TW202210720A - 活塞與氣閥之結構 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種活塞與氣閥之結構，其係包含一蓋件、一氣閥件以及一活塞組件，該蓋件穿設之一第一進、出氣通道連通該氣閥件穿設之一第二進、出氣通道，且該氣閥件之一下方具有一氣室，該活塞組件包含之一第二活塞件設置於一第一活塞件之一外緣，一密封件設置於該第二活塞件之一外緣，且抵接於該氣閥件之一下方，一活塞連桿之一端設置於該第一活塞件之一下方，其中，該第一活塞件及該第二活塞件向上移動時，該第一活塞件及該第二活塞件之一上緣對應該氣室之一內緣個別具有一第一間距及一第二間距，該第一間距小於該第二間距。

Description

活塞與氣閥之結構

本發明是關於一種活塞與氣閥之結構，尤其係指一種利用二活塞件之配合，改善活塞於氣閥於運作時的真空度之結構。

真空泵是用各種方法將某一封閉空間產生、改善與維持真空的裝置，其係利用機械、物理或化學的方式，將欲產生真空的容器、空間進行抽氣，從而獲得真空環境的設備。隨著真空環境應用與發展，例如科學實驗、半導體製造、焊接、鍍膜等，因此，真空泵的種類已於多年發展下，推出了多種設計。

常見的真空泵種類有往復式真空泵、水環泵、分子泵、旋片式真空泵、無油式真空泵、搖擺活塞式真空泵、隔膜式真空泵、線性真空泵等，其中最為常見的是無油式真空泵。

無油式真空泵是一種無需任何油作潤滑就能運轉工作的機械真空泵，其具有構造簡潔、體積較其他真空泵小、易於組裝、攜帶方便、操作容易、維護方便、不會污染環境、產品耐用性好等特性，且係可用於抽真空、壓縮的兩用真空泵；因為其耐用及結構簡單之優點，是一種應用範圍非常廣泛獲得真空的基本裝置。無油式真空泵的應用主要包括，旋片式、爪型、螺杆式、渦旋式、活塞式真空泵等，其中活塞式真空泵(或稱空壓機)最為常見。

活塞式真空泵係由一個固定的密封氣閥、一往復運動之活塞、凸輪組及馬達組成，將密封件安裝在活塞上，並裝設於一個光滑的氣缸內，依靠活塞於缸體內進行往復運動，使活塞與氣缸間產生容積的改變，反覆吸入和排出氣體以抽真空，或吸入氣體增高壓力。

活塞式真空泵的優劣係關係於氣閥與其墊片的配合及設計，其中因為活塞設計的形狀不同，更使真空泵於運作時產生較大的間隙，導致進出氣的流量減少，活塞與氣閥之間的間隙，更是直接導致真空泵抽排氣體的真空度的重要結構，然而習知之真空泵於運作，活塞進行往復運動時，氣閥與活塞之間的氣室容積產生變化，讓外部氣體進入或排出該氣室，又由於活塞係由馬達所帶動，使其高速移動，其中活塞於高速往復運動中，並非穩定移動，而產生較大的間隙，導致真空泵抽送氣體的效率不足，因此產業界急需一種於真空泵運作時，改善其真空度之氣閥與活塞配合之結構。

有鑑於上述習知技術之問題，本發明提供一種活塞與氣閥之結構，其係於蓋件穿設進出氣通道，並連通氣閥件穿設之進出氣通道，將包含第一活塞件及第二活塞件之活塞組件設置於該氣閥件之下方，並同心圓設置，該第一活塞件與該第二活塞件進行往復運動時，該第一活塞件相較該第二活塞件貼合該氣閥件之內壁，以此活塞之結構，減少氣閥與活塞之間的空隙，從而增加真空泵抽真空之效率及真空度。

本發明之一目的在於提供一種活塞與氣閥之結構，其係利用一蓋件穿設進出氣通道，並連通一氣閥件穿設之進出氣通道，再以包含第一活塞件及第二活塞件之活塞組件設置於該氣閥件之下方，並同心圓設置，該第一活塞件與該第二活塞件進行往復運動時，該第一活塞件相較該第二活塞件貼合該氣閥件之內壁，以此活塞與氣閥件之配合結構，於真空泵運作時，改善其抽真空之效率。

