CN217328488U - 一种流体控制阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种流体控制阀，包括阀体，有入口流道、出口流道、阀口和环形插槽，阀口连接入口流道和出口流道，环形插槽与阀口同心设置；阀组件，包括阀芯，膜部及凸环；阀芯轴向往复运动以启闭阀口；上壳体，位于阀体的轴向上端，内部设驱动组件；上壳体将凸环轴向抵压入环形插槽；环形插槽包括相对的第一、第二槽壁，槽宽从顶部向槽底梯度变小；凸环向下延伸并在端部形成密封部，密封部有第一面和第二面，第一面至少部分可与第一槽壁形成挤压密封，第二面至少部分可与第二槽壁形成挤压密封。本实用新型通过密封部的第一面与第一槽壁、第二面与第二槽壁形成侧壁挤压密封，密封部向下插入环形插槽时越往下密封效果越好，对加工精度要求低。

Description

一种流体控制阀

技术领域

本实用新型属于流体控制阀技术领域，尤其是涉及一种流体控制阀。

背景技术

在半导体行业中，通常使用流体控制阀来输送强腐蚀性液体；现有的料液阀，用于输送半导体行业的高纯湿化学品，这些料液阀由阀主体、阀组件和致动组件等组成，其中，阀主体内部具有环绕阀座设置的环形插槽，阀组件外侧具有与环形插槽过盈配合以形成密封的凸环。

现有技术中，环形插槽的内、外侧槽壁为等径柱形壁，同时环形插槽通过与凸环的底面过盈配合形成密封，即凸环的轴向高度大于环形插槽的轴向高度，以使凸环和环形插槽的底部挤压并过盈配合形成密封。

上述结构的配合精度要求高，若隔膜的外围两侧与环形凹槽的侧壁尺寸过盈，则凸环难以安装入环形凹槽内，且容易摩擦产生颗粒，两者之间的挤压、摩擦作用力过大，一方面，可能会导致外围密封凸缘磨损，另一方面，不可避免地，二者会因为挤压、摩擦作用形成颗粒，该颗粒会落入环形插槽径向内侧的下游流道中，污染高纯湿化学品；若间隙配合，则凸环在受压过程中无法受到环形插槽支撑，从而该轴向塑性变形影响到密封性能。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种凸环的密封部和环形插槽的形状无需完全匹配也能达到良好的密封效果，密封部与环形插槽的两个槽壁形成侧壁密封，同时，环形插槽的两个槽壁设置方式实现凸环的插入更容易、避免产生颗粒污染和确保可靠的密封两种功能。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种流体控制阀，包括，

阀体，其具有用于湿化学品流过的入口流道、出口流道、阀口和环形插槽，所述阀口连接入口流道和出口流道，所述环形插槽与阀口同心设置；

阀组件，包括阀芯，沿阀芯周向设置的膜部，及设于膜部外圈的凸环；所述阀芯轴向往复运动以封堵或打开阀口；

上壳体，其设置于阀体的轴向上端，该上壳体内部设有用于驱动阀芯轴向运动的驱动组件；且所述上壳体将该凸环轴向抵压入环形插槽内；

所述环形插槽包括相对的第一槽壁和第二槽壁，且槽宽从顶部向槽底梯度变小；

所述凸环向下延伸并在端部形成密封部，该密封部具有第一面和第二面，所述第一面的至少部分可与第一槽壁形成挤压密封，该第二面的至少部分可与第二槽壁形成挤压密封。

本实用新型中改变了凸环与环形插槽底部密封，或者凸环与环形插槽外形匹配实现密封的结构，而是通过密封部的第一面与第一槽壁形成侧壁挤压密封，并且通过密封部的第二面与第二槽壁形成侧壁挤压密封，在密封部向下插入环形插槽的过程中，越往下密封效果越好；同时，环形插槽的两个槽壁设置方式实现凸环的插入更容易和确保可靠的密封两种功能，达到整个安装过程的动态密封，且无需将密封部和环形插槽的结构设计为完全匹配，对加工精度的要求降低。

进一步的，所述第一槽壁位于第二槽壁的径向内侧，所述第一面与轴向间的夹角大于所述第一槽壁与轴向间的夹角。

第一面的斜率大于第一槽壁的斜率，利于第一面远离第二面端抵接在第一槽壁上形成密封，且可使得第一面靠近第二面端和第一槽壁之间形成活动间隙，该活动间隙给密封部和凸环的相对转动提供了空间，在密封部向下插入环形插槽的过程中，增加密封性能。

