CN202629122U

CN202629122U - 摆动式水冷真空插板阀及其阀芯组件

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Publication number: CN202629122U
Application number: CN 201220237920
Authority: CN
Inventors: 费海鸿
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-23
Filing date: 2012-05-23
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2022-05-23

Abstract

摆动式水冷真空插板阀及其阀芯组件可提高密封性能，其中阀芯组件包括支撑板、阀板以及钢球架，钢球架上放置可转动的钢球，钢球架在支撑板和阀板之间，并由弹簧板夹持，钢球架的支撑板侧的弹簧板和支撑板连接，钢球架的阀板侧的弹簧板和阀板连接，钢球将阀板和支撑板撑开并因此在阀板上施加有压力，上、下盖板中有对应钢球的球坑，钢球可进入球坑，以释放钢球作用在阀板上的压力。阀可实现全水冷，以提高密封圈的使用寿命。

Description

摆动式水冷真空插板阀及其阀芯组件

技术领域

本实用新型涉及真空系统中使用的阀，尤其涉及插板阀。

背景技术

目前单晶、多晶炉生产厂家用的是手动水冷隔离阀，这种阀门纵向尺寸大，“O”形密封圈寿命短，密封性能差，工作不稳定，不能实行自动化控制。因此单晶、多晶炉生产厂家急切需要能在1450℃温度环境下工作，“O”形密封圈能得到水冷却保护不被烧焦、熔化、老化，使单晶、多晶炉工作效率高，生产能力大，可实行自动化控制的阀门。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种摆动式水冷真空插板阀，以提高密封性能。

为实现所述目的的摆动式水冷真空插板阀，其特点是，包括：阀体组件，包括筒状的阀体；上盖板组件，包括具有上阀口的上盖板，上盖板固定连接阀体的上侧，上盖板和阀体之间设置密封圈；下盖板组件，包括具有下阀口的下盖板，下盖板固定连接阀体的下侧，下盖板和阀体之间设置密封圈；传动轴组件，包括传动轴，传动轴穿过上盖板的连接孔并穿入下盖板的连接孔，传动轴的下端由下盖板的连接孔下方的端盖内的推力轴承支撑，传动轴和上盖板的连接孔之间通过轴封密封组件密封，端盖和下盖板之间通过密封圈密封；阀芯组件，位于阀体组件中，包括支撑板、阀板以及钢球架，钢球架上放置可转动的钢球，钢球架在支撑板和阀板之间，并由弹簧板夹持，钢球架的支撑板侧的弹簧板和支撑板连接，钢球架的阀板侧的弹簧板和阀板连接，阀板放置在下盖板上和下盖板之间设置密封圈，并封住下阀口，支撑板位于上盖板的下方；支撑板、阀板中有对应钢球的球坑，钢球架连接有向外延伸的摆杆，摆杆和传动轴连接以便于推动钢球架正向转动使钢球从球坑中爬到阀板、支撑板的平面，使阀板、支撑板撑开进而使各阀口关闭，还便于推动钢球架反向转动使钢球从阀板、支撑板的平面回到球坑中，以使阀板、支撑板收拢，从而各阀口被打开；以及驱动装置，安装在上盖板上，并可驱动传动轴转动。

所述的摆动式水冷真空插板阀，其进一步的特点是，上、下盖板中分别有冷却水循环通道，传动轴中设置有进出水通道，所述进出水通道和冷却水循环通道连通。

所述的摆动式水冷真空插板阀，其进一步的特点是，钢球架的球坑内有上、下两个钢球。

所述的摆动式水冷真空插板阀，其进一步的特点是，下盖板中有冷却水循环区域。

所述的摆动式水冷真空插板阀，其进一步的特点是，上盖板、阀体中分别有冷却水循环区域。

为实现所述目的的阀芯组件，其特点是，包括支撑板、阀板以及钢球架，钢球架上放置可转动的钢球，钢球架在支撑板和阀板之间，并由弹簧板夹持，钢球架的支撑板侧的弹簧板和支撑板连接，钢球架的阀板侧的弹簧板和阀板连接，支撑板、阀板中有对应钢球的球坑，钢球架能正向转动使钢球从球坑中爬到上、下盖板的平面上，使阀板、支撑板撑开；钢球架还能反向转动使钢球从上、下盖板的平面回到球坑中，使阀板、支撑板收拢。

