[发明专利]具有硬质座面的阀组件

说明书

技术领域

本发明涉及流体流动控制领域，具体地说，涉及一种阀组件。更具体地，本发明涉及一种具有硬质座面的阀组件。

背景技术

流体阀具有多种广泛的形式和尺寸，用于多种目的，控制性状在从较轻气态到较重浆状和接近固态的范围内的易流动材料，而且可以在如简单双态(开一关)、比例、直接手动和远程电动的不同控制下以多种速度操作。在某些工业过程中，例如半导体和集成电路制造中气体的自动控制，那些耗费较少电力，能够对精确控制即便相对较大流体快速响应的阀组件，尤为引人关注。例如，大规模流量控制器广泛用于半导体和集成电路制造中，以控制处理气体的输送，而该大规模流量控制器包括这种阀。

美国专利公开文献No.4796854、No.5727769和No.6505812都属于本发明的受让人，这些美国专利中公开了电磁比例阀组件的实例。该公开的阀组件都包括可移动的阀部件，所述阀部件由电枢定位以打开和关闭阀口。

所述阀组件可使用金属密封件或弹性材料密封件。金属密封件或密封表面的使用消除了弹性材料密封件固有的来自大气、除气作用以及颗粒的渗透。其他材料，如玻璃、蓝宝石或陶瓷，可用作座面，以避免由所述阀组件所控制的特定流体的化学降解，和/或避免由于例如温度和压力的降解。

通常优选地，在阀组件的座面中使用蓝宝石，以代替金属。在用于气体精确输送的高精度阀组件中，金属座面需要手工研磨的最后工艺，使口表面合乎规格，以提供适宜的密封。然而，这种研磨工艺增加了劳动强度，使阀组件的制造成本增大。另外，金属研磨的表面在较高温度下会受到腐蚀性液体的侵蚀，随着时间的过去会使密封性变差。作为可以制作为较平且光滑的较硬材料的蓝宝石，不易于出现这种密封性的变差。

其它阀可包括有陶瓷球，该陶瓷球座落于锥形不锈钢孔中。然而，这种布置不能提供在满标度流量的2％至100％之间的平稳控制。

仍然需要一种新的、改进的阀组件。该阀组件优选提供改进的隔断密封(cut-off sealing)，消除对金属部件进行手工加工的需要，允许将不能渗透的非金属材料用于座面，并提供稳定长期控制阀关闭的能力。新的且改进的阀组件还优选针对多个满标度范围提供满标度流量的2％至100％之间的平稳控制。

发明内容

因此，本发明提供一种阀组件，该阀组件包括阀体，该阀体具有孔和孔道，所述孔道延伸至所述孔的端部，以与所述孔流体连通。所述孔中接收有节流件，该节流件包括接收在所述孔的端部上的端壁和从所述端壁延伸的侧壁。所述节流件的端壁限定节流孔，该节流孔与所述阀体的孔道流体连通。在所述节流件中接收有阀部件，该阀部件可沿相对于所述节流孔的轴线移动。

所述阀组件还包括片簧，该片簧固定在所述节流件的侧壁的端部上并具有臂部，该臂部径向向内延伸并固定至所述阀部件。所述片簧作用为相对于所述节流孔推压所述阀部件。阀座固定至所述节流件的端壁并限定开口，该开口与所述节流孔流体连通，并且栓固定至与所述阀座相反的、阀部件的端部，从而，当所述阀部件沿所述轴线向所述节流孔移动时，所述栓与所述阀座接触，以密封所述阀座的开口，并防止流体通过节流孔和阀体的孔道而流动。

根据本发明的一个方面，所述阀座和栓都由硬质、不能渗透的非金属材料制成，该材料包括蓝宝石。所述阀座和栓都具有平坦的座面，所述座面垂直于所述阀部件的轴线延伸。在其它特征和优点之中，本发明阀组件的新颖结构允许所述平坦的座面在制作过程中相互平行，从而，所述蓝宝石栓和阀座可以提供改进的隔断密封。

另外，使用蓝宝石座面还消除了手工加工金属部件的需要，而且提供稳定长期控制阀关闭的能力。此外，使用平坦的座面提供满标度流量的2％至100％之间的平稳控制，超过多个满标度范围。

本发明的这些和其他特征及优点通过对下面结合附图的详细描述的阅读，将更加显而易见。

附图说明

通过下面详细描述以及附图，本发明的上述和其他特征及优点将更加得以理解，其中：

图1是根据本发明构造的阀组件的示意性实施例的分解透视图；

图2是包含在图1的圆圈部分“2”中的、图1的阀组件的放大分解透视图；

图3是图1中的阀组件的一部分的剖视图；

图4是包含在图3的圆圈部分“4”中的、图1的阀组件的放大剖视图；并且

图5是包含在图4的圆圈部分“5”中的、图1的阀组件的放大剖视图。

在所有这些附图中，相同的附图标记代表相同或相关的部件和单元。

具体实施方式