进一步的，所述密封部包括第三面，所述第一面和第三面相交以形成与第一槽壁相抵的凸部。

第三面自上而下、向径向内侧倾斜延伸，第三面远离第一面的一端为与凸环的连接处，密封部在此处的强度相对较弱，使得密封部在环形插槽内上下移动时，可以相对凸环产生一定的转动，确保密封部和第一槽壁、第二槽壁实现动态挤压密封，保证良好的密封效果；同时增加了密封部的厚度，以提高其强度。

进一步的，所述第一面为弧形面，且其各处的切线斜率大于第一槽壁的斜率。

第一面为弧形面，在密封部相对凸环转动的过程中，第一面始终与第一槽壁相贴合以保持挤压密封状态。

进一步的，所述第一槽壁和第二槽壁自顶部向槽底倾斜延伸，且两者的倾斜方向相反。

第一槽壁和第二槽壁均为斜面，使得环形插槽的顶部开口较大，便于密封部的插入装配，且密封部在插入环形插槽的过程中，两者的挤压力逐步增大，密封性能更佳；而且环形插槽可以适配不同厚度的密封部，装配灵活度更高。

进一步的，所述第一槽壁与轴向间的夹角为2-5°。

第一槽壁与轴向间的夹角过大则容易导致密封部和环形插槽的密封效果不佳，如过小，则密封部和凸环无法相对转动，对密封效果有不利影响，也不能给密封部的装配起到良好的导向作用。

进一步的，所述第二槽壁至少包括第一锥段和位于第一锥段轴向下方的第二锥段；所述第一锥段与轴向间的夹角为12-16°；所述第二锥段与轴向间的夹角为2-5°；所述第二面竖直设置。

第一锥段的斜率大于第二锥段的斜率，可以避免压板在下压凸环过程中与阀体产生干涉，同时也给凸环的装配提供引导作用，更重要的是，通过第二锥段与轴向间的夹角为2-5°，第二槽壁可推动密封部向第一槽壁的方向运动，使得第一槽壁和密封部的第一面形成有效的挤压密封。

进一步的，所述上壳体与阀体非接触设置。

保证上壳体和阀体不会相互抵接，进而可以使得压板对膜部具有充分的抵压力，使密封部可与环形插槽密封设置，以及内筒部的上端面与台阶部也可形成面密封，保证整体的密封效果，即使安装过程摩擦产生颗粒，也可以防止上述颗粒掉落在流道内，保证流体的洁净度。

进一步的，所述密封部的第一面和/或第二面与环形插槽形成挤压密封处的轴向高度为H1，环形插槽对应的轴向深度为H2，则H1/H2为40-60％。

上述结构设置可以保证密封部和环形插槽之间具有足够的接触密封面积,避免密封部脱离环形插槽，延长密封部向下插入环形插槽的动态挤压密封过程，同时在密封部和环形插槽完成装配后，在环形插槽底部还留有间隙，即使安装过程摩擦产生颗粒，上述颗粒可以掉在间隙内，不会影响流道，保证过滤液体的洁净度。

进一步的，所述上壳体还包括用于将凸环抵压在环形插槽内的压板；所述膜部下表面材料轴向延伸形成台阶部；所述环形插槽的内侧形成内筒部，所述压板将台阶部密封抵压在内筒部的上端面上。

台阶部的设计增加了膜部和上壳体、阀体之间的接触面积，在压板的向下作用力下，内筒部的上端面与台阶部可形成面密封，保证整体的密封效果，即使安装过程摩擦产生颗粒，也可以防止上述颗粒掉落在流道内，保证流体的洁净度。

本实用新型的有益效果是：通过密封部的第一面与第一槽壁形成侧壁挤压密封，并且通过密封部的第二面与第二槽壁形成侧壁挤压密封，在密封部向下插入环形插槽的过程中，越往下密封效果越好，且在密封部插入环形插槽的初始状态即开始挤压密封，达到整个安装过程的动态密封，且无需将密封部和环形插槽的结构设计为完全匹配，对加工精度的要求降低；第一面和第一槽壁之间形成活动间隙，该活动间隙给密封部和凸环的相对转动提供了空间，确保密封部和第一槽壁、第二槽壁实现动态挤压密封，保证良好的密封效果；环形插槽的顶部开口较大，可以适配不同厚度的密封部，装配灵活度更高；在密封部和环形插槽完成装配后，在环形插槽底部还留有间隙，即使安装过程摩擦产生颗粒，上述颗粒可以掉在间隙内，不会影响流道，保证过滤液体的洁净度。

