專利名稱：平穩(wěn)排氣閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平穩(wěn)排氣閥，該排氣閥連接在真空室與真空泵之間，用于把真空室內(nèi)部緩慢降壓到真空壓力。
背景技術(shù)：
一般在半導(dǎo)體制造工藝等中利用真空泵把真空室內(nèi)壓降為真空壓力的情況下，當(dāng)急速地排出真空室內(nèi)呈大氣壓或高壓狀的氣體時，由于一時大量氣體流動，在真空室內(nèi)產(chǎn)生氣體湍流，有可能使附著在真空室內(nèi)壁等上的顆粒上卷而附著在工件上。
為此，在連接真空室和真空泵的流路中設(shè)置具有開口面積大的主閥體和開口面積小的副閥體的真空閥，首先，通過空氣壓作于副閥體的活塞使副閥體開放進(jìn)行初期排氣后，通過空氣壓作用于主閥體的活塞上，使氣體的吸引量階段性變化。在這種情況下，為了避免真空室內(nèi)的氣體湍流，上述初期排氣中副閥體開放精度極為重要，要求時該閥體的開放度進(jìn)行精密控制。
另一方面，在上述真空閥中，上述主閥體和副閥體分別由復(fù)原彈簧在閉閥方向中時常彈開著，當(dāng)作用于上述活塞的空氣作用力超過這種復(fù)原彈簧的彈力時，各閥體呈開閥狀態(tài)。
但一般由于彈簧彈性因制品而有差異，在其作為上述主閥體用或副閥體用復(fù)原彈簧來使用時，要使作用于閥體的彈簧負(fù)荷在全部真空閥為一定是非常困難的。特別是對要求高開閉精度的上述副閥體來說，當(dāng)其復(fù)原彈簧上有差異性時，因真空閥控制曲線產(chǎn)生偏差會對進(jìn)出力特性有影響，復(fù)原彈簧必須要更換成符合規(guī)格的保持彈簧精度的彈簧。但是，由于副閥體復(fù)原彈簧通常設(shè)置在閥內(nèi)較窄處，大多數(shù)情況下不細(xì)致地分解的話就不能更換，更換作業(yè)很麻煩。并且，由于更換后必須再次調(diào)整空氣壓與副閥體復(fù)原力的關(guān)系，至真空閥運(yùn)轉(zhuǎn)要花費較多的勞力及時間，還會帶來成本提高的問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種平穩(wěn)排氣閥，即使在副閥體復(fù)原彈簧彈性達(dá)不規(guī)定值也不用更換該彈簧，能利用外部操作簡單地調(diào)節(jié)其彈力，并由此能對副閥體進(jìn)行更精確穩(wěn)定地開閉調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的平穩(wěn)排氣閥特征在于，該平穩(wěn)排氣閥具有連接到真空室上的第一通氣口和連接到真空泵上的第二通氣口；并列連接上述第一通氣口和第二通氣口且斷面面積較大的主流路與斷面面積小于該主流路的副流路；開閉上述主流路的主閥體及開閉上述副流路的副閥體；通過第一軸連接到上述主閥體上的第一活塞和通過第二軸連接到上述副閥體上的第二活塞；使開閥方向中的空氣壓作用于上述第一活塞的主壓力室和使開閥方向中的空氣壓作用于上述第二活塞的副壓力室；把上述主閥體在閉閥方向上彈開的第一彈簧裝置和把上述副閥體在閉閥方向上彈開的第二彈簧裝置；以及能從外部進(jìn)退操作，安裝到閥箱上并通過該進(jìn)退操作使上述第二彈簧壓縮量變化來調(diào)整彈力的調(diào)節(jié)桿。
根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，第二彈簧裝置的彈性即使與規(guī)定值略有不同，也能通過進(jìn)退操作上述調(diào)節(jié)桿使該第二彈簧壓縮量變化來調(diào)整彈力，不必替換該第二彈簧裝置。
