TWI472398B - 自校準之設施自動耦接器 - Google Patents

Description

自校準之設施自動耦接器

在此描述的實施例大體上與用以耦接設施的設備及方法相關。

為某些製程或在某些系統中需求的諸如水源、氣體、控制、電力之類的設施連接一般係手動以個別耦接與去耦。但是，這些步驟產生許多難題。例如，若操作者無法在去耦水源連接之前關掉水源，可能會湧現洩漏。對於大型工業應用而言，一般此類洩漏的量級是巨大的。一個接一個手動去耦及耦接設施也是耗時的處理，需要更長的再裝配時間，且由於效率喪失而造成更長的停工期。再者，由於操作者的失誤，此操作導致設施連接的未校準更容易發生。未校準也能導致連接部件怠慢不吻合，諸如泵蓋體佈置在源蓋體之上，此等會對每一部件造成傷害。其他例子中，此類設施連接可在不連接的群組中自動耦接及去耦，諸如從高電壓電力連接獨立耦接水源連接。結果，當前耦接系統的另一缺點依然是高電壓連接大體上維持與水源和控制連接分離，因而需要獨立連接步驟以及增加停工期。

因此，需要耦接及去耦設施連接的設備及方法，其一次以所有連接為對象、將洩漏物減至最少、具有更高度 的未校準耐受力、更易於使用、如發生偶發誤用時避免傷害設施部件、以及產生更快速且更有效率的耦接。

在此描述的實施例大體上與用以耦接設施的設備及方法相關。一實施例中，提供一用以耦接設施的設備，包含：下層平板，由盒體支撐，該平板具有穿孔、至少一個預載彈簧、至少一個設施連接部件、及自平板的第一表面突出的主要校準銷，其中該主要校準銷的直徑隨接近該第一表面而增加；及上層平板，具有次要校準銷、穿孔以及至少一個設施連接部件，該次要校準銷比該主要校準銷短且自平板的第一表面突出，其中上層平板能夠以上層和下層平板的第一表面彼此面對的方式朝下層平板移動，如此主要校準銷穿過在上層平板的穿孔並且次要校準銷穿過在下層平板的穿孔、至少一個預載彈簧被壓縮、且兩平板接合，藉此耦接設施連接上層及下層平板上的部件。

一實施例中，盒體與處理腔室耦接且上層平板與處理腔室的蓋體耦接。

另一實施例中，下層平板藉至少一個彈簧支撐於盒體上。

另一實施例中，次要校準銷呈階梯狀(stepped)。而另一實施例中，上層平板有一偏移之重心。

另一實施例中，設備可包含至少一個水源設施連接、至少一個氣體連接、及至少一個電力設施連接。另一實施例中，至少一個設施連接為自密封。另一實施例中，該設備可包含控制設施連接。

另一實施例中，設備可包含一真空前級連接。真空前級連接可為浮管組件。

另一實施例中，提供耦接設施的方法，包含以下步驟：以盒體支撐下層平板，該下層平板具有穿孔、至少一個預載彈簧、至少一個設施連接部件、及自下層平板的第一表面突出的主要校準銷，其中，主要校準銷的直徑隨接近第一表面而增加；以上層與下層平板的第一表面彼此相互面對的方式，朝下層平板降下上層平板，此上層平板有次要校準銷、穿孔以及至少一個設施連接部件，該次要校準銷比該主要校準銷短且自平板的第一表面突出；透過上層平板內的穿孔插入主要校準銷；透過下層平板內的穿孔插入次要校準銷；壓縮至少一個預載彈簧；以及接合上層與下層平板。

在此描述的實施例提供自校準自動耦接裝置，其容許快速且故障自動防護的設施結合最短系統停工期。雖然談及於沿線玻璃塗布沉積腔室系統，自校準自動耦接裝置的實施例可用於任何在需要設施連接的固定底架及重 移動組件之間的連接。