附图说明

图1为本实用新型提供的流体控制阀的剖视图。

图2为图1中的A处结构放大图。

图3为本实用新型提供的阀组件的剖视图。

图4为本实用新型提供的密封部的剖视图。

图5为图1中A处的配合结构放大示意图。

其中，1-上壳体，11-驱动组件，12-压板，2-阀体，21-入口流道，22-出口流道，23-阀口，24-环形插槽，241-第一槽壁，242-第二槽壁，243-第一锥段，244-第二锥段，245-内筒部，246-内筒部的上端面，247-导向面，3-阀组件，31-阀芯，32-膜部，321-台阶部，33-凸环，34-密封部，341-密封部的第一面，342-密封部的第二面，343-密封部的第三面，344-凸部。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

如图1-图4所示，一种流体控制阀，包括阀体2，阀组件3，及上壳体1，阀体2的内部具有用于湿化学品流过的入口流道21、出口流道22，形成在入口流道21和出口流道22之间的阀口23，以及环形插槽24，该环形插槽24与阀口23同心设置，阀组件3就位于阀口23的轴侧，以图1所示方向为例，阀组件3位于阀口23的轴向上方。

如图3所示，阀组件3包括阀芯31，沿阀芯31的周向设置的膜部32，及设置在膜部32外圈的凸环33，在阀芯31轴向往复运动过程中，通过膜部32的形变实现阀芯31封堵或打开阀口23的目的。

上壳体1设置在阀体2的轴向上端，其内部设置有用于驱动阀芯31轴向运动的驱动组件11，本实施例中，该驱动组件11通过手动驱动阀芯31的轴向运动；当然在另一实施例中，驱动组件也可为气动结构；这些驱动组件11皆为现有技术，故不再赘述。凸环33为封闭环状结构，上壳体1完成安装后将凸环33轴向抵压入环形插槽24内。

如图2所示，环形插槽24包括相对的第一槽壁241和第二槽壁242，且环形插槽24的槽宽从顶部向槽底梯度变小，换句话说，以图1所示方向为例进行说明，环形插槽24呈上大下小的结构，且大小为逐渐变化，而不是在某处突变。

适配的，如图4所示，凸环33向下延伸并在端部形成密封部34，该密封部34具有第一面341和第二面342，第一面341的至少部分可以与第一槽壁241形成挤压密封，第二面342的至少部分可以与第二槽壁242形成挤压密封。

在本实用新型中，改变了凸环33直接与环形插槽24底部密封，或者凸环33直接与环形插槽24外形匹配实现密封的结构，而是通过密封部34的第一面341与第一槽壁241形成侧壁挤压密封，并且通过密封部34的第二面342与第二槽壁242形成侧壁挤压密封，且在密封部34向下插入环形插槽24的过程中，越往下密封效果越好，在密封部34插入环形插槽24后可快速挤压密封，无需将密封部34和环形插槽24的结构设计为完全匹配，对加工精度的要求降低。

在本实施例中，第一槽壁241位于第二槽壁242的径向内侧，密封部34的第一面341与轴向间的夹角大于第一槽壁241与轴向间的夹角，换句话说，图4中的θ角大于图5中的α角，如此设置可使密封部34在环形插槽24内向下运动过程中，第一面341与第一槽壁241的抵接面积不断增加，进而可使第一面341与第一槽壁241的密封性能增加。当然在其他实施例中，也可以是第一槽壁241位于第二槽壁242的径向外侧，密封部34的第一面341与第一槽壁241形成侧壁挤压密封，密封部34的第二面342与第二槽壁242形成侧壁挤压密封。

此外，本实施例中密封部34的横截面积变化率大于环形插槽24的横截面积变化率，即密封部34的下端宽度尺寸小于环形插槽24的入口端宽度，以利于密封部34插入环形插槽，同时密封部34的上端尺寸大于环形插槽24的入口端宽度，以使密封部34可与环形插槽24形成稳定密封。