所述的阀芯组件，其进一步的特点是，钢球架的各个球坑中有上、下两个钢球，该两个钢球分别接触支撑板和阀板。

本实用新型的实施例中，用弹簧板夹紧钢球架，钢球架推动钢球，钢球从球坑中爬出撑开阀板、支撑板，阀关；钢球回到球坑中两板收拢，阀门打开。由于钢球撑开阀板、支撑板，因此阀板上有强大的压力，该压力传递到阀板下方的、下盖板上的密封圈上，使得密封圈的密封性能增强。摆动钢球架上的摆杆，就可以摆动钢球架，从而控制钢球从球坑中爬出或爬入到球坑中，以实现阀的开关，摆杆由传动轴带动，传动轴可有气缸和曲柄连杆机构带动。气缸可由电磁阀控制，因此该阀的使用可实现自动化。也可以用90度旋转气缸或90度旋转电动装置来实现。

在本实用新型的实施例中，阀有多路水冷，因此可实现全水冷的条件下正常工作，保持密封圈的长寿命。

在本实用新型的实施例中，可实现单晶、多晶炉生产厂家急切需要的阀，该阀能在1450℃温度环境下工作，“O”形密封圈得到了水的冷却保护不被烧焦、熔化、老化，使单晶、多晶炉工作效率高，生产能力大，可实行自动化控制。

本实用新型的实施例，可大量用在单晶炉上，清洁度差、温度高的环境中，该环境的基本参数：漏率1×10^-10Pa·M³/S，工作压力1×10⁵Pa～1×10^-6Pa，工作环境温度1450℃。

本实用新型的实施例与直式插板阀比长度缩短1/3，与隔离阀比高度降低2/3。全水冷可有七路冷却水，“O”形密封圈得到充分的冷却保护，延长工作寿命。阀门开关摆动角度70°左右紧凑。

附图说明

图1是阀芯组件的平面图。

图2是沿图1所示的A-A线剖开的阀芯组件的剖面图。

图3是阀体组件的平面图。

图4是沿图3所示的B-B线剖开的阀体组件的剖面图。

图5是上或下盖板组件的平面图。

图6是沿图5所示的C-C线剖开的上或下盖板组件的剖面图。

图7是沿图5所示的D-D线剖开的剖面图。

图8是传动轴的主视图。

图9是摆动式水冷真空插板阀的平面图。

图10是沿图9中A-B-C-D线的剖视图。

图11是传动轴、支撑板、阀板之间的冷却水通路的示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，阀芯组件1包括阀板（下阀板）11、支撑板（上阀板）12、钢球13、弹簧板14以及钢球架17。钢球架17呈圆环形，在周向具有多个纳球孔171，各纳球孔171内放置有上下两个钢球13，上方的钢球13突出纳球孔171的上沿与支撑板12的下表面接触，下方的钢球13突出纳球孔171的下沿与阀板11的上表面接触，如图1所示的实施例中，钢球架17中共有12个纳球孔。钢球架17由两组弹簧板14固定夹住，各组弹簧板14包括位于钢球架17上侧的上弹簧板141、位于钢球架17下侧的下弹簧板142，上、下弹簧板141、142的相应端部通过紧固件例如螺栓螺母固定连接，并将钢球架17夹紧在其中，上弹簧板141的中部和支撑板12通过连接件143固定连接，下弹簧板142的中部和阀板11通过连接件144固定连接。如图1所示，钢球架17连接径向突出的摆杆16，摆杆16用于和后述的传动轴相连接。摆杆16上连接有滚轮15，在钢球架17的相反于摆杆的一侧连接有两滚轮15，各滚轮15的滚动路径均以摆杆16的摆动中心为中心，三个滚轮15不在同一直线上。

继续参照图1和图2，阀板11的上表面有一圈对应钢球架17中的钢球13的球坑138，支撑板12的下表面也有一圈对应钢球架17中的钢球的球坑138。图2所示的位置是钢球13爬出球坑的位置，此时阀板11和支撑板12被钢球13撑开，二者之间的距离是纳球孔171中的一个钢球13的直径的两倍。如图1所示的位置是钢球13位于球坑内的位置，此时阀板11和支撑板12之间的距离是小于钢球13的直径的两倍，这样阀芯组件可以摆动而不会摩擦到密封圈。阀板11和支撑板12之间被撑开的距离取决于球坑的深度，球坑的深度与阀门的开启大小有关系。

如图3所示，阀体组件2整体呈椭圆形（含近似椭圆形的形状）。如图4所示，阀体组件2包括一阀体21，阀体21的周向外侧有环形槽210，环形槽210由水冷复板22封闭，环形槽210和水冷复板22提供一条供冷却水流动的冷却水通道。