在此第1圖係根據此述之實施例繪製的自校準設施自動耦接器100的示意部份正面與頂部視圖。自動耦接器100包含兩個匹配蓋體或平板，即下層平板103以及上層平板102。下層蓋體或平板103於其上具有至少一個設施連接部件。裝配設施係配置成，如此任何設施的管路(hosing)或線路連接至在下層平板103之下的連接部件。設施連接可非剛性地固定至下層平板103且可展現某活動或移動以便協助自校準處理。設施連接可為水源、氣體、電力、高電壓或控制連接。其他實施例中，下層平板103能有兩個或三個或更多設施連接。例如，第1圖顯示具有水源連接106、控制連接118以及高電壓電力連接109的實施例。一實施例中，下層平板103可包括一設施連接114，例如冷卻線路。

如第1圖所顯示，下層蓋體或平板103由盒體101支撐。一實施例中，下層平板103能使用例如穿過螺栓孔的螺栓附接至盒體101。盒體101能由不鏽鋼或鋁製成，或從其他材料建構。一實施例中，盒體101能附接至腔室的側面，例如處理腔室。如第3圖所顯示，盒體301的後面312能栓至腔室側面320(腔室蓋體未圖示)。一實施例中，數個自動耦接器可以連續排列地方式附接至處理腔室的側面，而每一自動耦接器對應到處理腔室內不同的隔室。螺栓孔的例子顯示於第1圖之116，該螺栓孔可用以將盒體101附接至腔室側面。另一例子中，盒 體101可附接至需要設施連接的固定底架。為提供存取盒體101的內部，盒體101可具有在後面112的相對側面上的穿孔。盒體101也可具有在頂面相對的底面上的穿孔，該頂面供下層平板103擱放。盒體101的底面上的此等穿孔能提供存取以及能容許設施管線穿越盒體101且透過盒體101的底伸出。

如第1圖所顯示，下層平板103可有主要校準銷104，其垂直於由下層平板103形成的平面並且以遠離盒體101的方向向上突出。一實施例中，主要校準銷104的直徑將隨接近下層平板103而增加。一實施例中，主要校準銷104呈階梯狀，如此在該階梯狀之上的主要校準銷的直徑小於在階梯狀之下的主要校準銷的直徑。其他實施例中，主要校準銷104能有一階、二階、三階或更多階。而在另一實施例，主要校準銷104可呈漸縮狀(tapered)，如此其直徑隨著接近下層平板103沿著主要校準銷104的長度而增加。主要校準銷104可於相對下層平板103的遠端更進一步漸縮。主要校準銷104的直徑、長度和組成將視自動耦接器的應用而定，但主要校準銷104應夠堅固以抵抗施加之的力量。一實施例中，主要校準銷104栓在下層平板103上。

下層平板103可包含至少一個穿過下層平板103的預載彈簧活塞，以便有效克服分離阻力以及匹配部件的拖曳力與摩擦力。彈簧活塞108可預載以便確定整體自動耦接器組件在其放下前完全壓縮。其他實施例中，下層 平板103能包含二或更多預載彈簧活塞，如第1圖所顯示。

一實施例中，下層平板103可由至少一個彈簧125(第2圖中亦可見彈簧225)所支撐。彈簧125能容許下層平板103適應上層平板102的任何少量的平行失準。下層平板103也可由二個、三個、四個或更多彈簧所支撐。

一實施例中，下層平板103可只佔盒體101頂面的一部分。一旦下層平板103嵌於盒體101上，間隙110可維持在盒體101的頂面上。盒體101可有一相對於間隙110的孔道，如此間隙110可容納其他穿過盒體101的設施管線的通道，例如真空前級。