在本实施例中，密封部34的第一面341为弧形面，且其各处的切线斜率均大于第一槽壁241的斜率，换句话说，第一面341为向外突出的弧形面。当然在其他实施例中，第一面341也可以是平滑的斜面。

密封部34还包括第三面343，其自上而下、向径向内侧倾斜延伸，第一面341和第三面343相交形成与第一槽壁241相抵的凸部344。第三面343远离第一面341的一端为与凸环33的连接处，密封部34在此处的强度相对较弱，使得密封部34在环形插槽24内上下移动时，可以相对凸环33产生一定的转动。

密封部34的结构设计，使得第一面341和第一槽壁241之间形成活动间隙，当密封部34向靠近环形插槽24底部的方向运动时，第一面341向贴合第一槽壁241的方向转动，即密封部34顺时针转动，此时上述活动间隙减小，第一面341和第一槽壁241形成稳固的抵靠密封状态，与此同时，第二面342与第二槽壁242保持相抵的密封状态。而且，密封部34越往下安装，其与环形插槽24的密封配合效果更好。

当密封部34向远离环形插槽24底部的方向运动时，第一面341向脱离第一槽壁241的方向转动，即密封部34逆时针转动，此时上述活动间隙增大，第一面341和第三面343的交界处始终与第一槽壁241形成挤压密封，与此同时，第二面342与第二槽壁242的接触面积增大，两者的挤压密封效果更好。从而即使在使用过程中，如果压板对膜片的的压力不足也可以保持密封的状态。

环形插槽24的槽宽从顶部向槽底梯度变小，其可以是第一槽壁241自上而下、自径向内侧向径向外侧倾斜，第二槽壁242竖直延伸；或者是，第一槽壁241竖直延伸，第二槽壁242自上而下、自径向外侧向径向内侧倾斜；也可以是，第一槽壁241自上而下、自径向内侧向径向外侧倾斜，同时，第二槽壁242自上而下、自径向外侧向径向内侧倾斜。

如图5所示，在本实施例中，第一槽壁241和第二槽壁242均自顶部向环形插槽24的槽底倾斜延伸，且两者的倾斜方向相反。具体的，第一槽壁241与轴向间的夹角为2-5°，即图5中α角为2-5°。

密封部34的第二面342可以是竖直设置，也可以是自上而下、自径向外侧向径向内侧倾斜，在本实施例中，其为竖直设置。

第二槽壁242至少包括第一锥段243和位于第一锥段243轴向下方的第二锥段244，第一锥段243与轴向间的夹角为12-16°，即图5中γ角为12-16°，第二锥段244与轴向间的夹角为2-5°，即图5中β角为2-5°。

上壳体1将凸环33轴向抵压入环形插槽24内，因此上述结构设计中，第一锥段243的斜率大于第二锥段244的斜率，可以避免上壳体1在下压凸环33的过程中与阀体2产生干涉，同时也给凸环33和密封部34的装配提供引导作用，更重要的是，第二槽壁242推动密封部34向第一槽壁241的方向运动，使得第一槽壁241和密封部34的第一面341形成有效的挤压密封。

当然，为了更好地起到对凸环33和密封部34的装配提供引导作用，也可以在第一槽壁241的顶端开口形成斜率增大的导向面247。

密封部34的第二面342与环形插槽24形成挤压密封处的轴向高度为H1，或者也可以是密封部34的第一面341与环形插槽24形成挤压密封处的轴向高度为H1，或者说，密封部34的第一面341和第二面均可以与环形插槽24形成挤压密封处的轴向高度为H1；环形插槽24对应的轴向深度为H2，则H1/H2为40-60％，如图5所示。上述结构设置可以保证密封部34和环形插槽24之间具有足够的作用面积，及足够的接触密封面积,避免密封部34脱离环形插槽24，延长密封部34向下插入环形插槽24的动态挤压密封过程，同时在密封部34和环形插槽24完成装配后，在环形插槽24底部还留有间隙，即使安装过程摩擦产生颗粒，上述颗粒可以掉在间隙内，不会影响流道，保证过滤液体的洁净度。

需要说明的是，轴向高度指的是如图5所示的H1上边界与H1下边界的差值，所述密封部34在该区间内与环形插槽24形成密封设置。

如图3所示，膜部32下表面材料轴向延伸形成台阶部321，凸环33连接在台阶部321的下表面。环形插槽24的内侧形成内筒部245，换句话说，内筒部245的外圈侧壁形成上述的第一槽壁241。上壳体1还包括用于将凸环33抵压在环形插槽24内的压板12，该压板12的下端面将台阶部321密封抵压在内筒部245的上端面246上。上述第一锥段243的斜率大于第二锥段244的斜率结构，也给压板12的提供了增加厚度的空间，进而增加压板12与台阶部321的接触面积。

