TWI840167B - 可提升作動準確度之閘閥 - Google Patents

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TWI840167B
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林正祺
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新萊應材科技有限公司
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Abstract

本發明之閘閥包含一閥座、一第一活塞單元、一第二活塞單元，以及一閥門。閥座具有一與閥門相配合之閥口，第一活塞單元設於閥座內並可受流體之驅動而帶動閥門在一開放閥口之第一位置和一遮蔽閥口之第二位置之間作動，第二活塞單元設於閥座內並可受流體之驅動而帶動閥門在第二位置和一密合閥口之第三位置之間作動，其中在閥座之內部設置至少一流道開關，當流道開關開啟時，流體才能允許通過而驅動第二活塞單元，使第二活塞單元能夠準確地帶動閥門和閥口相互密合，進而實現提升作動準確性及確保氣密效果的目的。

Description

可提升作動準確度之閘閥
本發明與閘閥有關，特別是指一種可提升作動準確度之閘閥。
簡單來說，傳統真空閥主要是利用流體驅動閥桿沿二個自由度活動，使閥板受閥桿之驅動而沿著平行於閥口的方向移動至閥口處，接著再受閥桿之驅動而沿著垂直閥口的方向朝閥口移動至與閥口相互密合，藉以確保兩者之間的氣密效果。
然而，傳統真空閥所提供的閥桿一方面受到流體的驅動，另一方面則是同時帶動閥板作動，一旦流體的壓力沒有控制好，閥板的作動準確度便會連帶受到影響，使閥板發生無法密合的缺陷，進而造成閥板與閥口之間的氣密度不足。因此，傳統真空閥在結構上尚有改善的空間。
本發明之主要目的在於提供一種閘閥，其能提升作動準確度，以確保氣密效果。
為了達成上述主要目的，本發明之閘閥包含有一閥座、一第一活塞單元、一第二活塞單元、一閥門單元，以及一流道開關。該閥座具有一閥口、一軸孔、一容槽、一第一活塞槽和一第二活塞槽，該軸孔之一軸向垂直該閥口之 一開口方向，該容槽位於該閥口與該軸孔之間，該第一活塞槽鄰接該軸孔，且該第一活塞槽之一軸向平行該軸孔之該軸向，該第二活塞槽鄰接該容槽，且該第二活塞槽之一軸向平行該閥口之該開口方向，此外，該閥座更具有一流體出入口、一流體入口、一流體出口、一連通該流體出入口之第一流道、一連通該第一流道之第二流道、一連通第一流道之第三流道、一連通該第三流道之第四流道、一連通該第四流道和該流體出口之第五流道、一連通該流體入口之第六流道，以及一連通該第六流道之第七流道，其中，該第一流道、該第二流道、該第三流道、該第四流道、該第五流道、該第六流道和該第七流道皆用以供一流體通過；該第一活塞單元具有一第一活塞、一第一活塞軸和一傳動座，該第一活塞可位移地設於該閥座之該第一活塞槽內，該第一活塞之一端和該第一軸孔之一端壁之間形成一連通該第二流道之第一腔室，使得該第一活塞可受進入該第一腔室內之該流體的驅動而沿著該第一活塞槽之該軸向朝該閥口的方向移動，該第一活塞之一外周面和該第一軸孔之一周壁之間形成一連通該第七流道之第二腔室，使得該第一活塞可受進入該第二腔室內之該流體的驅動而沿著該第一活塞槽之該軸向朝遠離該閥口的方向移動，該第一活塞軸局部突露於該閥座之該容槽且以其一端連接該第一活塞，使得該第一活塞軸能受該第一活塞之驅動而沿著該第一活塞槽之該軸向往復移動，該傳動座以可沿著該第一活塞槽之該軸向位移的方式設於該閥座之該容槽內並以可沿著該第二活塞槽之該軸向位移的方式連接該第一活塞軸，使得該傳動座能受該第一活塞軸之驅動而沿著該第一活塞槽之該軸向往復移動；該第二活塞單元具有一第二活塞軸與一第二活塞，該第二活塞軸嵌接於該傳動座並允許該傳動座能沿著該第一活塞槽之該軸向相對其移動，該第二活塞可位移地設於該閥座之該第二活塞槽內且連接該第二活塞軸，該第二活 塞之二相對端面和該第二活塞槽之二相對端壁之間分別形成一連通該第四流道之第三腔室和一連通該第六流道之第四腔室，使得該第二活塞一方面可受進入該第三腔室內之該流體的驅動而透過該第二活塞軸將該傳動座沿著該第二活塞槽之該軸向往遠離該第一活塞軸的方向推頂，另一方面可受進入該第四腔室內之該流體的驅動而透過該第二活塞軸將該傳動座沿著該第二活塞槽之該軸向往該第一活塞軸的方向拉動；該閥門單元具有一樞接座、一閥門驅動軸及一閥門，該樞接座可位移地設於該閥座之該軸孔內，該閥門驅動軸固定於該傳動座並以其一端穿設於該閥座之該軸孔內與該樞接座相互樞接，使得該閥門驅動軸能和該傳動座同步作動，該閥門連接該閥門驅動軸，使得該閥門可藉由該閥門驅動軸之軸向位移而在一開放該閥口之第一位置與一遮蔽該閥口之第二位置之間位移，並可藉由該閥門驅動軸之樞轉而在該第二位置與一密合該閥口之第三位置之間位移；該流道開關設於該第三流道和該第四流道之一連通處及該第六流道和該第七流道之一連通處的至少其中之一，當該流道開關開啟時即可允許該流體通過。