上、下盖板组件3、4具有相同或近似的结构，以上盖板组件3为例，如图5至图7所示，上盖板组件3包括上盖板30，上盖板30具有上阀口31。上盖板组件3还包括环绕上阀口31的法兰32，法兰32用于和用户管子法兰连接。上盖板组件3还包括水冷盖板33，水冷盖板33覆盖在盖板30上，水冷盖板33和上盖板30之间形成冷却水流动腔331，并且法兰32和上阀口31周向侧壁之间也形成有冷却水流动通道332，冷却水流动腔331和冷却水流动通道332可以相连通，构成上盖板组件3的冷却水流动区域。另外，上盖板30上还形成有传动轴孔法兰35，传动轴孔法兰35提供轴孔34，供后述的传动轴穿过。

同样的，下盖板组件4包括下盖板40，下盖板具有下阀口41。下盖板组件还包括环绕下阀口的法兰，法兰用于和用户管子法兰连接。下盖板组件还包括水冷下盖板，水冷下盖板覆盖在下盖板上，水冷下盖板和下盖板之间形成冷却水流动腔，并且法兰和下阀口41周向侧壁之间也形成有冷却水流动通道，冷却水流动腔和冷却水流动通道相连通，构成下盖板组件的冷却水流动区域。另外，下盖板40上还形成有传动轴孔法兰，传动轴孔法兰提供轴孔，供后述的传动轴穿过。

如图8和图10所示，传动轴组件5包括传动轴51、在传动轴51的下端部上连接的轴承（如滚针轴承）52、下端部的端面连接的托件53，托件53将滚针轴承52固定在传动轴51上。传动轴51的下端有连接孔510，连接孔510可以是型面孔，与阀芯组件1的钢球架17上连接的摆杆16连接。

如图9和图10所示，阀体21固定连接上盖板30，阀体21的下端固定连接下盖板40，阀体21和各盖板30、40之间通过O形密封圈92、93密封，阀芯组件1内置于阀体21中，且阀芯组件1的阀板11放置在下盖板40上，封住下盖板40上的下阀口41，阀芯组件1的支撑板12位于上盖板30下方，封住上盖板30的上阀口31。阀板11和下盖板40的下阀口41周围的部位之间设置O形密封圈91。如图10所示的位置，阀芯组件1的阀板11借助于O形密封圈91将下阀口41密封，并且由于阀芯组件1的钢球13已从球坑中爬出，将阀板11和支撑板12撑开，由于支撑板12被上盖板31的阻挡，不可能移动，从而钢球13处将产生强大的压力同时作用在阀板11和支撑板12上，阀板11上获得足够的压力后，即使真空系统的工作参数为漏率1×10^-10Pa·M³/S，工作压力1×10⁵Pa～1×10^-6Pa，也能保证O形密封圈91的有效密封。

摆杆16插入到传动轴51的连接孔510中并通过紧固件，例如螺钉固定。传动轴51穿过上盖板30的传动轴孔法兰35以及并穿入下盖板40上的传动轴孔法兰45，传动轴孔法兰45的下端固定连接端盖46，端盖46内安装有推力轴承47，传动轴51由推力轴承47支撑，传动轴51上的滚针轴承52与传动轴孔法兰45的轴孔配合。传动轴孔法兰35和传动轴5之间通过轴封密封件36密封。

驱动装置6安装在上盖板31上，驱动装置6的动力输出件61连接传动轴51的上端，动力输出件61施加扭矩在传动轴51上，以使传动轴51转动。

驱动装置6例如是90°旋转气缸，或者直线气缸连接曲柄连杆机构构成，或者是90度旋转电动装置，或者是电机连接减速机构构成，另外，也可以使扳手，或者手摇蜗轮蜗杆机构。

在本实用新型的一实施例中，摆动式水冷真空插板阀的安装过程如下：

1、下盖板朝天并装“O”形密封圈；

2、将阀体组件放在下盖板上并用螺钉固定；

3、将阀芯组件与传动轴组件装配好，一起将传动轴组件底部插入下盖板的传动轴孔法兰中；

4、将上盖板的传动轴孔法兰套入传动轴上部轴上，将上盖板压紧螺钉固定在阀体组件上；

5、装好轴封密封件到上盖板的传动轴孔法兰并压紧；

6、将驱动装置例如气缸部件装在上盖板上，装曲柄连杆与传动轴连接。

前述实施例的阀为全水冷摆动插板阀，可广泛地用在单晶炉上，清洁度差、温度高的环境中，满足真空系统的基本参数：漏率1×10^-10Pa·M³/S，工作压力1×105Pa～1×10^-6Pa，工作环境温度1450℃。

阀的关闭、打开原理是：用弹簧板夹紧钢球架，钢球架推动钢球，钢球从球坑中爬出到平面撑开阀板、支撑板，阀关闭，钢球回到球坑中两板收拢，阀门打开；参照图1、2、9、10，即

