CN116816961B - 一种常闭式真空阀门 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种常闭式真空阀门，包括阀芯（1）、壳体（2）、法兰A（3）和法兰B（4），所述法兰A（3）和法兰B（4）安装在壳体（2）中，所述阀芯（1）活动安装在法兰A（3）上并位于法兰A（3）和法兰B（4）之间，所述阀芯（1）的上部通过连杆（6）与气缸（8）的活塞（11）连接，所述活塞（11）的外部套设有弹簧（9），且弹簧（9）与活塞（11）底部接触。本发明的目的在于：为了解决现有真空阀门易产生粉尘颗粒、开关阀振动噪音大、响应速度慢的技术问题。

Description

一种常闭式真空阀门
技术领域
本发明涉及阀门设备技术领域，具体涉及一种常闭式真空阀门。
背景技术
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元件。目前，传统真空行业对真空阀门的需求量日益减少，新兴的新能源和半导体领域在国内具有十分广阔的真空阀门市场，同时也对真空阀门提出了更高的要求，即快速响应、清洁、静音低振和运行平稳。
当前在传统真空领域应用较广泛的阀门大都采用如下形式的设计：
1）阀芯、阀体之间采用橡胶圈密封，以阀芯密封槽深度控制橡胶圈密封量；
2）阀芯装有弹簧或弹簧片结构用于辅助开关阀门；
3）执行机构由气缸、波纹管和铰链机构组成，带动阀芯直线运动，完成开阀和关阀。
但是以上形式的设计存在以下问题：
1）关阀时，阀芯金属面与阀体金属面直接接触，易磨损产生粉尘、颗粒；
2）采用弹簧或弹簧片的阀芯结构存在振动噪音较大的劣势；
3）执行机构的运动传递复杂，双作用气缸无法做到快速响应关阀需求。
以上缺点导致此类阀门不符合半导体等高端市场的应用要求。
发明内容
本发明提供了一种常闭式真空阀门，目的在于提供一种快速响应、清洁、静音、低振的真空阀门。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
一种常闭式真空阀门，包括阀芯、壳体、法兰A和法兰B，所述法兰A和法兰B安装在壳体中，所述阀芯活动安装在法兰A上并位于法兰A和法兰B之间，所述阀芯的上部通过连杆与气缸的活塞连接，所述活塞的外部套设有弹簧，且弹簧与活塞底部接触。
进一步，所述阀芯包括金属支承件和密封结构，所述金属支承件设置有台阶端面一和台阶端面二，所述台阶端面一呈内凹圆弧状，所述台阶端面二包括外凸的圆弧面及两端的切线面。
进一步，所述密封结构沿着台阶端面一和台阶端面二的轮廓设置，所述密封结构包括凸出部和位于凸出部底部的平台结构。
进一步， 所述法兰A的内侧设置有分别与台阶端面一和台阶端面二互相配合的台阶端面三、台阶端面四，所述法兰B与法兰A端面接触，所述法兰B与法兰A的接触端面设置有沟槽结构。
进一步，所述壳体上部通过底座连接气缸，所述气缸顶部设置有圆柱形的压缩壳。
进一步，所述活塞包括活塞头部、活塞内壳、活塞底壳和活塞外壳，所述活塞内壳和活塞外壳的底部通过活塞底壳连接在一起，所述活塞头部固定在活塞内壳顶部，所述活塞头部上开设有带台阶的螺纹通孔。
进一步，所述弹簧底部与活塞底壳接触，顶部与压缩壳的顶部接触，且弹簧位于活塞外壳和活塞内壳之间，所述弹簧处于压缩状态。
进一步，所述活塞头部通过其螺纹通孔安装有螺钉，所述螺钉的另一端连接连杆。
进一步，所述活塞外壳与气缸缸体密封耦合。
更进一步，所述连杆外密封套接波纹管。
基于上述技术方案，可产生如下技术效果：
