自闭气体填充阀制造技术

本发明专利技术涉及一种无动力而能自动关闭的腐蚀气体及高纯净气体填充阀结构，例如，含有氟素气体、卤素气体等；该阀的动作顺序由外部设备的连动机构对该阀的压盘进行按压作动，使原本保持密闭的阀体打开并由供气端对填充端进行气体充填，当充填气体达到预定的压力时，阀体内的膜片受压膨胀带动阀轴向上移动而带动阀塞产生密闭状态，该密闭状态是由气压源的高气压的压力迫紧密闭的；在使用于高腐蚀气体条件下，该阀的接触气体的零件设计成可替换结构，并且在密封接触面由膜片膨胀成正压密封机制，来减少密封面的冲击并加大接触面积以减少颗粒的产生而降低污染风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种以氟树脂制造的气体阀，尤指无外部动力而可以自闭的气体填充阀，氟树脂包含有PFA、ETFE、PTFE、PVDF、FEP、PCTFE等，用来满足各种高腐蚀气体及高纯净气体填充需求，例如含氟素气体、卤素气体，而且该阀的材料完全使用非金属材料，完全无金属污染的顾虑。
技术介绍
一般气体的填充阀广泛用来灌注气体、填充生产设备的反应室、形成特定气体环境等用途，但是，在高腐蚀气体及高纯净气体环境下就无法使用已知的金属材料制成；而且密封面的密封机制也不可以有产生颗粒污染的问题；加上气体腐蚀常会造成密封座的密封面降低密封效果；而无使用外部动力来产生密封，例如外部气压，是为了利用气压源的压力而能简化阀结构并节约能源，所以，本专利技术针对下列要求进行创新：(1)高腐蚀气体输送，如氯气、氢氟酸。(2)无外部动力而可以自闭，简化结构并节能。(3)在高纯净气体环境密封面不可以有颗粒产生而造成污染。(4)对外部环境完全无泄漏。(5)容易替换受气体腐蚀的零件。目前用于气体阀结构的已知技术，早期多为金属结构，而为满足电子零件的腐蚀及清洁制程，于是就有由氟素材料制成的气体阀，以下数个引证由金属材料制成。引证一：US2013/0032600A1-Valveforcontainerfilledwithhalogengasorhalogencompoundgas一种膜片阀机构，用于高腐蚀气体的填充于容器用阀，在阀室内的膜片能同时开或闭入口信道与出口信道，特别在描述阀座的密封结构，包含接触面的表面积、表面粗糙度、阀座的接触面曲率半径等，膜片直接由活动柱塞迫紧密封，该活动柱塞由传动轴驱动，可以是气动、电动或手动的驱动方式，该膜片密封面需承受气源侧高压气体，膜片受柱塞直接迫紧在阀座上。引证二：US5413311-Gasvalve一种膜片阀的机构，特别在描述阀座的密封结构，膜片直接由活动柱塞迫紧密封，该活动柱塞由传动轴驱动，阀的膜片为金属面上有一层铁氟龙来增加密封性能；本引证为金属材质无法满足本申请案所提出的问题需求。引证三：TW201221811A1-空气操作阀一种横向连通的气动膜片阀，用于高纯度蚀刻药液，特别有关阀部与阀座在靠合密封时冲击会引起密封面材料剥离产生颗粒的问题，所以，空气驱动机构的机构为创新重点，另外，密封座尺寸形状及膜片阀塞密封之间的关系，该阀塞为膜片的一部分，由阀轴经由气压驱动，作上下往复运动，以达成阀的开关动作。本引证特别着重于密封面的微粒产生。引证四：CN201672112U-一种然气安全电磁阀一种由金属材料制成然气安全自闭阀，一种具有电磁线圈、拉杆、膜片、活动磁铁、阀心控制杆、连杆、活塞杆等零件，膜片固定在拉杆上并隔位在阀体内的离活动磁铁、阀心控制杆、连杆、活塞杆，使用时把拉杆向上提使膜片向上移动，并使附在阀心控制杆上的活动磁铁吸引拉杆，而带动连杆与活塞杆连动而开启阀门密封垫能正常供气，这时膜片成受气源压力而膨胀，管道失压时膜片向下收缩，而使阀心控制杆向下移动，并切断活动磁铁与拉杆间的吸引力，而使驱动阀心控制杆向下驱动连杆与活塞杆而关闭阀门密封垫成停止供气，气压过高时膜片过度膨胀活动磁铁与拉杆间仍然吸住或切断二者的吸引力，使驱动阀心控制杆驱动连杆与活塞杆而关闭阀门密封垫成停止供气。引证五：EP0517631A1-Valvewithmetaldiaphragm一种膜片阀的膜面剖面结构，特别在于描述金属膜面剖面结构与阀座密封，由柱塞的剖面结构来配合膜片以达成密封的功能。