CN115264096A - 一种具有支座的气驱动式真空阀门 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有支座的气驱动式真空阀门，包括至少1个真空阀门、支座；真空阀门包括大弹簧、滑块、连接杆、通气法兰、连接壳、阀盖、密封阀板、密封环、顶环、固定法兰、小弹簧，通气法兰与连接壳连接，顶环、密封环、密封阀板依序轴向设置在阀盖内，密封阀板与连接杆的下端连接，所述连接杆的上端与滑块连接，大弹簧设在气缸和滑块之间，滑块朝向通气法兰的一端设有气槽，小弹簧设在固定法兰和顶环之间，支座上设有至少1个安装槽，安装槽的形状与气缸的形状匹配，真空阀门可拆卸插设在安装槽中。本发明真空阀门运行稳定，驱动方式简单，在不降低效率及性能的前提之下降低了制造成本，设置支座用于安装真空阀门，便于测试、放置以及取用。

Description

一种具有支座的气驱动式真空阀门

技术领域

本发明涉及真空阀门领域，尤其涉及一种具有支座的气驱动式真空阀门。

背景技术

随着我国半导体的快速发展，产品的种类及多样性越来越显现，半导体行业间的竞争日益激烈，对半导体设备的选用显得尤为重要，特别是半导体设备中控制真空状态的阀门更为关键。真空阀门是指在真空系统中，用来改变气流方向，调节气流量大小，切断或接通管路的真空系统原件。真空阀门的运行速度和密封性能直接影响到半导体产品生产的效率与品质，提高真空阀门的运行速度和密封性能，使企业能够在竞争中赢得优势。现有的真空阀门有以下几个缺点：1.驱动方式复杂，结构不紧凑；2.装配效率低，成本高；3.真空阀门需要进行测试，而现有没有针对真空阀门设计支座，无法批量测试，且不便于拿取。因此，亟需一种新的技术方案解决以上至少一个问题。

发明内容

本发明目的是提供一种具有支座的气驱动式真空阀门，真空阀门运行稳定，驱动方式更加简单，在不降低效率及性能的前提之下降低了制造成本，并设置支座用于安装真空阀门，便于进行测试、放置以及取用。

为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：一种具有支座的气驱动式真空阀门，包括至少1个真空阀门、支座；所述真空阀门包括设在气缸内的大弹簧、滑动设置在气缸内的滑块、连接杆、通气法兰、连接壳、阀盖、密封阀板、密封环、顶环、设在阀盖上的固定法兰、轴向嵌设在固定法兰上的小弹簧，所述通气法兰与连接壳连接，所述顶环、密封环、密封阀板依序轴向设置在阀盖内，所述密封阀板与连接杆的下端连接，所述连接杆的上端与滑块连接，所述大弹簧设在气缸和滑块之间，所述滑块朝向通气法兰的一端设有气槽，所述通气法兰的外侧设有外进气口和外出气口，所述通气法兰朝向气槽的端面设有内进气口和内出气口，所述外进气口与内出气口相通，所述内进气口与外出气口相通，所述阀盖内壁设有阀盖气腔和阀盖气口，所述阀盖气口与阀盖气腔相通，所述阀盖气口朝向顶环背离小弹簧的一端，所述外出气口通过气管与阀盖气口相通，所述顶环设在阀盖气腔内，所述小弹簧设在固定法兰和顶环之间；所述支座上设有至少1个安装槽，所述安装槽的形状与气缸的形状匹配，所述真空阀门可拆卸插设在安装槽中。

