TWI711914B - 配件附接設備及溫度控制下之流體強制系統 - Google Patents

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Abstract

具有配件附接機構的溫度控制下之流體處理系統包括配件，其包括具有一安裝表面及一錐形表面的環狀圓環部件，該錐形表面傾斜朝該圓環部件之中心軸線及遠離該安裝表面，且嚙合該主要裝置上的零組件，包括同中心之環狀構件及旋轉板。該環狀構件包括容置彈簧偏壓栓銷的隔開穿透孔。該旋轉板圍繞該環狀構件，且包括一或多個傾斜內表面。該板係可在未附接位置與附接位置之間旋轉，在未附接位置中，該傾斜表面未施加徑向朝內力至該彈簧偏壓栓銷，而在附接位置中，每一傾斜表面位移栓銷朝內經過其對應的穿透孔，使得該彈簧偏壓栓銷之圓錐形尖部嚙合該圓環部件的錐形表面，藉此使該配件相對於該流體加工裝置之頭部單元固定不動。

Description

配件附接設備及溫度控制下之流體強制系統
本申請案之美國對應案主張對2015年8月31日提出之美國臨時專利申請案第62/212,037號的優先權及利益，其內容用於所有目的係全部以引用的方式併入本文中。
本發明大致上有關用於可旋轉地附接配件至加工裝置、諸如溫度控制下之空氣加工裝置的設備。
流體加工裝置通常以各種模組化配件來操作。由該主要裝置附接及斷開配件可為費時之過程，並可需要使用諸如扳手的擰緊工具。如果不可能環繞待附接至該加工裝置的配件來裝配扳手或另一擰緊裝置可為討厭的。
如此，需要附接機構，其提供現存技術之安裝簡單性及該等缺點的避免。如果該附接機構僅只需藉由手動旋轉提供附接，工作性能及效率可被大幅地改善。
用於克服上述現存技術的問題之目的及特色係藉由下面配件附接設備之示範記述實施例所提供。於一個此實施例中，配件附接設備可包含圓環部件、環狀構件、一或多個彈簧偏壓栓銷、及旋轉板。該圓環部件可被固定地附接至待連接至加工裝置之配件、或一體地形成至該配件上。該圓環部件可界定一中心軸線，且包括用於與該加工裝置介接的安裝表面、及一傾斜朝該中心軸線及遠離該安裝表面之錐形表面。該環狀構件可被固定地附接至形成在該加工裝置上的安裝表面，其目的係與該圓環部件之安裝表面介接。
該環狀構件可具有被設定尺寸的內表面，以當該配件被附接至該加工裝置時，同中心地面朝該圓環部件之錐形表面的至少一部份。該環狀構件(例如安裝圓環等)可被建構來具有複數個隔開之徑向穿透孔，其由外表面至該內表面延伸穿過該環狀構件。該穿透孔可被等距地隔開(equally space)、或以別的方式建構，視該配件之幾何形狀而定。設置於該穿透孔中者可為對應的複數個彈簧偏壓栓銷，每一栓銷包括在一端部上之頭部、在該另一端部上用於嚙合該錐形表面的圓錐形尖端、及使該個別栓銷偏壓以抗拒與該錐形表面嚙合之彈簧。
當該配件被附接至該加工裝置時，該旋轉板可被設置環繞該環狀構件，且包括被設定尺寸及定位至相向於該環狀構件的外表面之內表面。該旋轉板的內表面可具有複數個斜面，每一斜面對應於該彈簧偏壓栓銷之一或多個。該斜面可在圓周地形成於該旋轉板的內表面中，並可被建構來承接該複數個彈簧偏壓栓銷之頭部的至少一者。該板可於其中該配件 係未附接或被附接至該加工裝置的位置之間被往復地旋轉。旋轉該板造成該栓銷沿著該傾斜表面於'高'(該板之內表面與該環狀構件的外表面間之最小距離)及'低(該板之內表面與該環狀構件的外表面間之最大距離)斜面位置之間滑動。在該'低'斜面位置中，沒有徑向朝內力藉由該傾斜表面被施加至該彈簧偏壓栓銷，且該配件依序不藉由該等栓銷被鎖固至該裝置。於該'高'斜面位置中，該栓銷與個別傾斜表面之嚙合導致被徑向地朝內引導的力之行使，其縱向地位移該彈簧偏壓栓銷朝內經過其個別穿透孔，使得該彈簧偏壓栓銷之圓錐形尖部嚙合該圓環部件的錐形表面。該彈簧偏壓栓銷之圓錐形尖部的嚙合導致該配件相對於該裝置之固定不動。
