TWI468610B - 真空閥及用於真空閥之封閉板 - Google Patents

Description

真空閥及用於真空閥之封閉板

本發明關於一種根據申請專利範圍第1項之前言用於一流徑之氣密密封的真空閥，包括一可移除地安裝在至少一推力桿上的封閉板；及一種根據申請專利範圍第12項之前言的封閉板。

用於實質上氣密地密封一通過一形成於一閥殼中之開口之流徑的真空閥已見於習知技藝之許多實施例。真空閘閥特別被用在IC及半導體製造之領域中，IC及半導體之製造必須在一沒有污染顆粒存在之盡可能極端的受保護氛圍中進行。舉例來說，在一半導體晶圓或液晶基板的製造廠中，極度敏感的半導體或液晶元件依序通過複數個處理室，其中出現在該等處理室內的半導體元件在所有情況中藉由一處理裝置處理。在該等處理室內處理期間及在處理室之間搬運期間，極度敏感的半導體元件必須永遠處於一受保護的氛圍中，特定言之係在真空中。該等處理室彼此連接，例如經由連接通道連接，該等處理室能夠藉由真空閘閥被打開以將部件從一處理室轉移到下一個處理室且隨後被氣密地密封以進行相應製造步驟。因為所述使用範疇，此等閥亦被稱為真空輸送閥，且因為其矩形開口橫截面故亦被稱為矩形閘。

真空閥之不同實施例、特別是其密封及驅動技術已見於習知技藝。視個別的驅動技術而定，特定言之在閘閥(亦稱為閥閘或矩形閘)與梭動閥之間作區別，習知技藝中之開啟和關閉通常以兩步驟進行。在一第一步驟中，就閘閥而言，一閥封閉件、特定言之一封閉板，例如像US 6,416,037(Geiser)或US 6,056,266(Blecha)所揭示，在一實質上平行於閥座的開口上方線性地移動，或者就梭動閥而言，例如像US 6,089,537(Olmsted)所揭示，在該開口上方繞一樞軸線樞轉而不因此於封閉板與閥殼的閥座之間發生接觸。在一第二步驟中，封閉板用其封閉側壓到閥殼之閥座上使得該開口被氣密地密封。密封作用舉例來說可為經由一被設置在閥盤之封閉側上且被壓到閥座上包繞該開口延伸的密封環或是經由閥座上之一密封環實現，閥盤之封閉側係壓抵於該閥座上之密封環。該密封環可被固持在一溝槽中及/或藉由硫化作用附著。

閘閥亦屬已知，其中關閉和密封程序係經由一單一線性運動進行。此一閥舉例來說係來自VAT Vakuumventile AG,Haag,Switzerland之輸送閥，其以產品名稱〝MONOVAT系列02和03〞為人所知且被設計成矩形插入閥。此種閥之設計及操作模式舉例來說見於US 4,809,950(Geiser)和US 4,881,717(Geiser)。其所述的閥於外殼內有一密封表面，當依閥通道之軸線的方向觀看時，該密封表面具有多個區段，這些區段被定位成一者在另一者後方且經由連續曲線變成側向地往外延伸之平坦密封表面區段，呈一個部件之樣式但具有複數個區段的此密封表面之假想母線係平行於閥通道之軸線。該密封表面經機械加工。封閉構件有一與之對應的接觸表面以得到周向封閉密封。在一更詳細的說明中，俗稱的閥閘具有一閘殼及一閘通道，該閘通道可由一可在其平面內平移的封閉構件關閉。在該閘通道之區域中提供一密封表面，一設置在該封閉構件上的周向封閉密封在該封閉構件之關閉位置中係抵住該密封表面休止，該密封表面之假想平直母線係平行於該閘通道之軸線。該周向封閉單件式密封具有處於不同平面之不同長度及/或形狀的多個區段，該周向封閉密封之二個主要區段處於與該閘通道軸線成直角且相隔一距離的平面中。密封之該二主要區段藉由側向區段連接。該封閉構件具有一對應於外殼之密封表面之形狀且攜載該周向封閉密封的表面。該周向封閉密封之側向區段為U形。在每一情況中，這些U形側向區段之肢部處於一平面中。密封表面的這些在依閘通道之軸向觀看時被定位成一者在另一者後方的區段變成側向地往外延伸的平坦密封表面區段用於與該密封之主要區段在二者具有一平行於軸線之共同平直母線的區域中接觸。這些平坦密封表面區段處於彼此平行且平行於該閘通道軸線的平面中。由於封閉構件包括一個部件，其可暴露於高加速度力，使得此閥亦可被用於快速緊急封閉。由於關閉和密封作用可藉由一單一線性運動實現，閥之非常快速的關閉和開啟係可能的。

用於此種可藉由一線性運動關閉之輸送閥的適合驅動器見於JP 6241344(Buriida Fuuberuto)。其所述驅動器具有用於使上面裝有封閉構件之推力桿線性位移的偏心安置槓桿。

由於輸送閥就其本身而言被用在高敏感度半導體元件之生產，特別由閥之致動造成的顆粒生成以及閥空間中游離顆粒的數量必須保持盡可能地低。顆粒生成主要是摩擦的結果，例如因金屬-金屬接觸而造成，特定言之係閥封閉件與閥殼或閥座間之接觸以及閥封閉件與閥封閉件繫結所在且因此連接到驅動器的推力桿間之接觸。