為達到上述所指稱之各目的與功效，本發明提供一種活塞與氣閥之結構，其包含，一蓋件、一氣閥件以及一活塞組件，該蓋件穿設一第一進氣通道以及一第一出氣通道，該第一進氣通道與該第一出氣通道相鄰設置；利用此結構改善真空泵之氣閥於運作時的真空度，該氣閥件設置於該蓋件之一下方，該氣閥件穿設一第二進氣通道以及一第二出氣通道，該氣閥件之一下方具有一氣室，該第二進氣通道連通該第一進氣通道，該第二出氣通道連通該第一出氣通道，該活塞組件包含一第一活塞件、一第二活塞件、一密封件以及一活塞連桿，該第二活塞件設置於該第一活塞件之一外緣，該密封件設置於該第二活塞件之一外緣，且該密封件抵接於該氣閥件之一下方，該活塞連桿之一端設置於該第一活塞件之一下方，該活塞連桿之另一端穿設一連桿穿孔，其中，該活塞連桿向上移動帶動該活塞組件向上移動，使該第一活塞件及該第二活塞件向上移動時，該第一活塞件之一上緣對應該氣室之一內緣具有一第一間距，該第二活塞件之一上緣對應該氣室之該內緣具有一第二間距，該第一間距小於該第二間距；利用該第一活塞件及該第二活塞件與該氣室之配合，進一步於真空泵做動時，減少該活塞組件與該氣閥件之間隙，以改善其抽真空之效率。

本發明之一實施例中，更包含一凸輪組件，其包含一凸輪件以及一樞接件，該凸輪件設置於該樞接件之一端，該樞接件樞接於該連桿穿孔之一內緣。

本發明之一實施例中，更包含一馬達，其設置於該凸輪件之一端。

本發明之一實施例中，其中該第一活塞件之材料硬度大於該第二活塞件之材料硬度。

本發明之一實施例中，其中該第一活塞件之材料係選自橡膠、樹脂及矽膠之其中之一，或該些材料之任意組合。

本發明之一實施例中，其中該第二活塞件之材料係選自橡膠、樹脂及矽膠之其中之一，或該些材料之任意組合。

本發明之一實施例中，其中該第二活塞件同心圓設置於該第一活塞件之該外緣。

本發明之一實施例中，其中該密封件同心圓設置於該第二活塞件之該外緣。

本發明之一實施例中，其中該氣室於該第一活塞件及該第二活塞件向下移動時，具有一第一體積，該氣室於該第一活塞件及該第二活塞件向上移動時，具有一第二體積，該第一體積與該第二體積之比值百分比係於1%至1.5%之間。

為使　貴審查委員對本發明之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以實施例及配合說明，說明如後：

本發明提供一種活塞與氣閥之結構，其係於蓋件穿設進出氣通道，並連通氣閥件穿設之進出氣通道，將包含第一活塞件及第二活塞件之活塞組件設置於該氣閥件之下方，並同心圓設置，該第一活塞件與該第二活塞件進行往復運動時，該第一活塞件相較該第二活塞件貼合該氣閥件之內壁，以此活塞之結構，減少氣閥與活塞之間的空隙，改善真空泵抽真空之效率及真空度。

請參閱第1圖，其為本發明之實施例之結構爆炸示意圖，如圖所示，本實施例係一種活塞與氣閥之結構1，其包含一蓋件10、一氣閥件20以及一活塞組件30，其中該蓋件10穿設一第一進氣通道12以及一第一出氣通道14，該氣閥件20穿設一第二進氣通道22以及一第二出氣通道24，且該氣閥件20之一下方具有一氣室25；於本實施例中，該可適用於真空泵之結構，但本發明不在此限制。

再次參閱第1圖，如圖所示，於本實施例中，該蓋件10之該第一進氣通道12與該第一出氣通道14相鄰設置，該氣閥件20設置於該蓋件10之一下方，該氣閥件20之該第二進氣通道22連通該第一進氣通道12，該第二出氣通道24連通該第一出氣通道14，該活塞組件30包含一第一活塞件32、一第二活塞件34、一密封件36以及一活塞連桿38，該第二活塞件34設置於該第一活塞件32之一外緣，該密封件36再設置於該第二活塞件34之一外緣，且該密封件36抵接於該氣閥件20之一下方，該活塞連桿38之一端設置於該第一活塞件32之一下方，該活塞連桿38之另一端穿設一連桿穿孔382；於本實施例中，該第二活塞件34同心圓設置於該第一活塞件32之該外緣，而該密封件36同心圓設置於該第二活塞件34之該外緣，使三者形成如圖所示之活塞組件。