於另一實施例中，該圓環部件界定一入口，流體可經過該入口被來自該加工裝置的配件所承接。
於另一實施例中，該加工裝置包含溫度控制下之空氣強制系統的頭部單元。
在某些實施例中，該旋轉板可包括形成在該傾斜表面之任一端或兩端的一或多個止動部件，用於藉由限制該彈簧偏壓栓銷至該個別傾斜表面的圓周路徑之滑動軌跡來防止該旋轉板的過度旋轉。
於另一實施例中，該旋轉板可具有被形成在該'高'斜面位置中之一或多個掣爪，用於承接彈簧偏壓栓銷的對應頭部，使得該掣爪提供用於防止該栓銷與該配件附接位置之非故意動作的阻力。
在又另一實施例中，溫度控制下之流體處理系統包括流體急冷器、控制器、頭部單元、及如在上面所識別的配件附接機構。寬廣範圍之配件及裝置可被以本發明的附接機構所附接。於某些實施例中，該配件 可包括管子、撓性軟管、罩蓋、圍板或其他封圍件，用以對於測試物件或裝置提供溫度控制下之環境。
10:空氣強制系統
12:急冷器/控制器單元
14:頭部單元/頭部
16:軟管系統
18:出口
22:帽蓋配件
24:圍板
25:第一安裝環
26:入口
28:圓環
29:成斜角之表面
30:撓性軟管
32:封圍件
36:第二安裝環
38:指旋螺絲
40:螺絲
42:附接圓環
44:螺絲
46A:栓銷
46B:栓銷
46C:栓銷
47A:彈簧
47B:彈簧
47C:彈簧
48:斜面
50:掣爪
52:旋轉板
54:止動件
56:止動件
57:箭頭
59:箭頭
該前面及其他目的、特色及優點將由實施例之以下、更特別敘述而變得明顯，如於所附圖面中所說明，其中類似參考字母大致上遍及該不同視圖意指完全相同或結構上及/或功能上類似的零件。該等圖面不須按照一定比例，代替地強調說明該等實施例之原理，其中：圖1係溫度控制下的空氣強制系統之概要立體圖；圖2係傳統配件附接機構的概要立體圖；圖3係示範附接機構在被附接、關閉或組裝狀態中之概要側視圖；圖4係圖3中所描述的示範附接機構之概要截面視圖，取自沿著圖3中所示的切線；圖5係該附接機構之示範實施例在該被分離、打開或拆卸狀態中的概要側視圖；圖6係該附接機構之示範實施例在該被附接、關閉或組裝狀態中的概要立體圖；圖7係該附接機構之示範實施例的概要局部立體分解圖；圖8係該附接機構之示範實施例的另一概要局部立體分解圖；圖9係加工裝置之示範頭部與配件在配件的附接之前的概要 截面視圖；圖10A及10B係示範T形帽蓋配件之視圖；圖11係示範管子及/或撓性軟管配件的視圖；圖12係示範罩蓋、圍板或封圍配件之概要立體圖；及圖13係加工裝置頭部、錐形圓環、環狀構件、及旋轉板的示範實施例之概要立體分解視圖。
於隨後的敘述中，相像零組件可被給與該相同之參考字母，不管它們是否被顯示在不同範例中。為以清楚及簡明的方式說明本揭示內容之範例，該圖面可不必定按照一定比例，且某些特色可被以多少概要的形式顯示。相對於一範例所敘述及/或說明之特色可被以同樣方式或以類似方式被使用一或多個其他範例中及/或與其他範例的特色結合或代替之。現在將詳細地參考本發明的目前較佳實施例，其一或多個範例被說明在該等圖面中。每一範例被提供，以說明本發明，且不被意指為本發明的限制。譬如，被說明或敘述為一實施例之部份的特色可被使用在另一實施例中，以產生又另一實施例。其係意欲使本敘述包括此等修改及變化，如落在本發明之範圍及精神內。
