CN116288230A - 调速阀门结构、真空腔室及真空镀膜机 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种调速阀门结构、真空腔室及真空镀膜机，调速阀门结构包括：真空密封的阀门腔体，设于阀门腔体内的真空阀板，以及设于阀门腔体外部的驱动机构和间接传动装置；阀门腔体上设有抽气口，其中，抽气口两侧面上设有上连接件和下连接件；上连接件用于与真空腔室密封连接，下连接件用于与分子泵密封连接；驱动机构连接间接传动装置，间接传动装置与真空阀板通过非接触方式连接；驱动机构驱动间接传动装置进行运动，间接传动装置以非接触方式驱动真空阀板进行移动，调整抽气口的开度大小；该技术方案具有更高的真空度调整速度，减少了需要真空密封的部件，降低了整体设备的成本，并提升了真空腔室的真空密封效果。
Description
技术领域
本申请涉及真空镀膜机技术领域，特别是一种调速阀门结构、真空腔室及真空镀膜机。
背景技术
在真空镀膜机中，真空腔室连接泵腔室，通过泵腔室所安装的抽气泵对真空腔室进行抽真空，从而使得真空腔室达到镀膜所需的真空度。
目前，目前真空镀膜领域已经大规模地运用分子泵进行高真空抽真空。分子泵具有启动迅速、关闭快速、无油污染真空腔室等特点。由于分子泵是高速运转的，在抽气过程是需要保持稳定的高速状态，当需要调整抽气速率时，如果要调整分子泵转速，则控制过程相对缓慢，所以一般不会去调节分子泵的转速，而当需要调整，腔室内真空度时，往往是采用调整抽气口开度大小来实现调整真空度，或者向真空腔室注入一定量惰性气体，以实现腔室内稳定的真空度环境。
在真空镀膜工作过程中，通常需要一特定的真空度环境，该环境下不需要分子泵全抽速抽气，所以经常需要调整真空腔室内的真空度，在一些敏感度较高的真空工艺时，如果采用向真空腔室注入气体方式，气体会对成膜造成较大影响，因此只能采用常用的调速阀门结构来调整抽气口开度大小，由于需要严格密封原因，常用的调速阀门结构的密封结构设计复杂，调整速度难以符合需求，而且在真空腔室内使用的真空设备，整体设备成本较高，对真空腔室的密封要求也较高；调整速度慢和真空密封效果不足均会影响真空镀膜机的镀膜质量。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术缺陷之一，提供一种调速阀门结构、真空腔室及真空镀膜机，以提升真空度调整速度，提升真空腔室密封效果。
一种调速阀门结构，应用于真空腔室，包括：真空密封的阀门腔体，设于阀门腔体内的真空阀板，以及设于所述阀门腔体外部的驱动机构和间接传动装置；
所述阀门腔体上设有抽气口，其中，所述抽气口两侧面上设有上连接件和下连接件；所述上连接件用于与真空腔室密封连接，所述下连接件用于与分子泵密封连接；
所述驱动机构连接所述间接传动装置，所述间接传动装置与所述真空阀板通过非接触方式连接；
所述驱动机构驱动间接传动装置进行运动，所述间接传动装置以非接触方式驱动所述真空阀板进行移动，调整所述抽气口的开度大小。
在一个实施例中，所述间接传动装置一端上设有第一磁力装置，所述真空阀板上设有第二磁力装置；
其中，所述第一磁力装置与第二磁力装置之间由所述阀门腔体的外壳相隔，并相互产生磁吸作用。
在一个实施例中，所述驱动机构包括设于阀门腔体外部的线性模组；
其中，所述线性模组的运动方向与所述真空阀板的移动方向平行，所述间接传动装置连接在所述线性模组的滑块上。
在一个实施例中，所述间接传动装置包括连接在所述滑块上且垂直于线性模组的运动方向的横杆；
其中，所述横杆的两端上分别设有一个所述第一磁力装置，所述真空阀板上与所述第一磁力装置相对应的位置上分别设有一个第二磁力装置。
在一个实施例中，所述阀门腔体的外壳在与所述第一磁力装置相对应的位置处设有限位槽，所述第一磁力装置卡入所述限位槽内进行运动。