避免顆粒生成之一特別挑戰在於閥驅動器之推力桿與閥封閉件、特別是封閉板間之連接。

一方面，封閉板必須被牢固地連接到推力桿使得在閥殼內之精確導引及封閉板精確壓到閥座上的作用成為可能，而沒有與在閥之關閉狀態中封閉板之高負載能力有關的不想要材料接觸。封閉板在推力桿上之一不想要的相對移動由於由此造成之材料摩擦作用導致可能污染閥空間中之高潔淨度氛圍的顆粒因摩擦而產生。因此習知技藝通常努力想要達到推力桿與封閉板間之無游隙紮實接觸。目標是在將封閉板壓上時使封閉板之封閉表面與閥座盡可能平行準直以許可一致的密封接觸且避免過度磨耗(特別是密封元件)。取代推力桿與封閉板間之一紮實、無游隙且準直的連接，一可在一有限範圍內移動的連接同樣可行，使得封閉板在被壓上時自行對準。但是，此自行對準永遠會在施壓期間造成推力桿與封閉板間之一相對運動，結果是因摩擦而產生污染顆粒。

另一方面，為了維護及/或更換，封閉板必須能夠從推力桿卸下及再次裝上而盡可能不用大幅拆解工作。但是一不用大幅拆解工作即可拆卸之連接因此必然提供會跟期望避免顆粒生成的目標產生衝突，因為在封閉板從推力桿拆下及該封閉板安裝的期間僅可由可觀的努力避免摩擦性材料接觸及顆粒生成。封閉板與推力桿間之一不想要相對移動的危險理所當然在一可拆卸連接的情況中會高於一不可拆卸、特定言之聯鎖之連接的情況。

習知技藝揭示在封閉板之背面上提供一或二個用於兩推力桿的開放半圓形凹處及在各個情況中藉由一螺桿安裝推力桿，該螺桿在各個情況中通過推力桿中之一橫孔並接合一形成於凹處中的螺紋孔。此種相對於推力桿為軸向的連接因為經由螺桿施加且在推力桿與凹處之間垂直地作用於封閉板的力而為摩擦性，且經由推力桿中之一肩狀段差而為聯鎖性，此段差僅在關閉方向中作用。此段差在藉由線性運動使封閉板關閉期間及封閉板壓到閥座上期間在半圓形凹處之上緣支撐著推力桿。

此種繫結方式舉例來說被用在來自VAT Vakuumventile AG,Haag,Switzerland之輸送閥的情況中，該閥以產品名稱〝MONOVAT系列02和03〞為人所知且被設計成矩形插入閥。為許可封閉板與閥座確實準直，螺桿要到封閉板安裝後才會被上緊，使得推力桿與封閉板間之相對移動仍有可能因為克服閥關閉期間之摩擦而發生。閥之後被關閉。由於推力桿與封閉板間之繫結仍未被完全固定，閥盤自己精確地與閥座對準。此外，原本藉由一沿線性調整路徑之摩擦連接固持的推力桿會相對於封閉板移動直到肩狀段差精確地架在半圓形凹處之上緣且關閉力因此經由聯鎖作用發生為止。在下一個步驟中，螺桿被上緊使得封閉板相對於推力桿之移動不再可能發生。二個推力桿之二個肩狀段差精確地架在半圓形凹處之上緣且藉由因螺桿上緊而造成之摩擦接觸被固定在該處。由於有一大力僅依線性關閉方向作用在推力桿與封閉板間之連接且此大力經由肩狀段差被以一聯鎖方式吸收，在螺桿上緊之後，推力桿與封閉板之間不會有實質位移，使得在真空閥之正常操作期間因摩擦造成之材料顆粒產生量保持相對較低。因為螺桿上緊前之準直而在推力桿上產生的顆粒藉由清潔作業去除。因為封閉板固定在推力桿上，在螺桿再次鬆開之前幾乎不會再產生任何顆粒。

封閉板與推力桿間之已知連接的一個缺點在於與封閉板從推力桿拆下及該封閉板安裝到該等推力桿上期間螺桿之鬆開及上緊作業有關的相對較長時間需求。螺桿沒有插入，封閉板就不會被固持在推力桿上。在二個推力桿的情況中，封閉板因而必須在兩螺桿皆嵌入螺紋內之前用手固持。拆解即為相反情況。上述用於使封閉板精確準直的螺桿兩階段上緊是一個無法藉由當今所知連接充分解決的問題。今期望有一種連接元件，其更快更方便操作且藉由此連接元件使封閉板在安裝(安裝應當盡可能地簡單)之後及閥第一次關閉之前與推力桿更精確地對準，以便能夠在封閉板安裝到推力桿上之後立即防止材料摩擦及顆粒產生。

因此，本發明之一目的是提出一種真空閥之封閉板，其可被盡可能精確地安裝到閥驅動器之至少一推力桿上且具備自對準能力，且不用太多努力就能在短時間內再次卸下，在真空閥操作期間於閥空間內產生之游離材料顆粒的存在量保持為低。

