，如图4所示，这二个传感器安装在盒体底板中心孔的附近，其中阀开传感器104靠近上方的盖板102，阀闭传感器105靠近下方的盒体底板101a，当阀门开启时，阀开传感器104输出信号，阀门关闭时，阀闭传感器105输出信号(根据需要，也可仅安装阀开传感器104或阀闭传感器105)；第二盒体侧板101c上安装有电气接头106，传感器组件与电磁阀103的电气引线连接至电气接头106，并通过电气接头106连通外部的电信号。

本发明中的电磁阀103可采用二位二通或二位三通，其中二位三通的电磁阀103包括电磁阀出气孔103a、电磁阀进气孔103b、电磁阀排气孔103c，二位二通的电磁阀103仅包括电磁阀出气孔103a和电磁阀进气孔103b，这种型号的电磁阀通过电磁阀本身排气到集成盒腔室116，然后可通过盖板102或盒体101的其中一个侧板上的开孔进行排气，二位二通型电磁阀省去了排气管路的加工，相对于二位三通型电磁阀来说更为简单，本实施例中仅采用二位三通型电磁阀进行说明。

请参考图6，在盒体底板101a中具有集成盒进气管路114（第一进气孔114a、第二进气孔114b和进气孔107a），进气管107包括集成盒进气孔107a，其中电磁阀进气孔103b经过第一进气孔114a和第二进气孔114b连接至集成盒进气孔107a，集成盒进气孔107a具有螺纹结构，可安装进气接头107，并通过进气接头107连接外部高压气体管路。

请参考图7，在盒体底板101a中具有集成盒出气管路113（第一出气孔113a、第二出气孔113b和第三出气孔113c），图7所示的集成盒出气管路113还需要第一管堵113e进行密封，在盒体底板101a的下部还加工有一个密封槽113d，电磁阀出气孔103a经过第一出气孔113a、第二出气孔113b和第三出气孔113c连通至密封槽113d。气缸组件2中的缸体201中开有缸体出气管路209(第一缸体出气孔209a和第二缸体出气孔209b)，其中第二缸体出气孔209b连通气缸室208的底部，图示缸体出气管路209还需要第二管堵209c进行密封。密封槽113d经过第一缸体出气孔209a和第二缸体出气孔209b连通气缸组件2中的气缸室208。密封槽113d的内部安装有第一密封圈112，密封槽113d与第一缸体出气孔209a之间通过第一密封圈112进行密封，形成一个封闭的气路。

请参考图8，在盒体底板101a中具有集成盒排气管路115（第一排气孔115a和第二排气孔115b和集成盒排气孔115c），其中电磁阀排气孔103c经过第一排气孔115a、第二排气孔115b和集成盒排气孔115c进行排气，集成盒排气孔115c具有螺纹结构，可安装消声器111，以减轻排气噪音。

请参考图3，当电磁阀103开启时，电磁阀排气孔103c处于关闭状态，电磁阀进气孔103b与电磁阀出气孔103a连通，外部高压气体依次通过进气接头107、集成盒进气孔107a、第一进气孔114a、第二进气孔114b、电磁阀进气孔103b、电磁阀出气孔103a、第一出气孔113a、第二出气孔113b、第三出气孔113c、密封槽113d、第一缸体出气孔209a和第二缸体出气孔209b为气缸室208提供高压气体并驱动活塞203向上运动到气缸室208的顶部，阀门开启。

当电磁阀103关闭时，电磁阀进气孔103b处于关闭状态，电磁阀排气孔103c与电磁阀出气孔103a连通，气缸室208的高压气体依次通过第二缸体出气孔209b、第一缸体出气孔209a、密封槽113d、第三出气孔113c、第二出气孔113b、第一出气孔113a、电磁阀出气孔103a、电磁阀排气孔103c、第一排气孔115a、第二排气孔115b、集成盒排气孔115c、消声器111进行排气，活塞203通过弹簧404提供的弹簧压力回到气缸室208的底部，阀门关闭。