作为优选的技术方案，所述支座长度方向的侧面贯穿设置有第一让位槽，所述第一让位槽与安装槽对应设置。

作为优选的技术方案，所述安装槽内侧设置有第二让位槽，所述第二让位槽沿支座的长度方向设置。

作为优选的技术方案，所述支座底端可拆卸设置有底板。

作为优选的技术方案，所述底板上设有沿长度方向设置的通槽。

作为优选的技术方案，所述安装槽内侧设有密封槽，所述密封槽内设有密封条。

作为优选的技术方案，所述支座宽度方向两侧下端对称设有折边。

作为优选的技术方案，所述支座宽度方向两侧上端对称设有凸出部。

作为优选的技术方案，所述气缸背离通气法兰的一端密封设有限位盖，所述限位盖上设有限位柱，所述大弹簧套设在限位柱上。

作为优选的技术方案，所述顶环包括环体、多个顶柱，所述顶柱圆周均匀设在环体的外边缘不远处，所述密封环朝向顶柱的一端设有卡槽，所述顶柱设在卡槽中。

本发明的有益效果是：

外进气口通入气体，由于大弹簧的弹力大，气体会从外出气口进入内进气口，然后从外出气口通过管路流入阀盖气腔中，气体推动顶环向固定法兰运动，并压缩弹簧，从而带动密封环远离密封阀板，当气体通入达到一定量后，气槽产生足够的压力，推动滑块远离通气法兰，并压缩大弹簧，连接杆随着滑块运动，从而带动密封阀板向连接壳中运动，这样真空阀门即可打开，从而调节达到调节气流的目的，当需要关闭时，停止通入气体，气缸气腔内的气体先排除，大弹簧将滑块回推至通气法兰，密封阀板从连接壳中进入阀盖中，然后阀盖气腔中的气体排除，小弹簧推动顶环，从而带动密封环与密封阀板相抵形成密封，真空阀门关闭，整体结构简单紧凑，驱动方式简单，密封性能好，且运行更加稳定，在不降低效率以及性能的前提之下降低了制造成本；通过支座安装真空阀门，这样真空阀门即可直接用于测试，进一步的，支座设置多个安装槽，就能进行批量检测，取用也更加方便。

附图说明

图1为本发明的三维图；

图2为本发明的爆炸视图；

图3为本发明的关闭状态的剖视图；

图4为本发明的密封环与密封阀板脱开的剖视图；

图5为图4中局部C的放大图；

图6为本发明的另一个剖视图；

图7为通气法兰的俯视图；

图8为图7中A-A剖视图；

图9为阀盖的剖视图；

图10为滑块的剖视图；

图11为顶环的剖视图；

图12为密封环的剖视图；

图13为图12中B-B的剖视图；

图14为本发明打开状态的内部图；

图15为真空阀门与支座的安装图；

图16为支座的结构图；

图17为支座的剖视图；

图18为底板的结构图；

在图1-18中，1、气缸；101、气缸气腔；102、限位盖；1021、第一凸台；103、限位柱；2、大弹簧；3、滑块；301、气槽；302、中心孔；4、连接杆；401、螺纹孔；5、通气法兰；501、外进气口；502、内出气口；503、内进气口；504、外出气口；505、滑孔；506、第二凸台；6、连接壳；7、阀盖；701、阀盖气口；702、阀盖气腔；703、凸环；8、顶环；801、环体；8011、第一环体；8012、第二环体；80121、弹簧槽；802、顶柱；8021、顶头；8022、连接柱；8023、支撑柱；8024、密封柱；9、密封环；901、卡槽；9011、直线段；9012、圆弧段；10、密封阀板；11、固定法兰；12、管路；13、小弹簧；14、支座；1401、安装槽；14011、密封槽；1402、第一让位槽；1403、第二让位槽；1404、折边；1405、凸出部；15、底板；1501、通槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述。