为了确保上壳体1的压板12可以将凸环33下压，以使得密封部34与环形插槽24形成有效的挤压密封作用，上壳体1和阀体2之间非接触设置，即图5中存在间隙S，保证上壳体1和阀体2不会相互抵接，进而可以使得压板12对膜部32具有充分的抵压力，使密封部34可与环形插槽24密封设置，以及内筒部245的上端面246与台阶部321也可形成面密封，保证整体的密封效果，即使安装过程摩擦产生颗粒，也可以防止上述颗粒掉落在流道内，保证流体的洁净度。

此外，还需要说明的是，所述密封部34的底部端面与环形插槽24的底部端面之间还间隙设置，该间隙用于容纳密封部34与环形插槽24在安装和使用过程中产生的颗粒。

本实用新型的装配过程是，将密封部34插入环形插槽24内，上壳体1的压板12向下压在台阶部321的上表面，密封部34向下运动插入环形插槽24内，在下移的过程中，密封部34顺时针转动，第一面341和第一槽壁241形成稳固的抵靠密封状态，与此同时，第二槽壁242推动密封部34向第一槽壁241的方向运动，第二面342与第二槽壁242保持相抵的密封状态，密封部34越往下插入环形插槽24，两者的密封效果更好；直到台阶部321架设在内筒部245的上端面246，台阶部321和内筒部245的上端面246形成面密封，完成装配。

上述具体实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种流体控制阀，包括，

阀体，其具有用于湿化学品流过的入口流道、出口流道、阀口和环形插槽，所述阀口连接入口流道和出口流道，所述环形插槽与阀口同心设置；

阀组件，包括阀芯，沿阀芯周向设置的膜部，及设于膜部外圈的凸环；所述阀芯轴向往复运动以封堵或打开阀口；

上壳体，其设置于阀体的轴向上端，该上壳体内部设有用于驱动阀芯轴向运动的驱动组件；且所述上壳体将该凸环轴向抵压入环形插槽内；其特征在于：

所述环形插槽包括相对的第一槽壁和第二槽壁，且槽宽从顶部向槽底梯度变小；

所述凸环向下延伸并在端部形成密封部，该密封部具有第一面和第二面，所述第一面的至少部分可与第一槽壁形成挤压密封，该第二面的至少部分可与第二槽壁形成挤压密封。

2.根据权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于：所述第一槽壁位于第二槽壁的径向内侧，所述第一面与轴向间的夹角大于所述第一槽壁与轴向间的夹角。

3.根据权利要求2所述的流体控制阀，其特征在于：所述密封部包括第三面，所述第一面和第三面相交以形成与第一槽壁相抵的凸部。

4.根据权利要求3所述的流体控制阀，其特征在于：所述第一面为弧形面，且其各处的切线斜率大于第一槽壁的斜率。

5.根据权利要求1或2所述的流体控制阀，其特征在于：所述第一槽壁和第二槽壁自顶部向槽底倾斜延伸，且两者的倾斜方向相反。

6.根据权利要求2所述的流体控制阀，其特征在于：所述第一槽壁与轴向间的夹角为2-5°。

7.根据权利要求2所述的流体控制阀，其特征在于：所述第二槽壁至少包括第一锥段和位于第一锥段轴向下方的第二锥段；所述第一锥段与轴向间的夹角为12-16°；所述第二锥段与轴向间的夹角为2-5°；所述第二面竖直设置。

8.根据权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于：所述上壳体与阀体非接触设置。

9.根据权利要求1所述的流体控制阀，其特征在于：所述密封部的第一面和/或第二面与环形插槽形成挤压密封处的轴向高度为H1，环形插槽对应的轴向深度为H2，则H1/H2为40-60％。

10.根据权利要求1或9所述的流体控制阀，其特征在于：所述上壳体还包括用于将凸环抵压在环形插槽内的压板；所述膜部下表面材料轴向延伸形成台阶部；所述环形插槽的内侧形成内筒部，所述压板将台阶部密封抵压在内筒部的上端面上。

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