请参考图4和图13，传感器组件是微动开关，活塞203的上方的中心位置安装有一个信号触发杆202，信号触发杆202具有一个信号触发凸台202a，并穿过盒体底板中心孔101g；当阀门关闭时，信号触发凸台202a位于阀闭传感器105的下方，这时阀闭传感器105输出阀门关闭的电信号；阀门开启时，活塞203运动到气缸室208的上部，信号触发杆202与活塞203一起向上运动，信号触发凸台202a依次触发阀闭传感器105和阀开传感器104，并由阀开传感器104输出阀门开启信号；当气缸室的压力不足，活塞203仅仅运动到气缸室208的中部，此时信号触发凸台202a仅触发阀闭传感器105，这种信号可以为外界提供气源压力不足的信息。

信号触发杆202足够长时，阀门开启后信号触发杆202将穿过盖板中心孔102a，这可以作为阀门开启的机械指示信号；当信号触发杆202设计得较短时，盖板中心孔102a不是必需的。

本实施例中传感器组件也可选用磁性开关(本方案不再作为单独的实施例进行阐述)，传感器组件是磁性开关，信号触发杆202的上部具有一个带螺纹的挖孔，孔具有永磁体210，永磁体210通过永磁体固定螺钉211进行固定，永磁体210代替信号触发凸台202a作为传感器组件的信号触发装置；当阀门关闭时，永磁体210触发阀闭传感器105，这时阀闭传感器105输出阀门关闭的电信号；阀门开启时，活塞203运动到气缸室208的顶部，永磁体210触发阀开传感器104，并由阀开传感器104输出阀门开启信号。

请参考图11和12，本实施例中，盒体101和盖板102这二个零件也可以采用螺钉固定在一起，形成一个不再分离的整体 (本方案不再作为单独的实施例进行阐述)，盒体底板101a加工2个盖板固定螺纹孔101h，盖板102上加工2个第二盖板固定孔102c，2个固定螺钉穿过2个第二盖板固定孔102c并固定在2个盖板固定螺纹孔101h中，盒体101和盖板102形成一个不再分离的整体。盖板固定螺纹孔101h和盖板固定孔102c至少为1个，本实例中优选为2个。

请参考图5，本实施例中第二盒体侧板101c还具有电磁阀指示灯108、阀开电磁阀指示灯109和阀闭传感器指示灯110。

本实施例中，集成盒出气管路113、集成盒进气管路114和集成盒排气孔115c也可以加工不同的分布管路形式，直线型管路也可以用斜孔代替，集成盒进气孔107a、集成盒排气孔115c也可以分布在不同的盒体侧板上，不同的专业技术人员可以设计出不同的气体管路分布方式，故本发明并不局限于本实施例中所阐述的管路分布方式。

本实施例中的说明和附图已展示了本发明的原理和结构，为了节省篇幅，一些简单的变例不再按新的实施例来阐述，故本发明并不局限于本实施例，在本实施例基础上做出一定程度的等效修改，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

第二实施例：

请参考图1、图11至图13，在第一实施例中，当传感器组件选用磁性开关时，在盒体101的盒体底板101a的中心位置，增加一个管状的中心密封管体101k，该中心密封管体101k的上沿与盒体侧板平齐，当盖板102安装在盒体101上时，该中心密封管体101k使盒体1形成一个封闭的集成盒腔室116，中心密封管体101k的中心有一个内径与盒体底板中心孔101g的内径相等的孔，该孔与盒体的底板中心孔101g、盖板中心孔102a一起形成一个可以让信号触发杆202通过的孔。中心密封管体101k隔离了传感器组件与信号触发杆202，故微动开关型的传感器组件在本实施例中不可用，故本实施例中传感器组件只能选用磁性开关。