如第1圖所顯示，上層蓋體或平板102包含至少一個設施連接，例如115，其對應至至少一個匹配下層平板103上的設施連接，例如106。裝配設施連接，如此設施的管路與線路連接至上層平板102的頂面上的連接部件。設施連接可非剛性地固定至上層平板102且可展現某活動或移動以便協助自校準處理。設施連接可為水源連接、氣體連接、電力連接或控制連接。設施連接可由鋁或不鏽鋼製成。水源連接可由黃銅製成。高電壓電力連接可由鍍銀的黃銅製成。例如，第1圖顯示含水源連接115、控制連接111、及高壓電力連接107的一實施例。某些實施例中，上層平板102能有兩個、或三個、或更多設施連接。上層平板102能有次要校準銷105，其垂直於由上層平板102形成的平面且向下突出。次要校準 銷105長度可比主要校準銷104的長度短。次要校準銷105可於相對上層平板102的末端更進一步漸縮。

一實施例中，上層平板102能栓至處理腔室蓋體的基底，如此當腔室蓋體降至腔室之上時，上層平板102同時降至下層平板103之上，其可附接至可剛性地附接至腔室側邊的盒體101(參第3圖)。一實施例中，腔室蓋體可為需要高電壓電源的能源蓋體。另一實施例中，腔室蓋體能為有輔助冷卻線路的能源蓋體。另一實施例中，腔室蓋體能為有輔助冷卻線路及附接有真空泵的能源蓋體。另一實施例中，腔室蓋體能為附接有渦輪泵之渦輪泵蓋體。上層平板102能用起重機降至下層平板103之上。一實施例中，起重機能附接至位在上層平板102可附接的腔室蓋體上的內部連接器，以利抬升與降低整個腔室蓋體/上層平板組件。另一實施例中，上層平板可手動降低。無論上層平板102是否附接至另一可移動的部件，降低上層平板102的方法係視上層平板102的尺寸與重量、該可移動部件的重量及尺寸、以及所使用的自動耦接器100之應用而定。例如，諸如對於沿線(inline)玻璃塗布系統的濺射腔室而言，處理腔室蓋體的尺寸約為3吋×3吋×13吋的並且可由鋼製成，此例中一起重機可用以抬升且降低腔室蓋體/上層平板組件。

可降低上層平板102，如此底面面向下層平板103的頂面，該次要校準銷105係自底面突出，而主要校準銷104係自下層平板103的頂面突出。一實施中，上層平 板102能有偏移之重心，以便確保接合的控制角度。一實施例中，當上層平板102接近接合時，上層平板的偏移重心能提供一少於三度的接合角。可降低上層平板102，如此主要校準銷104穿越上層平板102的穿孔119。最初，主要校準銷104可寬鬆地合於穿孔119內，容許角及側向失準的某角度。當上層平板102沿主要校準銷104向下移動且朝下層平板103靠近時，主要校準銷104的直徑增加，如此任何主要校準銷104和穿孔119之間的空隙或空間可減少，藉此造成較少的角及側向失準，且因而改善校準。一實施例中，當上層平板102的穿孔119沿主要校準銷104向下滑動，將碰上主要校準銷上的階梯，該階梯之後主要校準銷104的直徑尺寸大於主要校準銷在該階梯之上的部份的直徑。如前文所解釋，主要校準銷104可有一階、二階、或更多階。另一實施例中，當上層平板102沿主要校準銷104向下滑動，由於主要校準銷104有漸縮狀，其直徑由頂至底增加，故當主要校準銷104和穿孔119之間的空間減小時，上層平板102將更進一步校準。

一旦上層平板102降低至下層平板103之上的某距離，次要校準銷105定位而滑動進入下層平板103上的穿孔117。當平板102更進一步降低，插入次要校準銷104進入穿孔117可將旋轉失準或相對於下層平板103的上層平板102的水平面的旋轉減到最小，因此改善上層平板102以及下層平板103之間的校準。當上層平板 102更進一步降低，且處於更靠近平板103的狀態時，將引起預載彈簧活塞壓縮。當上層平板102與下層平板103接觸時，彈簧125也可輕微壓縮。當上層平板102更進一步降低，對應平板102與103上的設施連接可耦接或匹配。一實施例中，可相繼完成(made)設施連接。例如，水源連接115可首先耦接至水源連接106，隨後高電壓電力連接107耦接至高電壓電力連接109，隨後，更細微控制連接111耦接至控制連接118。上層平板102可更進一步向下來至下層平板103，如此將與下層平板103接合，以致所有的連接皆完成且上層平板102與下層平板103平行彼此校準。