圖1顯示溫度控制下之流體處理系統、例如空氣強制系統10的概要立體圖。根據一些示範實施例，該溫度控制下之空氣強制系統10可包含THERMOSTREAM®空氣強制系統，如藉由麻薩諸塞州、曼斯菲爾德市的inTEST熱解決方法公司所製成及銷售，或另一類似系統。
空氣強制系統10可包括急冷器/控制器單元12，包括用於產生一道乾燥、冷氣體(例如空氣)、或另一流體之冷凍系統。該已冷凍空氣可被導入流體輸送器、諸如管子及軟管系統16，其引導該空氣進入頭部單元14。頭部單元14可包括用於加熱該已冷凍空氣的加熱器，使得該空氣之溫度可被精確地控制。該溫度控制下的空氣可經過出口18離開頭部14。
想要的是將可互換之配件附接至頭部14的出口18。圖2包括先前配件附接機構之概要立體圖。第一安裝環25可被固定地附接至配件(未示出)或與配件一體成形，且藉由從經過第二安裝環36所形成的孔洞突出之三個延伸長度的指旋螺絲38鎖固。第二安裝環36可被固定地附接至如所示之頭部14的端部、諸如藉由多數個螺絲40。於使用此附接之機構的先前系統中，典型之缺點包括彎曲、破裂、剝落及/或失去指旋螺絲，潛在地使對齊與流體密封緊度降級、以及傷害該操作員。雖然螺栓可提供配件至裝置的安全固定，它們需要個別之安裝及擰緊，通常以外部擰緊工具。視待附接至該加工裝置的配件而定，如果可能裝配扳手或另一擰緊裝置至夾緊螺帽或螺栓可為麻煩的。
例如，“T形帽蓋”熱帽蓋配件22(如於圖1、10A及10B中所示)一般被附接。T形帽蓋配件22可包括入口26(圖10B)，當被附接時，來自頭部14之出口18的諸如強制空氣之流體通過該入口。配件22亦可包括圍板24，其能被使用於圍繞及至少局部地封圍在小溫度控制下的環境內之被測裝置(DUT)。參考圖3，配件22可經由附接機構附接至頭部14的出口端部，其可包含錐形或成斜角之圓環28、諸如附接圓環或杯件42的環狀構件、一或多個彈簧偏壓栓銷46A-46C、及旋轉板52。錐形圓環28可被固定地附接或 一體地形成在配件22之頂部安裝表面中。
其它可互換的配件亦可經由該附接機構被附接至頭部14。亦即，各種外殼、圍板、封圍件、及其他裝置可被附接至該空氣強制系統10。譬如，圖11說明管子及/或撓性軟管30，其包括在其端部成斜角之圓柱形錐形圓環28，用於經由該附接機構附接至頭部14。於圖12中所示的另一實施例中，配件22可包含罩蓋、圍板或封圍件32，並可包括該錐形圓環28。配件22之每一組構包括被安裝至配件22的安裝表面或一體地形成在配件22的安裝表面中之錐形圓環28。
圖9說明錐形圓環28的錐形或成斜角之表面29。如圖4所示，錐形圓環28的成斜角之表面29被建構來嚙合由附接圓環42中所形成的穿透孔突出之彈簧偏壓栓銷46A-46C的錐形尖端。附接圓環42可被固定地附接至頭部14之端部。
圖3至8說明該改良的附接機構，在此中被稱為“卡口”附接機構，被使用於將配件22附接至空氣強制系統10、例如圖1中所說明之空氣強制系統。具體言之，圖3係該附接機構於該被附接、關閉或組裝狀態中的概要側視圖。圖4係取自沿著圖3中所示之切割線的概要截面視圖。圖5係該附接機構於該分離、打開或拆卸狀態中的概要側視圖。圖6係該附接機構於該被附接、關閉或組裝狀態中之概要立體圖。圖7係該附接機構的概要局部立體分解圖。圖8係該附接機構之另一概要局部立體分解圖。
參考圖3至8，根據示範實施例，大體上圓柱形的附接圓環(或杯件)42可譬如藉由螺絲44被固定地附接至空氣強制系統10、具體言之頭部14。當配件22被附接至頭部14時，附接圓環42可被定位至圍繞配件22上之 錐形圓環28。一或多個栓銷46A-46C可分別藉由彈簧47A-47C被以彈簧偏壓的方式設置經過附接圓環42中之孔洞，如所示。栓銷46A-46C在其個別孔洞內分別頂抗彈簧47A-47C的彈力縱向地滑動。栓銷46A-46C具有當配件22被附接至頭部14及被組裝在頭部14上時，嚙合錐形圓環28之成斜角或錐形表面29的圓錐形尖端。為該目的，當配件22被附接至頭部14及被組裝在頭部14上時，栓銷46A-46C分別頂抗彈簧47A-47C之彈力被縱向地位移，使得該栓銷46A-46C的圓錐形尖端嚙合錐形圓環28之成斜角表面29。