在一个实施例中，所述限位槽的底部为透明材料外壳，在所述限位槽的边上还设有刻度尺，用于指示真空阀板在阀门腔体内的移动位置。
在一个实施例中，所述真空阀板内置有磁力模块，所述阀门腔体的外壳在与所述磁力模块运动轨迹上相对应的位置设有磁感应开关阵列，在所述磁力模块经过磁感应开关下方时，磁感应开关接通指示灯，通过指示灯亮灯来指示真空阀板的移动位置。
在一个实施例中，所述第一磁力装置包括强磁铁吸盘和第一磁铁，所述第二磁力装置包括第二磁铁；其中，
所述第一磁铁与第二磁铁在静态下相互产生磁吸作用；
所述强磁铁吸盘连接直流电源，在真空阀板移动时接通直流电源产生磁场，并与所述第二磁铁相互产生磁吸作用。
在一个实施例中，所述真空阀板包括第一真空阀板和第二真空阀板；
所述驱动机构包括分别设于抽气口两侧的第一驱动机构和第二驱动机构；其中，所述抽气口位于阀门腔体的中部位置；
所述间接传动装置包括第一间接传动装置和第二间接传动装置；
所述第一驱动机构连接所述第一间接传动装置，所述第一间接传动装置与所述第一真空阀板通过非接触方式连接；其中，所述第一驱动机构驱动第一间接传动装置进行运动，所述第一间接传动装置以非接触方式驱动所述第一真空阀板进行移动；
所述第二驱动机构连接所述第二间接传动装置，所述第二间接传动装置与所述第二真空阀板通过非接触方式连接；其中，所述第二驱动机构驱动第二间接传动装置进行运动，所述第二间接传动装置以非接触方式驱动所述第二真空阀板进行移动。
一种真空腔室，其特征在于，包括：腔室本体、分子泵以及调速阀门结构；其中，所述调速阀门结构的上连接件与腔室本体的抽气口连接，所述调速阀门结构的下连接件连接分子泵。
一种真空镀膜机，包括：工控机，以及真空腔室，其中，所述工控机用于控制所述调速阀门结构。
在一个实施例中，所述工控机用于接收真空计检测的真空度参数，根据所述真空度参数计算所述调速阀门结构的抽气口的开度参数，根据所述开度参数控制所述驱动机构，通过所述间接传动装置驱动所述真空阀板进行移动，以调整所述抽气口的开度大小。
上述调速阀门结构、真空腔室及真空镀膜机，由阀门腔体构成真空密封空间，整个调速阀门结构只有上连接件和下连接件需要进行密封设计，而真空阀板完全内置于真空密封的阀门腔体内，间接传动装置与真空阀板通过非接触方式连接，避免了与周围部件的连接，驱动机构设于真空环境之外，在驱动真空阀板移动时，该技术方案具有更高的真空度调整速度，减少了需要真空密封的部件，降低了整体设备的成本，并提升了真空腔室的真空密封效果。
附图说明
图1是一个实施例的调速阀门结构示意图；
图2是一个示例的真空阀板移动示意图；
图3是一个示例的真空阀板运动位置检测结构示意图；
图4是一个示例的磁力装置示意图；
图5是另一个实施例的调速阀门结构示意图；
图6是一个示例的调速阀门结构安装示意图；
图7是一个示例的真空腔室结构示意图；
图8是一个示例的真空镀膜机的电气结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
参考图1所示，图1是一个实施例的调速阀门结构示意图，该调速阀门结构100，应用于真空腔室，包括：真空密封的阀门腔体10，设于阀门腔体10内的真空阀板11，以及设于阀门腔体10外部的驱动机构12和间接传动装置13。
在阀门腔体10上设有抽气口101，其中，抽气口101两侧面上设有上连接件141和下连接件142；上连接件141用于与真空腔室密封连接，下连接件142用于与分子泵密封连接。
驱动机构12连接间接传动装置13，间接传动装置13与真空阀板11通过非接触方式连接，如图示，间接传动装置13与真空阀板11之间由阀门腔体10隔开，作为示例，可以利用磁吸作用来实现非接触方式连接。
