CN216045718U - 用于质量流量控制器的常开式电磁阀及质量流量控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀及质量流量控制器。该电磁阀包括：从内到外依次套设的套筒、线包和阀罩；套筒内设有定芯轴筒和磁性材料的活动芯轴，定芯轴筒设置于套筒内的底部，套筒的顶部形成一容纳腔；活动芯轴包括可移动地设置于定芯轴筒内的轴杆和设置于容纳腔中的主体，轴杆与主体连接，主体的外壁沿周向等间隔设有多个通气槽，通气槽沿活动芯轴的轴向贯穿主体的两端；套筒的底端和定心轴筒的底端通过锁紧环固定；锁紧环的下方设有阀芯组件，阀芯组件与轴杆的底端连接；锁紧环与定芯轴筒底端之间设有与定心轴连接的弹性组件。本实用新型方案能够有效降低活动芯轴在活动过程受到的空气阻力，提高电磁阀的响应时间。

Description

用于质量流量控制器的常开式电磁阀及质量流量控制器

技术领域

本实用新型涉及流体流量控制技术技术领域，更具体地，涉及一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀及质量流量控制器。

背景技术

在集成电路产业中，半导体的生产制造条件要求苛刻，制造过程高度专业化。从芯片开始准备到封装测试的整个制造环节大约需要六到八周时间。先进设备中的生产是完全自动化的，所有机械部分需要在密闭的氮气环境中进行，以提高产量降低缺陷，因此需要大流量常开型质量流量控制器对进入设备的氮气进行流量控制以维持一个恒定的气氛。同时半导体工艺中需要用到诸多工艺气体，其中不乏有毒有害，强腐蚀性的气体如BCL3，HCL等，也需要使用大流量常开型质量流量控制器对工艺气体的管路进行吹扫，以免气体残留腐蚀管路。

常开型电磁阀作为大流量质量流量控制器里的关键结构，主要通过电磁力控制阀门的进程，实现阀芯和阀口的开度，从而控制流量大小。

现有的一种电磁阀的结构示意图如图1、图2所示，该结构主要由阀罩101、线包102、活动芯轴103、套筒104、定芯轴105、锁紧环106、阀芯107、阀口等组成108，不工作时锁紧环106将活动芯轴103和定芯轴105固定在阀口108上面，阀芯107和阀口108保持开启的状态，实现常开的功能；当工作时线包中的线圈通入电流，产生电磁力，活动芯轴3的材料具有磁性，可以在电磁力的作用下上下移动，从而带动阀芯107与阀口108实现不同大小的开度，因为阀芯107与阀口108的尺寸较大，因此可以实现最高250SLM的大流量控制。

该现有电磁阀存在以下缺点：

1、活动芯轴103为圆柱体结构，且与套筒104管壁贴合较紧密，在运动过程中活动芯轴103与104套筒104之间区域的气体会对活动芯轴103造成阻力，从而影响电磁阀的响应时间。

2、套筒104的底部采取将波纹管与外螺纹不锈钢管焊接的方式进行结合，如图3所示，通过控制波纹管的伸缩量变化，调整活动芯轴103与定芯轴105之间的磁间隙，进而控制电磁力的大小，但该焊接方式需要将两种不同结构的管材进行焊接，需保证内部焊透且焊缝表面光洁无污染，焊接难度大，次品率高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀及质量流量控制器，实现提高电磁阀的芯轴响应速度。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀，包括：从内到外依次套设的套筒、线包和阀罩；

所述套筒内设有定芯轴筒和磁性材料的活动芯轴，所述定芯轴筒设置于所述套筒内的底部,所述套筒的顶部形成一容纳腔；

所述活动芯轴包括可移动地设置于所述定芯轴筒内的轴杆和可移动地设置于所述容纳腔中的主体，所述轴杆与所述主体连接，所述主体的外壁沿周向等间隔设有多个通气槽，所述通气槽沿所述活动芯轴的轴向贯穿所述主体的两端；