（1）推动钢球架右转使钢球从坑中爬到平面（此时阀板、支撑板受到阀体内侧的阻挡不会转动而仅会被钢球顶开，即仅会轴向移动），使阀板、支撑板撑开阀门关闭；

（2）推动钢球架左转使钢球从平面回到坑中（此时阀板、支撑板上有较大压力不会转动，除非钢球回到球坑，防止密封圈被摩擦破坏），使阀板、支撑板收拢阀门打开。继续左转将阀板的阀芯带走，阀门全开。

前述阀的长度很短，与直式插板阀比长度缩短1/3，与翻板阀比高度降低2/3。

前述阀的全水冷有七路冷却水，其中一路是阀体组件2中的冷却水，两路水冷是上盖板组件中的冷却水，另两路水冷是下盖板组件中的冷却水，还有一路水冷是是阀板上的冷却水，还有一路水冷是支撑板中的冷却水。

如图11所示，传动轴51中有两组进出水管路511、522，其中一组进出水管路与支撑板12上的冷却水循环通道连接，另一组进出水管路与阀板11的冷却水循环通道连接。因此传动轴51提供了阀板、支撑板的冷却水通道。

由于阀有多路冷却水通道，因此阀中的各个“O”形密封圈得到充分的冷却保护，延长工作寿命。

另外，阀芯组件在阀体组件中的摆动角度70°左右，因此结构紧凑。阀门上下盖板压紧采用螺钉与铰链结合，装拆方便。

气缸采用缓冲气缸，阀门开关平稳、声响振动小。

气动基本参数：气源4～6kgf/cm²，电源220V，阀开关磁性开关输出电信号。

Claims

1.摆动式水冷真空插板阀，其特征在于，包括：

阀体组件，包括筒状的阀体；

上盖板组件，包括具有上阀口的上盖板，上盖板固定连接阀体的上侧，上盖板和阀体之间设置密封圈；

下盖板组件，包括具有下阀口的下盖板，下盖板固定连接阀体的下侧，下盖板和阀体之间设置密封圈；

传动轴组件，包括传动轴，传动轴穿过上盖板的连接孔并穿入下盖板的连接孔，传动轴的下端由下盖板的连接孔下方的端盖内的推力轴承支撑，传动轴和上盖板的连接孔之间通过轴封密封组件密封，端盖和下盖板之间通过密封圈密封；

阀芯组件，位于阀体组件中，包括支撑板、阀板以及钢球架，钢球架上放置可转动的钢球，钢球架在支撑板和阀板之间，并由弹簧板夹持，钢球架的支撑板侧的弹簧板和支撑板连接，钢球架的阀板侧的弹簧板和阀板连接，阀板放置在下盖板上和下盖板之间设置密封圈，并封住下阀口，支撑板位于上盖板的下方；支撑板、阀板中有对应钢球的球坑，钢球架连接有向外延伸的摆杆，摆杆和传动轴连接以便于推动钢球架正向转动使钢球从球坑中爬到阀板、支撑板的平面，使阀板、支撑板撑开进而使各阀口关闭，还便于推动钢球架反向转动使钢球从阀板、支撑板的平面回到球坑中，以使阀板、支撑板收拢，从而各阀口被打开；以及

驱动装置，安装在上盖板上，并可驱动传动轴转动。

2.如权利要求1所述的摆动式水冷真空插板阀，其特征在于，上、下盖板中分别有冷却水循环通道，传动轴中设置有进出水通道，所述进出水通道和冷却水循环通道连通。

3.如权利要求1所述的摆动式水冷真空插板阀，其特征在于，钢球架的球坑内有上、下两个钢球。

4.如权利要求1所述的摆动式水冷真空插板阀，其特征在于，下盖板中有冷却水循环区域。

5.如权利要求1所述的摆动式水冷真空插板阀，其特征在于，上盖板、阀体中分别有冷却水循环区域。

6.阀芯组件，其特征在于，包括支撑板、阀板以及钢球架，钢球架上放置可转动的钢球，钢球架在支撑板和阀板之间，并由弹簧板夹持，钢球架的支撑板侧的弹簧板和支撑板连接，钢球架的阀板侧的弹簧板和阀板连接，支撑板、阀板中有对应钢球的球坑，钢球架能正向转动使钢球从球坑中爬到上、下盖板的平面上，使阀板、支撑板撑开；钢球架还能反向转动使钢球从上、下盖板的平面回到球坑中，使阀板、支撑板收拢。

7.如权利要求6所述的阀芯组件，其特征在于，钢球架的各个球坑中有上、下两个钢球，该两个钢球分别接触支撑板和阀板。