根據(jù)本發(fā)明具體的實施形式，把上述副流路及副閥體組裝在上述閥體內(nèi)部，把上述第二活塞及副壓力室組裝在上述第一活塞內(nèi)部，把上述第二軸組裝在第一軸內(nèi)部，再把上述第二彈簧裝置設(shè)置在上述第一活塞內(nèi)部中的上述第二活塞和可動彈簧座之間，并把上述調(diào)節(jié)桿可自由進(jìn)退地擰裝在上述第一活塞上使前端部靠在上述可動彈簧座上而基端部從閥箱向外部突出著。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施形式，作為把上述副閥體在閉閥方向彈開的彈簧裝置，除了上述第二彈簧裝置外，還在上述第一軸內(nèi)部設(shè)置有第三彈簧裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施形式，上述第一軸具有使上述主壓力室與副壓力室連通的連通孔，上述閥箱具有給上述主壓力室供給壓縮氣體的一個操作通氣口。
根據(jù)本發(fā)明的又一實施形式，上述閥箱具有分別給上述主壓力室和副壓力室供給壓縮氣體的第一和第二操作通氣口，上述第一操作通氣口穿過設(shè)置在閥箱上的通孔連通到上述主壓力室上，上述第二操作通氣口穿過設(shè)置在閥箱及第一軸內(nèi)部的通孔連通到上述副壓力室上。
在本發(fā)明中，上述主閥體是提升閥而上述副閥體是針閥。


圖1是表示本發(fā)明平穩(wěn)排氣閥第一實施例的剖面圖，分別表示針閥的開狀和閉狀；圖2是表示圖1所示針閥復(fù)原力調(diào)節(jié)部的側(cè)視圖；圖3是表示本發(fā)明平穩(wěn)排氣閥第二實施例的剖面圖，分別表示針閥的開狀和閉狀；圖4是表示本發(fā)明平穩(wěn)排氣閥第三實施例的剖面圖，分別表示針閥的開狀和閉狀；圖5是表示本發(fā)明平穩(wěn)排氣閥第四實施例的剖面圖，分別表示針閥的開狀和閉狀。
具體實施例方式
下面根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施形式。圖1及圖2所示的第一實施例的平穩(wěn)排氣閥100具有大致缸狀的閥箱1，該閥箱1的軸向后端部用蓋體2塞著，閥箱1的前端部配置有連接到真空室C上的第一空氣孔3，閥箱1的側(cè)面與軸線正交的方向中開設(shè)有連接到真空室P上的第二空氣孔4。在上述閥箱1內(nèi)部并列連接著上述第一空氣孔3和第二空氣孔4，并分別設(shè)置有斷面積較大的主流路A和斷面積較小的副流路B，同時分別設(shè)置著開閉上述主流路A的主閥結(jié)構(gòu)和開閉上述副流路B的主閥結(jié)構(gòu)。
上述主閥結(jié)構(gòu)具有開閉上述主流路A中第一閥座7的主閥體8、依靠空氣壓作用動作驅(qū)動上述主閥體8的第一活塞9、把主閥體8和第一活塞9相互連接的第一軸10。
上述主閥體8是通過在中央部開口的園板形第一閥座6周邊上設(shè)置開閉上述第一閥座7的密封件8a構(gòu)成的，上述第一閥座6中央開口形成上述副流路B的一部分，并通過設(shè)置在上述第一閥座6上的導(dǎo)流路6a連通著第二空氣孔4。再把上述第一軸10的前端部插配在第一閥座6的中央部固定成因定位環(huán)11而不能拔脫狀。另外，圖中的12是保持第一軸10與第一閥座6間氣密性的密封件。
上述第一軸10的后端部，可自由滑動且氣密地通過導(dǎo)向軸套14及密封件30穿過閥箱1內(nèi)的臺座13，并突出到在該臺座13與上述蓋體2間缸15內(nèi)的第一活塞室16內(nèi)，利用螺釘17連接到可滑動配置于該第一活塞室16中的上述第一活塞9上。