所述套筒的底端和所述定心轴筒的底端通过锁紧环固定；所述锁紧环的下方设有阀芯组件，所述阀芯组件与所述轴杆的底端连接；

所述锁紧环与所述定芯轴筒底端之间设有弹性组件；

所述线包用于在通电状态下产生电磁力驱动所述活动芯轴向阀口运动，所述弹性组件用于对所述活动芯轴产生反向的回弹力。

可选地，所述阀芯组件包括阀芯连接杆、阀芯和阀芯安装槽；

所述阀芯安装槽呈底部开口的筒状，所述阀芯沿所述阀芯安装槽的轴向活动地设置于所述阀芯安装槽内；

所述阀芯安装槽的顶部与所述阀芯连接杆的一端连接，所述阀芯连接杆的另一端与所述活动芯轴连接；

所述阀芯与所述阀芯安装槽之间设有平衡弹性件。

可选地，所述弹性组件包括至少一个回弹簧片；

所述锁紧环的内侧底部设有锁紧台阶；

所述回弹簧片套设在所述阀芯连接杆上与所述阀芯连接杆过盈配合，且夹设固定于所述锁紧台阶与所述定芯轴筒之间；

所述锁紧台阶在所述所述回弹簧片下方形成用于容纳所述回弹簧片形变的间隙。

可选地，所述锁紧环和所述套筒通过螺纹连接。

可选地，所述阀芯安装槽的底端设有挡环，所述阀芯的顶端设有与所述挡环配合的第一凸环，所述挡环的内径小于所述阀芯安装槽的内径且大于所述第一凸环的外径；

所述阀芯安装槽外部套设有阀芯固定环，所述阀芯固定环将所述挡环固定与所述阀芯安装槽固定在一起；

所述阀芯与所述阀芯固定环套间隙配合。

可选地，所述定芯轴筒的底端设有第二凸环，所述套筒的底端内侧设有与所述第二凸环配合的环形凹槽，所述第二凸环与所述环形凹槽之间夹设有至少一个环形垫片。

可选地，所述阀罩的外壁底部套设有固定块，所述固定块上设有多个安装孔。

可选地，所述锁紧环的底部外壁设有切边形成的矩形结构。

可选地，所述套筒的顶端设有锁紧件，所述锁紧件用于将所述套筒与所述阀罩同轴锁紧。

本实用新型还提出一种质量流量控制器，包括以上所述的用于质量流量控制器的常开式电磁阀。

本实用新型的有益效果在于：

通过在通过在活动芯轴的主体部分的外壁沿周向等间隔设置多个多个通气槽，可以实现在活动芯轴受电磁力上下移动时，顶部的气体可以从通气槽中排出，从而减小活动芯轴运动时的空气阻力，活动芯轴带动阀芯组件运动的速度加快，进而提高了响应时间。

进一步地，通过优化套筒的结构设计，采用回弹簧片作为弹性组件，相较于现有技术，套筒底部无需将波纹管与外螺纹不锈钢管进行焊接，降低了加工制造难度，提高良品率。

本实用新型的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本实用新型的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本实用新型示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了现有的一种常开式电磁阀的外观示意图。

图2示出了现有的一种常开式电磁阀的剖视结构图。

图3示出了现有的一种常开式电磁阀中套筒底部结构示意图。

图4示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀的外观示意图。

图5示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀的轴向剖视结构图。

图6示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀的径向剖视结构图。

图7示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀的活动芯轴的结构示意图。

图8示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀的阀芯组件结构示意图。

图9示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀的套筒底部结构的爆炸图。

图10示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀的套筒底部结构的剖视图。

图11示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀的套筒结构示意图。

图12示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀的套筒的剖视图。

图13示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀的定芯轴筒加装环形垫片的示意图。

图14示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀的定芯轴筒加装环形垫片后与套筒底部配合的示意图。

图15示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀的锁紧环结构示意图。

图16示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀未通电状态下的示意图。

图17示出了根据本实用新型的一个实施例的一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀通电满量程状态下的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