根據示範實施例，栓銷46A-46C可藉由旋轉板52的旋轉被位移進入與錐形圓環28嚙合。具體言之，旋轉板52被設置以圍繞附接圓環42。於組裝或附接期間，配件22之錐形圓環28被設置在附接圓環42中的開口內，且旋轉板52被旋轉。於第一附接方向中之旋轉期間，在圖5中藉由箭頭57所說明，旋轉板52上的斜面48在其頭部嚙合栓銷46A-46C，以由於旋轉板52之傾斜表面及該附接圓環42的外表面與該等栓銷46A-46C間之距離中的減少，強迫它們相對於旋轉板52之中心、附接圓環42、及錐形圓環28進入縱向位移、亦即徑向位移。當旋轉板52被充分地旋轉用於附接時，栓銷46A-46C的圓錐形尖端與錐形圓環28之成斜角表面29充分地嚙合，以使配件22相對於空氣強制系統10的頭部14不動。在此被固定或附接位置，如在圖3、4及5中所說明，栓銷46A-46C之頭部可在旋轉板52中之個別斜面48的端部嚙合個別掣爪50。
為了分離該配件22，該旋轉式附接過程被顛倒。亦即，旋轉板52係在藉由圖3中之箭頭59所指示的方向中旋轉。當該旋轉板52係在此方向中旋轉時，彈簧47A-47C強迫其個別栓銷46A-46C進入位移，並徑向地遠 離旋轉板52之中心、附接圓環42、及錐形圓環28。由於此位移的結果，栓銷46A-46C之圓錐形尖端不再與錐形圓環28的成斜角表面29嚙合，如此由頭部14釋放配件22。
於一些示範實施例中，止動件能被包括，以防止過度旋轉。具體言之，選擇性止動件54能被提供，以防止過度旋轉通過該被附接、關閉或組裝位置，如在圖3中所說明。選擇性止動件56亦能被提供，以防止過度旋轉通過該分離、打開或拆卸位置，如在圖5中所說明。
圖9係在配件22附接至頭部14之前，根據一些示範實施例的空氣強制系統10之頭部14及配件22的概要截面視圖。如在圖9中所說明，配件22包括固定地附接至其上之錐形圓環28。
圖10A及10B係根據一些示範實施例於如在圖1中所說明之配件22為T形帽蓋裝置的案例中之配件22的視圖。再者，配件22包括固定地附接至其上之錐形圓環28。
圖11說明根據一些示範實施例的配件22，於此案例中，配件22係管子及/或撓性軟管30。根據示範實施例之配件22、亦即管子/軟管30包括在其端部成斜角的圓柱形錐形圓環28，用於經由該附接機構附接至頭部14。
圖12係根據一些示範實施例之配件22的概要立體圖，於此案例中，配件22係罩蓋、圍板或封圍件32。再者，配件22、亦即罩蓋、圍板或封圍件32包括被固定地附接著至其上之錐形圓環28。
圖13係根據一些示範實施例的頭部14、錐形圓環28、附接圓環42、及旋轉板52之概要立體分解視圖。
雖然上面的揭示內容討論何者目前被考慮為各種有用之範例，將被了解此細節係僅只用於該目的，且所附申請專利範圍不被限制於所揭示之範例，但反而係意欲涵蓋在所附申請專利的精神及範圍內之修改及同等配置。
熟習此技術領域者將了解本發明可被以其他特定形式具體化，而未由其精神或本質特徵脫離。該前面實施例因此在所有方面被考慮為說明性而非在此中所敘述之本發明的限制。本發明之範圍如此係藉由所附申請專利範圍、而非藉由該前面的敘述所指示，且落在該等申請專利之同等者的意義及範圍內之所有變化係因此意欲被包含在其中。