接續上述，於本實施例中，該第一活塞件32及該第二活塞件34之材料係選自橡膠、樹脂及矽膠之其中之一，或該些材料之任意組合，但本發明不在此限制。

接續上述，於本實施例中，更包含一第一墊片21，其設置於該第二進氣通道22之一上方，一第二墊片23，其設置於該第二出氣通道24之一上方，利用該第一墊片21與該第二墊片23引導進出該氣閥件20之該氣室25之氣體。

再次參閱第1圖及請參閱第2圖，第2圖為本發明之實施例之剖視作動示意圖，如圖所示，本實施例更包含一凸輪組件40，該凸輪組件40包含一凸輪件42以及一樞接件44，該凸輪件42設置於該樞接件44之一端，該樞接件44樞接於該連桿穿孔382之一內緣，該凸輪件42轉動同時以該樞接件44帶動該活塞連桿38及該活塞組件30上下往復運動，使該氣閥件20之該氣室25容積改變，於該第一進氣通道12、該第一出氣通道14、該第二進氣通道22及該第二出氣通道24反覆吸入和排出氣體。

請參閱第3A圖至第3B圖，其為本發明之實施例之放大作動示意圖，如圖所示，於本實施例中，該第一墊片21設置於該第一進氣通道12之一下方，該第二墊片設置於該第一出氣通道14之一下方，調整進出氣之氣流量，以穩定氣體的流動方向；於本實施例中，該第一墊片21及該第二墊片23之材料係橡膠或矽膠，但本發明不在此限制。

再次參閱第3A圖至第3B圖，如第3A圖所示，於本實施例中，該活塞組件30之活塞連桿38向上移動，同時帶動該第一活塞件32及該第二活塞件34向上移動時，該第一活塞件32之一上緣對應該氣室25之一內緣而具有一第一間距D1，該第二活塞件34之一上緣對應該氣室25之該內緣而具有一第二間距D2，其中該第一間距D1小於該第二間距D2，使該第一活塞件32向上移動時相較該第二活塞件34更貼近該氣室25之該內緣，有效減少該氣室25之容積；於本實施例中，該第一活塞件32之材料硬度大於該第二活塞件34之材料硬度，使該活塞組件30向上移動時，該第二活塞件34之變形量大於該第一活塞件32，使該第一活塞件32相較於該第二活塞件34更貼近該氣閥件20之該內緣。

接續上述，該第一活塞件32之該上緣對應該氣室25之該內緣，於本實施例中，該第一活塞件32之曲率半徑等於該氣室25之該內緣之曲率半徑，使該第一活塞件32向上移動時，使更貼合該氣室25之該內緣；其中，該第一活塞件32之半徑更大於該第二活塞件34之半徑，增加該第一活塞件32於該氣室25內的面積佔比，於該活塞組件30上升時，進一步縮小該氣室25之容積。

接續上述，如第3A圖所示，該活塞連桿38向上移動帶動該活塞組件30向上移動，使該第一活塞件32及該第二活塞件34向上移動，並縮小該氣室25之容積，使其中之氣壓變大，擠壓內部氣體(如圖箭頭所示)使其流經該第二出氣通道24，並擠出該第二墊片23之一下方外緣，該內部氣體再經過該第一出氣通道14排出，如第3B圖所示，於本實施例中，該活塞組件30之活塞連桿38向下移動，同時帶動該第一活塞件32及該第二活塞件34向下移動，使該氣室25之容積放大氣壓變小，使外部氣體(如圖箭頭所示)流經該第一進氣通道12，並擠出於該第一墊片21之一上方外緣，該外部氣體再經過該第二進氣通道22進入該氣室25，於此完成一次該活塞組件30之往復運動。

接續上述，於本實施例中，該氣閥件20之該氣室25於該第一活塞件32及該第二活塞件34向下移動時，具有一第一體積，該氣室25於該第一活塞件32及該第二活塞件34向上移動時，具有一第二體積，其中該第一體積與該第二體積之比值百分比係於1%至1.5%之間。

請參閱第4圖，其為本發明之實施例之其他元件結構示意圖，如圖所示，本實施例中，更包含一馬達50，其設置於該凸輪件42之一端，並帶動該凸輪件42旋轉，使該活塞組件30進行往復運動；於本實施例中，該馬達50係電動機(Electric motor)，但本發明不在此限制。

本實施例係一種活塞與氣閥之結構，其係於該蓋件10穿設該第一進氣通道12及該第一出氣通道14，並連通該氣閥件20穿設之該第二進氣通道22及該第二出氣通道24，以該第一活塞件32、該第二活塞件34與該氣閥件20之間隙配合，於活塞上升時，有效使該氣室25之容積進一步縮小，改善真空泵之吸排效率。