如图4至图7所示，一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀，包括：从内到外依次套设的套筒3、线包2和阀罩1；

套筒3内设有定芯轴筒5和磁性材料的活动芯轴4，定芯轴筒5设置于套筒3内的底部，套筒3的顶部形成一容纳腔；

活动芯轴4包括可移动地设置于定芯轴筒5内的轴杆402和可移动地设置于容纳腔中的主体401，轴杆402与主体401连接，主体401的外壁沿周向等间隔设有多个通气槽9，通气槽9沿活动芯轴4的轴向贯穿主体401的两端；

套筒3的底端和定心轴筒的底端通过锁紧环6固定；锁紧环6的下方设有阀芯11组件，阀芯11组件与轴杆402的底端连接；

锁紧环6与定芯轴筒5底端之间设有弹性组件。

线包2用于在通电状态下产生电磁力驱动活动芯轴4向阀口运动，弹性组件用于对活动芯轴4产生反向的回弹力。

优选地，如图7所示，通过在活动芯轴4上部的主体401以中心对称的形式开4个通气槽9，可以实现在活动芯轴4受电磁力上下移动时，顶部的气体可以从槽中排出，从而减小活动芯轴4运动时的空气阻力，活动芯轴4带动阀芯11运动的速度加快，进而提高了响应时间。

其中，套筒3的顶端设有锁紧件，优选地，可以为锁紧螺母7，锁紧螺母7用于套筒3与阀罩1的同轴锁紧，锁紧螺母7主要实现套筒3与阀罩1的同轴锁紧，保证套筒3不会掉落。阀罩1的外壁底部套可以设有固定块8，固定块8上设有多个安装孔，便于整体安装固定，优选地，这些安装孔可以为螺孔。线包2在外部供给电流的情况下会在其内部产生磁场，活动芯轴4为磁性材料，在磁场的作用下将产生电磁力，进行运动。活动芯轴4与套筒3为间隙配合，在电磁力的作用下，活动芯轴4可在套筒3内上下滑动。

如图8所示，本实施例中，阀芯11组件包括阀芯连接杆10、阀芯11和阀芯安装槽12；

阀芯安装槽12呈底部开口的筒状，阀芯11沿阀芯安装槽12的轴向可活动地设置于阀芯安装槽12内；

阀芯安装槽12的顶部与阀芯连接杆10的一端连接，阀芯连接杆10的另一端与活动芯轴4连接；可选地，阀芯连接杆10设有外螺纹，活动芯轴4的底端设有螺纹孔，阀芯连接杆10的另一端通过螺纹孔与活动芯轴4螺纹连接；

阀芯11与阀芯安装槽12之间设有平衡弹性件，可选地，该平衡弹性件为平衡簧片13。

其中，阀芯安装槽12的底端设有挡环15，阀芯11的顶端设有与挡环15配合的第一凸环18，挡环15的内径小于阀芯安装槽12的内径且大于第一凸环18的外径；

阀芯安装槽12的外部套设有阀芯固定环16，阀芯安装槽12的外壁与阀芯固定环16的内壁可以通过螺纹连接，阀芯安装槽12将挡环15固定与阀芯安装槽12固定在一起；

阀芯11与阀芯固定环16套间隙配合。

具体地，阀芯固定环16的圆柱内壁为内螺纹，阀芯安装槽12外壁与阀芯固定环16的接触部位为外螺纹，二者通过螺纹实现连接；阀芯11与阀芯固定环16之间为间隙配合，平衡簧片13在阀芯安装槽12与阀芯11之间，在阀芯11运动的过程中，平衡簧片13可以实现阀芯11的平面度调节。

