CN1341818A

CN1341818A - 平稳排气阀

Info

Publication number: CN1341818A
Application number: CN01141288A
Authority: CN
Inventors: 梶谷昌生
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2001-09-07
Publication date: 2002-03-27
Anticipated expiration: 2021-09-07
Also published as: US6491059B2; KR20020020256A; JP3618286B2; CN1210512C; KR100415785B1; US20020027211A1; JP2002081572A; TW482268U; CH695298A5

Abstract

一种平稳排气阀,具有并列连接第一通气口和第二通气口且断面面积较大的主流路及断面面积小于该主流路的副流路;开闭上述主流路的主阀体及开闭上述副流路的副阀体;通过第一轴连接到上述主阀体上的第一活塞和通过第二轴连接到上述副阀体上的第二活塞;使开阀方向中的空气压作用于上述第一活塞的主压力室和使开阀方向中的空气压作用于上述第二活塞的副压力室;把上述主阀体在闭阀方向上弹开的第一弹簧装置和把上述副阀体在闭阀方向上弹开的第二弹簧装置;以及调节杆。

Description

平稳排气阀

技术领域

本发明涉及一种平稳排气阀，该排气阀连接在真空室与真空泵之间，用于把真空室内部缓慢降压到真空压力。

背景技术

一般在半导体制造工艺等中利用真空泵把真空室内压降为真空压力的情况下，当急速地排出真空室内呈大气压或高压状的气体时，由于一时大量气体流动，在真空室内产生气体湍流，有可能使附着在真空室内壁等上的颗粒上卷而附着在工件上。

为此，在连接真空室和真空泵的流路中设置具有开口面积大的主阀体和开口面积小的副阀体的真空阀，首先，通过空气压作于副阀体的活塞使副阀体开放进行初期排气后，通过空气压作用于主阀体的活塞上，使气体的吸引量阶段性变化。在这种情况下，为了避免真空室内的气体湍流，上述初期排气中副阀体开放精度极为重要，要求时该阀体的开放度进行精密控制。

另一方面，在上述真空阀中，上述主阀体和副阀体分别由复原弹簧在闭阀方向中时常弹开着，当作用于上述活塞的空气作用力超过这种复原弹簧的弹力时，各阀体呈开阀状态。

但一般由于弹簧弹性因制品而有差异，在其作为上述主阀体用或副阀体用复原弹簧来使用时，要使作用于阀体的弹簧负荷在全部真空阀为一定是非常困难的。特别是对要求高开闭精度的上述副阀体来说，当其复原弹簧上有差异性时，因真空阀控制曲线产生偏差会对进出力特性有影响，复原弹簧必须要更换成符合规格的保持弹簧精度的弹簧。但是，由于副阀体复原弹簧通常设置在阀内较窄处，大多数情况下不细致地分解的话就不能更换，更换作业很麻烦。并且，由于更换后必须再次调整空气压与副阀体复原力的关系，至真空阀运转要花费较多的劳力及时间，还会带来成本提高的问题。

本发明的目的在于提供一种平稳排气阀，即使在副阀体复原弹簧弹性达不规定值也不用更换该弹簧，能利用外部操作简单地调节其弹力，并由此能对副阀体进行更精确稳定地开闭调节。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供的平稳排气阀特征在于，该平稳排气阀具有：连接到真空室上的第一通气口和连接到真空泵上的第二通气口；并列连接上述第一通气口和第二通气口且断面面积较大的主流路与断面面积小于该主流路的副流路；开闭上述主流路的主阀体及开闭上述副流路的副阀体；通过第一轴连接到上述主阀体上的第一活塞和通过第二轴连接到上述副阀体上的第二活塞；使开阀方向中的空气压作用于上述第一活塞的主压力室和使开阀方向中的空气压作用于上述第二活塞的副压力室；把上述主阀体在闭阀方向上弹开的第一弹簧装置和把上述副阀体在闭阀方向上弹开的第二弹簧装置；以及能从外部进退操作，安装到阀箱上并通过该进退操作使上述第二弹簧压缩量变化来调整弹力的调节杆。