本发明提供的一种常闭式真空阀门，可以实现阀门常闭功能：由于弹簧处于压缩状态，提供的复原力保证了在设备断电、断气时，阀门将保持关闭状态，不会导致阀口流体泄露，亦能保持腔室内部压力；低振动、低粉尘功能：由于密封结构直接硫化在阀芯金属支承件上，杜绝了阀芯金属支承件与阀体密封面的直接接触，从而实现了低振动、低粉尘功能；快速关阀功能：通过将弹簧安装在气缸内，弹簧的实时响应令阀门快速关阀；气缸、活塞结构紧凑：独特的气缸、活塞结构大幅优化了真空阀安装的空间需求。
附图说明
图1是阀门关闭状态的主视图；
图2是阀门开启状态的主视图；
图3是阀门关闭状态的侧视图；
图4是阀门开启状态的侧视图；
图5是阀芯结构示意图；
图6是阀芯金属支承件的结构示意图；
图7是阀芯中密封结构的示意图；
图8是法兰A的结构示意图；
图9是法兰B的结构示意图；
图10是活塞的截面图；
图11是气缸的截面图；
图12是本发明真空阀的外形图。
图中：1：阀芯，1-1：金属支承件，1-2：密封结构，1-1-1：台阶端面一，1-1-2：台阶端面二，1-2-1：平台结构，1-2-2：凸出部，2：壳体，3：法兰A，3-1：台阶端面三，3-2：台阶端面四，4：法兰B，5：底座，6：连杆，7：波纹管，8：气缸，9：弹簧，10：压缩壳，11：活塞，11-1：活塞头部，11-2：活塞内壳，11-3：活塞底壳，11-4：活塞外壳。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图12所示，一种常闭式真空阀门，包括阀芯1、壳体2、法兰A3和法兰B4，所述法兰A3和法兰B4安装在壳体2中，所述阀芯1活动安装在法兰A3上并位于法兰A3和法兰B4之间，所述阀芯1的上部通过连杆6与气缸8的活塞11连接，所述活塞11的外部套设有弹簧9，且弹簧9与活塞11底部接触。
所述阀芯1包括金属支承件1-1和密封结构1-2，所述金属支承件1-1设置有台阶端面一1-1-1和台阶端面二1-1-2，所述台阶端面一1-1-1呈内凹圆弧状，所述台阶端面二1-1-2包括外凸的圆弧面及两端的切线面。
所述密封结构1-2沿着台阶端面一1-1-1和台阶端面二1-1-2的轮廓设置，所述密封结构1-2包括凸出部1-2-2和位于凸出部1-2-2底部的平台结构1-2-1。
所述法兰A3的内侧设置有分别与台阶端面一1-1-1和台阶端面二1-1-2互相配合的台阶端面三3-1、台阶端面四3-2，所述法兰B4与法兰A3端面接触，所述法兰B4与法兰A3的接触端面设置有沟槽结构，沟槽结构便于阀门的抽气工作。
所述壳体2上部通过底座5连接气缸8，所述气缸顶部设置有圆柱形的压缩壳10。
所述活塞11包括活塞头部11-1、活塞内壳11-2、活塞底壳11-3和活塞外壳11-4，所述活塞内壳11-2和活塞外壳11-4的底部通过活塞底壳11-3连接在一起，所述活塞头部11-1固定在活塞内壳11-2顶部，所述活塞头部11-1上开设有带台阶的螺纹通孔。
所述弹簧9底部与活塞底壳11-3接触，顶部与压缩壳10的顶部接触，且弹簧9位于活塞外壳11-4和活塞内壳11-2之间，所述弹簧9处于压缩状态。
所述活塞头部11-1通过其螺纹通孔安装有螺钉，所述螺钉的另一端连接连杆6。
所述活塞外壳11-4与气缸8缸体密封耦合。
所述连杆6外密封套接波纹管7。
如图1-图4所示，本发明公开的一种常闭式真空阀门的开阀过程：气缸8压力升高，推动活塞11向上，活塞11的向上运动通过螺钉、连杆6传递到阀芯1，带动阀芯1进行向上运动，直至阀芯1被底座5限位，完成开阀。关阀过程：气缸8压力下降，弹簧9复原力推动活塞11向下，活塞11的向下运动通过螺钉、连杆6传递到阀芯1，带动阀芯1进行向下运动，直至阀芯1被法兰A3限位，完成关阀。