请参照图1-18，本发明提供一种具有支座的气驱动式真空阀门，至少1个真空阀门、支座，所述真空阀门包括气缸1、设在气缸1内的大弹簧2、滑动设置在气缸1内的滑块3、连接杆4、通气法兰5、连接壳6、阀盖7、密封阀板10、密封环9、顶环8、设在阀盖7上的固定法兰11、轴向嵌设在固定法兰11上的小弹簧13，所述气缸1内设有气缸气腔101，所述通气法兰5与连接壳6连接，所述顶环8、密封环9、密封阀板10依序轴向设置在阀盖7内，所述顶环8与密封环9连接，所述密封阀板10与连接杆4的下端连接，所述连接杆4的上端与滑块3连接，所述大弹簧2设在气缸1和滑块3之间，所述滑块3朝向通气法兰5的一端设有气槽301，所述通气法兰5的外侧设有外进气口501和外出气口504，所述通气法兰5朝向气槽301的端面设有内进气口503和内出气口502，所述外进气口501与内出气口502相通，所述内进气口503与外出气口504相通，所述阀盖7内壁设有阀盖气腔702和阀盖气口701，所述阀盖气口701与阀盖气腔702相通，所述阀盖气口701朝向顶环8背离小弹簧13的一端，所述外出气口504通过气管与阀盖气口701相通，所述顶环8设在阀盖气腔702内，所述小弹簧13设在固定法兰11和顶环8之间，为了保证真空阀门的密封性，所述气缸1与滑块3密封连接，所述连接壳6的下端与阀盖7密封连接，所述气缸1与通气法兰5密封连接，所述连接杆4与通气法兰5密封连接，所述连接杆4与连接壳6的上端密封连接，所述顶环8与阀盖7密封连接，所述固定法兰11与阀盖7密封连接，所述密封环9与密封阀板10密封连接；所述支座14上设置有安装槽1401，安装槽1401的形状与气缸1的形状相匹配，真空阀门插设在安装槽1401中，连接壳6宽度大于气缸1的宽度，使得真空阀门可拆卸固定在支座14上，这样测试方便，无需使用额外的夹持装置进行固定。

在实际应用中，真空阀门的原理如下：外进气口501处设置电磁阀，用来控制气缸1内的气体的流入，打开电磁阀，外进气口501和内出气口502相通形成第一条气路，气体从外进气口501到内出气口502，然后进入气槽301中，由于大弹簧2的弹力大于小弹簧13，这样气体的流向就有一个优先级，内进气口503和外出气口504相通形成第二条气路，阀盖气口701与管路12通过第三条气路相通，当通入气体量不够时，气槽301内的气体就会从内进气口503进入外出气口504，然后通过管路12经流阀盖气口701进入阀盖气腔702中，由于阀盖气口701对着顶环8，这样气体就会推动顶环8向固定法兰11运动，并压缩小弹簧13，由于顶环8与密封环9连接，密封环9随着顶环8向固定法兰11运动，从而远离密封阀板10，当气槽301内有足够的的气体时，气体就会推动滑块3远离通气法兰5，连接杆4随着滑块3运动，从而带动密封阀板10向连接壳6运动，密封阀板10进入连接壳6内，通过调节气体的流量来调整密封阀板10的高度，从而调整真空阀门的流量，需要关闭真空阀门时，停止进气，气缸气腔101内的气体会优先排除，大弹簧2推动滑块3至通气法兰5，密封阀板10从连接壳6内进入阀盖7内，气缸气腔101的气体排尽后，阀盖气腔702内的气体开始排除，小弹簧13推动顶环8，从而带动密封环9与密封阀板10相抵形成密封，这样真空阀门关闭后就有很好的密封性能，经过本发明的真空阀门结构简单紧凑，在轴向上占用空间少，驱动方式简单稳定，效率高，各个零部件易于制作，装配简单，在保证有很好的密封性能前提下，极大地降低了制造成本。

进一步的，支座14设置成长方体，沿着支座14的长度方向设置多个安装槽1401，安装槽1401数量为3或4个或5个或6个，根据需求进行设置，这样就能对真空阀门进行批量测试，大幅提高测试效率，且方便取用。

如图1-18所示，所述支座14长度方向的侧面贯穿设置有第一让位槽14012，所述第一让位槽14012与安装槽14011对应设置，第一让位槽14011的宽度小于气缸1的宽度，由于不同的需求，对于真空阀门上安装的电磁阀等感应装置的型号不同，设置第一让位槽14011增加通用性。

如图1-18所示，所述安装槽14011内侧设置有第二让位槽14013，所述第二让位槽14013沿支座1401的长度方向设置，不同的电磁阀等感应装置的安装位置有所不同，设置第二让位槽14013增加让位空间，进一步提升通用性。

