阀装置
阅读：1028发布：2020-07-06
专利汇可以提供阀装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 阀 装置，可防止发生故障。阀装置包括：框体，形成有流道； 阀体 ，沿着与所述流道交叉的方向移动，并对所述流道的开口面积进行控制；阀盖，设置有从所述流道向直径方向扩大且供所述阀体退避的空洞部，且可装卸地安装于所述框体；以及负载承受部，承受由于外 力 而使得所述框体受到的旋转 扭矩 在所述阀盖上产生的 惯性力 。，下面是阀装置专利的具体信息内容。
1.一种阀装置，其特征在于，包括：
框体，形成有流道，且具有凸缘，所述凸缘与具有转子的真空泵连接；
阀体，沿着与所述流道交叉的方向移动，并对所述流道的开口面积进行控制；
阀盖，设置有从所述流道向直径方向扩大且供所述阀体退避的空洞部，且可装卸地安装于所述框体；以及
负载承受部，当所述转子在旋转过程中损坏时的旋转动能造成的旋转扭矩是由所述框体承受，而使得所述负载承受部承受在所述阀盖上产生的惯性力，所述负载承受部是所述框体与所述阀盖之间的嵌合部，或者是同时安装于所述框体的侧面与所述阀盖的侧面的厚壁板状构件。
2.根据权利要求1所述的阀装置，其特征在于：
所述嵌合部包括设置于所述框体及所述阀盖中的一方的凹部，与设置于所述框体及所述阀盖中的另一方且与所述凹部嵌合的突部。
3.根据权利要求2所述的阀装置，其特征在于：
所述框体包括安装所述阀盖的第一安装面，
所述阀盖包括与所述第一安装面相向地安装于所述框体的第二安装面，所述凹部设置于所述第一安装面及所述第二安装面中的其中一个安装面，所述突部设置于所述第一安装面及所述第二安装面中的另一个安装面。
4.根据权利要求3所述的阀装置，其特征在于：
所述凹部及所述突部在与所述流道的延伸方向及所述直径方向正交的方向的长度比所述延伸方向的长度更长。
阀装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种阀装置。
背景技术
[0004] [现有技术文献]
[0005] [专利文献]
发明内容
[0007] 本发明的目的在于在涡轮分子泵中，转子(rotor)以数万r.p.m的速度高速旋转，当转子在旋转过程中损坏时，因为转子的旋转动能而在旋转方向产生的巨大力量(冲击力)将传递至静止侧(例如泵壳)。所述冲击力经由泵壳传递至真空阀的第一框体之后，由第二框体的惯性引起的力而使第一框体与第二框体之间的相对位置变更的大的力会作用。
[0008] 本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。
[0009] 本发明提供一种阀装置，包括：框体，形成有流道；阀体，沿着与所述流道交叉的方向移动，并对所述流道的开口面积进行控制；阀盖(bonnet)，设置有从所述流道向直径方向扩大且供所述阀体退避的空洞部，且可装卸地安装于所述框体；以及负载承受部，承受由于外力而使得所述框体受到的旋转扭矩在所述阀盖上产生的惯性力。
[0010] 上述的阀装置，所述负载承受部是所述框体与所述阀盖之间的嵌合部。
[0011] 上述的阀装置，所述嵌合部包括设置于所述框体及所述阀盖中的一方的凹部、与设置于所述框体及所述阀盖中的另一方且与所述凹部嵌合的突部。
[0012] 上述的阀装置，所述框体包括安装所述阀盖的第一安装面，所述阀盖包括与所述第一安装面相向地安装于所述框体的第二安装面，所述凹部设置于所述第一安装面及所述第二安装面中的其中一个安装面，所述突部设置于所述第一安装面及所述第二安装面中的另一个安装面。
[0013] 上述的阀装置，所述凹部及所述突部在与所述流道的延伸方向及所述直径方向正交的方向的长度比所述延伸方向的长度更长。
[0014] 借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：
[0016] 图1是表示实施方式的真空阀、真空装置及真空泵的图。