如图9和图10所示，优选地，本实施例中，弹性组件包括至少一个回弹簧片14；

锁紧环6的内侧底部设有锁紧台阶19；

回弹簧片14套设在阀芯连接杆10上与阀芯连接杆10过盈配合，且夹设固定于锁紧台阶19与定芯轴筒5之间；

锁紧台阶19在回弹簧片14下方形成用于容纳回弹簧片14形变的间隙。

其中，可选地，锁紧环6的内壁顶部设有内螺纹，套筒3的底端外壁设有外螺纹，锁紧环6和套筒3通过螺纹方式固定连接。

具体地，回弹簧片14与阀芯连接杆10为过盈配合，保证其不会在阀芯连接杆10上下移动，回弹簧片14优选为2片，在弯曲变形后有足够的反向弹簧力使芯轴向反方向移动，在定芯轴筒5的上方为活动芯轴4，活动芯轴4细长的轴杆402的底部为圆柱孔，内壁为内螺纹结构，阀芯连接杆10的顶部为外螺纹结构，通过螺纹连接，实现活动芯轴4与阀芯连接杆10的连接。将回弹簧片14安装在阀芯连接杆10上后，通过螺纹连接将阀芯连接杆10安装在活动芯轴4上，活动芯轴4的轴杆402穿过定芯轴筒5，将以上装配体装进套筒3内，通过锁紧环6的内螺纹与套筒3的外螺纹以螺纹连接的形式固定，因为锁紧环6的圆环内的锁紧台阶直径小于回弹簧片14及定芯轴筒5的直径尺寸，所以在锁紧环6沿螺纹拧紧的过程即实现了对定芯轴筒5及回弹簧片14的固定。

如图15所示，锁紧环6的底部外壁设有切边形成的矩形结构，便于安装过程使用扳手进行锁紧，顶部为圆环结构，内壁为内螺纹结构，用来和套筒3底部的外螺纹以螺纹形式连接。

如图11至图14所示，本实施例中，定芯轴筒5的底端设有第二凸环20，套筒3的底端内侧设有与第二凸环20配合的环形凹槽21，第二凸环20与环形凹槽21之间夹设有至少一个环形垫片17。其中，套筒3和环形垫片17均可以为不锈钢材质。

具体地，整个套筒3底部全部为外螺纹不锈钢管，相较于现有技术不需再进行波纹管与外螺纹不锈钢管的焊接，且在顶部由原设计的细长外螺纹结构变更为相同直径的外螺纹结构，将原来电磁阀使用的波纹管伸缩调整磁间隙的方式，变更为在套筒3的底部增加不锈钢调整垫片的方式来调整磁间隙，不锈钢调整垫片装配在定芯轴筒5的上方，与定芯轴筒5的圆柱体结构为间隙配合，通过增加不锈钢环形垫片17的数量，可调整活动芯轴4与定芯轴筒5之间的磁间隙，进而可以控制电磁力的大小，与控制波纹管的伸缩量变化相比，增减垫片的方式更加可控，操作起来也更加简便快捷。

本实施例的常开式电磁阀的工作原理如下：

在未通电的情况下，如图16所示，由于锁紧环6固定回弹簧片14，且回弹簧片14以上的活动芯轴4的轴杆402的长度高于定芯轴的长度，所以活动芯轴4与定芯轴筒5的上方，两者之间存在空间，回弹簧片14在未通电状态下受力处于平衡状态，不存在变形；当线包2通电情况下，在套筒3内部形成电磁场，活动芯轴4本身为磁性材料，活动芯轴4在电磁力的作用下将会给回弹簧片14向下的作用力，回弹簧片14在活动芯轴4的向下电磁力的作用下将会发生弯曲变形。随着电流的大小变化，活动芯轴4的向下运动距离将发生变化，当达到满量程时，活动芯轴4将完全运动到与定芯轴筒5相贴合，如图17所示。

当电流变小或断电之后，回弹簧片14因变形的向上弹簧力大于向下的重力，故将使活动芯轴4回到原本位置。活动芯轴4在电磁力与回弹簧片14的弹簧力的作用下，实现阀芯11的上下移动，从而控制阀芯11与阀口的开闭程度，从而控制流量大小。

本实用新型的常开式电磁阀通过改善活动芯轴的结构设计，提高了电磁阀的响应时间，通过优化套筒的结构设计，降低了加工制造难度，提高良品率，能够适用于半导体等高端领域的大流量质量流量控制器。