在本实施例中，电磁阀只能选用二位三通，因为封闭的集成盒腔室116无法为电磁阀103提供排气功能，电磁阀103必须具有排气孔，并经过盒体底板101a中的集成盒排气管路115进行排气。

在本实施例中，盒体101和盖板102需要采用螺钉固定在一起，形成一个不再分离的整体。

在封闭的集成盒腔室116填充恒温相变材料，恒温相变材料可选用相变石蜡或相变微胶襄，恒温相变材料的相变温度优选25~40℃；由于恒温相变材料在相变温度可以吸收大量的热量，当电磁阀长时间工作时，电磁阀103产生的热量被恒温相变材料吸收并经过集成盒1的外壁散热，电磁阀103的温度可一直保持在恒温相变材料的相变温度。电磁阀线圈发生故障的原因主要是因为电磁阀103长时间工作导致电磁阀103本身温度较高，当环境温度偏高的情况下，电磁阀103可能超过允许工作温度，从而电磁阀103容易过热而发生故障。在封闭的集成盒中增加相变材料降低了电磁阀103的温度，减少了电磁阀103的故障频率。

当气动高真空挡板阀的第一法兰口302或第二法兰口303临时工作在高温设备上、或者第一法兰口302和第二法兰口303临时需要传输高温气体时，恒温相变材料可以显著延长这种临时高温工作时间。

请参考图13，展示出了另一种中心密封管体101k结构。

第三实施例：

请参照图15，现有的气动高真空挡板阀中的气缸都是采用螺栓固定在阀体上，比如专利US20150285382A1、US20070007475A1、US20060266962A1、US20050006610A1等。这种气缸都是方形气缸，以便于在方形气缸的四个角上通过螺栓将方形气缸固定在阀体上，方形气缸需要用车床加工气缸腔室，用铣床加工气缸的方形外壁，这导致气缸加工成本的上升。第一、二实施例的中的阀体与缸体都是传统结构。本实施例与第一、二实施例的不同之处在于，阀体3的上部具有一个圆形的缸体安装腔306，缸体201的外壁也是圆形结构，而不是传统的方形外壁，缸体201也没有气缸固定孔201a。缸体201通过集成盒固定在缸体安装腔306内，不需要螺钉固定，省去了铣床加工方形气缸外壁的过程，仅需车床一道工序便完成加工，加工成本较低，而阀体3则采用锻造或压铸等一体成型技术制造，增加的成本很少，从而降低了气动高真空挡板阀的整体成本。

请参照图11和图15、图16，缸体201可以内置在阀体3的缸体安装腔306内，缸体201的上沿与缸体安装腔306的上沿平齐，将集成盒1安装在阀体3上时，盒体101的盒体底板101a将缸体201紧压在缸体安装腔306内，第五密封圈305为缸体201提供预紧力。

本实施例中的缸体201可以自由旋转，缸体201上的第一缸体出气孔209a的位置也处于不固定状态，而盒体底板101a底部的密封槽113d处于固定位置，由于第一缸体出气孔209a必须与密封槽113d处于同一位置，故缸体201与盒体底板101a之间需要增加定位机构以便二者位置相对固定。缸体201上具有2个缸体定位孔201a(至少具有1个缸体定位孔)，如图7所示，盒体底板101a具有2个盒体底板定位孔101m(至少具有1个盒体底板定位孔)，2个盒体底板定位孔101m和2个缸体定位孔201a之间采用2个定位销7进行定位，在安装时第一缸体出气孔209a与密封槽113d同处于相同位置，因此保证了出气管路的连通。缸体201与盒体底板101a之间也可采用螺检直接固定在一起，具体方式很容易实现，本实施例中不再阐述。