由上述可知，當該流體沿著該第二流道進入該第一腔室後，該第一活塞單元會被該流體驅動而透過該傳動座和該閥門驅動軸帶動該閥門從該第一位置移動至該第二位置，接著該流體沿著該第三流道和該第四流道到達該第三腔室後，該第二活塞單元會被該流體所驅動而透過該傳動座和該閥門驅動軸帶動該閥門從該第二位置移動至該第三位置，使該閥門完成該閥口的密合，此時位於該第四流道內的該流體會沿著該第五流道從該流體出口排出該閥座外；相反地，當該流體沿著該第六流道進入該第四腔室後，該第二活塞單元會被該流體驅動而透過該傳動座和該閥門驅動軸帶動該閥門從該第三位置移動至該第二位 置，接著該流體沿著該第七流道到達該第二腔室後，該第一活塞單元會被該流體驅動而透過該傳動座和該閥門驅動軸帶動該閥門從該第二位置移動至該第一位置，使該閥門完成該閥口的開啟，此時位於該第一腔室內的該流體會沿著該第二流道流到該第一流道後而經由該流體出入口排出該閥座外。至於在該流體的流動過程中，藉由該流道開關來控制該流體是否能通過，在該流體尚未完全抵達前，該流道開關呈現關閉狀態，直到該流體完全抵達後，該流道開關才會開啟讓該流體通過，使該流體所提供的壓力確實地驅動該第一、第二活塞單元。藉此，該閥門可以準確地密合或開啟該閥口，進而實現提升作動準確性及確保氣密效果的目的。
較佳地，該流體開關可以根據實際需要只設置在該第三流道和該第四流道之該連通處，或者只設置在該第六流道和該第七流道之該連通處，或者也可以同時設置在該第三流道和該第四流道之該連通處及該第六流道和該第七流道之該連通處。
較佳地，在該流體開關設置於該第三流道和該第四流道之該連通處的狀況下，該流體開關具有一開關座、一閥桿、一套設於該閥桿之密封件，以及一彈性件，該開關座具有一連接該第三流道之流體輸入孔和一連接該第四流道之流體輸出孔，該閥桿設於該開關座內並可受該第一活塞軸之驅動而從一關閉位置移動至一開啟位置。藉此，當該閥桿受該彈性件的彈力作用而位於該關閉位置時，從該流體輸入孔進入該開關座內之該流體受該密封件之阻擋而無法流到該流體輸出孔，當該閥桿受該第一活塞軸之驅動而位於該開啟位置時，從該流體輸入孔進入該開關座內之該流體不會受該密封件之阻擋而可流到該流體輸出孔。
較佳地，在該流體開關設置於該第六流道和該第七流道之該連通處的狀況下，該流道開關具有一開關座、一閥桿、一套設於該閥桿之密封件，以及一彈性件，該開關座具有一連接該第六流道之流體輸入孔和一連接該第七流道之流體輸出孔，該閥桿設於該開關座內並可受該第二活塞軸之驅動而從一關閉位置移動至一開啟位置。藉此，當該閥桿受該彈性件的作用而位於該關閉位置時，從該流體輸入孔進入該開關座內之該流體受該密封件之阻擋而無法流到該流體輸出孔，當該閥桿受該第二活塞軸之驅動而位於該開啟位置時，從該流體輸入孔進入該開關座內之該流體不會受該密封件之阻擋而可流到該流體輸出孔。
較佳地，該第五流道和該流體出口之一連通處可以再設置一該流道開關，該流道開關具有一閥桿、一套設於該閥桿之密封件和一彈性件，該閥桿設於該閥座之一流體輸出槽內並可受該第二活塞軸之驅動而從一關閉位置移動至一開啟位置。藉此，當該閥桿受該彈性件之彈力作用而位於該關閉位置時，從該第五流道進入該流體輸出槽內之該流體受該密封件的阻擋而無法流到該流體出口，當該閥桿受該第二活塞軸之驅動而位於該開啟位置時，從該第五流道進入該流體輸出槽內之該流體不會受該密封件之阻擋而可流到該流體出口。
較佳地，該閥座更具有一緩衝通道，該緩衝通道連接在該第一流道與該第二流道之間，該緩衝通道內設置一塞頭及一彈性件，該塞頭位於該緩衝通道和該第一流道之間，該彈性件作用於該塞頭並提供彈力將該塞頭往該第一流道的方向推頂。藉此，當該流體施加於該塞頭的壓力大於該彈性件作用於該塞頭的壓力時，該流體即可從該第一流道經過該緩衝通道流至該第二流道，之後再從該第二流道到達該第一腔室內；反之，當該流體從該第一腔室流到該第二流道並到達該緩衝通道時，該流體會沿著該塞頭和該緩衝通道之間的間隙慢慢地流 到該第一流道，之後再從該第一流道排出該閥座外，如此可以緩衝該流體的排放壓力而避免該閥門的開啟速度過快。