如图1-18所示，所述底板1402上设有沿长度方向设置的通槽14021，底板14021使得座体1402放置更加平稳，通槽14021用于过线，便于导线穿过，安装更方便，也便于观察真空阀门的状态。

如图1-18所示，所述安装槽14011内侧设有密封槽14014，所述密封槽14014内设有密封条，安装密封条后，气缸1插入后可以起到保护和固定作用，避免气缸1管壁与支座14发生磕碰产生划痕。

如图1-18所示，所述座体1401宽度方向两侧下端对称设有折边1403，便于安装螺栓，紧固效果更好。

如图1-18所示，所述座体1401宽度方向两侧上端对称设有凸出部1404，便于操作人员进行搬运。

如图1-18所示，滑块3与气缸1的接触面、通气法兰5与连接杆4接触面、连接壳6与连接杆4的接触面、连接壳6与阀盖7的接触面、顶环8与阀盖7的接触面、固定法兰11与阀盖7的接触面，密封环9与密封阀板10的接触面均采用密封槽与密封圈配合方式进行密封。

如图1-18所示，所述气缸1背离通气法兰5的一端设有限位盖102，所述限位盖102与气缸1密封连接，所述限位盖102上设有限位柱103，所述弹簧套设在限位柱103上；滑块3运动到限位柱103处，限位柱103与滑块3相抵形成限位，防止滑块3超程，避免连接杆4将密封阀板10拉入气缸1中，进一步的，限位柱103的数量为2个，2个限位柱103对称竖直设置在限位盖102朝向滑块3的端面，大弹簧2的数量为2个，每个限位柱103上套设有1个大弹簧2，使得滑块3运动更加稳定，2个大弹簧2的弹力更大，使得气体流向更合理，进一步的，所述限位盖102朝向大弹簧2的一端设有第一凸台1021，所述第一凸台1021的外边缘设有斜面，所述气缸1内壁的上端与第一凸台1021的外边缘形成梯形槽结构，安装密封圈后密封性能更好。

如图1-18所示，所述内出气口502为环形槽结构，环形槽形成环形气流，出气效果更好。

如图1-18所示，所述顶环8包括环体801、多个顶柱802，所述顶柱802圆周均匀设在环体801的外边缘不远处，所述顶柱802与密封环9连接，每个顶柱802对应设置1个小弹簧13，小弹簧13与顶环8朝向固定法兰11的一端相抵，这样1个小弹簧13对应1个顶柱802，能更好地推动顶环8，进一步的，所述密封环9朝向顶柱802的一端设有卡槽901，所述顶柱802设在卡槽901中，进一步的，所述顶柱802包括顶头8021、连接柱8022、支撑柱8023、密封柱8024，所述顶头8021、连接柱8022、支撑柱8023、密封柱8024依序连接，所述顶头8021和支撑柱8023的直径均大于连接柱8022，所述密封环9上的卡槽901与顶柱802的结构相匹配，所述密封柱8024上套设有密封圈，所述支撑柱8023上套设有密封圈，使得顶环8与阀盖7内壁密封连接，这样往第二气腔进气时不会漏气，密封性能更好；所述卡槽901包括依序连接的直线段9011和圆弧段9012，圆弧段9012与顶头8021配合，顶头8021从圆弧段9012进入，直线段9011卡住顶头8021，连接柱8022在直线段9011中运动，装配时，只需要旋转即可将顶环8与密封环9连接，结构简单实用，易于安装和拆卸，装配效率高，多个顶柱802均匀设置加强连接效果，防止脱落，拉动密封环9时也更加稳定，进一步的，所述环体801间隔设置的第一环体8011、第二环体8012，所述顶柱802设在第一环体8011朝向密封环9的一端，所述第一环体8011和第二环体8012通过密封柱8024连接，这样密封柱8024上的密封圈设置在第一环体8011和第二环体8012之间，限位效果更好，密封性能更好；所述第二环体8012朝向固定法兰11的一端设有弹簧槽80121，每个弹簧槽80121与顶柱802对应设置，小弹簧13伸入弹簧槽80121中，弹簧槽80121具有限位作用，并保证小弹簧13与顶柱802对应设置，第一环体8011和第二环体8012间隔设置，这样就有安装密封槽的空间。