[0017] 图2是真空阀的立体图。
[0018] 图3(a)是拆除阀盖后的框体基部的示意性立体图，图3(b)是从框体基部拆除的阀盖的示意性立体图。
[0019] 图4是第二实施方式的真空阀的立体图。
[0020] 图5是第三实施方式的真空阀的立体图。
[0021] 【主要元件符号说明】
[0022] 2、2A、2B：框体 3：上凸缘
[0023] 4、4A、4B：框体基部 6：下凸缘
[0024] 8：阀体(滑板) 10：驱动部
[0025] 11：基部侧安装面 12、23：开口
[0028] 18：负载承受部件 18a：前端部
[0029] 20、20A、20B：阀盖 21：阀体收纳部
[0030] 22：阀盖侧安装面 24：密封槽
[0031] 25：负载承受凹部 26：贯通孔
[0032] 28：凹部 31：螺栓
[0033] 100、100A、100B：真空阀 200：真空泵
[0034] 201：泵主体 203：泵壳
[0035] 204：进气口凸缘 300：真空装置
[0037] 303：排气凸缘 A、B、C、D：长度
[0038] AX：旋转轴 GP：气体流道
[0039] x、y、z：方向
具体实施方式
[0040] 请参照图1至图3(a)、图3(b)，将对作为阀装置的一例的真空阀的一实施方式进行说明。图1是表示本实施方式的真空阀、真空装置及真空泵的图。真空泵200例如是涡轮分子泵，经由真空阀100连接于真空装置300。在真空泵200的泵壳203上设置有进气口凸缘204。进气口凸缘204通过螺栓连接于真空阀100的下凸缘6。在真空装置300的真空容器302上设置有排气凸缘303。排气凸缘303通过螺栓连接于真空阀100的上凸缘3。真空泵200的泵主体
201安装于真空装置300的装置框架301。真空泵200、真空阀100及排气凸缘303沿着真空泵
200未图示的转子的旋转轴AX直列地连接。
201安装于真空装置300的装置框架301。真空泵200、真空阀100及排气凸缘303沿着真空泵
200未图示的转子的旋转轴AX直列地连接。
[0041] 图2是真空阀100的立体图。真空阀100包括框体2、在框体2内受到滑动驱动的滑板即阀体8以及阀体8的驱动部10。框体2包括框体基部4与利用螺栓安装于框体基部4的阀盖20。阀盖20可装卸地设置在框体基部4的一端。在框体基部4的上表面形成有所述上凸缘3。
如图1所示，在框体基部4的下表面形成有所述下凸缘6。
如图1所示，在框体基部4的下表面形成有所述下凸缘6。
[0042] 在框体基部4中形成有气体流道GP。通过驱动部10使阀体8移动到全闭角度位置至全开角度位置中的任意角度位置，对气体流道GP的开口面积进行控制，由此，对通过气体流道GP的气体流量进行调节。
[0043] 阀盖20包括收纳退避气体流道GP后的阀体8的阀体收纳部21。阀体收纳部21是从气体流道GP向直径方向扩大且供阀体8退避的空洞部。
[0044] 通过将紧固于框体基部4的螺栓31(参照图3(a)、图3(b))拆下，能够从框体2拆除阀盖20。图3(a)是拆除阀盖20后的框体基部4的示意性立体图，图3(b)是从框体基部4拆除的阀盖20的示意性立体图。以所述方式使阀盖20可装卸，从而使框体2可拆解，由此，能够在将真空阀100安装于真空容器302及真空泵200的状态下更换阀体8等。再者，图3(a)中省略了阀体8等的记载。
[0045] 为了便于说明，如图3(a)、图3(b)所示，将沿着真空泵200未图示的转子的旋转轴AX的方向设为z方向，将从旋转轴AX朝向阀盖20的直径方向设为x方向，将与z方向及x方向正交的方向设为y方向。再者，气体流道GP的延伸方向与转子的旋转轴AX的延伸方向即z方向一致。
[0046] 如图3(a)所示，框体基部4包括安装阀盖20的基部侧安装面11。基部侧安装面11与yz平面平行。在基部侧安装面11上设置有供移动的阀体8通过的开口12。另外，在基部侧安装面11上及开口12的外侧，形成有从基部侧安装面11向x方向突出的负载承受突部13。负载承受突部13将在后文中详述。在框体基部4上设置有供螺栓31螺合的母螺纹部14。