上述第一活塞9具有氣密地滑接到其外周處第一活塞室16內(nèi)壁上的襯墊18和導(dǎo)向環(huán)19，在該第一活塞9和上述臺座13間區(qū)劃形成的高壓力作用室20連通到開設(shè)于圓筒15的側(cè)壁上的操作通氣口21。
因此，當(dāng)從上述操作通氣口21給上述高壓力作用室20供給壓縮氣體時，上述第一活塞9后退主閥體8開放。這時，在上述操作通氣口21上，供給由電動空氣調(diào)節(jié)器控制壓力的壓縮氣體。
在上述閥箱1內(nèi)部，在裝配到上述第一閥座6上的彈簧座22和臺座13之間設(shè)置有由在閉鎖方向中彈開主閥體8的二個螺線彈簧23a、23b構(gòu)成的第一彈簧裝置23，同時，在夾在閥箱1和臺座13間的波紋管架25與上述第一閥座6之間設(shè)置有內(nèi)部包含上述第一軸10和二個螺線彈簧23a、23b的波紋管27。另外，圖中的28是保持閥箱1和波紋管架25間氣密性的密封件。31是把上述波紋管27內(nèi)側(cè)空間連通到外部的呼吸通氣口，32是把上述第一活塞9背后的呼吸室連通到外部的呼吸通氣口。
另一方面，上述副閥結(jié)構(gòu)具有對設(shè)置在上述主閥體8的上述副流路B中第二閥座35進(jìn)行開閉的副閥體36、依靠空氣壓作用動作驅(qū)動上述副閥體36的第二活塞37、把副閥體36和第二活塞37相互連接的第二軸38。這些部件如以下說明所述整體組裝到上述主閥結(jié)構(gòu)上。
也就是說，把上述第二閥座35利用固定架33安裝在同軸固定的園環(huán)狀第二閥座34上。上述副閥體36是針閥，此針閥36制成依次變細(xì)狀，在其外周上具有與上述第二閥座35接近離開的突狀閥墊(密封部)41，并以在前后方向可滑動地收容在上述第一軸10前端部上形成的中空部10a內(nèi)。圖中67是把上述針閥36的背室連通到外部的呼吸孔，密封件43是保持上述第一軸10與針閥36間氣密性的密封件。
上述第二軸38氣密且可自由滑動地插在上述第一軸10內(nèi)，其后端突出到在上述第一活塞9內(nèi)形成的第二活塞室44內(nèi)，氣密連接到該第二活塞室44內(nèi)可滑動設(shè)置的上述第二活塞37上。另外，圖中45是保持上述第二軸38與第一軸10間氣密性的密封件，46是保持上述第二軸38與第二活塞37間氣密性的密封件。66是插設(shè)在上述第一軸10和第二軸38間的軸套，利用該軸套66防止第二軸38的振動。
上述第二活塞37其外周上具有氣密滑動連接到第二活塞室44上的密封件47，在該第二活塞37的前面有由與上述第一活塞9之間分開形成的副壓力作用室48，該副壓力作用室48和上述高壓力作用室20利用在第一活塞9上形成的連通孔49相互連通。
上述第一活塞9其后端與園罩狀活塞蓋50配置成一體，該活塞蓋50的內(nèi)徑比第一活塞9的內(nèi)徑稍小，利用該活塞蓋50的內(nèi)徑端形成規(guī)定上述第二活塞37沖程端的止動器51。在位于該活塞蓋50內(nèi)上述第二活塞37背后的室55內(nèi)，相對上述第二活塞37以可自由進(jìn)退狀配置著皿狀可動彈簧座53，在該彈簧座53和上述第二活塞37背后環(huán)狀缺口52之間設(shè)置有由螺線彈簧組成的第二彈簧裝置54，利用該第二彈簧裝置54在閉合副閥體36的方向中彈開第二活塞37。