此目的經由實行申請專利範圍獨立項之定義特徵而達成。以替代或有利方式進一步發展本發明的特徵見於附屬項。

本發明所關之真空閥係用於一流徑之氣密密封，該流徑被理解為大體上係指兩區域、特別是一用於半導體製造的處理室與另一處理室或外部間之一可關閉開放路徑。該流徑舉例來說是二個彼此連接的處理室間之一連接通道，該等處理室能夠藉由該真空閥被打開以讓半導體部件從一處理室轉移到下一個處理室然後被氣密地密封以進行相應製造步驟。因為所述使用範疇，此等閥亦被稱為真空輸送閥，且因為其大致矩形開口橫截面故亦被稱為矩形閘。然依據本發明之真空閥用於任何期望流徑之大致氣密密封的任何其他期望應用亦在此列。該真空閥包括一具有一用於該流徑之開口的閥殼。該開口舉例來說是矩形的且具有一在該開口之區域中於該流徑中間平行於該流徑延伸的中心軸線。此開口軸線舉例來說係垂直於由該開口界定之區域。該開口被一圍繞該開口延伸的閥座表面包圍。

此外，該真空閥具有至少一推力桿，較佳為有二個推力桿。一封閉板被可移除地安裝在該至少一推力桿上。該至少一推力桿係可經由一閥驅動器沿其推力桿軸線實質上線性地調整，該推力桿軸線係在該封閉板之平面中實質上橫向於該開口軸線延伸，亦即在一垂直於該開口軸線延伸的假想平面中。該推力桿軸線特定言之係與較佳平直推力桿之中心軸線平行或共線。由該封閉板界定之封閉板的平面較佳係實質上平行於由該開口界定之區域。該閥驅動器舉例來說係由一習知技藝已知的閥驅動器構成。用於可藉由一線性運動關閉之真空閥的適合驅動器見於JP 6241344(Buriida Fuuberuto)，其所述驅動器具有用於推力桿之線性位移的偏心安置槓桿。在此一驅動器及此一封閉板的案例中，關閉力實質上軸向地作用在該推力桿上，使得該真空閥之關閉不會導致一力側向地作用在該推力桿上。僅有該流徑中之壓力差會產生一側向力，有可能藉由將該封閉板支撐在該閥殼上而避免該推力桿彎曲。

另一選擇，閥驅動器係以一使開啟和關閉以兩步驟進行的方式形成。在一第一步驟中，該封閉板在一實質上平行於閥座的開口上方沿著推力桿軸線線性地移動。在一第二步驟中，該封閉板用其封閉側壓到該閥殼之閥座上使得該開口被氣密地密封。視驅動器之設計而定，這導致一可觀的力量側向地作用於該推力桿上，且因此之故該推力桿必須具有適度剛性的尺度以避免過度彎曲。

在該推力桿之末端、亦即在推力桿末端，形成一圓柱形連接段。該連接段較佳在垂直於該推力桿軸線的平面中具有一圓形橫截面，該圓形橫截面在有效連接段之區域中沿該推力桿軸線為實質上恆定。

可移除地安裝在該至少一推力桿上的該封閉板具有一封閉側及一與該封閉側相對且實質上平行的背面，使得該封閉側與該背面指向相反方向。在一實施例中，該封閉板之平面於該封閉側之平面與該背面之平面之間的中央平行地延伸。

此外，該封閉板具有一對應於閥座表面的封閉表面。〝對應〞一辭應理解為係指該封閉表面及該閥座表面係以一使該封閉板可用其封閉表面壓到該閥座上致使該封閉表面與該閥座表面之間可沿該開口產生一緊密接觸的方式形成。藉由利用該閥驅動器在該封閉表面與該閥座表面之間產生密封接觸，該流徑暨該開口被氣密地關閉，該封閉板之封閉面指向該開口且該背面背對該開口。視該閥座之設計及閥類型，該封閉表面得為指向該等推力桿軸線亦指向之側或係指向該封閉側。該封閉表面的設計將在下文更詳細地說明。

視推力桿的數量而定，至少一凹形半圓第一桿凹形成於該封閉板上，並位於該封閉側上或在該封閉板之背面上。該封閉板經形成有該第一桿凹之側在下文稱為繫結側。該第一桿凹以一使其有可能將該連接段耦接至該第一桿凹的方式對應於該推力桿之連接段。該第一桿凹特定言之具有一圓形渠道形狀、亦即一半圓柱罩殼形狀，其內可配置塞入該渠道形狀內之該連接段、特定言之係圓柱形連接段。

特定言之，提供二個推力桿及二個第一桿凹，其被配置成在該封閉板之平面中為平行。

該至少一推力桿之個別連接段藉由繫結構件被可拆卸地固定在該第一桿凹內。

該繫結構件係呈一夾鉗件和一機械固定元件的形式，例如至少一螺桿。該夾鉗件具有一對應於該連接段的凹形半圓第二桿凹。該第二桿凹特定言之同樣具有一半圓形渠道形狀、亦即半圓柱罩殼形狀。

藉由該機械固定元件，該夾鉗件係以一使該半圓形第一桿凹與該相對半圓形第二桿凹界定一寬度可調整之圓柱形凹區的方式可調整地安裝在該封閉板之繫結側上。當該封閉盤被安裝到該推力桿上時，該圓柱形連接段被可拆卸地固持在此固持區內。該推力桿可用其連接段依該推力桿之方向導入該固持區內且可再次依相反方向移除。