[0047] 如图3(b)所示，阀盖20包括与框体基部4的基部侧安装面11相向地安装于框体基部4的阀盖侧安装面22。阀盖侧安装面22与yz平面平行。在阀盖侧安装面22上设置有阀体收纳部21的开口23。另外，在阀盖侧安装面22上及开口23的外侧，形成有密封槽24。未图示的密封部件嵌入至密封槽24。在阀盖侧安装面22上及密封槽24的外侧，形成有从阀盖侧安装面22向x方向凹陷的负载承受凹部25。负载承受凹部25将在后文中详述。在阀盖20上设置有供螺栓31贯穿的贯通孔26。
[0048] 阀盖20以基部侧安装面11的开口12与阀盖侧安装面22的开口23相向的方式，使基部侧安装面11与阀盖侧安装面22抵接，并通过螺栓31而被安装于框体基部4。再者，嵌入至密封槽24未图示的密封部件将基部侧安装面11与阀盖侧安装面22之间密封。另外，将阀盖20安装于框体基部4之后，框体基部4的负载承受突部13与负载承受凹部25嵌合。
[0049] ---关于负载承受突部13及负载承受凹部25---
[0050] 在稳定运转时，真空泵200未图示的转子以数万rpm的速度高速旋转。在此种高速旋转时，在转子与定子侧因某些原因而接触的情况下，或在转子破损的情况下，冲击力会向转子的旋转方向作用于泵壳203。因所述冲击力而产生使进气口凸缘204以旋转轴AX为中心而旋转的扭矩，并使进气口凸缘204进行旋转移动。由于所述旋转移动，连接于进气口凸缘204的真空阀100也会向相同方向进行旋转移动。
[0051] 这样，当真空阀100因外力而承受以气体流道GP的延伸方向为中心的旋转扭矩之后，设置在相对于气体流道GP直径方向外侧，即偏离旋转轴AX的位置的阀盖20上会产生惯性力。所述惯性力沿着基部侧安装面11及阀盖侧安装面22，即沿着图3(a)、图3(b)所示的y方向，成为使框体基部4与阀盖20彼此错开的力而起作用。因此，对于现有的真空阀来说，巨大的剪切力有可能会施加至将阀盖固定于框体基部的螺栓，导致螺栓断裂。
[0052] 特别是在阀盖20为铸造物制成的情况下，与阀盖20为制罐物的情况相比，重量有变重的倾向，所述惯性力也有增大的倾向。
[0053] 因此，在本实施方式中，如上所述，利用负载承受突部13及负载承受凹部25来承受在阀盖20上产生的惯性力。以下，详细说明负载承受突部13及负载承受凹部25。
[0054] 如图3(a)所示，负载承受突部13是例如呈长方体形状的突部。如图3(b)所示，负载承受凹部25是以与负载承受突部13嵌合的方式设置的例如呈长方体形状的凹部。将阀盖20安装于框体基部4之后，负载承受突部13面向y方向的侧面13a、13a与负载承受凹部25面向y方向的侧面25a、25a相向。在负载承受突部13的侧面13a、13a与负载承受凹部25的侧面25a、25a之间存在规定的间隙，因此，负载承受突部13的侧面13a、13a与负载承受凹部25的侧面
25a、25a稍微分离。
25a、25a稍微分离。
[0055] 如上所述，当真空阀100因外力而承受以气体流道GP的延伸方向为中心的旋转扭矩之后，框体基部4与阀盖20会因阀盖20的惯性力而沿着y方向错开所述间隙，并使负载承受突部13的其中一个侧面13a与负载承受凹部25的其中一个侧面25a抵接。在负载承受突部13的其中一个侧面13a与负载承受凹部25的其中一个侧面25a抵接之后，在阀盖20上产生的惯性力由负载承受突部13及负载承受凹部25承受。因此，能够防止剪切力施加至将阀盖20固定于框体基部4的螺栓31，从而能够防止螺栓31的损伤。
[0056] 这样，框体基部4与阀盖20之间的嵌合部，即负载承受突部13及负载承受凹部25是承受在阀盖20上产生的惯性力的负载承受部。再者，负载承受部也能够称为负载耐力部。