沒有在此中所使用的元件、作用、或指示應被解釋為關鍵的或本質上的，除非明確地如此敘述。亦如在此中所使用，該等冠詞“一(a)”及“一(an)”係意欲包括一或多個項目，並可與“一或多個”交換地被使用。再者，如在此中所使用，該“組”一詞係意欲包括一或多個項目，並可與“一或多個”交換地被使用。在此僅只一項目係意欲，該“一(one)”或類似語言被使用。亦如在此中所使用，該“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”等詞係意欲為無限度的名詞。再者，該片語“基於”係意欲意指“至少局部地基於”，除/非以別的方式明
14:頭部單元
42:附接圓環
44:螺絲
46A:栓銷
46B:栓銷
46C:栓銷
47A:彈簧
47B:彈簧
47C:彈簧
48:斜面
50:掣爪
52:旋轉板
54:止動件
56:止動件

Claims (17)

  1. 一種配件附接設備，包含：一圓環部件，被固定地附接至或一體地形成至一配件上及具有一中心軸線，該圓環部件已在其上面界定一第一安裝表面及一錐形表面，該錐形表面傾斜朝該中心軸線及遠離該第一安裝表面；一環狀構件，被固定地附接至一第二安裝表面，形成在該配件被附接之一裝置上，該環狀構件具有被設定尺寸的一內表面，以當該配件被附接時同中心地面朝該錐形表面之至少一部份，該環狀構件具有複數個隔開的徑向穿透孔，該等穿透孔由一外表面至該內表面延伸穿過該環狀構件；對應之複數個彈簧偏壓的栓銷，被設置在該複數個徑向穿透孔中，每一彈簧偏壓的栓銷包含一頭部、一用於嚙合該錐形表面的圓錐形尖端、及一使該栓銷偏壓以抗拒與該錐形表面嚙合之彈簧；及一旋轉板，繞著該環狀構件設置，該旋轉板包括當該配件被附接至該裝置時建構來相向該環狀構件的外表面之一內表面，該內表面具有複數個斜面，該等斜面圓周地形成在該內表面中且被建構來承接該複數個彈簧偏壓的栓銷的頭部之至少一者；且其中該旋轉板係可由一未附接位置旋轉至一附接位置，在該未附接位置中，該傾斜表面未施加徑向朝內力至該彈簧偏壓的栓銷，而在該附接位置中，每一傾斜表面縱向位移該彈簧偏壓的栓銷之其中一者朝內經過其對應的穿透孔，使得該彈簧偏壓的栓銷之圓錐形尖部嚙合該圓環部件的錐形表面，使該配件相對於該裝置固定不動。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之配件附接設備，其中該圓環部件界定一入 口，流體可經過該入口被來自該裝置的配件所承接。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之配件附接設備，其中該裝置包含一溫度控制下之空氣強制系統的一頭部單元。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之配件附接設備，另包含一或多個止動部件，其形成在該旋轉板的內表面上之斜面的一端部，以便藉由防止對應的一或多個彈簧偏壓的栓銷在圓周上滑動通過該止動部件來限制該旋轉板之旋轉。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之配件附接設備，其中該配件包括一管子或一撓性軟管的其中一者。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之配件附接設備，其中該配件包含一溫度控制下的封圍件，其被建構來承接一被測裝置。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之配件附接設備，其中該環狀構件包含一安裝圓環。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之配件附接設備，其中該複數個彈簧偏壓的栓銷及徑向的穿透孔係環繞該環狀構件的內表面等距地隔開(equally space)。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之配件附接設備，其中該複數個斜面的至少一者具有形成在其中之一掣爪，用於承接及防止彈簧偏壓的栓銷於該被附接位置中的動作。