本实用新型还提出一种质量流量控制器，包括以上实施例的的用于质量流量控制器的常开式电磁阀。

采用以上实施例电磁阀的大流量质量流量控制器能够在稳定性，响应时间等方面满足半导体等高端制造领域。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种用于质量流量控制器的常开式电磁阀，其特征在于，包括：从内到外依次套设的套筒、线包和阀罩；

所述套筒内设有定芯轴筒和磁性材料的活动芯轴，所述定芯轴筒设置于所述套筒内的底部,所述套筒的顶部形成一容纳腔；

所述活动芯轴包括可移动地设置于所述定芯轴筒内的轴杆和可移动地设置于所述容纳腔中的主体，所述轴杆与所述主体连接，所述主体的外壁沿周向等间隔设有多个通气槽，所述通气槽沿所述活动芯轴的轴向贯穿所述主体的两端；

所述套筒的底端和所述定心轴筒的底端通过锁紧环固定；所述锁紧环的下方设有阀芯组件，所述阀芯组件与所述轴杆的底端连接；

所述锁紧环与所述定芯轴筒底端之间设有弹性组件；

所述线包用于在通电状态下产生电磁力驱动所述活动芯轴向阀口运动，所述弹性组件用于对所述活动芯轴产生反向的回弹力。

2.根据权利要求1所述的用于质量流量控制器的常开式电磁阀，其特征在于，所述阀芯组件包括阀芯连接杆、阀芯和阀芯安装槽；

所述阀芯安装槽呈底部开口的筒状，所述阀芯沿所述阀芯安装槽的轴向活动地设置于所述阀芯安装槽内；

所述阀芯安装槽的顶部与所述阀芯连接杆的一端连接，所述阀芯连接杆的另一端与所述活动芯轴连接；

所述阀芯与所述阀芯安装槽之间设有平衡弹性件。

3.根据权利要求2所述的用于质量流量控制器的常开式电磁阀，其特征在于，所述弹性组件包括至少一个回弹簧片；

所述锁紧环的内侧底部设有锁紧台阶；

所述回弹簧片套设在所述阀芯连接杆上与所述阀芯连接杆过盈配合，且夹设固定于所述锁紧台阶与所述定芯轴筒之间；

所述锁紧台阶在所述所述回弹簧片下方形成用于容纳所述回弹簧片形变的间隙。

4.根据权利要求1所述的用于质量流量控制器的常开式电磁阀，其特征在于，所述锁紧环和所述套筒通过螺纹连接。

5.根据权利要求2所述的用于质量流量控制器的常开式电磁阀，其特征在于，所述阀芯安装槽的底端设有挡环，所述阀芯的顶端设有与所述挡环配合的第一凸环，所述挡环的内径小于所述阀芯安装槽的内径且大于所述第一凸环的外径；

所述阀芯安装槽外部套设有阀芯固定环，所述阀芯固定环将所述挡环固定与所述阀芯安装槽固定在一起；

所述阀芯与所述阀芯固定环套间隙配合。

6.根据权利要求1所述的用于质量流量控制器的常开式电磁阀，其特征在于，所述定芯轴筒的底端设有第二凸环，所述套筒的底端内侧设有与所述第二凸环配合的环形凹槽，所述第二凸环与所述环形凹槽之间夹设有至少一个环形垫片。

7.根据权利要求1所述的用于质量流量控制器的常开式电磁阀，其特征在于，所述阀罩的外壁底部套设有固定块，所述固定块上设有多个安装孔。

8.根据权利要求1所述的用于质量流量控制器的常开式电磁阀，其特征在于，所述锁紧环的底部外壁设有切边形成的矩形结构。

9.根据权利要求1所述的用于质量流量控制器的常开式电磁阀，其特征在于，所述套筒的顶端设有锁紧件，所述锁紧件用于将所述套筒与所述阀罩同轴锁紧。

10.一种质量流量控制器，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的用于质量流量控制器的常开式电磁阀。

Images