換句話說，該封閉板之半圓形第一桿凹與該夾鉗件之半圓形第二桿凹彼此相對。因此，該等桿凹形成該圓柱形固持區之實質上二個大約完整的半圓形罩殼。寬度可調性係藉由該夾鉗件暨因此該第二桿凹可相對於該封閉板之繫結側暨因此可相對於該第一桿凹依一實質上垂直於該繫結側及垂直於該封閉板之平面的方向調整的事實達成。該第一桿凹與該第二桿凹間之距離因此可藉由該機械固定元件依一垂直於該封閉板之平面的方向變化。因為該固持區之形狀相依於該夾鉗件之瞬時設定及該等桿凹之間隔的特定範圍，該固持區之形狀並非確實的圓柱形或者僅在一特定距離的條件下為圓柱形，且特定言之被該夾鉗件與該封閉板間之一接頭打斷。同樣的，該等半圓形桿凹的形狀可不同於半圓形狀、亦即一半圓柱形罩殼之形狀。該第一桿凹和該第二桿凹之形狀因此應大致被理解為意指由其界定的固持區適合固持該推力桿之圓柱形連接段且能夠藉由減小該二桿凹之間距而將該區段相對於該封閉板在該推力桿軸線中固定。當然，有可能該等桿凹之半圓形狀、亦即半圓柱形輪廓在該推力桿軸線之方向暨其橫向中被段差、溝槽或小珠打斷。

一橫向於該推力桿軸線(亦即在一垂直於該推力桿軸線之平面中)延伸的腔穴形成於該第一桿凹或該第二桿凹中，在該腔穴內一彈性銷橫向於該推力桿軸線(亦即在一垂直於該推力桿軸線之平面中)且正切該圓柱形固持區延伸，該彈性銷以其側表面伸入該圓柱形固持區內。換句話說，該銷形成該固持區之實質上圓形橫截面之一割線。

較佳來說，該銷之兩端被固定在該腔穴內，該銷之中間未固定區在兩端之間延伸，局部在該腔穴內且局部在該圓柱形固持區內。由於該銷之中間區自由延伸未被固定，其垂直於縱向維度為彈性的，且在一力於該銷之中間區中依該圓柱形固持區之徑向往外作用在該銷之側表面上時於其末端之間彎曲。此彎曲產生該銷之彈性。該細長的銷可有一具備圓形橫截面的圓柱形狀，或是具備一橢圓形、矩形、方形、多邊形或其他橫截面。一般圓柱體之側表面形成該銷之側表面。

另一選擇，有可能僅有該銷之一端欲被固定在該腔穴內且另一端欲可自由移動，導致該銷之彈性提高。

該推力桿之連接段具有一橫向於該推力桿軸線且對應於該銷的接頭。該接頭係圍繞該推力桿之整個連接段或僅部分地圍繞該連接段延伸，或是側向地形成為一缺口之形式。較佳來說，該接頭在一平面上延伸，對該平面而言該推力桿軸線係一法線，亦即該平面垂直於該推力桿軸線。

該接頭以一在該封閉板係處於該推力桿上之已安裝狀態且其中該連接段被插入該固持區內的條件下使得該銷藉由該夾鉗件和該固定元件使其側表面在該接頭中被夾緊的方式延伸。因此，該銷使該推力桿沿該推力桿軸線固定。若該接頭僅部分地圍繞該連接段延伸，該接頭係被形成在該連接段面向該銷之側上。

該接頭特定言之具有一往內朝該接頭內部縮細之實質上V形橫截面、一半圓形橫截面或另一橫截面。

由於該銷正切地伸入該固持區內，一彈性束縛形成於該固持區中。為安裝該封閉板，該固持區之寬度(亦即該等桿凹之間隔)被以一使該連接段能插入該固持區內而有一特定徑向游隙、亦即具有間隙的方式調整。在將該封閉板安裝到該至少一推力桿上時且因此在將該連接段插入該固持區內時，形成該約束的該銷首先彈性地變形，因為該銷彎曲且被迫進入該腔穴內。一旦該封閉板已經完全安裝使得該連接段已經完全插入該固持區內，該銷和該接頭處於相同高度使得該彎曲的銷部分地放鬆，從該腔穴冒出並緊密地塞入該接頭內。藉由該銷在該接頭內之此夾緊作用，該封閉板在該推力桿軸線之方向中被軸向地固定(部分地以一聯鎖方式固定)，且被軸向地固持，使得特別是在推力桿指向下的情況中，不需要調整該固持區之寬度就可避免該封閉板之向下滑動。因此，該封閉板不用該固定元件之機械調整就已經被部分地固定。

在此固定狀態中，該封閉板與該推力桿之精確準直此時可藉由關閉該閥且將該封閉板壓到該閥座上實現。因此，該封閉表面自己與該閥座表面確實對準，且該封閉板在該至少一推力桿上採取期望位置。在此極精確準直狀態中，該夾鉗件此時可藉由該固定元件調整且該固持區之開口寬度可減小使得該二相對的桿凹夾緊該推力桿之連接段，該連接段被定位在二者之間，且藉由一摩擦連接予以固定。因此，該彎曲的銷更進一步彎曲且在該接頭中被更為牢固地夾緊，結果導致該封閉板在該推力桿上的軸向固定作用增強。

由於該封閉板可與該推力桿輕易地對準，該固定元件之調整僅在最終固定時有需要，且軸向固定作用係聯鎖及摩擦兼具，有可能快速容易地將該封閉板安裝到該至少一推力桿上及從該推力桿移除該封閉板。再者，因為該固定元件之多重調整之免除、初步軸向聯鎖固定作用及額外的最終聯鎖軸向固定作用，顆粒產生量保持為低。