在工作时，参考图2所示，图2是一个示例的真空阀板11移动示意图，图中是俯视图，图中仅示出了部分结构，虚线是处于阀门腔体10内部部分的真空阀板11，驱动机构12驱动间接传动装置13进行运动，间接传动装置13以非接触方式驱动真空阀板11进行移动，调整抽气口101的开度大小，从而实现对真空腔室内的真空度的快速调整。
上述实施例的调速阀门结构，阀门腔体构成真空密封空间，整个调速阀门结构只有上连接件和下连接件需要进行密封设计，而真空阀板完全内置于真空密封的阀门腔体内，间接传动装置与真空阀板通过非接触方式连接，与周围并没有直接接触，具有更高的真空度调整速度，该调速阀门结构减少了需要真空密封的部件，降低了整体设备的成本，并提升了真空腔室的真空密封效果。
在一个实施例中，如图1所示，间接传动装置13一端上设有第一磁力装置131，真空阀板11上设有第二磁力装置111；其中，第一磁力装置131与第二磁力装置111之间由阀门腔体10的外壳相隔，并相互产生磁吸作用；另外，真空阀板11可以在两侧设置滑轮，在阀门腔体10内设置与滑轮匹配的滑轨，这样滑轮在滑轨上滑动以实现真空阀板11在平面上移动。
可选的，间接传动装置13一端上可以设置第一磁力装置131，如强磁铁；真空阀板11上设置第二磁力装置111，如在真空阀板11内嵌入磁铁，由此，第一磁力装置131与第二磁力装置111之间就可以相互产生磁吸作用，驱动机构12在驱动间接传动装置13进行运动时，由于磁吸作用，也可以带动真空阀板11移动，从而实现非接触式控制真空阀板11目的，实现调整抽气口101的开度大小功能。
在一个实施例中，如图1所示，驱动机构12可以包括设于阀门腔体10外部的线性模组121；其中，线性模组121的运动方向与真空阀板11的移动方向平行，间接传动装置13连接在线性模组121的滑块122上。需要说明的是，除了上述线性模组121，也可以采用直线电动推杆等。
如图示，线性模组121安装在阀门腔体10外部表面上，与真空阀板11的移动方向平行放置，间接传动装置13安装在线性模组121的滑块122上，跟随滑块122进行移动。对于间接传动装置13与真空阀板11之间的非接触连接点，可以根据需求进行设置，可以设置一个，也可以设置多个。
优选的，为了更好地控制真空阀板11，如图1所示，间接传动装置13可以包括连接在滑块122上且垂直于线性模组121的运动方向的横杆；其中，横杆的两端上分别设有一个第一磁力装置131，真空阀板11上与第一磁力装置131相对应的位置上分别设有一个第二磁力装置111。
上述间接传动装置，通过设计多个非接触连接点，可以更好地控制真空阀板进行平面移动，实现快速稳定的移动效果。
进一步的，如图1所示，阀门腔体10的外壳在与第一磁力装置131相对应的位置处还可以设置限位槽103，第一磁力装置131卡入限位槽103内进行运动；优选的，限位槽103的底部设计为透明材料外壳，如钢化玻璃，同时，在限位槽103的边上还设有刻度尺，用户通过透明的限位槽103的底部，结合刻度尺就可以指示真空阀板11在阀门腔体10内的移动位置，直观地观看到开度大小的相关数据。
另外，作为实施例，如图2的椭圆形虚线框所示，本申请还设计了真空阀板11运动位置的检测结构；参考图3所示，图3是一个示例的真空阀板运动位置检测结构示意图；真空阀板11内置有磁力模块115，阀门腔体10的外壳在与磁力模块115运动轨迹上相对应的位置设有磁感应开关阵列106，在磁力模块115经过磁感应开关106下方时，磁感应开关106可以感应到磁力模块115的磁线，从而接通指示灯107，通过指示灯亮灯107来指示真空阀板11的移动位置，如图3中，磁力模块115经过上方的磁感应开关106的指示灯107被点亮。