[0057] 再者，存在于负载承受突部13的侧面13a、13a与负载承受凹部25的侧面25a、25a之间的间隙，小于将阀盖20固定于框体基部4的螺栓31与供螺栓31贯穿的阀盖20的贯通孔26之间的间隙。由此，即使框体基部4与阀盖20因阀盖20的惯性力而沿着y方向错开所述间隙，仍能够防止阀盖20的贯通孔26与螺栓31抵接，从而能够防止螺栓31的损伤。
[0058] 为了缩短真空泵200与真空装置300之间的距离，较理想的作法是缩短真空阀100的上凸缘3与下凸缘6之间面与面的间距，因此，较理想的情况是真空阀100的z方向为小尺寸。因此，基部侧安装面11及阀盖侧安装面22的z方向的长度比y方向的长度更短。另一方面，沿着y方向的剪切力会因在阀盖20上产生的惯性力而作用于负载承受突部13。因此，为了对应所述剪切力并充分确保负载承受突部13的强度，需要在某种程度上确保负载承受突部13沿着yz平面的面积，即图3(a)所示的长度A与长度B之乘积。长度A是负载承受突部13沿着y方向的长度，长度B是负载承受突部13沿着z方向的长度。
[0059] 因此，在本实施方式中，使相较于z方向更具有余裕的y方向的长度A比长度B更长，由此，确保负载承受突部13沿着yz平面的面积，从而确保负载承受突部13的强度。再者，配合负载承受突部13的形状而形成负载承受凹部25。因此，如图3(b)所示，负载承受凹部25沿着y方向的长度C比沿着z方向的长度D更长。
[0060] 所述实施方式的真空阀100产生如下的作用效果。
[0061] (1)真空阀100包括：框体基部4，形成有气体流道GP；阀体8，沿着与气体流道GP交叉的方向移动，并对气体流道GP的开口面积进行控制；阀盖20，设置有从气体流道GP向直径方向扩大且供阀体8退避的阀体收纳部21，且可装卸地安装于框体基部4；以及负载承受突部13及负载承受凹部25，承受由于外力而使得框体基部4受到的旋转扭矩在阀盖20上产生的惯性力。
[0062] 由此，即使真空阀100因外力而承受以气体流道GP的延伸方向为中心的旋转扭矩，导致在阀盖20上产生惯性力，也能够利用负载承受突部13及负载承受凹部25来承受所述惯性力。因此，能够防止剪切力施加至将阀盖20固定于框体基部4的螺栓31，从而能够防止螺栓31的损伤。
[0063] (2)真空阀100包括：负载承受凹部25，设置于阀盖20；以及负载承受突部13，设置于框体基部4，且与负载承受凹部25嵌合。由此，即使真空阀100因外力而承受以气体流道GP的延伸方向为中心的旋转扭矩，导致在阀盖20上产生惯性力，也能够利用负载承受突部13与负载承受凹部25之间的嵌合部来承受所述惯性力。因此，能够防止剪切力施加至将阀盖20固定于框体基部4的螺栓31，从而能够防止螺栓31的损伤。
[0064] (3)框体基部4包括安装阀盖20的基部侧安装面11，阀盖20包括与基部侧安装面11相向地安装于框体基部4的阀盖侧安装面22。负载承受凹部25设置于阀盖侧安装面22，负载承受突部13设置于基部侧安装面11。由此，将阀盖20安装于框体基部4之后，基部侧安装面11的开口12与阀盖侧安装面22的开口23相向，框体基部4的负载承受突部13与负载承受凹部25嵌合。由此，可容易地将阀盖20安装于框体基部4，因此，真空阀100的维护性提高。
[0065] (4)负载承受凹部25及负载承受突部13与气体流道GP的延伸方向及气体流道GP的直径方向正交的方向的长度C及长度A比气体流道GP的延伸方向的长度D及长度B更长。由此，上凸缘3与下凸缘6之间面与面的间距具有限制的真空阀100能够确保负载承受突部13的强度。
[0066] ---第二实施方式---
[0067] 请参照图4，将对作为阀装置的一例的真空阀的第二实施方式进行说明。在以下的说明中，对与第一实施方式相同的结构要素附上相同符号，并主要对不同点进行说明。未特别说明的方面与第一实施方式相同。