第2圖為根據在此描述之實施例的自校準設施的部份前視與底視示意圖。第2圖顯示上層平板202、下層平板203及盒體201的一實施例的下側面，此時上層平板202沿主要校準銷204朝下層平板203降低。一實施例中，上層平板202包含次要校準銷205、水源連接215、控制連接211、以及高電壓電力連接207。如第2圖所示，盒體201的底面可包含穿孔，其容許設施線路(未圖示)進或出盒體201以存取在下層平板203的下側面上的設施連接部件。如第2圖所示，一實施例中，盒體201可包含由兩個分隔壁所分隔開的三腔室(亦見第1圖中的盒體101)。一實施例中，一腔室223可容置(house)水源連接206，另一腔室222可容置控制及高電壓電力連接209，以及第三腔室221可容納(accommodate)真空線路。 分隔的腔室能容許於一自動耦接器中整合不同設施部件，如水源及電力和控制。盒體201可有一腔室、二腔室、三腔室或更多腔室。一實施例中，在盒體201的底面上諸如穿孔224的穿孔，形狀可為直角、圓形、橢圓或多角形，以容納設施線路穿透盒體201。

一實施例中，真空前級(未圖示)可由盒體201的最右腔室221開始。真空前級可與平板202及203分離。一實施例中，真空前級可為附有彈簧伸縮囊的浮管組件，其內該伸縮囊能容許失準以及接觸於熱泵蓋體底部的彈簧力。伸縮囊能容許具有密封O環的上層凸緣匹配至可附接上層平板202的腔室蓋體之平底。

一實施例中，舉例而言，倘若水源或氣體供應或回路在去耦前無法關掉，水源和氣體連接部件可包含自密封機構以阻止不接合造成的洩漏。

另一實施例中，視應用而定，可以包含不同設施連接部件的不同平板或蓋體替換上層平板。另一實施例中，視應用而定，可以不同平板或包含不同設施連接部件的蓋體替置下層平板。

一實施例中，每一單獨的設施連接於平板內至少有一些自由度以確保最佳單獨校準以及連接間無殘餘的鍵結力。

前述是針對本發明的實施例，可不背離基本範圍，設計其他及更進一步的本發明實施例，而其範圍由隨後的申請專利範圍所決定。

100‧‧‧自動耦接器

101‧‧‧盒體

102‧‧‧上層平板

103‧‧‧下層平板

104‧‧‧主要校準銷

105‧‧‧次要校準銷

106‧‧‧水源連接

107‧‧‧高電壓電力連接

108‧‧‧預載彈簧活塞

109‧‧‧高電壓電力連接

110‧‧‧間隙

111‧‧‧控制連接

112‧‧‧後面

114‧‧‧設施連接

115‧‧‧水源連接

116‧‧‧螺栓孔

117‧‧‧穿孔

118‧‧‧控制連接

119‧‧‧穿孔

125‧‧‧彈簧

200‧‧‧自校準設施自動耦接器

201‧‧‧盒體

202‧‧‧上層平板

203‧‧‧下層平板

204‧‧‧主要校準銷

205‧‧‧次要校準銷

206‧‧‧水源連接

207‧‧‧高電壓電力連接

209‧‧‧高電壓電力連接

211‧‧‧控制連接

215‧‧‧水源連接

221‧‧‧腔室

222‧‧‧腔室

223‧‧‧腔室

224‧‧‧穿孔

225‧‧‧彈簧

301‧‧‧盒體

312‧‧‧後面

320‧‧‧腔室側面

茲參考繪製在附圖的實施例，茲以可瞭解本案上述內容之方式對本案詳細說明。但應瞭解，本案圖式僅繪示本發明的典型實施例，因本發明亦涵蓋其他均等實施例，故不應將此等圖式視為限制本案範圍。