根据具有上述结构的本发明，第二弹簧装置的弹性即使与规定值略有不同，也能通过进退操作上述调节杆使该第二弹簧压缩量变化来调整弹力，不必替换该第二弹簧装置。

根据本发明具体的实施形式，把上述副流路及副阀体组装在上述阀体内部，把上述第二活塞及副压力室组装在上述第一活塞内部，把上述第二轴组装在第一轴内部，再把上述第二弹簧装置设置在上述第一活塞内部中的上述第二活塞和可动弹簧座之间，并把上述调节杆可自由进退地拧装在上述第一活塞上使前端部靠在上述可动弹簧座上而基端部从阀箱向外部突出着。

根据本发明的一个实施形式，作为把上述副阀体在闭阀方向弹开的弹簧装置，除了上述第二弹簧装置外，还在上述第一轴内部设置有第三弹簧装置。

根据本发明的另一实施形式，上述第一轴具有使上述主压力室与副压力室连通的连通孔，上述阀箱具有给上述主压力室供给压缩气体的一个操作通气口。

根据本发明的又一实施形式，上述阀箱具有分别给上述主压力室和副压力室供给压缩气体的第一和第二操作通气口，上述第一操作通气口穿过设置在阀箱上的通孔连通到上述主压力室上，上述第二操作通气口穿过设置在阀箱及第一轴内部的通孔连通到上述副压力室上。

在本发明中，上述主阀体是提升阀而上述副阀体是针阀。

附图说明

图1是表示本发明平稳排气阀第一实施例的剖面图，分别表示针阀的开状和闭状；

图2是表示图1所示针阀复原力调节部的侧视图；

图3是表示本发明平稳排气阀第二实施例的剖面图，分别表示针阀的开状和闭状；

图4是表示本发明平稳排气阀第三实施例的剖面图，分别表示针阀的开状和闭状；

图5是表示本发明平稳排气阀第四实施例的剖面图，分别表示针阀的开状和闭状。

具体实施方式

下面根据附图详细说明本发明的实施形式。图1及图2所示的第一实施例的平稳排气阀100具有大致缸状的阀箱1，该阀箱1的轴向后端部用盖体2塞着，阀箱1的前端部配置有连接到真空室C上的第一空气孔3，阀箱1的侧面与轴线正交的方向中开设有连接到真空室P上的第二空气孔4。在上述阀箱1内部并列连接着上述第一空气孔3和第二空气孔4，并分别设置有断面积较大的主流路A和断面积较小的副流路B，同时分别设置着开闭上述主流路A的主阀结构和开闭上述副流路B的主阀结构。

上述主阀结构具有开闭上述主流路A中第一阀座7的主阀体8、依靠空气压作用动作驱动上述主阀体8的第一活塞9、把主阀体8和第一活塞9相互连接的第一轴10。

上述主阀体8是通过在中央部开口的园板形第一阀座6周边上设置开闭上述第一阀座7的密封件8a构成的，上述第一阀座6中央开口形成上述副流路B的一部分，并通过设置在上述第一阀座6上的导流路6a连通着第二空气孔4。再把上述第一轴10的前端部插配在第一阀座6的中央部固定成因定位环11而不能拔脱状。另外，图中的12是保持第一轴10与第一阀座6间气密性的密封件。

上述第一轴10的后端部，可自由滑动且气密地通过导向轴套14及密封件30穿过阀箱1内的台座13，并突出到在该台座13与上述盖体2间缸15内的第一活塞室16内，利用螺钉17连接到可滑动配置于该第一活塞室16中的上述第一活塞9上。

上述第一活塞9具有气密地滑接到其外周处第一活塞室16内壁上的衬垫18和导向环19，在该第一活塞9和上述台座13间区划形成的高压力作用室20连通到开设于圆筒15的侧壁上的操作通气口21。

因此，当从上述操作通气口21给上述高压力作用室20供给压缩气体时，上述第一活塞9后退主阀体8开放。这时，在上述操作通气口21上，供给由电动空气调节器控制压力的压缩气体。