引证六：US6082705A-Membranevalvewhereinthemembraneisdisplacedbyacombinationoffluidflowandoperationofasolenoid一种空气膜片调节阀结构，特别用于流量调节，利用电磁阀的轴心，来控制其膜片的高度来达到流量控制的目的。引证七：手动气体填充阀3，其特点为：1.结构为金属材质，无法承受腐蚀气体。2.若此结构材料改为PTFE，阀座出口的密封座会受限于成形后尺寸精确度及耐磨性，使用一段时间后容易磨损而无法密封。3.阀主轴无使用膜片密封，在使用腐蚀气体下将无法密封。4.只适合一般气体用途。已知的手动气体填充阀3，请参考图7(A)、图7(B)所示，由阀本体310、压环320、阀轴330、密封球333、密封垫326、手盘340所构成；阀本体310其上两侧边装设有入口部311、出口部312，其上各设有通气孔313与紧锁螺牙314；阀本体310中心具有不同尺寸同心的孔状结构，分别有内轴孔315、密封孔316、螺牙孔317；其中压环320安装在螺牙孔317，密封垫326安装在密封孔316内受压环320迫紧，密封球333安装在内轴孔315内，能随气体流动而浮动，并能在出口部312的通气孔上因受压而产生密封效果。阀轴330穿过压环320的中心孔323，其一端为位于阀本体310外部的螺牙部331，装设有手盘340与固定螺帽343；中间部分由压环320密封与固定；另一端为位于内轴孔315内具有盘形结构的压球部332，用于将位于出口部312通气孔密封的密封球333推开以使气体流动。压环320的中心孔323上设有凹槽322，装设有O型环来对阀轴330密封与固定；其外环面为螺牙部321被紧锁在螺牙孔317上并对密封垫326迫紧，使O型环达到密封效果并能固定阀轴330。密封垫326位于密封孔316底部，受压环320迫紧而能使O型环产生变形来密封穿过中心孔的阀轴330。密封球333为软质塑料材料或橡胶材料制成，其直径为空气孔直径的3倍以上，能随气体流动而上浮，当受压在出口部312通气孔产生密封效果时，其球面能与通气孔的开口密合。手盘340由中心螺孔341紧锁在阀轴330的螺牙部331上，并由固定螺帽343紧锁固定。气体填充准备时，当需要进行气体充填时，气瓶管线接头由紧锁螺牙314被固定在出口部312，气源管线接头由紧锁螺牙314被固定在入口部311，并把手盘340往上拉，打开气源侧的密闭阀，这时手动气体填充阀3内的密封球333上浮，并受压在出口部312通气孔产生密封气源的气体不会外泄。要气体填充时，把手盘340往下按，这时手动气体填充阀3内的密封球333被阀轴330的压球部332向下推，密封球333离开密封状态，气体由入口部311的通气孔流向内轴孔315，并经由内轴孔315与压球部332的径向间隙，再流向出口部312的通气孔对气瓶进行充填。完成气瓶充填，把手盘340往上拉，这时手动气体填充阀3内的阀轴330的压球部332向上拉，推密封球333被气流向上推而浮动，密封球333受压在出口部312通气孔产生密封。以上的数个引证中，若把金属材料改为氟素材料；则需求条件(1)高腐蚀气体输送，所有引证都将符合；需求条件(2)无外部动力而可以自闭，简化结构并节能，引证四也具有特定安全条件下的自动关闭功能，但其机构相对复杂且与气体填充用途的需求不符，其他引证也都无相关说明；需求条件(3)密封面不可以有颗粒产生而造成污染，除了引证一与引证三有提出外，其余引证并未详细说明；需求条件(4)对外部环境完全无泄漏，则引证七的阀轴使用O形环密封，将无法达到完全密封的需求；需本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自闭气体填充阀，所述自闭气体填充阀用在高腐蚀气体在气瓶填充或制程设备的反应室填充，所述自闭气体填充阀接触腐蚀气体的零件是使用含氟树脂材质制成的，所述自闭气体填充阀包含有：阀本体、压环、阀轴、附有膜片的柱塞、阀塞、密封座、上盖、压盘；所述阀本体为四方形块状结构，四个角落的螺牙孔用螺栓紧锁迫紧所述上盖，其上两侧边装设有入口部与出口部，且各设有通气孔与紧锁螺牙；所述阀本体中心设有内轴孔、密封孔、阶梯部及定位环，用来组装其他零件；所述入口侧通气孔接到所述内轴孔，