  10. 一種溫度控制下之流體強制系統，包含：一流體急冷器，用於冷卻及/或加熱一流體；一控制器，用於控制該流體急冷器的操作及來自該流體急冷器之流體流 動；一頭部單元，包括一出口及一環形構件，該出口用於排出已冷凍流體，該環形構件被固定地附接至該頭部單元之一安裝表面且被環繞該出口配置，該環狀構件包括一內表面及一外表面，且複數個隔開之徑向穿透孔由該外表面至該內表面延伸穿過該環狀構件；對應之複數個彈簧偏壓的栓銷，被設置在該複數個徑向穿透孔中，每一彈簧偏壓栓銷包含一頭部、一圓錐形尖端、及一使該栓銷偏壓以抗拒該栓銷由該外表面經過該徑向穿透孔縱向位移的彈簧；及一旋轉板，繞著該環狀構件設置，該旋轉板包括一內表面，該內表面被建構來相向該環狀構件的外表面，該內表面具有複數個斜面，該複數個斜面圓周地形成在該內表面中及被建構來承接該複數個彈簧偏壓的栓銷的頭部之至少一者；及一配件，包括一圓環部件，其固定地附接至該配件或一體地形成在該配件中且具有一中心軸線，該圓環部件已在其上面界定一安裝表面並具有一錐形表面，該安裝表面被建構來相向於該頭部單元的安裝表面，而該錐形表面朝該中心軸線傾斜並遠離該配件的安裝表面且被建構來當該配件附接至該頭部單元時相向於該環狀構件的內表面；其中該旋轉板係可由一未附接位置旋轉至一附接位置，在該未附接位置中，該傾斜表面未施加徑向朝內力至該等彈簧偏壓的栓銷，而在該附接位置中，每一傾斜表面縱向位移該等彈簧偏壓的栓銷之其中一者朝內經過其對應的徑向穿透孔，使得該彈簧偏壓的栓銷之圓錐形尖部嚙合該圓環部件的錐形表面，藉此使該配件相對於該頭部單元固定不動。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的溫度控制下之流體強制系統，其中該圓環部件界定一入口，流體可經過該入口被來自該頭部單元的該配件所承接。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的溫度控制下之流體強制系統，另包含一或多個止動部件，其形成在該旋轉板的內表面上之斜面的一端部，以便藉由防止該對應的一或多個彈簧偏壓的栓銷在圓周上滑動通過該止動部件來限制該旋轉板之旋轉。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的溫度控制下之流體強制系統，其中該配件包含一管子或一撓性軟管的其中一者。
  14. 如申請專利範圍第10項所述的溫度控制下之流體強制系統，其中該配件包含一溫度控制下的封圍件，其被建構來承接一被測裝置。
  15. 如申請專利範圍第10項所述的溫度控制下之流體強制系統，其中該環狀構件包含一安裝圓環。
  16. 如申請專利範圍第10項所述的溫度控制下之流體強制系統，其中該複數個彈簧偏壓的栓銷及徑向穿透孔係環繞該環狀構件的內表面等距地隔開(equally space)。
  17. 如申請專利範圍第10項所述的溫度控制下之流體強制系統，其中該複數個斜面的至少一者包括形成在其中之一掣爪，用於承接及防止彈簧偏壓的栓銷於該被附接位置中的動作。
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