有關本發明所提供對於可提升作動準確度之閘閥的詳細構造、特點、組裝或使用方式，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，在本發明領域中具有通常知識者應能瞭解，該等詳細說明以及實施本發明所列舉的特定實施例，僅係用於說明本發明，並非用以限制本發明之專利申請範圍。
10:閘閥
12:第一接頭
14:第二接頭
20:閥座
21:第一本體
212:閥口
22:第二本體
221:軸孔
222:容槽
223:第一活塞槽
224:第二活塞槽
225:蓋板
226:流體出入口
227:流體入口
228:流體出口
229:流體輸出槽
23:第一流道
24:第二流道
242:第一直線段
244:第二直線段
25:第三流道
252:第三直線段
254:第一轉折段
256:第二轉折段
26:第四流道
262:第三轉折段
264:第四轉折段
27:第五流道
272:第四直線段
274:第五轉折段
28:第六流道
282:第六轉折段
284:第五直線段
286:第六直線段
29:第七流道
292:第七轉折段
294:第七直線段
296:第八直線段
30:第一活塞單元
31:第一活塞
32:第一腔室
33:第二腔室
34:第一活塞軸
342:小徑部
344:大徑部
346:徑向穿孔
35:傳動座
352:直條孔
354:沉頭孔
356:螺孔
358:弧形槽
36:螺栓
37:弧形襯墊
40:第二活塞單元
41:第二活塞軸
412a:推頂部
412b:推頂部
42:第二活塞
422:凸部
43:第三腔室
44:第四腔室
50:閥門單元
51:樞接座
52:閥門驅動軸
53:閥門
P1:第一位置
P2:第二位置
P3:第三位置
60:第一流體開關
61:開關座
612:流體輸入孔
614:流體輸出孔
616:端孔
62:閥桿
622:頭部
624:身部
63:密封件
64:彈性件
P4:關閉位置
P5:開啟位置
70:第二流體開關
71:開關座
712:流體輸入孔
714:流體輸出孔
72:閥桿
722:頭部
724:身部
73:密封件
74:彈性件
80:第三流體開關
81:閥桿
812:頭部
814:身部
82:密封件
83:彈性件
84:槽蓋
90:緩衝通道
91:塞頭
92:彈性件
93:密封件
圖1為本發明之閘閥的立體圖，主要顯示第一流道、第二流道、第三流道、第四流道和第五流道的位置。
圖2為本發明之閘閥的另一立體圖，主要顯示第六流道和第七流道的位置。
圖3為本發明之閘閥的平面圖。
圖4為圖3當中沿4-4剖線的剖視圖，主要顯示閥門位於第一位置。
圖5為圖3當中沿5-5剖線的剖視圖，主要顯示流體從第一流道經由第二流道進入第一腔室。
圖6為圖4當中沿6-6剖線的剖視圖，主要顯示第一流體開關位於關閉位置。
圖7為圖3當中沿7-7剖線的剖視圖，主要顯示第二流體開關位於開啟位置。
圖8為圖7當中沿8-8剖線的剖視圖，主要顯示第二流體開關位於開啟位置。
圖9為圖3當中沿9-9剖線的剖視圖，主要顯示第二流體開關位於關閉位置。
圖10為圖3當中沿10-10剖線的剖視圖，主要顯示第二流體開關位於關閉位置。
圖11為圖3當中沿11-11剖線的剖視圖。
圖12為圖3當中沿12-12剖線的剖視圖，主要顯示閥門位於第一位置。
圖13類同圖4，主要顯示閥門位於第二位置。
圖14類同圖13，主要顯示閥門位於第三位置。
圖15類同圖6，主要顯示第一流體開關位於開啟位置。
圖16類同圖12，主要顯示閥門位於第二位置。
圖17類同圖16，主要顯示閥門位於第三位置。
圖18類同圖7，主要顯示第二流體開關位於關閉位置。
圖19類同圖8，主要顯示第二流體開關位於關閉位置。
圖20類同圖11，主要顯示第二活塞被流體往上推動。
圖21類同圖10，主要顯示第二流體開關位於開啟位置。
圖22類同圖9，主要顯示第二流體開關位於開啟位置。
圖23類同圖5，主要顯示流體從第一腔室經由第二流道回到第一流道。
申請人首先在此說明，於整篇說明書中，包括以下介紹的實施例以及申請專利範圍的請求項中，有關方向性的名詞皆以圖式中的方向為基準。其次，在以下將要介紹之實施例以及圖式中，相同之元件標號，代表相同或近似之元件或其結構特徵。
請參閱圖1、圖2、圖4、圖7及圖12，本發明之閘閥10包含有一閥座20、二第一活塞單元30、二第二活塞單元40、一閥門單元50，以及三流道開關60,70,80。
閥座20具有一呈矩形之第一本體21和一呈矩形之第二本體22，第二本體22之其中一短側面以螺絲鎖固的方式連接於第一本體21之其中一長側面，使閥座20之構型以T形的態樣呈現。第一本體21具有一貫穿其頂底二面之閥口212，第二本體22的內部具有一軸孔221、一容槽222、二第一活塞槽223和二第二活塞槽224，其中，軸孔221之軸向垂直閥口212之開口方向(如圖12所示)；容槽222位於閥口212與軸孔221之間並且和閥口212與軸孔221相互連通(如圖12所示)；各第一活塞槽223鄰設於軸孔221，且各第一活塞槽223之軸向垂直閥口212之開口方向(如圖4及圖5所示)；各第二活塞槽224鄰設於容槽222且被一蓋板225所蓋住，且第二活塞槽224之軸向平行閥口212之開口方向(如圖4所示)。