綜上所述，本發明提供一種活塞與氣閥之結構，其係利用與該氣閥件內緣距離不同之該第一活塞件及該第二活塞件，於活塞向上移動時，進一步縮小該氣室之容積，提升真空泵之排氣量，解決習知真空泵之活塞於高速往復運動中，因其非穩定移動，而產生較大的間隙，導致真空泵抽送氣體的效率不足之問題。

故本發明實為一具有新穎性、進步性及可供產業上利用者，應符合我國專利法專利申請要件無疑，爰依法提出發明專利申請，祈  鈞局早日賜准專利，至感為禱。

惟以上所述者，僅為本發明一實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍，故舉凡依本發明申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

1:活塞與氣閥之結構 10:蓋件 12:第一進氣通道 14:第一出氣通道 20:氣閥件 21:第一墊片 22:第二進氣通道 23:第二墊片 24:第二出氣通道 25:氣室 30:活塞組件 32:第一活塞件 34:第二活塞件 36:密封件 38:活塞連桿 382:連桿穿孔 40:凸輪組件 42:凸輪件 44:樞接件 D1:第一間距 D2:第二間距

第1圖：其為本發明之實施例之結構爆炸示意圖； 第2圖：其為本發明之實施例之剖視作動示意圖； 第3A圖至第3B圖：其為本發明之實施例之放大作動示意圖；以及 第4圖：其為本發明之實施例之其他元件結構示意圖。

1:活塞與氣閥之結構

10:蓋件

12:第一進氣通道

14:第一出氣通道

20:氣閥件

21:第一墊片

22:第二進氣通道

23:第二墊片

24:第二出氣通道

25:氣室

30:活塞組件

32:第一活塞件

34:第二活塞件

36:密封件

38:活塞連桿

382:連桿穿孔

40:凸輪組件

42:凸輪件

44:樞接件

Claims (10)

1. 一種活塞與氣閥之結構，其包含： 一蓋件，其穿設一第一進氣通道以及一第一出氣通道，該第一進氣通道與該第一出氣通道相鄰設置； 一氣閥件，其設置於該蓋件之一下方，該氣閥件穿設一第二進氣通道以及一第二出氣通道，該氣閥件之一下方具有一氣室，該第二進氣通道連通該第一進氣通道，該第二出氣通道連通該第一出氣通道；以及 一活塞組件，其包含一第一活塞件、一第二活塞件、一密封件以及一活塞連桿，該第二活塞件設置於該第一活塞件之一外緣，該密封件設置於該第二活塞件之一外緣，且該密封件抵接於該氣閥件之一下方，該活塞連桿之一端設置於該第一活塞件之一下方，該活塞連桿之另一端穿設一連桿穿孔； 其中，該活塞連桿向上移動帶動該活塞組件向上移動，使該第一活塞件及該第二活塞件向上移動時，該第一活塞件之一上緣對應該氣室之一內緣具有一第一間距，該第二活塞件之一上緣對應該氣室之該內緣具有一第二間距，該第一間距小於該第二間距。
2. 如請求項1所述之活塞與氣閥之結構，更包含一凸輪組件，其包含一凸輪件以及一樞接件，該凸輪件設置於該樞接件之一端，該樞接件樞接於該連桿穿孔之一內緣。
3. 如請求項2所述之活塞與氣閥之結構，更包含一馬達，其設置於該凸輪件之一端。
4. 如請求項1所述之活塞與氣閥之結構，其中該第一活塞件之材料硬度大於該第二活塞件之材料硬度。
5. 如請求項1所述之活塞與氣閥之結構，其中該第一活塞件之材料係選自橡膠、樹脂及矽膠之其中之一，或該些材料之任意組合。
6. 如請求項1所述之活塞與氣閥之結構，其中該第二活塞件之材料係選自橡膠、樹脂及矽膠之其中之一，或該些材料之任意組合。
7. 如請求項1所述之活塞與氣閥之結構，其中該第二活塞件同心圓設置於該第一活塞件之該外緣。
8. 如請求項1所述之活塞與氣閥之結構，其中該密封件同心圓設置於該第二活塞件之該外緣。
9. 如請求項1所述之活塞與氣閥之結構，其中該氣室於該第一活塞件及該第二活塞件向下移動時，具有一第一體積，該氣室於該第一活塞件及該第二活塞件向上移動時，具有一第二體積，該第一體積與該第二體積之比值百分比係於1%至1.5%之間。
10. 如請求項1所述之活塞與氣閥之結構，其中該第一活塞件之曲率半徑等於該氣室之該內緣之曲率半徑。

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