第1圖為自校準設施自動耦接器之一實施例的頂前視圖。

第2圖為自校準設施自動耦接器之一實施例的頂前視圖。

第3圖為沿線(in-line)玻璃塗布系統之一實施例的側視圖，該系統的腔室附接校準設施自動耦接器。

應認知到在一實施例中公開的元件可有利於在其他實施例中使用，而不再特別詳述。

100‧‧‧自動耦接器

101‧‧‧盒體

102‧‧‧上層平板

103‧‧‧下層平板

104‧‧‧主要校準銷

105‧‧‧次要校準銷

106‧‧‧水源連接

107‧‧‧高電壓電力連接

108‧‧‧預載彈簧活塞

109‧‧‧高電壓電力連接

110‧‧‧間隙

111‧‧‧控制連接

112‧‧‧後面

114‧‧‧設施連接

115‧‧‧水源連接

116‧‧‧螺栓孔

117‧‧‧穿孔

118‧‧‧控制連接

119‧‧‧穿孔

125‧‧‧彈簧

Claims (12)

1. 一種用以耦接設施之設備，包含：一下層平板，由一盒體支撐，該平板具有一穿孔、至少一個預載彈簧、至少一個設施連接部件、及自該下層平板的一第一表面突出的一主要校準銷，其中該主要校準銷的該直徑隨接近該第一表面而增加；以及一上層平板，具有一次要校準銷、一穿孔以及至少一個設施連接部件，該次要校準銷比該主要校準銷短，且該次要校準銷自該上層平板的一第一表面突出，其中該上層平板能夠以該上層平板以及該下層平板的該第一表面彼此面對的方式朝該下層平板移動，如此該主要校準銷穿過在該上層平板的該穿孔並且該次要校準銷穿過在該下層平板的該穿孔、該至少一個預載彈簧被壓縮、且該上層以及下層平板接合，藉此耦接該上層及下層平板上的該等設施連接部件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該盒體耦接於一處理腔室，且其中該上層平板耦接於該處理腔室的一蓋體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該下層平板由至少一個彈簧支撐於該盒體上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該次要校準銷成階梯狀。
5. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該上層平板有一偏移之重心。
6. 如申請專利範圍第1項所述之設備，包含至少一個水源設施連接、至少一個氣體連接以及至少一個電力設施連接。
7. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該至少一個設施連接係自密封式。
8. 如申請專利範圍第1項所述之設備，包含一控制設施連接。
9. 如申請專利範圍第1項所述之設備，更進一步包含一真空前級連接。
10. 如申請專利範圍第9項所述之設備，其中該真空前級連接係一浮管組件。
11. 一種耦接設施的方法，包含以下步驟：以一盒體支撐一下層平板，該下層平板具有一穿孔、 至少一個預載彈簧、至少一個設施連接部件、及自該下層平板的一第一表面突出的一主要校準銷，其中該主要校準銷的該直徑隨接近該第一表面而增加；以一上層平板與該下層平板的第一表面彼此相互面對的方式，朝該下層平板降下該上層平板，該上層平板具有一次要校準銷、一穿孔以及至少一個設施連接部件，該次要校準銷比該主要校準銷短，且該次要校準銷自該上層平板的該第一表面突出；將該主要校準銷插入穿過該上層平板內的該穿孔；將該次要校準銷插入穿過該下層平板內的該穿孔；壓縮該至少一個預載彈簧；耦接該上層與下層平板上的該等設施連接部件；以及接合該上層與下層平板。
12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，更進一步包含以下步驟：壓縮至少一個彈簧，所述至少一個彈簧將該下層平板支撐於該盒體上。