在上述活塞蓋50頂面中央部設(shè)置有螺孔58，在該螺孔58上，通過轉(zhuǎn)動可自動進(jìn)退地擰入有調(diào)節(jié)桿60。該調(diào)節(jié)桿60的前端部伸出到室55內(nèi)，靠在上述可動彈簧座53上，而相對的基端側(cè)穿過上述蓋體2的中央部伸出到閥箱1的外部。在上述蓋體2的中央部，把外周經(jīng)壓花加工的刻度盤56組裝為從閥箱1外部可自由轉(zhuǎn)動操作且由于定位環(huán)57而不拔脫狀態(tài)，調(diào)節(jié)桿60貫通該刻度盤56。刻度盤56和調(diào)節(jié)桿60配置關(guān)系既可以是相對軸向可自由移動的也可以是在轉(zhuǎn)動方向中相互結(jié)合的。當(dāng)回轉(zhuǎn)上述刻度盤56而轉(zhuǎn)動操作上述調(diào)節(jié)桿60時，通過該調(diào)節(jié)桿60前進(jìn)或后退。上述彈簧座53前后作動，使上述第二彈簧的壓縮量變化，以調(diào)整其彈力。
圖中61是把上述第二活塞37背后的呼吸室55與第一活塞9背后的呼吸室連通的呼吸孔，62是防止調(diào)節(jié)桿60從活塞蓋50脫掉的定位環(huán)。
在上述蓋體2上安裝著用于防止上述刻度盤56自然轉(zhuǎn)動的針體64。該針體64插在蓋體2上設(shè)置的孔內(nèi)，利用與定位螺栓65間插設(shè)的彈簧63把前端壓在上述刻度盤56經(jīng)壓花加工的外周上。
作為把上述調(diào)節(jié)桿60與刻度盤56在上述轉(zhuǎn)動方向中結(jié)合的方法，例如把該調(diào)節(jié)桿60與刻度盤56形成四方形或六方形等方軸或方穴，把側(cè)面的一部分形成平面化的園形軸或園形穴，設(shè)置為僅有在轉(zhuǎn)動方向具有相互配合的配合槽和突起的合適斷面形狀軸及穴等方法，也可以使用其他適當(dāng)結(jié)合的機(jī)構(gòu)。
對于上述主閥結(jié)構(gòu)和副閥結(jié)構(gòu)來說，上述第一活塞9及第二活塞37的外徑以及上述第一彈簧裝置23及第二彈簧裝置54的彈力相互關(guān)系使得第二活塞37以比第一活塞9更低的空氣壓進(jìn)行作動。
具有上述結(jié)構(gòu)的排氣閥通常利用主閥體8及副閥體36分別由第一彈簧裝置23及第二彈簧裝置54的彈力被移動到閉閥位置中，因靠在第一閥座7和第二閥座35上使主流路A和副流路B分別關(guān)閉，即使這種狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)真空泵P也不能把真空室C內(nèi)的氣體從第一通氣孔3向第二通氣孔4排出。
此時，當(dāng)把壓力控制的壓縮空氣等壓力空氣從操作通氣口21供給高壓力作用室20時，該壓力空氣也能經(jīng)過連通孔49導(dǎo)入副壓力作用室48中。
在上述副壓力作用室48中作用于在第二活塞37的空氣壓作用力大于第二彈簧裝置54的彈力時，所述第二活塞37動作，通過第二軸38使上述針閥36打開到設(shè)定的開度。因此，真空室C內(nèi)的氣體通過限定開口的副流路B緩慢流入第二通氣孔4，使真空室C緩慢排氣。
這時，不會產(chǎn)生真空C內(nèi)進(jìn)行急速排氣時那樣的氣體湍流，也就不會產(chǎn)生與湍流相伴的塵粒卷起。并且也不會因真空泵P一時吸引大量空氣而變得過負(fù)荷。
在此，上述針閥36開閉特性雖然是由上述第二彈簧裝置54的彈力和作用在第二活塞37上的空氣壓作用力的關(guān)系決定的，但在第二彈簧裝置54的彈性達(dá)不到規(guī)定值或在中途產(chǎn)生湍流的情況下，利用上述刻度盤56轉(zhuǎn)動操作上述調(diào)節(jié)桿60，通過使插有該調(diào)節(jié)桿60的上述可動彈簧座53前后作動，就能把使上述第二彈簧裝置壓縮量變化、將彈力調(diào)整到適合于規(guī)定值的范圍內(nèi)。所以，不必拆開排氣閥更換該第二彈簧裝置54，只從外部操作就可以把該彈性力簡單地調(diào)整為符合規(guī)定值的狀態(tài)。