在上述阀箱1内部，在装配到上述第一阀座6上的弹簧座22和台座13之间设置有由在闭锁方向中弹开主阀体8的二个螺线弹簧23a、23b构成的第一弹簧装置23，同时，在夹在阀箱1和台座13间的波纹管架25与上述第一阀座6之间设置有内部包含上述第一轴10和二个螺线弹簧23a、23b的波纹管27。另外，图中的28是保持阀箱1和波纹管架25间气密性的密封件。31是把上述波纹管27内侧空间连通到外部的呼吸通气口，32是把上述第一活塞9背后的呼吸室连通到外部的呼吸通气口。

另一方面，上述副阀结构具有对设置在上述主阀体8的上述副流路B中第二阀座35进行开闭的副阀体36、依靠空气压作用动作驱动上述副阀体36的第二活塞37、把副阀体36和第二活塞37相互连接的第二轴38。这些部件如以下说明所述整体组装到上述主阀结构上。

也就是说，把上述第二阀座35利用固定架33安装在同轴固定的园环状第二阀座34上。上述副阀体36是针阀，此针阀36制成依次变细状，在其外周上具有与上述第二阀座35接近离开的突状阀垫(密封部)41，并以在前后方向可滑动地收容在上述第一轴10前端部上形成的中空部10a内。图中67是把上述针阀36的背室连通到外部的呼吸孔，密封件43是保持上述第一轴10与针阀36间气密性的密封件。

上述第二轴38气密且可自由滑动地插在上述第一轴10内，其后端突出到在上述第一活塞9内形成的第二活塞室44内，气密连接到该第二活塞室44内可滑动设置的上述第二活塞37上。另外，图中45是保持上述第二轴38与第一轴10间气密性的密封件，46是保持上述第二轴38与第二活塞37间气密性的密封件。66是插设在上述第一轴10和第二轴38间的轴套，利用该轴套66防止第二轴38的振动。

上述第二活塞37其外周上具有气密滑动连接到第二活塞室44上的密封件47，在该第二活塞37的前面有由与上述第一活塞9之间分开形成的副压力作用室48，该副压力作用室48和上述高压力作用室20利用在第一活塞9上形成的连通孔49相互连通。

上述第一活塞9其后端与园罩状活塞盖50配置成一体，该活塞盖50的内径比第一活塞9的内径稍小，利用该活塞盖50的内径端形成规定上述第二活塞37冲程端的止动器51。在位于该活塞盖50内上述第二活塞37背后的室55内，相对上述第二活塞37以可自由进退状配置着皿状可动弹簧座53，在该弹簧座53和上述第二活塞37背后环状缺口52之间设置有由螺线弹簧组成的第二弹簧装置54，利用该第二弹簧装置54在闭合副阀体36的方向中弹开第二活塞37。

在上述活塞盖50顶面中央部设置有螺孔58，在该螺孔58上，通过转动可自动进退地拧入有调节杆60。该调节杆60的前端部伸出到室55内，靠在上述可动弹簧座53上，而相对的基端侧穿过上述盖体2的中央部伸出到阀箱1的外部。在上述盖体2的中央部，把外周经压花加工的刻度盘56组装为从阀箱1外部可自由转动操作且由于定位环57而不拔脱状态，调节杆60贯通该刻度盘56。刻度盘56和调节杆60配置关系既可以是相对轴向可自由移动的也可以是在转动方向中相互结合的。当回转上述刻度盘56而转动操作上述调节杆60时，通过该调节杆60前进或后退。上述弹簧座53前后作动，使上述第二弹簧的压缩量变化，以调整其弹力。

图中61是把上述第二活塞37背后的呼吸室55与第一活塞9背后的呼吸室连通的呼吸孔，62是防止调节杆60从活塞盖50脱掉的定位环。

在上述盖体2上安装着用于防止上述刻度盘56自然转动的针体64。该针体64插在盖体2上设置的孔内，利用与定位螺栓65间插设的弹簧63把前端压在上述刻度盘56经压花加工的外周上。