如圖1及圖2所示，第二本體22之一側面具有一流體出入口226和一位於流體出入口226下方之流體入口227，流體出入口226安裝有一第一接頭12，流體入口227安裝有一第二接頭14。再如圖7所示，第二本體22之底面具有一流體出口228，第二本體22還具有一連通流體出口228之流體輸出槽229。此外，如圖1及圖2所示，第二本體22的內部具有一第一流道23、一第二流道24、一第三流道25、一第四流道26、一第五流道27、一第六流道28，以及一第七流道29，第一至第七流道23,24,25,26,27,28,29皆用以供一流體(在此以高壓氣體為例，但不其為限)通過，其中，第一流道23之一端經由流體出入口226連接第一接頭12(如圖1及圖5所示)；第二流道24具有一第一直線段242和二呈間隔設置之第二直線段244，如圖1及圖5所示，第一直線段242沿著第二本體22之寬度方向延伸，且第一直線段242之一端連接第一流道23，各第二直線段244之一端垂直連接第一直線段242；第三流道25具有一第三直線段252、一第一轉折段254和一第二轉折段256，如圖1及圖4所示，第三直線段252之一端垂直連接第一流道23，第一轉折段 254之一端垂直連接第三直線段252，第一轉折段254之另一端垂直連接第二轉折段256，第二轉折段256沿著第二本體22之長度方向往第一本體21的方向延伸；第四流道26具有一第三轉折段262和一第四轉折段264，如圖1、圖6和圖7所示，第三轉折段262沿著第二本體22之長度方向往遠離第一本體21的方向延伸，第四轉折段264沿著第二本體22之寬度方向延伸並以其一端垂直連接第三轉折段262；第五流道27具有一第四直線段272和一第五轉折段274，如圖1及圖18所示，第四直線段272之一端連接第四流道26之第四轉折段264，第五轉折段274之一端垂直連接第四直線段272，第五轉折段274之另一端連通流體輸出槽229；第六流道28具有一第六轉折段282、二呈間隔設置之第五直線段284和一第六直線段286，如圖2所示，第六轉折段282之一端經由流體入口227連接第二接頭14，各第五直線段284沿著第二本體22之長度方向延伸並以其一端垂直連接第六轉折段282，第六直線段286之一端垂直連接其中一第五直線段284；第七流道29具有一第七轉折段292、一第七直線段294和二呈間隔設置之第八直線段296，如圖2所示，第七轉折段292之一端垂直連接第七直線段294，第七直線段294沿著第二本體22之寬度方向延伸，各第八直線段296之一端垂直連接第七直線段294。
各第一活塞單元30具有一第一活塞31、一第一活塞軸34和一傳動座35。如圖4所示，第一活塞31可位移地設於閥座20之第一活塞槽223內，第一活塞31之一端和第一活塞槽223之端壁之間形成一第一腔室32(如圖13所示)，第一腔室32連通第二流道24之第二直線段244(如圖5及圖13所示)，使得第一活塞31可受進入第一腔室32內之流體的驅動而沿著第一活塞槽223之軸向朝閥口212的方向移動(如圖13所示)，此外，第一活塞31之外周面和第一活塞槽223之周壁之間形成一第二腔室33(如圖13所示)，第二腔室33連通第七流道29之第八直線段 296(如圖13所示)，使得第一活塞31可受進入第二腔室33內之流體的驅動而沿著第一活塞槽223之軸向朝遠離閥口212的方向移動(如圖4所示)；第一活塞軸34具有一小徑部342和一大徑部344，如圖4所示，小徑部342位於閥座20之容槽222內並具有一徑向穿孔346，大徑部344之一端穿入第一活塞槽223內並與第一活塞31連接，大徑部344之另一端突露於閥座20之容槽222且連接小徑部342，使得第一活塞軸34能受第一活塞31之驅動而沿著第一活塞槽223之軸向往復移動；傳動座35設於閥座20之容槽222內並以一直條孔352套設於各第一活塞軸34之小徑部342(如圖4及圖8所示)，傳動座35還具有一連通直條孔352之沉頭孔354和一連通直條孔352之螺孔356，如圖4所示，藉由一螺栓36由下往上穿過沉頭孔354和徑向穿孔346並鎖設於螺孔356，使得傳動座35一方面能跟著第一活塞軸34沿著第一活塞槽223之軸向往復位移(如圖4及圖13所示)，另一方面能沿著第二活塞槽224之軸向相對第一活塞單元30往復位移(如圖13及圖14所示)。此外，如圖8所示，傳動座35之二端分別具有一弧形槽358，弧形槽358內設置一弧形襯墊37。
