[发明专利]腔外线圈驱动式无弹性元件超洁净阀

说明书

本发明公开了一种腔外线圈驱动式无弹性元件超洁净阀。阀座设有入出口流道均连通到阀腔；阀腔周围的内壁设置有导磁外壳，导磁外壳套装有线圈组件，线圈组件上方的导磁外壳内设有永磁体或者次极靴，线圈组件下方的导磁外壳内设有主极靴；主极靴底面垫片和阀座底面之间具有间隔形成活动过渡腔；线圈组件内周面布置有磁环导套组件，磁环导套组件内装有内隔层，内隔层内装有衔铁，衔铁下端和阀芯固定连接，活动阀芯穿过主极靴中心的竖直通孔后伸入到活动过渡腔中。本发明阀腔外部无可动部件，整体结构紧凑，可靠性高，阀腔内部避免了弹性动作元件的结构，不易发生疲劳失效，具有体积小，控制精度高，响应速度快的优势。

技术领域

本发明涉及一种阀，具体涉及一种应用于半导体、生物医药、电子级化工等超洁净流控领域的腔外线圈驱动式无弹性元件超洁净阀。

背景技术

目前，隔膜阀和波纹管阀广泛应用于半导体、生物医药、电子级化工等超洁净流控领域。电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，使用传统的电磁阀结构，若采用金属弹性元件(如返簧)，会给整个超洁净环境带来污染，若采用非金属的弹性元件(如聚四氟乙烯PTFE弹簧)，又存在刚度不足、制造困难、使用寿命短等问题。

为满足超洁净环境的需求，隔膜阀(详情见专利WO2007089689A2，CN101365904A,CN1836124A，US20030722168)用挠性膜或组合隔膜将介质通路和动作件分隔开，波纹管阀用波纹管将介质通路和外界分隔开，上述阀中介质接触的仅仅是隔膜、波纹管和阀体，所以能够保证介质的洁净。但隔膜阀和波纹管阀的弹性动作元件在长期的工作过程中，易发生疲劳失效，表现为弹性动作元件破裂和穿孔。同时，相比于传统的电磁阀，隔膜阀和波纹管阀对介质的流量调节能力较差，只能在小范围调节，响应速度较慢。电磁隔膜阀同样存在弹性动作元件疲劳失效的问题。

申请号为CN201911054740.2的中国发明，提供了一种手动式超洁净开关阀，该阀依靠磁力实现阀芯运动的非接触式控制，虽然避免了隔膜疲劳破裂引发的泄漏与寿命问题，但同时也存在了弹性动作元件裹覆超洁净材料涂层加工工艺困难、和无法控制阀口开度的问题。申请号为CN202011163914.1的中国发明,提供了一种电动式超洁净阀，该阀通过内嵌永磁体和外部控制永磁体的配合方式设置磁力驱动组件，利用最小磁阻原理实现启闭阀口，对阀口位置可以实现开度控制，但电机对阀口的控制响应速度较慢。上述两发明的阀腔外部均有动作件(旋转手轮、步进电机)，存在整体结构偏大，阀腔外部结构可靠性低的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种腔外线圈驱动式无弹性元件超洁净阀，该超洁净电磁阀能满足超洁净环境的需求，在阀腔外使用线圈驱动，阀腔内无弹性动作元件，不易发生疲劳失效，同时可以控制阀的开度，具有电磁阀相对体积小，控制精度高，响应速度快的优点，解决了常见应用在超洁净流控领域的阀都有隔膜、弹簧等弹性元件的技术问题。

本发明采取的技术方案为：

本发明包括阀座、阀芯、外套、垫片、主极靴、限位片、线圈组件、磁环导套组件、衔铁、导磁外壳和内隔层；阀座内部的两侧分别设有入口流道和出口流道，阀座上固定安装有外套，外套内部和阀座之间形成阀腔，入口流道和出口流道均连通到阀腔；

阀腔周围的内壁紧贴固定地设置有导磁外壳，导磁外壳套装有线圈组件，线圈组件上方的导磁外壳内设有永磁体或者次极靴，永磁体/次极靴的顶面和外套内顶面接触，线圈组件上方的导磁外壳内设有主极靴；主极靴中心开设有用于阀芯贯穿过的竖直通孔，主极靴底面设有垫片，垫片通过阀座顶面的环形凸台支撑，使得垫片和阀座底面之间具有间隔形成活动过渡腔；

线圈组件内周面布置有磁环导套组件，磁环导套组件内装有内隔层，内隔层内装有衔铁，衔铁下端和阀芯上端固定连接，阀芯活动穿过主极靴中心的竖直通孔后伸入到垫片和阀座之间的活动过渡腔中；阀芯下端位于阀座入口流道的出口的正上方。

本发明的整体阀是上下沿重力方向布置，衔铁和内隔层之间具有间隙，衔铁在内隔层内能够自由上下升降移动。