本发明快速响应功能的实现：关阀时，气缸8内的气压骤降，气压下降时由于弹簧9结构的0延迟的特性，其复原力立即推动活塞11向下运动，通过螺钉、连杆6将向下的直线运动传递给阀芯1，阀芯1直线向下运动，阀芯1的两层密封结构1-2与法兰A3的两层台阶端面接触，在弹簧力的作用下，密封结构1-2被金属支承件1-1和法兰A3的密封面压紧，通过弹簧9结构的0延迟的复原力以及阀芯1的低行程实现限位和密封。
低振动、低粉尘功能的实现：阀芯1、法兰的特殊结构是低振动、低粉尘功能实现的关键，阀芯1由金属支承件1-1和密封结构1-2两部分组成，其中，金属支承件1-1有两层轮廓，密封结构1-2以特定截面沿着两层轮廓的路线硫化在金属支承件1-1上，法兰A3拥有与金属支承件1-1对应的两层密封面（台阶端面三3-1和台阶端面四3-2），关阀时，密封结构1-2被金属支承件1-1和法兰A3的密封面压紧，避免了金属支承件1-1与法兰A3的直接接触，杜绝了粉尘的产生以及冲击的发生。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的只是范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种常闭式真空阀门，其特征在于，包括阀芯（1）、壳体（2）、法兰A（3）和法兰B（4），所述法兰A（3）和法兰B（4）安装在壳体（2）中，所述阀芯（1）活动安装在法兰A（3）上并位于法兰A（3）和法兰B（4）之间，所述阀芯（1）的上部通过连杆（6）与气缸（8）的活塞（11）连接，所述活塞（11）的外部套设有弹簧（9），且弹簧（9）与活塞（11）底部接触；所述阀芯（1）包括金属支承件（1-1）和密封结构（1-2），所述金属支承件（1-1）设置有台阶端面一（1-1-1）和台阶端面二（1-1-2），所述台阶端面一（1-1-1）呈内凹圆弧状，所述台阶端面二（1-1-2）包括外凸的圆弧面及两端的切线面；所述壳体（2）上部通过底座（5）连接气缸（8），所述气缸顶部设置有圆柱形的压缩壳（10）；所述活塞（11）包括活塞头部（11-1）、活塞内壳（11-2）、活塞底壳（11-3）和活塞外壳（11-4），所述活塞内壳（11-2）和活塞外壳（11-4）的底部通过活塞底壳（11-3）连接在一起，所述活塞头部（11-1）固定在活塞内壳（11-2）顶部，所述活塞头部（11-1）上开设有带台阶的螺纹通孔。
2.根据权利要求1所述的一种常闭式真空阀门，其特征在于，所述密封结构（1-2）沿着台阶端面一（1-1-1）和台阶端面二（1-1-2）的轮廓设置，所述密封结构（1-2）包括凸出部（1-2-2）和位于凸出部（1-2-2）底部的平台结构（1-2-1）。
3.根据权利要求1所述的一种常闭式真空阀门，其特征在于， 所述法兰A（3）的内侧设置有分别与台阶端面一（1-1-1）和台阶端面二（1-1-2）互相配合的台阶端面三（3-1）、台阶端面四（3-2），所述法兰B（4）与法兰A（3）端面接触，所述法兰B（4）与法兰A（3）的接触端面设置有沟槽结构。
4.根据权利要求1所述的一种常闭式真空阀门，其特征在于，所述弹簧（9）底部与活塞底壳（11-3）接触，顶部与压缩壳（10）的顶部接触，且弹簧（9）位于活塞外壳（11-4）和活塞内壳（11-2）之间，所述弹簧（9）处于压缩状态。
5.根据权利要求1所述的一种常闭式真空阀门，其特征在于，所述活塞头部（11-1）通过其螺纹通孔安装有螺钉，所述螺钉的另一端连接连杆（6）。
6.根据权利要求1所述的一种常闭式真空阀门，其特征在于，所述活塞外壳（11-4）与气缸（8）缸体密封耦合。
7.根据权利要求1所述的一种常闭式真空阀门，其特征在于，所述连杆（6）外密封套接波纹管（7）。
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