在一个实施例中，如图4所示，图4是一个示例的磁力装置示意图，为了实现更稳定的非接触连接效果，第一磁力装置131可以包括强磁铁吸盘131A和第一磁铁131B，第二磁力装置111包括第二磁铁111A；其中，第一磁铁131B与第二磁铁111A在静态下相互产生磁吸作用；强磁铁吸盘131A连接直流电源，在真空阀板11移动时接通直流电源产生磁场，并与第二磁铁111A相互产生磁吸作用；需要说明的是，在一些实施例中，第一磁力装置131可以只包括第一磁铁131B即可，与第二磁铁111A相互产生磁吸作用。
图4中是截面示意图，间接传动装置13上设置强磁铁吸盘131A和第一磁铁131B，真空阀板11内置有第二磁铁111A，静态下，第一磁铁131B与第二磁铁111A相互产生磁吸作用，保持连接状态，此时，强磁铁吸盘131A可以断开与直流电源的连接；当需要快速调整真空阀板时，为了保证间接传动装置13与真空阀板之间的稳定连接，通过强磁铁吸盘131A来增强磁力，强磁铁吸盘131A接通直流电源后，产生强磁场，从而将间接传动装置13与真空阀板稳定连接，确保高速调整时的稳定效果。
在一个实施例中，参考图5所示，图5是另一个实施例的调速阀门结构示意图，为了实现更加快速的调速效果，本申请的调速阀门结构100还可以设置为双侧真空阀板调整的方案真空阀板11包括第一真空阀板11a和第二真空阀板11b；驱动机构12包括分别设于抽气口101两侧的第一驱动机构12a和第二驱动机构12b；其中，抽气口101位于阀门腔体10的中部位置，间接传动装置13包括第一间接传动装置13a和第二间接传动装置13b。
第一驱动机构12a连接第一间接传动装置13a，第一间接传动装置13a与第一真空阀板11a通过非接触方式连接；在工作时，第一驱动机构12a驱动第一间接传动装置13a进行运动，第一间接传动装置13a以非接触方式驱动第一真空阀板11a进行移动。
第二驱动机构12b连接第二间接传动装置13b，第二间接传动装置13b与第二真空阀板11b通过非接触方式连接；在工作时，第二驱动机构12b驱动第二间接传动装置13b进行运动，第二间接传动装置13b以非接触方式驱动第二真空阀板11b进行移动。
对应地，在阀门腔体10的外壳上也分别设置了多条限位槽103，从而匹配第一间接传动装置13a和第二间接传动装置13b进行使用。
上述实施例的技术方案，通过双侧真空阀板的结构设计，可以将抽气口设置在阀门腔体的中部位置，从而使得两侧的线性模组的长度减少，在安装使用时能够更好地配合真空腔室的结构外形，可以使得外形更加紧凑；另外，双真空阀板的调速阀门结构可以实现更加快速的调整效果，同时还可以提升调速精度。
下面阐述真空腔室的实施例。
本申请提供的真空腔室200，包括：腔室本体210，分子泵220，以及调速阀门结构100，对于调速阀门结构100的安装方式，参考图6所示，图6是一个示例的调速阀门结构安装示意图，调速阀门结构100的上连接件141与腔室本体的抽气口101连接，调速阀门结构100的下连接件142连接分子泵220。
作为示例，图7所示，图7是一个示例的真空腔室结构示意图，可以在腔室本体两侧设置两个抽气口101，设置两个分子泵进行抽气，图中方框位置处为调速阀门结构100安装位置。
上述实施例的真空腔室，利用调速阀门结构来对抽气速度进行调整，具有更高的真空度调整速度，需要更少真空密封的部件，提升了真空密封效果，可以实现自动化调整，为上下工序联动自动化生产提供可行基础。
下面阐述真空镀膜机的实施例。
本申请提供的真空镀膜机，包括：工控机300，以及真空腔室200等，参考图8所示，图8是一个示例的真空镀膜机的电气结构图，其中，工控机300连接调速阀门结构100，工控机300还连接真空镀膜机的真空计203、离子源204、晶控205和分子泵220等其他部件等。
优选的，工控机300接收真空计203检测的真空度参数，根据真空度参数计算调速阀门结构100的抽气口101的开度参数，根据开度参数控制驱动机构12，间接传动装置13驱动真空阀板11进行移动，以调整抽气口101的开度大小。