作为把上述调节杆60与刻度盘56在上述转动方向中结合的方法，例如把该调节杆60与刻度盘56形成四方形或六方形等方轴或方穴，把侧面的一部分形成平面化的园形轴或园形穴，设置为仅有在转动方向具有相互配合的配合槽和突起的合适断面形状轴及穴等方法，也可以使用其他适当结合的机构。

对于上述主阀结构和副阀结构来说，上述第一活塞9及第二活塞37的外径以及上述第一弹簧装置23及第二弹簧装置54的弹力相互关系使得第二活塞37以比第一活塞9更低的空气压进行作动。

具有上述结构的排气阀通常利用主阀体8及副阀体36分别由第一弹簧装置23及第二弹簧装置54的弹力被移动到闭阀位置中，因靠在第一阀座7和第二阀座35上使主流路A和副流路B分别关闭，即使这种状态下运转真空泵P也不能把真空室C内的气体从第一通气孔3向第二通气孔4排出。

此时，当把压力控制的压缩空气等压力空气从操作通气口21供给高压力作用室20时，该压力空气也能经过连通孔49导入副压力作用室48中。

在上述副压力作用室48中作用于在第二活塞37的空气压作用力大于第二弹簧装置54的弹力时，所述第二活塞37动作，通过第二轴38使上述针阀36打开到设定的开度。因此，真空室C内的气体通过限定开口的副流路B缓慢流入第二通气孔4，使真空室C缓慢排气。

这时，不会产生真空C内进行急速排气时那样的气体湍流，也就不会产生与湍流相伴的尘粒卷起。并且也不会因真空泵P一时吸引大量空气而变得过负荷。

在此，上述针阀36开闭特性虽然是由上述第二弹簧装置54的弹力和作用在第二活塞37上的空气压作用力的关系决定的，但在第二弹簧装置54的弹性达不到规定值或在中途产生湍流的情况下，利用上述刻度盘56转动操作上述调节杆60，通过使插有该调节杆60的上述可动弹簧座53前后作动，就能把使上述第二弹簧装置压缩量变化、将弹力调整到适合于规定值的范围内。所以，不必拆开排气阀更换该第二弹簧装置54，只从外部操作就可以把该弹性力简单地调整为符合规定值的状态。

随后，高压力作用室20内的空气压力上升，一旦作用在第一活塞9上空气压作用力大于第一弹簧装置23的弹力，上述第一活塞9作动，抵抗第一弹簧装置23的弹力使第一轴10后退到靠在盖体2上的位置处，开放主阀体8。因此，断面积大的主流路A开放，排出残留的气体。这时，因空气密度低，即使以此程度的速度吸引空气也不会产生湍流，不会引起尘粒卷起。当然，也不会产生真空泵P的过负荷。

在上述真空室C达到需要的真空度时后，操作通气口21的空气压下降时，首先，作用在第一活塞9上的空气压作用力会小于第一弹簧装置23的弹力，主阀体8关闭主流路A，随后，因作用于第二活塞37上的空气压作用力小于第二弹簧装置54的弹力，副阀体36关闭副流路B。

图3所示的第二实施例排气阀200作为在闭阀方向中弹开副阀体36的弹簧装置，除了上述第二弹簧装置54外，在上述第一轴10内还设置有第三弹簧装置40。也就是说，在上述第一轴10内部的收容有上述副阀体36的中空部10a内，在配合到第一轴10上的弹簧座39与上述副阀体36之间插设有由螺线弹簧组成的上述第三弹簧装置40，由该第三弹簧装置40和上述第二弹簧装置54双方使副阀体36在闭阀方向中弹开/发。因此，该第三弹簧装置40在功能上构成第二弹簧装置54的一部分。图中42是用于把上述副阀体36的背室向外部开放的呼吸孔。

第二实施例中除了上述结构外，因其他的组成基本与第一实施例的相同，这些主要的同一组成部分使用同一符号，省略了对它们的说明。

图4是表示第三实施例的示图，该第三实施例排气阀300与上述第一实施例排气阀100的不同点在于，相对在第一实施例在排气阀100中为保持副阀体36与第一轴10之间气密性而使用密封件43来说，在排气阀300中使用的是波纹管69。通过用波纹管69来代替这种密封件43，也能起到依靠密封件43与第一轴10滑动连接防止产生滞后和尘粒的作用。第三实施中除了上述结构外，因其他的组成基本与第一实施例的相同，这些主要的同一组成部分使用同一符号，省略了对它们的说明。