各第二活塞單元40具有一第二活塞軸41與一第二活塞42。第二活塞軸41透過弧形襯墊37嵌接於傳動座35(如圖8所示)，使得第二活塞軸41一方面能允許傳動座35沿著第一活塞槽223之軸向相對其移動，另一方面能與傳動座35一起沿著第二活塞槽224之軸向往復位移，此外，如圖8及圖9所示，其中一第二活塞軸41之末端具有一推頂部412a，另外一第二活塞軸41之末端具有一推頂部412b；如圖7所示，第二活塞42可位移地設於閥座20之第二活塞槽224內且利用二穿過第二活塞槽224之凸部422以螺合方式連接第二活塞軸41，使得第二活塞42能與第二活塞軸41同步作動，此外，第二活塞42之頂面和蓋板225之間形成一第三腔室43，第三腔室43連通第四流道26之第四轉折段264，使得第二活塞42可受 進入第三腔室43內之流體的驅動而透過第二活塞軸41將傳動座35沿著第二活塞槽224之軸向往下推頂(如圖11及圖20所示)，而第二活塞42之底面和第二活塞槽224之底壁之間形成一第四腔室44，第四腔室44連通第六流道28之第五直線段284，使得第二活塞42可受進入第四腔室44內之流體的驅動而透過第二活塞軸41將傳動座35沿著第二活塞槽224之軸向往上推頂(如圖11及圖20所示)。
閥門單元50具有一樞接座51、一閥門驅動軸52及一閥門53，如圖12所示，樞接座51可位移地設於閥座20之軸孔221內；閥門驅動軸52固定於傳動座35並以其一端穿入閥座20之軸孔221內與樞接座51相互樞接，使得閥門驅動軸52一方面能和傳動座35同步沿著第一活塞槽223之軸向位移，另一方面能受傳動座35之帶動而樞轉；閥門53連接閥門驅動軸52，使得閥門53可藉由閥門驅動軸52之位移而在一開放閥口212之第一位置P1(如圖12所示)與一遮蔽閥口212之第二位置P2(如圖16所示)之間位移，並可藉由閥門驅動軸52之樞轉而在第二位置P2與一密合閥口212之第三位置P3(如圖17所示)之間位移。
流道開關60,70,80可以根據實際需要設置在第三流道25和第四流道26之連通處、第六流道28和第七流道29之連通處，或者第五流道27和流體出口228之連通處的至少其中之一，在本實施例中，流道開關60,70,80分別設置在第三流道25和第四流道26之連通處、第六流道28和第七流道29之連通處，以及第五流道27和流體出口228之連通處，亦即，流道開關60,70,80共有三個而分別為一第一流體開關60、一第二流體開關70，以及一第三流體開關80，其中：如圖1所示，第一流體開關60設於第三流道25和第四流道26之連通處。更進一步言之，如圖6所示，第一流道開關60具有一開關座61、一閥桿62、一密封件63，以及一彈性件64，其中，開關座61具有一流體輸入孔612和一流體 輸出孔614，流體輸入孔612連接第三流道25之第二轉折段256(如圖4所示)，流體輸出孔614連接第四流道26之第三轉折段262(如圖6所示)，此外，開關座61之一端具有一連通容槽222之端孔616；閥桿62設於開關座61內並具有一頭部622和一連接頭部622之身部624，身部624之末端突露於開關座61之端孔616內供第一活塞軸34之小徑部342推頂(如圖15所示)；密封件63套設於閥桿62之身部624且位於流體輸入孔612和流體輸出孔614之間；彈性件64之一端頂抵於第一本體21，彈性件64之另一端頂抵於閥桿62之頭部622，用以對閥桿62提供彈性力量。藉此，當閥桿62受彈性件64之彈力作用而位於一關閉位置P4時，如圖6所示，從流體輸入孔612進入開關座61內之流體會受密封件63之阻擋而無法流到流體輸出孔614，當閥桿62受第一活塞軸34之小徑部342的推頂而位於一開啟位置P5時，如圖15所示，從流體輸入孔612進入開關座61內之流體不會受密封件63之阻擋而可流到流體輸出孔614。
如圖2所示，第二流體開關70設於第六流道28和第七流道29之連通處。更進一步言之，如圖9及圖10所示，第二流道開關70具有一開關座71、一閥桿72、一密封件73，以及一彈性件74，其中，開關座71具有一流體輸入孔712和一流體輸出孔714，流體輸入孔712連接第六流道28之第六直線段286，流體輸出孔714連接第七流道29之第七轉折段292；閥桿72設於開關座71內並具有一頭部722和一連接頭部722之身部724，身部724之末端突露於開關座71外供第二活塞軸41之推頂部412a推頂；密封件73套設於閥桿72之身部724且位於流體輸入孔712和流體輸出孔714之間；彈性件74之一端頂抵於開關座71之頂部，彈性件74之另一端頂抵於閥桿72之頭部722，用以對閥桿72提供彈性力量。藉此，當閥桿72受彈性件74之彈力作用而位於一關閉位置P4時(如圖9及圖10所示)，從流體輸入 孔712進入開關座71內之流體會受密封件73之阻擋而無法流到流體輸出孔714，當閥桿72受第二活塞軸41之推頂部412a的推頂而位於一開啟位置P5時(如圖21及圖22所示)，從流體輸入孔712進入開關座71內之流體不會受密封件73之阻擋而可流到流體輸出孔714。