[0068] 图4是第二实施方式的真空阀100A的立体图。真空阀100A的框体2A包括框体基部4A与利用螺栓31(参照图3(a)、图3(b))安装于框体基部4A的阀盖20A。在框体基部4A的图示上侧，形成有从基部侧安装面11向x方向突出的突出部16。突出部16在z方向上呈现为具有规定厚度的厚壁板状，且从z方向观察时的形状例如为矩形。再者，本实施方式的框体基部
4A未设置第一实施方式中所说明的负载承受突部13。
4A未设置第一实施方式中所说明的负载承受突部13。
[0069] 在阀盖20A的图示上侧，形成有从阀盖侧安装面22向x方向凹陷的凹部28。凹部28在z方向上呈现为具有规定深度的槽状，且从z方向观察时的形状例如为矩形。再者，本实施方式的阀盖20A未设置第一实施方式中所说明的负载承受凹部25。
[0070] 将阀盖20A安装于框体基部4A之后，框体基部4A的突出部16与凹部28彼此嵌合，并使突出部16面向y方向的侧面16a、16a与凹部28面向y方向的侧面28a、28a相向。在突出部16的侧面16a、16a与凹部28的侧面28a、28a之间存在规定的间隙，因此，突出部16的侧面16a、16a与凹部28的侧面28a、28a稍微分离。
[0071] 当真空阀100A因外力而承受以气体流道GP的延伸方向为中心的旋转扭矩之后，框体基部4A与阀盖20A会因阀盖20A的惯性力而沿着y方向错开所述间隙，并使突出部16的其中一个侧面16a与凹部28的其中一个侧面28a抵接。突出部16的其中一个侧面16a与凹部28的其中一个侧面28a抵接之后，在阀盖20A上产生的惯性力由突出部16及凹部28承受。因此，能够防止剪切力施加至将阀盖20A固定于框体基部4A的螺栓31，从而能够防止螺栓31的损伤。
[0072] ---第三实施方式---
[0073] 请参照图5，将对作为阀装置的一例的真空阀的第三实施方式进行说明。在以下的说明中，对与第一实施方式及第二实施方式相同的结构要素附上相同符号，并主要对不同点进行说明。未特别说明的方面与第一实施方式及第二实施方式相同。本实施方式与第一实施方式及第二实施方式的主要不同点在于：通过安装于框体基部及阀盖的侧面的厚壁板状部件来承受在阀盖上产生的惯性力。
[0074] 图5是第三实施方式的真空阀100B的立体图。真空阀100B的框体2B包括框体基部4B与利用螺栓31(参照图3(a)、图3(b))安装于框体基部4B的阀盖20B。在框体基部4B面向y方向的两个侧面17、17上分别安装有负载承受部件18、18。负载承受部件18、18是例如呈矩形的厚壁板状的部件，例如通过焊接而固定于各侧面17、17。负载承受部件18、18的前端部
18a、18a分别从基部侧安装面11向x方向突出。
18a、18a分别从基部侧安装面11向x方向突出。
[0075] 再者，本实施方式的框体基部4B未设置在第一实施方式中所说明的负载承受突部13或在第二实施方式中所说明的突出部16。另外，本实施方式的阀盖20B未设置在第一实施方式中所说明的负载承受凹部25或在第二实施方式中所说明的凹部28。
[0076] 阀盖20B面向y方向的两个侧面29、29在阀盖20B安装于框体基部4B之后，与框体基部4B的各个侧面17、17大致成为一个面。负载承受部件18、18的前端部18a、18a内侧的面在y方向上，分别与框体基部4B的侧面17、17相向。在负载承受部件18、18的前端部18a、18a内侧的面与框体基部4B的侧面17、17之间存在规定公差的间隙。也就是说，负载承受部件18、18的前端部18a、18a内侧的面与框体基部4B的侧面17、17稍微分离。
[0077] 当真空阀100B因外力而承受以气体流道GP的延伸方向为中心的旋转扭矩之后，框体基部4B与阀盖20B会因阀盖20B的惯性力而沿着y方向错开所述间隙，其中一个负载承受部件18的前端部18a与阀盖20B的其中一个侧面29抵接。其中一个负载承受部件18的前端部18a与阀盖20B的其中一个侧面29抵接之后，在阀盖20B上产生的惯性力由其中一个负载承受部件18承受。因此，能够防止剪切力施加至将阀盖20B固定于框体基部4B的螺栓31，从而能够防止螺栓31的损伤。