依據本發明之真空閥及依據本發明之封閉板將在下文參照圖式中概要示出之工作實例僅以舉例的方式更詳細地說明。

圖1至6b實質上以不同視圖、狀態及詳細度示出本發明之單一範例實施例，因此這些圖將有一部分一起說明。圖7以一詳細圖示出真空閥之一替代實施例。由於共同參考數字部分地用於這些圖式且這些實施例僅部分地在細節方面不同，先被解釋的參考數字在一些案例中將不被再次說明。

圖1和2分別以斜角透視圖和正視圖示出一真空閥1，該閥係呈用於氣密地密封由箭頭F例示之流部件的矩形閘的形式。圖3a、3b及6a和6b示出封閉板11及其組件，包含來自圖1和2之真空閥1的推力桿7之末端。這些圖式將在下文一起說明。

真空閥1具有一閥殼2，該閥殼具備一用於流徑F的開口3。開口3有一具備圓角的矩形橫截面。圖1示出處於關閉位置C的真空閥1，且因此之故開口3被隱藏不可見，而開口3在圖2之真空閥1的開啟位置O中清楚可見。開口3具有一中心開口軸線5，該軸線在流徑F之中間平行於該流徑於開口3之區域中延伸。此開口軸線5垂直於由該開口界定之假想區域延伸。開口3被一閥座表面4包圍，該閥座表面在開口軸線5垂直地通過之複數個假想平面內圍繞著開口3曲線化。閥座表面4依閥驅動器6之方向指向上。

此外，真空閥1包括一平坦封閉板11。封閉板11具有一封閉表面13，該封閉表面對應於閥座表面4，依閥座表面4之方向指向下且同樣地在開口軸線5垂直地通過之複數個假想平面內曲線化。

真空閥1具有二個推力桿7，該等推力桿可藉由閥驅動器6沿著實質上橫向於開口軸線5之推力桿軸線8線性地調整。換句話說，推力桿軸線8在一平面上平行地延伸，開口軸線5係該平面之一法線。

如圖3a和3b所示，推力桿7在各自的推力桿末端9具有一圓柱形連接段10。一界定一封閉板之平面12的封閉板11被可移除地安裝在兩推力桿7上。封閉板之此假想平面12在圖1中用一矩形表示。封閉板11具有一封閉側26及一與該封閉側實質上平行且相對的背面15。此外，其有一對應於閥座表面4的封閉表面13且欲藉由產生封閉表面13與閥座表面4之一密封接觸而氣密地密封流徑F。此接觸係藉由閥驅動器6產生，因為封閉板11沿著推力桿軸線8被線性地移動且該封閉板之封閉表面13被壓到閥殼2之閥座4上，且如圖1所示。封閉板11之封閉側26指向開口3，背面15背對開口3。

閥驅動器6係以一使推力桿7可藉由閥驅動器6沿著推力桿軸線8線性地調整的方式形成。閥座表面4以一曲線形且封閉的方式包圍開口3。垂直於至少部分曲線形閥座表面4及封閉表面13的法線係實質上平行於封閉板之平面13。封閉板11因而可藉由閥驅動器6沿著平行於推力桿軸線8之兩推力桿7之線性調整路徑在一開放開口3的開啟位置O與一位置C之間線性地平移，在該位置C中該開口被氣密地關閉且該封閉盤在開口3上方線性地移動，並因此實質上依該線性調整路徑之關閉方向用封閉表面13壓到閥座表面4上。

表面之幾何法線應被理解為係指閥座表面4及封閉表面13之接觸區的垂直線，這些接觸區在真空閥1處於關閉狀態時係繞開口3延伸。此接觸區舉例來說係藉由封閉表面13及閥座表面4之密封帶之接觸表面形成。此定義應理解為大體上係指閥座表面4和封閉表面13係以一當沿著線性關閉方向關閉真空閥1時封閉表面13壓到閥座表面4上的動作(亦即壓力方向)實質上在一實質上平行於封閉板之平面12之平面內的方式形成，使得在一平行於開口軸線5之方向中的剪力被完全或大致避免。該線性調整路徑為封閉板11之開啟位置O與關閉位置C間之直線，較佳平行於推力桿軸線8。一具有依此方式設計之閥座表面4及封閉表面13的真空閥實質上從習知技藝已知，例如一由來自VAT Vakuumventile AG,Haag,Switzerland以產品名稱〝MONOVAT系列02和03〞開發販售的矩形插入閥。此種閥之設計及操作模式舉例來說見於US 4,809,950(Geiser)和US 4,881,717(Geiser)，且因此之故在此不更進一步說明其設計。

封閉板11具有二個對應於連接段10的凹形半圓第一桿凹14(參見圖6a和6b)，該等桿凹係形成在封閉板11之一繫結側上，該繫結側在圖1至6b之工作實例的情況中係由背面15形成且在圖7之工作實例的情況中係由封閉側26形成。

推力桿7之相應連接段10藉由一夾鉗件17和機械固定元件19可拆卸地固定於二個第一桿凹14中。

夾鉗件17具有一對應於連接段10的凹形半圓第二桿凹18，如圖6a和6b所示。藉由機械固定元件19，夾鉗件17以一使半圓形第一桿凹14及相對半圓形第二桿凹18界定一圓柱形固持區20的方式可調整地安裝在封閉板11之繫結側15上，該固持區之寬度可調整且其內可拆卸地固持著圓柱形連接段10，如圖3a和3b及6a和6b所示。一腔穴21形成於第二桿凹18中或是形成於第一桿凹14中，該腔穴係橫向於推力桿軸線8延伸且其內有一彈性圓柱形銷22橫向於推力桿軸線8且正切圓柱形固持區20延伸，亦如圖4和5詳細顯示。彈性銷22以其側表面23伸入圓柱形固持區20內。銷22以其兩端固定在腔穴21內，且銷22未被固定的中間區於該兩端之間伸入圓柱形固持區20內。