如圖1所示，第三流體開關80設於第五流道27和流體出口228之連通處。更進一步言之，如圖7及圖8所示，第三流道開關80具有一閥桿81、一密封件82和一彈性件83，其中，閥桿81設於流體輸出槽229內並具有一頭部812和一連接頭部812之身部814，身部814之末端穿過流體出口228並突露於容槽222內供第二活塞軸41之推頂部412b推頂；密封件82套設於閥桿81之身部814且緊鄰於流體出口228；彈性件83之一端頂抵於一蓋設於流體輸出槽229之槽蓋84，彈性件83之另一端頂抵於閥桿81之頭部812，用以對閥桿81提供彈性力量。藉此，當閥桿81受彈性件83之彈力作用而位於一關閉位置P4時(如圖18及圖19所示)，從第五流道27之第五轉折段274進入流體輸出槽229內的流體受密封件82的阻擋而無法流到流體出口228，當閥桿81受第二活塞軸41之推頂部412b的推頂而位於一開啟位置P5時(如圖7及圖8所示)，從第五流道27之第五轉折段274進入流體輸出槽229內的流體不會受密封件82之阻擋而可流到流體出口228。
由上述可知，當要關閉閥門53時，如圖1所示，將流體經由第一接頭12通入第一流道23內，一部分的流體會沿著第三流道25到達第一流體開關60等待第一流體開關60的開啟，另一部分的流體會沿著二條第二流道24之第二直線段244進入二個第一腔室32內(如圖5所示)，使二個第一活塞單元30被進入二個第一腔室32內的流體往閥口212的方向推動(如圖13所示)，此時的其中一第一活塞軸34一方面會開啟第一流體開關60允許流體通過而流到第四流道26(如圖15所 示)，另一方面，二個第一活塞軸34則是透過傳動座35和閥門驅動軸52帶動閥門53從如圖12所示之第一位置P1移動至如圖13所示之第二位置P2。接下來通過第一流體開關60的流體有一部分會從第四流道26沿著第五流道27之第五轉折段274到達第三流體開關80，由於此時第三流體開關80位於如圖8所示之開啟位置P5，所以到達第三流體開關80的流體會從流體出口228排出閥座20外，以完成洩壓。至於另一部分的流體則是沿著第四流道26之第四轉折段264進入二個第三腔室43內(如圖7所示)，使二個第二活塞42同時被進入二個第三腔室43內的流體往下推動，此時的二個第二活塞單元40會透過傳動座35和閥門驅動軸52帶動閥門53從如圖16所示之第二位置P2樞轉至如圖17所示之第三位置P3，使閥門53完成閥口212的密合。然而，在二個第二活塞單元40的移動過程中，第二活塞軸41之推頂部412b會釋放施加於第三流體開關80之閥桿81的推頂力量，使第三流體開關80之閥桿81受到彈性件83的作用而關閉(如圖18及圖19所示)，以停止洩壓。
相反地，當要開啟閥門53時，如圖2所示，將流體經由第二接頭14通入第六流道28內，一部分的流體會沿著第六流道28之第六直線段286到達第二流體開關70等待第二流體開關70的開啟，另一部分的流體會沿著第六流道28之二個第五直線段284進入二個第四腔室44內，使二個第二活塞42同時被進入二個第四腔室44內的流體往上推動，此時的二個第二活塞軸41會透過傳動座35和閥門驅動軸52帶動閥門53從如圖17所示之第三位置P3回到如圖16所示之第二位置P2，使閥門53解除對閥口212的密合。在二個第二活塞單元40的移動過程中，其中一第二活塞軸41以推頂部412b推頂第三流體開關80之閥桿81，使第三流體開關80回到如圖8所示之開啟位置P5，另外一第二活塞軸41以推頂部412a推頂第二流體開關70之閥桿72(如圖21及圖22所示)，使第二流體開關70開啟以允許流體通 過，接下來通過第二流體開關70的流體會沿著第七流道29之二個第八直線段296到達二個第二腔室33內(如圖13所示)，使第一活塞單元30被進入第二腔室33內的流體往遠離閥口212的方向推動。在第一活塞單元30往遠離閥口212的方向移動的過程中，原本頂抵於第一流體開關60之閥桿62的第一活塞軸34會釋放推頂力量，使第一流體開關60回到如圖6所示之關閉位置P4。在同一時間內，二個第一活塞軸34會透過傳動座35和閥門驅動軸52帶動閥門53從如圖16所示之第二位置P2回到如圖12所示之第一位置P1，使閥門53完成開啟。此外，位於二個第一腔室32內的流體會被二個第一活塞31所推動而沿著第二流道24回到第一流道23，如圖23所示，再從第一接頭12排出閥座20外，以完成洩壓。