综上所述，将电磁阀103与传感器组件集成在集成盒1中，方便了电磁阀103和传感器组件的更换。同时该集成盒也可以设计成密封形式并注入恒温相变材料，这显著提高了电磁阀103的寿命，并提升了气动高真空挡板阀的耐温性能。含有该集成盒的进气结构使得缸体201可以设计成内置在阀体3的内部的结构，这减少了缸体201的机加工工序，降低了气动高真空挡板阀的成本。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种集成盒，其特征在于，包括盒体和盖设在盒体上的盖板，所述盒体和盖板之间形成集成盒腔体，所述集成盒腔体内设有电磁阀和传感器组件，所述集成盒的一侧开设有通孔、集成盒进气管路和集成盒出气管路，所述电磁阀分别通过集成盒进气管路和集成盒出气管路与盒体的外部气体相通，所述传感器组件通过通孔感应外界的触发信号，所述集成盒的另一侧设有电气接头，所述电气接头用于电磁阀和传感器组件与外界电性连接。

2.如权利要求1所述的集成盒，其特征在于，所述电磁阀上开设有电磁阀进气孔和电磁阀出气孔，所述集成盒进气管路包括集成盒进气孔，所述集成盒进气孔开设在盒体的一侧，所述集成盒进气管路的一端与电磁阀进气孔相通、另一端通过集成盒进气孔与外部气体相通，所述集成盒出气管路包括密封槽，所述密封槽开设在盒体的底部，所述集成盒出气管路的一端与电磁阀出气孔相通、另一端通过密封槽与外界气体相连，所述密封槽内安装有第一密封圈。

3.如权利要求2所述的集成盒，其特征在于，所述盒体的一侧开设有集成盒排气管路，所述集成盒排气管路包括集成盒排气孔，所述电磁阀上开设有电磁阀排气孔，所述集成盒排气管路的一端与电磁阀排气孔相通、另一端通过集成盒排气孔与外部气体相通。

4.如权利要求1所述的集成盒，其特征在于，所述盒体具有底板和设置在底板四周的侧板，所述电磁阀安装在底板上，所述通孔位于底板的中心，所述集成盒进气管路和集成盒出气管路分别开设在底板上。

5.如权利要求1所述的集成盒，其特征在于，所述电气接头安装在一侧板上，所述电气接头同侧的侧板上安装有电磁阀指示灯、阀开传感器指示灯和阀闭传感器指示灯的中一个或多个。

6.一种气动高真空挡板阀，包括气缸组件、阀体和阀板组件，所述气缸组件包含缸体、活塞和信号触发杆，所述活塞位于缸体内，所述活塞的一侧与阀板组件相连、另一侧的中心与信号触发杆相连，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的集成盒，所述信号触发杆位穿过盒体上的通孔与传感器组件发生信号传递，所述阀体与集成盒通过螺丝相连。

7.如权利要求6所述的气动高真空挡板阀，其特征在于，所述传感器组件包括阀开传感器和阀闭传感器中的一个或二个，所述阀开传感器和阀闭传感器是微动开关，所述信号触发杆上设有信号触发凸台，所述信号触发凸台用于触发阀闭传感器输出阀门关闭信号、以及触发阀开传感器输出阀门开启信号。

8.如权利要求6所述的气动高真空挡板阀，其特征在于，所述传感器组件包括阀开传感器和阀闭传感器中的一个或二个，所述阀开传感器和阀闭传感器是磁性开关，所述信号触发杆内部安装有永磁体，所述永磁体用于触发阀闭传感器输出阀门关闭信号、以及用于触发阀开传感器输出阀门开启信号。

9.如权利要求8所述的气动高真空挡板阀，其特征在于，所述集成盒的盒体内设有中心密封管体，所述中心密封管体一端与通孔相连通、另一端与盖板相接触，所述盒体、中心密封管体和盖板之间形成一个集成盒腔体，所述集成盒腔体内填充有恒温相变材料，所述恒温变形材料的相变温度为25度至40度。

10.如权利要求6-9所述的气动高真空挡板阀，其特征在于，所述阀体具有一个圆形的缸体安装腔，所述缸体的外壁为圆形，所述缸体内置在所述缸体安装腔内。

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