推力桿7之連接段10具有一接頭16，該接頭橫向於推力桿軸線8、對應於銷22且以一使銷22藉由夾鉗件17用其側表面23在接頭16內被夾緊，且推力桿7沿推力桿軸線8被固定，如圖3a和3b所示。接頭16在一平面上圍繞推力桿7之連接段10延伸，推力桿軸線8係該平面之一法線。然亦有可能接頭16不包圍整個連接段10而是形成在推力桿7之連接段10之一側上，該側指向銷22。接頭16具有一以一實質上V形方式往內縮細至接頭16內的橫截面、一半圓形橫截面或另一期望橫截面。

在所示工作實例中，腔穴21係形成於第二桿凹18中，且銷22被設置在夾鉗件17中。另一選擇，腔穴21及銷22係分別出現在第一桿凹14及封閉板11中。

在圖1至6b中，機械固定元件在所有情況中係被形成為實質上垂直於封閉板之平面12延伸的至少一螺桿19。夾鉗件17被插入至第一桿凹14之側以一片段28插入一形成於封閉板11之繫結側15上的底切部25內，該底切部係以一使夾鉗件17在背對封閉板11且垂直於封閉板之平面12之方向中被固定的方式形成。螺桿19被設置在一第一孔24中，該第一孔係形成於封閉板11之繫結側15至第一桿凹14之側且實質上垂直於封閉板之平面12延伸；及夾鉗件17中之一對應第二孔27，該第二孔係實質上垂直於封閉板之平面12延伸。因此，底切部25、第一孔24、第二孔27及夾鉗件17之片段28係以一使螺桿19用一類似槓桿的方式向夾鉗件17施壓致使第二桿凹18壓到推力桿7之連接段10上的方式設置形成。圖6a示出螺桿19之上緊狀態，其中推力桿7被牢固地固定在固持區20中，而圖6b顯示推力桿7可被推入及推出相應固持區20的狀態，銷22發揮封閉板11在推力桿7上之初步軸向固定作用。

在依據圖1至6b之第一工作實例中，封閉板中之第一孔24為一讓螺桿19接合的螺紋孔，且螺桿19在有游隙的狀態下通過第二孔27。

在依據圖7之第二工作實例中，另一方面，夾鉗件17中之第二孔27係一讓螺桿19接合的螺紋孔，且螺桿19在有游隙的狀態下通過第一孔24。在此二例中，個別螺桿19之頭部係以一易於接近的方式出現在封閉板11之背面15上，然夾鉗件17在第一工作實例中被設置在背面15上且在第二工作實例中被設置在封閉側26上，使得第一例中之背面15及第二例中之封閉側26為繫結側。因此第二實施例不需要封閉板11具有螺紋，因為螺紋係形成在夾鉗件17中。這在封閉板11係用鋁製成的情況中特別有利。

儘管一可藉由單一線性運動關閉的真空閥1已在工作實例中例示，本發明亦包含閥驅動器6、閥座表面4及封閉表面13係以一使開口3可藉由在開口3上方實質上沿著推力桿軸線8移動封閉板11且將封閉板11依垂直於封閉板之平面12之方向用封閉表面13壓到閥座表面4上的方式形成的真空閥。

1．．．真空閥

2．．．閥殼

3．．．開口

4．．．閥座表面

5．．．開口軸線

6．．．閥驅動器

7．．．推力桿

8‧‧‧推力桿軸線

9‧‧‧推力桿末端

10‧‧‧連接段

11‧‧‧封閉板

12‧‧‧平面

13‧‧‧封閉表面

14‧‧‧第一桿凹

15‧‧‧背面(繫結側)

16‧‧‧接頭

17‧‧‧夾鉗件

18‧‧‧第二桿凹

19‧‧‧固定元件(螺桿)

20‧‧‧固持區

21‧‧‧腔穴

22‧‧‧銷

23‧‧‧側表面

24‧‧‧第一孔

25‧‧‧底切部

26‧‧‧封閉側(繫結側)

27‧‧‧第二孔

28‧‧‧片段

F‧‧‧流徑

O‧‧‧開啟位置

C‧‧‧關閉位置

圖1示出一真空閥的斜角透視圖，該真空閥具有一處於關閉位置的封閉板及一閥驅動器；

圖2示出一圖1真空閥之正視圖，其中該封閉板處於開啟位置，沒有閥驅動器；

圖3a示出一該封閉板及推力桿之斜角透視橫剖面圖；

圖3b示出一該封閉板及推力桿之剖面圖；

圖4示出一夾鉗件詳細圖；

圖5示出一夾鉗件剖面圖；

圖6a示出一當該夾鉗件處於關閉位置時之封閉板的平面圖；

圖6b示出一當該夾鉗件處於開啟位置時之封閉板的平面圖；且

圖7示出一當一夾鉗件處於關閉位置時之封閉板之替代實施例的平面圖。

1．．．真空閥

2．．．閥殼

5．．．開口軸線

6．．．閥驅動器

7．．．推力桿

11．．．封閉板

12．．．平面

13．．．封閉表面

15．．．背面(繫結側)