隨后，高壓力作用室20內(nèi)的空氣壓力上升，一旦作用在第一活塞9上空氣壓作用力大于第一彈簧裝置23的彈力，上述第一活塞9作動，抵抗第一彈簧裝置23的彈力使第一軸10后退到靠在蓋體2上的位置處，開放主閥體8。因此，斷面積大的主流路A開放，排出殘留的氣體。這時，因空氣密度低，即使以此程度的速度吸引空氣也不會產(chǎn)生湍流，不會引起塵粒卷起。當(dāng)然，也不會產(chǎn)生真空泵P的過負(fù)荷。
在上述真空室C達(dá)到需要的真空度時后，操作通氣口21的空氣壓下降時，首先，作用在第一活塞9上的空氣壓作用力會小于第一彈簧裝置23的彈力，主閥體8關(guān)閉主流路A，隨后，因作用于第二活塞37上的空氣壓作用力小于第二彈簧裝置54的彈力，副閥體36關(guān)閉副流路B。
圖3所示的第二實施例排氣閥200作為在閉閥方向中彈開副閥體36的彈簧裝置，除了上述第二彈簧裝置54外，在上述第一軸10內(nèi)還設(shè)置有第三彈簧裝置40。也就是說，在上述第一軸10內(nèi)部的收容有上述副閥體36的中空部10a內(nèi)，在配合到第一軸10上的彈簧座39與上述副閥體36之間插設(shè)有由螺線彈簧組成的上述第三彈簧裝置40，由該第三彈簧裝置40和上述第二彈簧裝置54雙方使副閥體36在閉閥方向中彈開/發(fā)。因此，該第三彈簧裝置40在功能上構(gòu)成第二彈簧裝置54的一部分。圖中42是用于把上述副閥體36的背室向外部開放的呼吸孔。
第二實施例中除了上述結(jié)構(gòu)外，因其他的組成基本與第一實施例的相同，這些主要的同一組成部分使用同一符號，省略了對它們的說明。
圖4是表示第三實施例的示圖，該第三實施例排氣閥300與上述第一實施例排氣閥100的不同點在于，相對在第一實施例在排氣閥100中為保持副閥體36與第一軸10之間氣密性而使用密封件43來說，在排氣閥300中使用的是波紋管69。通過用波紋管69來代替這種密封件43，也能起到依靠密封件43與第一軸10滑動連接防止產(chǎn)生滯后和塵粒的作用。第三實施中除了上述結(jié)構(gòu)外，因其他的組成基本與第一實施例的相同，這些主要的同一組成部分使用同一符號，省略了對它們的說明。
圖5是表示第四實施例的示圖，該第四實施例排氣閥400與上述第二實施例排氣閥200的不同點在于相對在第二實施例中通過第一活塞9上形成的連通孔49相互連通高壓力作用室20和副壓力作用室48，而由一個共同的操作通氣口21給高壓力作用室20和副壓力作用室48供給壓縮氣體，該第四實施例排氣閥400中在這點上是由第一操作通氣口21和第二操作通氣口70分別給高壓力作用室20和副壓力作用室48供給壓縮氣體的。也就是說，在閥箱1中缸15的側(cè)面上設(shè)置有上述第一操作通氣口21和第二操作通氣口70，上述操作通氣口21穿過設(shè)置在缸15上的通孔71連通到上述高壓力作用室20上，上述第二操作通氣口70通過缸15及第一軸10內(nèi)設(shè)置的通孔72連通到上述副壓力作用室48上。所以，上述高壓力作用室20和副壓力作用室48是相互不連通的。
第四實施中除了上述結(jié)構(gòu)外，因其他的組成基本與第二實施例的相同，這些主要的同一組成部分使用同一符號，省略了對它們的說明。另外，在該第四實施例中，副閥36是利用第三彈簧裝置40彈開的，象第一實施例那樣可以省略第三彈簧裝置40，或者象第三實施例那樣可以設(shè)置用于代替該第三彈簧裝置40的波紋管69。
根據(jù)上述本發(fā)明，即使彈開副閥體的第二彈簧裝置的彈性與規(guī)定值略有不同，只從外部轉(zhuǎn)動操作調(diào)節(jié)桿，調(diào)節(jié)彈簧的壓縮量就能簡單地把該彈力調(diào)節(jié)為適合規(guī)定值的狀態(tài)。因此，不必分解排氣閥來更換該彈簧。