在此需要補充說明的是，如圖5及圖23所示，閥座20更具有一緩衝通道90，緩衝通道90連接在第一流道23與第二流道24之間，並具有比第一流道23和第二流道24較大的外徑。緩衝通道90內設置一塞頭91、一彈性件92及一密封件93，塞頭91位於緩衝通道90和第一流道23之間且與緩衝通道90和第一流道23之間並未完全氣密，彈性件92之一端頂抵於緩衝通道90和第二流道24之交界處，彈性件92之另一端頂抵於塞頭91，用以提供彈力將塞頭91往第一流道23的方向推頂。藉此，當流體施加於塞頭91的壓力大於彈性件92作用於塞頭91的壓力時，流體即可從第一流道23經過緩衝通道90流至第二流道24，之後再從第二流道24到達第一腔室32內；反之，當流體從第一腔室32流到第二流道24並到達緩衝通道90時，流體會沿著塞頭91和緩衝通道90之間的間隙慢慢地流到第一流道23，之後再從第一流道23經由第一接頭12排出閥座20外，如此可以緩衝流體的排放壓力而避免閥門53的開啟速度過快。
綜上所陳，本發明之閘閥10在閥座20內部的不同位置設置多個流道開關60,70,80來控制流體的流動，使流體所提供的壓力能確實地驅動第一活塞單元30和第二活塞單元40，進而準確地帶動閥門53密合或開啟閥口212，以實現提升作動準確性及確保氣密效果的目的。
10:閘閥
12:第一接頭
20:閥座
21:第一本體
212:閥口
22:第二本體
226:流體出入口
23:第一流道
24:第二流道
242:第一直線段
244:第二直線段
25:第三流道
252:第三直線段
254:第一轉折段
256:第二轉折段
26:第四流道
262:第三轉折段
264:第四轉折段
27:第五流道
272:第四直線段
274:第五轉折段
60:第一流體開關
80:第三流體開關

Claims (10)

  1. 一種閘閥，包含有: 一閥座，具有一閥口、一軸孔、一容槽、一第一活塞槽和一第二活塞槽，該軸孔之一軸向垂直該閥口之一開口方向，該容槽位於該閥口與該軸孔之間，該第一活塞槽鄰設於該軸孔，且該第一活塞槽之一軸向垂直該閥口之該開口方向，該第二活塞槽鄰設於該容槽，且該第二活塞槽之一軸向平行該閥口之該開口方向，該閥座更具有一流體出入口、一流體入口、一流體出口、一連通該流體出入口之第一流道、一連通該第一流道之第二流道、一連通該第一流道之第三流道、一連通該第三流道之第四流道、一連通該第四流道和該流體出口之第五流道、一連通該流體入口之第六流道，以及一連通該第六流道之第七流道，其中，該第一流道、該第二流道、該第三流道、該第四流道、該第五流道、該第六流道和該第七流道皆用以供一流體通過； 一第一活塞單元，具有一第一活塞、一第一活塞軸和一傳動座，該第一活塞可位移地設於該閥座之該第一活塞槽內，該第一活塞之一端和該第一活塞槽之一端壁之間形成一連通該第二流道之第一腔室，使得該第一活塞可受進入該第一腔室內之該流體的驅動而沿著該第一活塞槽之該軸向朝該閥口的方向移動，該第一活塞之一外周面和該第一活塞槽之一周壁之間形成一連通該第七流道之第二腔室，使得該第一活塞可受進入該第二腔室內之該流體的驅動而沿著該第一活塞槽之該軸向朝遠離該閥口的方向移動，該第一活塞軸局部突露於該閥座之該容槽且以其一端連接該第一活塞，使得該第一活塞軸能受該第一活塞之驅動而沿著該第一活塞槽之該軸向往復移動，該傳動座以可沿著該第一活塞槽之該軸向位移的方式設於該閥座之該容槽內並以可沿著該第二活塞槽之該軸向位移的方式連接該第一活塞軸，使得該傳動座能受該第一活塞軸之驅動而沿著該第一活塞槽之該軸向往復移動； 一第二活塞單元，具有一第二活塞軸與一第二活塞，該第二活塞軸嵌接於該傳動座並允許該傳動座能沿著該第一活塞槽之該軸向相對其移動，該第二活塞可位移地設於該閥座之該第二活塞槽內且連接該第二活塞軸，該第二活塞之二相對端面和該第二活塞槽之二相對端壁之間分別形成一連通該第四流道之第三腔室和一連通該第六流道之第四腔室，使得該第二活塞一方面可受進入該第三腔室內之該流體的驅動而透過該第二活塞軸將該傳動座沿著該第二活塞槽之該軸向往遠離該第一活塞軸的方向推頂，另一方面可受進入該第四腔室內之該流體的驅動而透過該第二活塞軸將該傳動座沿著該第二活塞槽之該軸向往該第一活塞軸的方向拉動； 一閥門單元，具有一樞接座、一閥門驅動軸及一閥門，該樞接座可位移地設於該閥座之該軸孔內，該閥門驅動軸固定於該傳動座並以其一端穿設於該閥座之該軸孔內與該樞接座相互樞接，使得該閥門驅動軸能和該傳動座同步作動，該閥門連接該閥門驅動軸，使得該閥門可藉由該閥門驅動軸之軸向位移而在一開放該閥口之第一位置與一遮蔽該閥口之第二位置之間位移，並可藉由該閥門驅動軸之樞轉而在該第二位置與一密合該閥口之第三位置之間位移；以及 一流道開關，設於該第三流道和該第四流道之一連通處及該第六流道和該第七流道之一連通處的至少其中之一，當該流道開關開啟時即可允許該流體通過。