所述出口侧通气孔接到所述密封孔；所述柱塞安装在所述密封座的气体室内，而其上的所述阀塞则安装在所述内轴孔内，位于所述密封座的下方侧，其所述膜片能在所述密封座上受压而密封，所述阀塞也能因所述膜片膨胀而随所述柱塞上移且受气体压力而密封；所述上盖通过定位凸环与定位环内径面耦合定位安装在所述阀本体上；迫紧时所述凸环的压合面会把所述密封座的法兰盘迫紧在所述阶梯部而密封；其中心孔为螺牙孔用来安装所述压环；所述压环的螺牙部被紧锁在所述上盖的所述螺牙孔内；其中心孔上设有装设有O型环的凹槽，用来固定所述阀轴；其位于最下方的为迫紧环面，用来将所述膜片的密封环迫紧在所述密封座的所述法兰盘上以使所述膜片密封；所述阀轴中间部分穿过中心孔来固定；有一端为内螺牙孔用来安装具有膜片部的所述柱塞；所述密封座安装于所述密封孔内且成圆柱状；其上方侧有所述法兰盘，并在所述阶梯部定位且被迫紧密封；中间的圆柱面贴合所述密封孔内径；其中央设有容气室，其侧边设有与所述出口部的所述通气孔相连接的通气孔；其下方设有贯穿的中心孔，容许所述柱塞通过；所述法兰盘被所述上盖迫紧在所述阶梯部而达到密封；所述压环迫紧时将所述密封环迫紧在所述法兰盘以达成密封；所述阀塞安装在所述柱塞下部，能随所述柱塞而上下移动，其所述密封环面贴合所述中心孔周围的密封面时会产生密封效果；所述压盘由中心螺孔紧锁固定在所述阀轴的所述螺牙部上，其上盘面将承受设备的连杆机构向下按压，使所述阀塞随所述柱塞而向下移动而开启所述自闭气体填充阀；本专利技术的完全无泄漏的专利特征包括：所述柱塞附有所述膜片，其所述密封环受迫紧环面迫紧而密封；所述密封座的所述法兰盘由所述上盖与所述阀本体紧锁迫紧在所述阶梯部而达到密封；本专利技术的可更换接触腐蚀气体零件的专利特征为：可以更换所述附有膜片的柱塞、所述阀塞、所述密封座三个易受腐蚀零件；本专利技术的可自动闭合的专利特征为：所述膜片在承受填充气体压力膨胀使所述柱塞向上移动，而所述阀塞随之上升而压合在所述中心孔周围的密封面，此时所述阀塞还会承受气源侧的高压而产生密封效果；本专利技术的密封面不会产生颗粒污染的专利特征为：所述阀塞是由所述膜片承受充填气压上升而膨胀带动的，并由气源侧高压正面压合密封，所述阀塞不会冲击所述密封座也不会产生颗粒污染。...

【技术特征摘要】
1.一种自闭气体填充阀，所述自闭气体填充阀用在高腐蚀气体在气瓶填充或制程设备的反应室填充，所述自闭气体填充阀接触腐蚀气体的零件是使用含氟树脂材质制成的，所述自闭气体填充阀包含有：阀本体、压环、阀轴、附有膜片的柱塞、阀塞、密封座、上盖、压盘；所述阀本体为四方形块状结构，四个角落的螺牙孔用螺栓紧锁迫紧所述上盖，其上两侧边装设有入口部与出口部，且各设有通气孔与紧锁螺牙；所述阀本体中心设有内轴孔、密封孔、阶梯部及定位环，用来组装其他零件；所述入口侧通气孔接到所述内轴孔，所述出口侧通气孔接到所述密封孔；所述柱塞安装在所述密封座的气体室内，而其上的所述阀塞则安装在所述内轴孔内，位于所述密封座的下方侧，其所述膜片能在所述密封座上受压而密封，所述阀塞也能因所述膜片膨胀而随所述柱塞上移且受气体压力而密封；所述上盖通过定位凸环与定位环内径面耦合定位安装在所述阀本体上；迫紧时所述凸环的压合面会把所述密封座的法兰盘迫紧在所述阶梯部而密封；其中心孔为螺牙孔用来安装所述压环；所述压环的螺牙部被紧锁在所述上盖的所述螺牙孔内；其中心孔上设有装设有O型环的凹槽，用来固定所述阀轴；其位于最下方的为迫紧环面，用来将所述膜片的密封环迫紧在所述密封座的所述法兰盘上以使所述膜片密封；所述阀轴中间部分穿过中心孔来固定；有一端为内螺牙孔用来安装具有膜片部的所述柱塞；所述密封座安装于所述密封孔内且成圆柱状；其上方侧有所述法兰盘，并在所述阶梯部定位且被迫紧密封；中间的圆柱面贴合所述密封孔内径；其中央设有容气室，其侧边设有与所述出口部的所述通气孔相连接的通气孔；其下方设有贯穿的中心孔，容许所述柱塞通过；所述法兰盘被所述上盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：简焕然，陈柏文，
申请(专利权)人：和正丰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71