[0078] 再者，所述第一实施方式至第三实施方式也可以适当组合。
[0079] 如下所述的变形也处于本发明的范围内，更能够将一个或多个变形例与所述实施方式加以组合。
[0080] (变形例1)在所述第一实施方式中，在框体基部4的基部侧安装面11上设置有突部即负载承受突部13，在阀盖20的阀盖侧安装面22上设置有凹部即负载承受凹部25。但是，也可以在阀盖20的阀盖侧安装面22上设置相当于负载承受突部13的突部，将与所述突部嵌合的凹部设置于框体基部4的基部侧安装面11。这样，框体基部4与阀盖20之间的嵌合部的凹凸关系与第一实施方式颠倒的真空阀，会产生与第一实施方式相同的作用效果。
[0081] 另外，在所述第二实施方式中，在框体基部4A上设置有突部即突出部16，在阀盖20A上设置有凹部即凹部28。但是，也可以在阀盖20A上设置相当于突出部16的突部，将与所述突部嵌合的凹部设置于框体基部4A。这样，框体基部4A与阀盖20B之间的嵌合部的凹凸关系与第二实施方式颠倒的真空阀，会产生与第二实施方式相同的作用效果。
[0082] (变形例2)在所述第三实施方式中，负载承受部件18、18固定于框体基部4B的各侧面17、17。但是，负载承受部件18、18也可以不固定于框体基部4B，而是固定于阀盖20B的各侧面29、29。通过负载承受部件18、18固定于阀盖20B的各侧面29、29的真空阀，会产生与第三实施方式相同的作用效果。
[0083] 另外，在所述第三实施方式中，负载承受部件18、18分别固定于框体基部4B的各侧面17、17。但是，也可以将负载承受部件18仅固定于框体基部4B的各侧面17、17中的任一个侧面。在此情况下，若真空泵200未图示的转子的旋转方向为例如图5中的顺时针方向，则只要将负载承受部件18安装于框体基部4B的各侧面17、17中图示上侧的侧面17即可。
[0084] 或者，也可以代替如上所述地安装于图示上侧的侧面17的负载承受部件18，或与安装于图示上侧的侧面17的负载承受部件18一起，将负载承受部件18固定于阀盖20B的各侧面29、29中图示下侧的侧面29。
[0085] (变形例3)所述第一实施方式中的负载承受突部13及负载承受凹部25、第二实施方式中的突出部16及凹部28以及第三实施方式中的负载承受部件18、18的从x、y、z的各方向观察时的形状分别为矩形。但是，这些部分的形状只要能够承受所述惯性力，则不限于矩形。
[0086] (变形例4)在所述第一实施方式中，在框体基部4上设置有突部即负载承受突部13，在阀盖20上设置有凹部即负载承受凹部25。但是，也可以在框体基部4上与负载承受凹部25相向的位置设置与负载承受凹部25相同的凹部，并且设置嵌合于所述凹部与负载承受凹部25的键槽(key)。由此，能够利用设置于框体基部4的凹部、键槽及负载承受凹部25来承受在阀盖20上产生的惯性力。
[0087] (变形例5)在所述第一实施方式中，设置有一对负载承受突部13及负载承受凹部25。但是，也可以设置两对以上的负载承受突部13及负载承受凹部25。
[0088] 另外，在所述第二实施方式中，将一对突出部16及凹部28设置于图4中框体基部4A的图示上侧。但是，也可以将一对突出部16及凹部28设置于图4中框体基部4A的图示下侧，更可以将一对突出部16及凹部28分别设置于图4中框体基部4A的图示上侧及下侧。另外，还可以将两对以上的突出部16及凹部28设置于图4中框体基部4A的图示上侧或下侧。
[0089] (变形例6)在所述第一实施方式中，负载承受凹部25设置于环状的密封槽24的外侧。但是，负载承受凹部25也可以设置于环状的密封槽24的内侧。
[0090] (变形例7)在所述说明中，真空泵200例如是涡轮分子泵。但是，真空泵200也可以是例如牵引分子泵(molecular drag pump)等其他形式的旋转式真空泵。
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