图5是表示第四实施例的示图，该第四实施例排气阀400与上述第二实施例排气阀200的不同点在于相对在第二实施例中通过第一活塞9上形成的连通孔49相互连通高压力作用室20和副压力作用室48，而由一个共同的操作通气口21给高压力作用室20和副压力作用室48供给压缩气体，该第四实施例排气阀400中在这点上是由第一操作通气口21和第二操作通气口70分别给高压力作用室20和副压力作用室48供给压缩气体的。也就是说，在阀箱1中缸15的侧面上设置有上述第一操作通气口21和第二操作通气口70，上述操作通气口21穿过设置在缸15上的通孔71连通到上述高压力作用室20上，上述第二操作通气口70通过缸15及第一轴10内设置的通孔72连通到上述副压力作用室48上。所以，上述高压力作用室20和副压力作用室48是相互不连通的。

第四实施中除了上述结构外，因其他的组成基本与第二实施例的相同，这些主要的同一组成部分使用同一符号，省略了对它们的说明。另外，在该第四实施例中，副阀36是利用第三弹簧装置40弹开的，象第一实施例那样可以省略第三弹簧装置40，或者象第三实施例那样可以设置用于代替该第三弹簧装置40的波纹管69。

根据上述本发明，即使弹开副阀体的第二弹簧装置的弹性与规定值略有不同，只从外部转动操作调节杆，调节弹簧的压缩量就能简单地把该弹力调节为适合规定值的状态。因此，不必分解排气阀来更换该弹簧。

Claims

1、一种平稳排气阀，其特征在于，该平稳排气阀具有连接到真空室上的第一通气口和连接到真空阀上的第二通气口；并列连接上述第一通气口和第二通气口且断面面积较大的主流路及断面面积小于该主流路的副流路；开闭上述主流路的主阀体及开闭上述副流路的副阀体；通过第一轴连接到上述主阀体上的第一活塞和通过第二轴连接到上述副阀体上的第二活塞；将开阀方向中的空气压作用于上述第一活塞主压力室和使开阀方向中的空气压作用上述第二活塞的副压力室；把上述主阀体在关阀方向上弹开的第一弹簧装置和把上述副阀体在关阀方向上弹开的第二弹簧装置；以及能从外部进退操作地安装到阀箱上并通过该进退操作使上述第二弹簧装置压缩量变化来调整弹力的调节杆。

2、根据权利要求1所述的平稳排气阀，其特征在于：把上述副流路及副阀体组装在上述阀体内部，把上述第二活塞及副压力室组装在上述第一活塞内部，把上述第二轴组装在第一轴内部，再把上述第二弹簧装置设置在上述第一活塞内部中的上述第二活塞和可动弹簧座之间，并把上述调节杆可自由进退地用螺纹装配在上述第一活塞上形成前端部靠在上述可动弹簧座上而基端部从阀箱向外部突出的形状。

3、根据权利要求2所述的平稳排气阀，其特征在于：作为把上述副阀体在关阀方向弹开的弹簧装置，除了上述第二弹簧装置外，还在上述第一轴内部设置有第三弹簧装置。

4、根据权利要求2所述平稳排气阀，其特征在于：上述第一活塞具有使上述主压力室与副压力室连通的连通孔，上述阀箱具有给上述主压力室供给压力气体的一个操作通气口。

5、根据权利要求2所述的平稳排气阀，其特征在于：上述阀箱具有分别给上述主压力室和副压力室供给压力气体的第一和第二操作通气口，上述第一通气口穿过设置在阀箱上的通孔连通到上述主压力室上，上述第二通气口穿过设置在阀箱及第一轴内部的通孔连通到上述副压力室上。

6、根据权利要求2所述平稳排气阀，其特征在于：上述主阀体是提升阀而上述副阀体是针阀。