  2. 如請求項1所述之閘閥，其中，該流道開關設於該第三流道和該第四流道之該連通處。
  3. 如請求項2所述之閘閥，其中，該流道開關為一第一流道開關，該第一流道開關具有一開關座、一閥桿、一套設於該閥桿之密封件，以及一彈性件，該開關座具有一連接該第三流道之流體輸入孔和一連接該第四流道之流體輸出孔，該閥桿設於該開關座內並可受該第一活塞軸之驅動而從一關閉位置移動至一開啟位置，當該閥桿位於該關閉位置時，從該流體輸入孔進入該開關座內之該流體受該密封件之阻擋而無法流到該流體輸出孔，當該閥桿位於該開啟位置，從該流體輸入孔進入該開關座內之該流體不會受該密封件之阻擋而可流到該流體輸出孔，該彈性件作用於該閥桿並提供彈力將該閥桿保持於該關閉位置。
  4. 如請求項1所述之閘閥，其中，該流道開關設於該第六流道和該第七流道之該連通處。
  5. 如請求項4所述之閘閥，其中，該流道開關為一第二流道開關，該第二流道開關具有一開關座、一閥桿、一套設於該閥桿之密封件，以及一彈性件，該開關座具有一連接該第六流道之流體輸入孔和一連接該第七流道之流體輸出孔，該閥桿設於該開關座內並可受該第二活塞軸之驅動而從一關閉位置移動至一開啟位置，當該閥桿位於該關閉位置時，從該流體輸入孔進入該開關座內之該流體受該密封件之阻擋而無法流到該流體輸出孔，當該閥桿位於該開啟位置，從該流體輸入孔進入該開關座內之該流體不會受該密封件之阻擋而可流到該流體輸出孔，該彈性件作用於該閥桿並提供彈力將該閥桿保持於該關閉位置。
  6. 如請求項1所述之閘閥，其中，該第三流道和該第四流道之該連通處及該第六流道和該第七流道之該連通處分別設置一該流道開關。
  7. 如請求項6所述之閘閥，其中，設於該第三流道和該第四流道之該連通處的該流道開關為一第一流道開關，該第一流道開關具有一開關座、一閥桿、一套設於該閥桿之密封件，以及一彈性件，該開關座具有一連接該第三流道之流體輸入孔和一連接該第四流道之流體輸出孔，該閥桿設於該開關座內並可受該第一活塞軸之驅動而從一關閉位置移動至一開啟位置，當該閥桿位於該關閉位置時，從該流體輸入孔進入該開關座內之該流體受該密封件之阻擋而無法流到該流體輸出孔，當該閥桿位於該開啟位置，從該流體輸入孔進入該開關座內之該流體不會受該密封件之阻擋而可流到該流體輸出孔，該彈性件作用於該閥桿並提供彈力將該閥桿保持於該關閉位置；設於該第六流道和該第七流道之該連通處的該流道開關為一第二流道開關，該第二流道開關具有一開關座、一閥桿、一套設於該閥桿之密封件，以及一彈性件，該開關座具有一連接該第六流道之流體輸入孔和一連接該第七流道之流體輸出孔，該閥桿設於該開關座內並可受該第二活塞軸之驅動而從一關閉位置移動至一開啟位置，當該閥桿位於該關閉位置時，從該流體輸入孔進入該開關座內之該流體受該密封件之阻擋而無法流到該流體輸出孔，當該閥桿位於該開啟位置，從該流體輸入孔進入該開關座內之該流體不會受該密封件之阻擋而可流到該流體輸出孔，該彈性件作用於該閥桿並提供彈力將該閥桿保持於該關閉位置。
  8. 如請求項1至7中任一項所述之閘閥，其中，該第五流道和該流體出口之一連通處設置一第三流道開關。
  9. 如請求項8所述之閘閥，其中，該閥座更具有一連通該第五流道和該流體出口之流體輸出槽，該第三流道開關具有一閥桿、一套設於該閥桿之密封件和一彈性件，該閥桿設於該流體輸出槽內並可受該第二活塞軸之驅動而從一關閉位置移動至一開啟位置，當該閥桿位於該關閉位置時，從該第五流道進入該流體輸出槽內之該流體受該密封件的阻擋而無法流到該流體出口，當該閥桿位於該開啟位置，從該第五流道進入該流體輸出槽內之該流體不會受該密封件之阻擋而可流到該流體出口，該彈性件作用於該閥桿並提供彈力將該閥桿保持於該關閉位置。
  10. 如請求項1所述之閘閥，其中，該閥座更具有一緩衝通道，該緩衝通道連接在該第一流道與該第二流道之間，該緩衝通道內設置一塞頭及一彈性件，該塞頭位於該緩衝通道和該第一流道之間，該彈性件作用於該塞頭並提供彈力將該塞頭往該第一流道的方向推頂。
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