[發明專利]真空保護閥

有效

• 申請號: 201010241623.X
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN102345759A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 覃峰;陳勇輝;聶宏飛;趙濱;于文忠;李其濤
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: F16K31/126
• 分類號: F16K31/126;F16K17/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及真空吸持技術領域，且特別涉及一種真空保護閥。

背景技術

吸盤等真空元件被大量運用于工件吸持等場合，這種場合通常采用集中式真空系統，如圖1所示，即數個吸盤120共用一個真空源110，從而提高真空氣源的利用效率。但該真空系統存在真空串擾的潛在問題：即因吸盤老化、工件破損、工件位置錯誤等原因，使得系統中的某個真空吸盤失效，在吸持工況下與外界大氣直接連通時，將導致真空供氣管路中的真空度明顯下降。由于失效吸盤與其它真空吸盤共用真空，系統真空度的下降將使得其它吸盤無法維持正常吸力，可能導致整個真空系統癱瘓。此時，若其他真空吸盤正在吸附工件，將導致工件脫落等事故。因此，集中式真空系統必須采取措施避免真空串擾現象發生。

目前在真空系統設計中通常采用限制管徑、設置節流閥等措施緩解上述問題。但上述方法對設計精度的要求較高，且不合理的設計可能導致系統在真空吸持和破壞真空的工況下流量過小、真空終端響應速度降低，甚至影響破壞真空、高壓吹掃等工況。

為解決上述問題，FESTO公司設計了真空高效閥(型號：ISV-M4/M6/M10)，該閥件結構如圖2A及圖2B所示，包括殼體210、彈簧220、浮子230、過濾器240、固定螺絲250、吸盤260等零件。其中彈簧220、浮子230和過濾器240被限制在殼體210和固定螺絲250構成的空腔中，且彈簧220將浮子230壓在過濾器250上。浮子230外徑略小于殼體內徑，浮子230末端開孔；吸盤260中的空氣可通過浮子230外壁與殼體210內壁的間隙、以及浮子230末端開孔而向上進入真空源；前者截面積較大，為主流道。其工作原理詳述如下：當吸盤260末端直接暴露在大氣下，如圖2A所示，由于浮子230后為真空，在前后壓差的作用下，浮子230克服彈簧220的預緊力，被向上吸附在殼體210上部，此時浮子230頂部與殼體210緊密接觸，空氣經浮子230外壁、殼體210內壁的主流道封閉，僅能穿過浮子230末端的開孔流入真空源。當物體接觸到吸盤260后，如圖2B所示，流量減少，浮子230前后的壓差隨之減小；彈簧220克服壓差后把浮子230向下推，打開浮子230外部、殼體210內部的流道，在吸盤中產生完全真空。基于該設計，當裝有該閥件的真空吸盤260出現失效而與外界大氣直接連通時，浮子230下方壓力增大，浮子230在壓差作用下向上關閉主流道，少量空氣僅能通過浮子230末端開孔而被吸入真空源，從而保護真空源的真空度，進而防止該真空系統得其他真空終端受到影響。該閥件的設計核心思想是通過閥芯上下的壓差來控制閥芯啟閉，其結構緊湊，便于大量使用，但存在的問題是閥件動作對系統真空度的依賴程度較高；當系統真空度因工況而發生變化時，可能影響閥件的正常動作。同時，為保證閥芯上下壓差，浮子230外壁與殼體210內壁的間隙較小，導致該閥件在全開狀態下的通徑有限，從而限制了吸附工況的響應速度、以及所連接吸盤的尺寸和吸附能力，并影響高壓吹掃等工況。

還例如實用新型專利《真空保持器》(李浩玄，中國臺灣，申請日2007.9.25，公告日2008.9.3，專利號ZL?200720178215.8)也提出了一種真空保持器以求解決上述問題。如圖3所示，該專利在真空吸盤310的上部設計一個腔體320，內含磁性鋼珠321，外設磁簧開關330。當真空吸盤310漏氣時，鋼珠321在漏氣的推動下上升、堵住上開口(322)并觸發開關(330)，以使真空源維持真空并提供報警。該方案結構簡單且有報警功能，但也存在明顯缺點：(1)在吸持工況下，當真空吸盤310接觸工件、且從破壞真空為吸持狀態時，真空吸盤310下部空腔的氣體在向上流入真空源的過程中亦可能推動鋼球321上行并堵住腔體320上開口，從而影響甚至妨礙吸持工況的正常進行；(2)在破壞真空工況下，由于鋼球321上部壓力大于下部壓力，鋼球被壓緊在腔體320下開口，氣體從上開口向下開口的流動被限制甚至阻止，從而可能影響破壞真空工況的正常進行并降低響應速度；(3)當反向通高壓空氣以進行管道吹掃清潔時，鋼球321被壓緊在腔體320下開口，氣體從上開口向下開口的流動被限制甚至阻止，從而影響高壓吹掃工況的正常進行。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中，因避免真空串擾現象而導致真空系統在真空吸持和破壞真空的工況下流量過小、真空終端響應速度降低，甚至影響破壞真空、高壓吹掃工況等技術問題。