權(quán)利要求
1.一種平穩(wěn)排氣閥，其特征在于，該平穩(wěn)排氣閥具有連接到真空室上的第一通氣口和連接到真空閥上的第二通氣口；并列連接上述第一通氣口和第二通氣口且斷面面積較大的主流路及斷面面積小于該主流路的副流路；開閉上述主流路的主閥體及開閉上述副流路的副閥體；通過第一軸連接到上述主閥體上的第一活塞和通過第二軸連接到上述副閥體上的第二活塞；將開閥方向中的空氣壓作用于上述第一活塞主壓力室和使開閥方向中的空氣壓作用上述第二活塞的副壓力室；把上述主閥體在關(guān)閥方向上彈開的第一彈簧裝置和把上述副閥體在關(guān)閥方向上彈開的第二彈簧裝置；以及能從外部進(jìn)退操作地安裝到閥箱上并通過該進(jìn)退操作使上述第二彈簧裝置壓縮量變化來調(diào)整彈力的調(diào)節(jié)桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平穩(wěn)排氣閥，其特征在于把上述副流路及副閥體組裝在上述閥體內(nèi)部，把上述第二活塞及副壓力室組裝在上述第一活塞內(nèi)部，把上述第二軸組裝在第一軸內(nèi)部，再把上述第二彈簧裝置設(shè)置在上述第一活塞內(nèi)部中的上述第二活塞和可動彈簧座之間，并把上述調(diào)節(jié)桿可自由進(jìn)退地用螺紋裝配在上述第一活塞上形成前端部靠在上述可動彈簧座上而基端部從閥箱向外部突出的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平穩(wěn)排氣閥，其特征在于作為把上述副閥體在關(guān)閥方向彈開的彈簧裝置，除了上述第二彈簧裝置外，還在上述第一軸內(nèi)部設(shè)置有第三彈簧裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述平穩(wěn)排氣閥，其特征在于上述第一活塞具有使上述主壓力室與副壓力室連通的連通孔，上述閥箱具有給上述主壓力室供給壓力氣體的一個操作通氣口。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平穩(wěn)排氣閥，其特征在于上述閥箱具有分別給上述主壓力室和副壓力室供給壓力氣體的第一和第二操作通氣口，上述第一通氣口穿過設(shè)置在閥箱上的通孔連通到上述主壓力室上，上述第二通氣口穿過設(shè)置在閥箱及第一軸內(nèi)部的通孔連通到上述副壓力室上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述平穩(wěn)排氣閥，其特征在于上述主閥體是提升閥而上述副閥體是針閥。
全文摘要
一種平穩(wěn)排氣閥,具有并列連接第一通氣口和第二通氣口且斷面面積較大的主流路及斷面面積小于該主流路的副流路;開閉上述主流路的主閥體及開閉上述副流路的副閥體;通過第一軸連接到上述主閥體上的第一活塞和通過第二軸連接到上述副閥體上的第二活塞;使開閥方向中的空氣壓作用于上述第一活塞的主壓力室和使開閥方向中的空氣壓作用于上述第二活塞的副壓力室;把上述主閥體在閉閥方向上彈開的第一彈簧裝置和把上述副閥體在閉閥方向上彈開的第二彈簧裝置;以及調(diào)節(jié)桿。
文檔編號F16K31/122GK1341818SQ01141288
公開日2002年3月27日 申請日期2001年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月7日
發(fā)明者梶谷昌生 申請人:速睦喜股份有限公司