如图1-18所示，所述通气法兰5朝向滑块3的一端设有第二凸台506，增加了出气高度，若不设置第二凸台506，气体易向气缸1底端的四周扩散，第二凸台506形成一个阶梯状，减缓气体向气缸1底端的四周扩散，所述第二凸台506的外边缘设有斜面，气缸1内壁的底端与第二凸台506的斜面形成梯形槽结构，安装密封圈后密封性能更好。

如图1-18所示，所述阀盖7朝向固定法兰11的一端设有凸环703，所述固定法兰11和顶环8套设在凸环703上，所述固定法兰11与凸环703密封连接，凸环703与固定法兰11密封连接，提升密封性能，顶环8套在凸环703上具有导向作用。

如图1-18所示，所述通气法兰5中心设有滑孔505，所述环形槽设在滑孔505的四周，所述连接杆4滑动插设在滑孔505中，以便连接杆4在滑孔505中滑动。

如图1-18所示，所述连接杆4的与滑块3连接的一端设有螺纹孔401，所述滑块3中心设有螺栓，所述螺栓穿过中心孔302与螺纹孔401螺纹联接，螺栓采用内六角螺栓14，安装和拆卸都很方便，固定效果好。

实施例

一种具有支座的气驱动式真空阀门，包括气缸1、设在气缸1内的大弹簧2、滑动设置在气缸1内的滑块3、连接杆4、通气法兰5、连接壳6、阀盖7、密封阀板10、密封环9、顶环8、设在阀盖7上的固定法兰11、轴向嵌设在固定法兰11上的小弹簧13，气缸1与滑块3密封连接，气缸1与通气法兰5密封连接，通气法兰5与连接壳6连接，连接壳6的下端与阀盖7密封连接，顶环8、密封环9、密封阀板10依序轴向设置在阀盖7内，顶环8与密封环9连接，密封阀板10与连接杆4的下端连接，连接杆4的上端与滑块3连接，大弹簧2设在气缸1和滑块3之间，滑块3朝向通气法兰5的一端设有气槽301，通气法兰5的外侧设有外进气口501和外出气口504，通气法兰5朝向气槽301的端面设有内进气口503和内出气口502，外进气口501与内出气口502相通，内进气口503与外出气口504相通，阀盖7内壁设有阀盖气腔702和阀盖气口701，阀盖气口701与阀盖气腔702相通，阀盖气口701朝向顶环8背离小弹簧13的一端，外出气口504通过气管与阀盖气口701相通，顶环8设在阀盖气腔702内，并与阀盖7密封连接，小弹簧13设在固定法兰11和顶环8之间，连接杆4与通气法兰5密封连接，连接杆4与连接壳6的上端密封连接，固定法兰11与阀盖7密封连接，密封环9与密封阀板10密封连接，气缸1背离通气法兰5的一端密封设有限位盖102，限位盖102上设有限位柱103，大弹簧2套设在限位柱103上，内出气口502为环形槽结构，顶环8包括环体801、多个顶柱802，顶柱802圆周均匀设在环体801的外边缘不远处，顶柱802与密封环9连接，密封环9朝向顶柱802的一端设有卡槽901，顶柱802设在卡槽901中，通气法兰5朝向滑块3的一端设有第二凸台506，第二凸台506的外边缘设有斜面，阀盖7朝向固定法兰11的一端设有凸环703，固定法兰11和顶环8套设在凸环703上，通气法兰5中心设有滑孔505，环形槽设在滑孔505的四周，连接杆4滑动插设在滑孔505中，顶柱802包括顶头8021、连接柱8022、支撑柱8023、密封柱8024，顶头8021、连接柱8022、支撑柱8023、密封柱8024依序连接，顶头8021和支撑柱8023的直径均大于连接柱8022，密封环9上的卡槽901与顶柱802的结构相匹配，密封柱8024与阀盖7密封连接，连接杆4的与滑块3连接的一端设有螺纹孔401，滑块3中心设有内六角螺栓14，内六角螺栓14穿过中心孔302与螺纹孔401螺纹联接，支座包括座体、设在座体下端的底板，所述支座上设有至少1个安装槽，安装槽的形状与气缸的形状匹配，真空阀门可拆卸插设在安装槽中，座体长度方向的侧面贯穿设置有第一让位槽，所述第一让位槽与安装槽对应设置，安装槽内侧设置有第二让位槽，所述第二让位槽沿座体的长度方向设置，支座底端可拆卸设置有底板，所述底板上设有沿长度方向设置的通槽，安装槽内侧设有密封槽，密封槽内设有密封条，所述座体宽度方向两侧下端对称设有折边，座体宽度方向两侧上端对称设有凸出部。