17．．．夾鉗件

26．．．封閉側(繫結側)

F．．．流徑

C．．．關閉位置

Claims (15)

1. 一種用於一流徑(F)之氣密密封的真空閥(1)，包括：一閥殼(2)，具有一用於該流徑(F)的開口(3)及一包圍該開口(3)的閥座表面(4)，該開口(3)具有一沿該流徑(F)的開口軸線(5)；一閥驅動器(6)；至少一推力桿(7)，其可藉由該閥驅動器(6)沿其推力桿軸線(8)線性地平移，該推力桿軸線係實質上橫向於該開口軸線(5)，且其在推力桿末端(9)上有一圓柱形連接段(10)；一封閉板(11)，其被可移除地安裝在該至少一推力桿(7)上且其界定該封閉板之一平面(12)，包括一封閉側(26)及一與該封閉側實質上平行且相對的背面(15)，一封閉表面(13)，其對應於該閥座表面(4)且欲藉由該閥驅動器(6)產生該封閉表面(13)與該閥座表面(4)之一密封接觸而氣密地密封該流徑(F)，該封閉板(11)之封閉側(26)指向該開口(3)且該背面(15)背對該開口(3)，至少一凹形半圓第一桿凹(14)，其對應於該連接段(10)且係形成在該封閉板(11)之一繫結側(26；15)上，該繫結側係由該封閉側(26)或該背面(15)形成；及 繫結構件，藉由該繫結構件使該推力桿(7)之連接段(10)被可拆卸地固定在該第一桿凹(14)中，其中該繫結構件係呈下列形式：一夾鉗件(17)，其具有一對應於該連接段(10)的凹形半圓第二桿凹(18)，及一機械固定元件(19)，藉由該機械固定元件該夾鉗件(17)以一使該半圓形第一桿凹(14)和該相對半圓形第二桿凹(18)界定一圓柱形固持區(20)的方式可調整地安裝在該封閉板(11)之繫結側(26；15)上，該固持區之寬度可調整且其內可拆卸地固持著該圓柱形連接段(10)，一腔穴(21)形成於該第一桿凹(14)或該第二桿凹(18)中，該腔穴橫向於該推力桿軸線(8)延伸且一彈性銷(22)在該腔穴內橫向於該推力桿軸線(8)並正切該圓柱形固持區(20)延伸，該彈性銷(22)以其側表面(23)伸入該圓柱形固持區(20)內；且該推力桿(7)之連接段(10)具有一接頭(16)，該接頭橫向於該推力桿軸線(8)、對應於該銷(22)且以一使該銷(22)藉由該夾鉗件(17)用其側表面(23)在該接頭(16)內被夾緊的方式延伸，且該推力桿(7)沿該推力桿軸線(8)被固定。
2. 如申請專利範圍第1項所述之真空閥，該銷(22)以其兩 端固定在該腔穴(21)內，且該銷(22)未被固定的中間區於該兩端之間伸入該圓柱形固持區(20)內。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之真空閥，該接頭(16)在一平面上圍繞該推力桿(7)之連接段(10)延伸，該推力桿軸線(8)係該平面之一法線。
4. 如申請專利範圍第1或2項所述之真空閥，該接頭(16)係形成於該推力桿(7)之連接段(10)之一側上且在一平面上延伸，該側指向該銷(22)，且該推力桿軸線(8)係該平面之一法線。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之真空閥，該接頭(16)具有一以一實質上V形方式往內縮細至該接頭(16)內的橫截面或一半圓形橫截面。
6. 如申請專利範圍第1或2項所述之真空閥，該腔穴(21)係形成於該第二桿凹(18)中且該銷(22)被設置在該夾鉗件(17)中。
7. 如申請專利範圍第1或2項所述之真空閥，該機械固定元件係呈實質上垂直於該封閉板之平面(12)延伸之至少一螺桿(19)的形式，該夾鉗件(17)被插入至該第一桿凹(14)之側以一片 段(28)插入一形成於該封閉板(11)之繫結側(26；15)上的底切部(25)內，該底切部係以一使該夾鉗件(17)在背對該封閉板(11)且垂直於該封閉板之平面(12)之方向中被固定的方式形成，該螺桿(19)被設置在一第一孔(24)中，該第一孔係形成在該封閉板(11)之繫結側(26；15)上而至該第一桿凹(14)之側且實質上垂直於該封閉板之平面(12)延伸，及該夾鉗件(17)中之一對應第二孔(27)，該第二孔係實質上垂直於該封閉板之平面(12)延伸；且該底切部(25)、該第一孔(24)、該第二孔(27)及該夾鉗件(17)之片段(28)係以一使該螺桿(19)用一類似槓桿的方式向該夾鉗件(17)施壓致使該第二桿凹(18)壓到該推力桿(7)之連接段(10)上的方式設置形成。
8. 如申請專利範圍第7項所述之真空閥，該第一孔(24)係一讓該螺桿(19)接合的螺紋孔，且該螺桿(19)通過該第二孔(27)。
9. 如申請專利範圍第7項所述之真空閥，該第二孔(27)係一讓該螺桿(19)接合的螺紋孔，且該螺桿(19)通過該第一孔(24)。