具体的，工控机300根据实时检测的真空度参数，以设定步进值来控制驱动机构12运行，当真空度参数偏高时，需要减小抽气口101的开度，当真空度参数偏低时，需要增大抽气口101的开度，通过形成闭环的反馈控制，当进行真空镀膜时，在工控机300上设定目标真空度值，然后工控机300输出控制指令，控制调速阀门结构100自动化地接近该目标真空度值并维持，实现了对真空度参数的快速、精确控制。
上述实施例的真空镀膜机，真空腔室采用上述实施例的调速阀门结构来调整抽气速率，在真空镀膜时，具有更高的真空度调整速度和真空密封效果，可以提升真空镀膜质量。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种调速阀门结构，应用于真空腔室，其特征在于，包括：真空密封的阀门腔体，设于阀门腔体内的真空阀板，以及设于所述阀门腔体外部的驱动机构和间接传动装置；
所述阀门腔体上设有抽气口，其中，所述抽气口两侧面上设有上连接件和下连接件；所述上连接件用于与真空腔室密封连接，所述下连接件用于与分子泵密封连接；
所述驱动机构连接所述间接传动装置，所述间接传动装置与所述真空阀板通过非接触方式连接；
所述驱动机构驱动间接传动装置进行运动，所述间接传动装置以非接触方式驱动所述真空阀板进行移动，调整所述抽气口的开度大小。
2.根据权利要求1所述的调速阀门结构，其特征在于，所述间接传动装置一端上设有第一磁力装置，所述真空阀板上设有第二磁力装置；
其中，所述第一磁力装置与第二磁力装置之间由所述阀门腔体的外壳相隔，并相互产生磁吸作用。
3.根据权利要求2所述的调速阀门结构，其特征在于，所述驱动机构包括设于阀门腔体外部的线性模组；
其中，所述线性模组的运动方向与所述真空阀板的移动方向平行，所述间接传动装置连接在所述线性模组的滑块上。
4.根据权利要求3所述的调速阀门结构，其特征在于，所述间接传动装置包括连接在所述滑块上且垂直于线性模组的运动方向的横杆；
其中，所述横杆的两端上分别设有一个所述第一磁力装置，所述真空阀板上与所述第一磁力装置相对应的位置上分别设有一个第二磁力装置。
5.根据权利要求4所述的调速阀门结构，其特征在于，所述阀门腔体的外壳在与所述第一磁力装置相对应的位置处设有限位槽，所述第一磁力装置卡入所述限位槽内进行运动。
6.根据权利要求5所述的调速阀门结构，其特征在于，所述限位槽的底部为透明材料外壳，在所述限位槽的边上还设有刻度尺，用于指示真空阀板在阀门腔体内的移动位置；
或者
所述真空阀板内置有磁力模块，所述阀门腔体的外壳在与所述磁力模块运动轨迹上相对应的位置设有磁感应开关阵列，在所述磁力模块经过磁感应开关下方时，磁感应开关接通指示灯，通过指示灯亮灯来指示真空阀板的移动位置。
7.根据权利要求2所述的调速阀门结构，其特征在于，所述第一磁力装置包括强磁铁吸盘和第一磁铁，所述第二磁力装置包括第二磁铁；其中，
所述第一磁铁与第二磁铁在静态下相互产生磁吸作用；
所述强磁铁吸盘连接直流电源，在真空阀板移动时接通直流电源产生磁场，并与所述第二磁铁相互产生磁吸作用。
8.一种真空腔室，其特征在于，包括：腔室本体、分子泵以及权利要求1-7任一项所述的调速阀门结构；其中，所述调速阀门结构的上连接件与腔室本体的抽气口连接，所述调速阀门结构的下连接件连接分子泵。
9.一种真空镀膜机，其特征在于，包括：工控机，以及权利要求8所述的真空腔室，其中，所述工控机用于控制所述调速阀门结构。
10.根据权利要求9所述的真空镀膜机，其特征在于，所述工控机用于接收真空计检测的真空度参数，根据所述真空度参数计算所述调速阀门结构的抽气口的开度参数，根据所述开度参数控制所述驱动机构，通过所述间接传动装置驱动所述真空阀板进行移动，以调整所述抽气口的开度大小。
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