性能测试：

采用GB/T 34878-2017对实施例的真空阀门进行漏率测试，测得漏率小于1·10^{- 9}mbar/s^-1，可见实施例的真空阀门有极佳的密封性能，能够达到市面上复杂结构的真空阀门的密封性能，同时结构精简而紧凑，驱动方式简单而稳定，并高度适用于半导体设备。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的描述，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种具有支座的气驱动式真空阀门，其特征在于，包括：

至少1个真空阀门；所述真空阀门包括设在气缸内的大弹簧、滑动设置在气缸内的滑块、连接杆、通气法兰、连接壳、阀盖、密封阀板、密封环、顶环、设在阀盖上的固定法兰、轴向嵌设在固定法兰上的小弹簧，所述通气法兰与连接壳连接，所述顶环、密封环、密封阀板依序轴向设置在阀盖内，所述密封阀板与连接杆的下端连接，所述连接杆的上端与滑块连接，所述大弹簧设在气缸和滑块之间，所述滑块朝向通气法兰的一端设有气槽，所述通气法兰的外侧设有外进气口和外出气口，所述通气法兰朝向气槽的端面设有内进气口和内出气口，所述外进气口与内出气口相通，所述内进气口与外出气口相通，所述阀盖内壁设有阀盖气腔和阀盖气口，所述阀盖气口与阀盖气腔相通，所述阀盖气口朝向顶环背离小弹簧的一端，所述外出气口通过气管与阀盖气口相通，所述顶环设在阀盖气腔内，所述小弹簧设在固定法兰和顶环之间；

支座；所述支座上设有至少1个安装槽，所述安装槽的形状与气缸的形状匹配，所述真空阀门可拆卸插设在安装槽中。

2.根据权利要求1所述的一种具有支座的气驱动式真空阀门，其特征在于，所述支座长度方向的侧面贯穿设置有第一让位槽，所述第一让位槽与安装槽对应设置。

3.根据权利要求2所述的一种具有支座的气驱动式真空阀门，其特征在于，所述安装槽内侧设置有第二让位槽，所述第二让位槽沿支座的长度方向设置。

4.根据权利要求1所述的一种具有支座的气驱动式真空阀门，其特征在于，所述支座底端可拆卸设置有底板。

5.根据权利要求4所述的一种具有支座的气驱动式真空阀门，其特征在于，所述底板上设有沿长度方向设置的通槽。

6.根据权利要求1所述的一种具有支座的气驱动式真空阀门，其特征在于，所述安装槽内侧设有密封槽，所述密封槽内设有密封条。

7.根据权利要求1所述的一种具有支座的气驱动式真空阀门，其特征在于，所述支座宽度方向两侧下端对称设有折边。

8.根据权利要求1所述的一种具有支座的气驱动式真空阀门，其特征在于，所述支座宽度方向两侧上端对称设有凸出部。

9.根据权利要求1所述的一种具有支座的气驱动式真空阀门，其特征在于，所述气缸背离通气法兰的一端密封设有限位盖，所述限位盖上设有限位柱，所述大弹簧套设在限位柱上。

10.根据权利要求1所述的一种具有支座的气驱动式真空阀门，其特征在于，所述顶环包括环体、多个顶柱，所述顶柱圆周均匀设在环体的外边缘不远处，所述密封环朝向顶柱的一端设有卡槽，所述顶柱设在卡槽中。

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