10. 如申請專利範圍第1或2項所述之真空閥，該閥驅動器(6)係以一使該推力桿(7)可藉由該閥驅動器(6)沿著該推力桿軸線(8)線性地調整的方式形成，該閥座表面(4)以一圍繞該開口(3)的封閉方式曲線化，垂直於該至少部分曲線形閥座表面(4)及該封閉表面(13)的法線係實質上平行於該封閉板之平面(13)，且該封閉板(11)可藉由該閥驅動器(6)沿著平行於該推力桿軸線(8)之推力桿(7)的線性調整路徑在下列位置之間移動：一開放該開口(3)的開啟位置(O)及一位置(C)，其中該開口被氣密地密封且該封閉板在該開口(3)上方線性地平移，並因此實質上依該線性調整路徑之關閉方向用該封閉表面(13)壓到該閥座表面(4)上。
11. 如申請專利範圍第1或2項所述之真空閥，該閥驅動器(6)、該閥座表面(4)及該封閉表面(13)係以一使該開口(3)可藉由下列條件關閉的方式形成：使該封閉板(11)在該開口(3)上方實質上沿該推力桿軸線(8)移動，及使該封閉板(11)用該封閉表面(13)依垂直於該封閉板之平面(12)之方向壓到該閥座表面(4)上。
12. 一種用於如申請專利範圍第1至11項中任一項所述之真空閥(1)的封閉板(11)，該真空閥(1)為了一流徑(F)之氣密封閉具有一閥殼(2)，該閥殼具備一用於該流徑(F)的開口(3)及一以一封閉方式曲線化圍繞該開口(3)的閥座表面(4)，包括：一封閉側(26)及一與該封閉側實質上平行且相對的背面(15)，一對應於該真空閥(1)之閥座表面(4)的封閉表面(13)，垂直於該至少部分曲線形封閉表面(13)及該閥座表面(4)的法線係實質上平行於該封閉板之一平面(12)，該平面係由該封閉板(11)界定，且該封閉表面(13)係以一使該封閉表面(13)可依該調整路徑之關閉方向平行於該推力桿軸線(8)壓到該閥座表面(4)上至一位置(C)，在該位置中該開口被氣密地密封且該封閉板已在該開口(3)上方線性地移動，至少一凹形半圓第一桿凹(14)，其形成於該封閉板(11)之一繫結側(26；15)上，該繫結側係由該封閉側(26)或該背面(15)形成，且其對應於至少一推力桿(7)之一推力桿末端(9)之一圓柱形連接段(10)，該推力桿可藉由一閥驅動器(6)沿其推力桿軸線(8)線性地平移，該推力桿軸線係實質上橫向於該開口軸線(5)，該推力 桿軸線(8)係實質上平行於該封閉板之平面(12)，及繫結構件，藉由該繫結構件使該推力桿(7)之連接段(10)被可拆卸地固定在該第一桿凹(14)中，其中該繫結構件係呈下列形式：一夾鉗件(17)，其具有一對應於該連接段(10)的凹形半圓第二桿凹(18)，及一機械固定元件(19)，藉由該機械固定元件該夾鉗件(17)以一使該半圓形第一桿凹(14)和該相對半圓形第二桿凹(18)界定一圓柱形固持區(20)的方式可調地安裝在該封閉板(11)之繫結側(26；15)上，該固持區之寬度可調整且其內可拆卸地固持著該圓柱形連接段(10)，一腔穴(21)形成於該第一桿凹(14)或該第二桿凹(18)中，該腔穴橫向於該推力桿軸線(8)延伸且一彈性銷(22)在該腔穴內橫向於該推力桿軸線(8)並正切該圓柱形固持區(20)延伸，該彈性銷(22)以一使該銷(22)可藉由該夾鉗件(17)用其側表面(23)在該接頭(16)內被夾緊的方式用其側表面(23)伸入該圓柱形固持區(20)內，該接頭橫向於該推力桿軸線(8)在該推力桿(7)之連接段(10)中延伸且對應於該銷(22)，且該推力桿(7)能夠沿該推力桿軸線(8)被固定。
13. 如申請專利範圍第12項所述之封閉板(11)，該銷(22)以其兩端固定在該腔穴(21)內，且該銷(22)未被固定的中間區於該兩端之間伸入該圓柱形固持區(20)內。
14. 如申請專利範圍第12或13項所述之封閉板(11)，該腔穴(21)係形成於該第二桿凹(18)中且該銷(22)被設置在該夾鉗件(17)中。
15. 如申請專利範圍第12或13項所述之封閉板(11)，該機械固定元件係呈實質上垂直於該封閉板之平面(12)延伸之至少一螺桿(19)的形式，該夾鉗件(17)被插入一底切部(25)內至該第一桿凹(14)之側，該底切部係形成於該封閉板(11)之繫結側(26；15)上且係以一使該夾鉗件(17)在背對該封閉板(11)且垂直於該封閉板之平面(12)之方向中被固定的方式形成，該螺桿(19)被設置在一第一孔(24)中，該第一孔係形成在該封閉板(11)之繫結側(26；15)上該第一桿凹(14)之側且實質上垂直於該封閉板之平面(12)延伸，及該夾鉗件(17)中之一對應第二孔(27)，該第二孔係實質上垂直於該封閉板之平面(12)延伸；且 該底切部(25)、該第一孔(24)、該第二孔(27)及該夾鉗件(17)係以一使該螺桿(19)可用一類似槓桿的方式向該夾鉗件(17)施壓致使該第二桿凹(18)壓到該推力桿(7)之連接段(10)上的方式設置形成。