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TWI866585B - 氣密開關及氣密裝置 - Google Patents

氣密開關及氣密裝置 Download PDF

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TWI866585B
TWI866585B TW112142689A TW112142689A TWI866585B TW I866585 B TWI866585 B TW I866585B TW 112142689 A TW112142689 A TW 112142689A TW 112142689 A TW112142689 A TW 112142689A TW I866585 B TWI866585 B TW I866585B
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Taiwan
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TW112142689A
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黃崇鵬
林芳毅
陳冠霖
郭俊慶
Original Assignee
家崎科技股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種氣密開關，適用於氣密裝置，氣密裝置包含機櫃及蓋體，機櫃與蓋體適於在接合面相結合，氣密開關包含滑塊，設置於機櫃及蓋體的其中之一。氣密開關包含抵頂件，設置於機櫃及蓋體的其中另一，抵頂件具有斜面，且滑塊選擇性地抵接於斜面。氣密開關包含線性驅動裝置，適於驅動滑塊沿滑動方向線性移動，其中，滑動方向平行於接合面。其中，滑動方向與斜面的法向量為非垂直。氣密開關適於應用於需良好密封氣密性開關的氣密裝置。

Description

氣密開關及氣密裝置
本發明提供一種氣密開關，特別是一種適用於需要氣密封閉空間之裝置或設備的氣密開關。
工業製程或高效能運算裝置中，時常需使用具環境汙染性或生安危害性之氣體，為避免相關氣體的外洩或浪費，需將相關設備或裝置之機櫃設計為具有良好之氣密性。
例如，隨著電腦計算相關電子元件的發熱部件功率及熱流密度的快速提高，為快速降低電子運算元件產生的熱量，浸沒式冷卻方法是目前有效的冷卻技術之一。其中，兩相浸沒式冷卻方法，係在機台的封閉空間內進行相變化熱傳遞，冷卻液液體沸騰(例如perfluoro-ketone全氟酮，趨近沸點50℃)變為冷卻液氣體，而冷卻液氣體透過上方冷凝管進行冷凝，冷凝後液體回到下方，藉此達到冷卻液循環的效果，而無須提供額外資源或幫浦動力以進行散熱。
然而，在所述兩相浸沒式冷卻裝置進行維護或是替換元件時，冷卻裝置的開關必須開啟，此時冷卻液氣體容易擴散至廠區、機房或大氣之中，進而造成環境危害或人員的職安危害。
為了使需要完全氣密的設備或裝置能夠保持完全氣密，例如兩相浸沒式冷卻裝置需要在封閉空間內進行相變化熱傳遞，習知使用螺絲鎖固的方式確保冷卻機櫃的氣密性。然而，由於氣密設備或氣密裝置仍具有內部維護作業、進出料件或更換元件之需求，習知的螺絲鎖固方式存在難以開關而使設備維護困難、更換元件不易的問題。
因此，如何使氣密裝置具有良好的氣密開關，特別是一種容易具有可快速開啟及關閉，且具有良好氣密性之氣密開關則至關重要，以防止氣體的外洩，同時兼具便於元件更換或料件進出後，能夠保持相關裝置氣密性之特性。
有鑑於此，本發明提供一種氣密開關及氣密裝置，使氣密裝置能夠容易開啟氣密開關以供元件進出氣密裝置，並在關閉氣密開關後提供良好的氣密性。
本發明之一態樣提供一種氣密開關，適用於一氣密裝置，氣密裝置包含一機櫃及一蓋體，機櫃與蓋體適於在一接合面相結合，氣密開關包含：一滑塊，設置於機櫃及蓋體的其中之一；一抵頂件，設置於機櫃及蓋體的其中另一，抵頂件具有一斜面，且滑塊選擇性地抵接於斜面；以及一線性驅動裝置，適於驅動滑塊沿一滑動方向線性移動。其中，滑動方向平行於接合面其中，滑動方向與斜面的法向量為非垂直。
如前所述之氣密開關，其中，滑塊包括一滑塊斜面，且滑塊斜面對應於抵頂件的斜面。
如前所述之氣密開關，其中，滑動方向包括一第一方向及一第二方向，第一方向與第二方向為相反方向，並且其中，線性驅動裝置適於驅動滑塊向第一方向滑動以接近抵頂件，並適於驅動滑塊向第二方向滑動以遠離抵頂件。
如前所述之氣密開關，其中，抵頂件形成有一滑槽，滑槽適於可選擇地容納滑塊，其中，斜面設置於滑槽內，且斜面歪斜於第一方向，斜面的法向量與第一方向的夾角為鈍角。
如前所述之氣密開關，其中，線性驅動裝置設置於設置滑塊的機櫃及蓋體的其中之一。
如前所述之氣密開關，其中，氣密開關還包含一滑軌，滑軌與滑動方向平行設置且滑軌設置於設置滑塊的機櫃及蓋體的其中之一，並且其中，滑塊還包括一突出部，突出部滑設於滑軌。
如前所述之氣密開關，其中，氣密開關還包含一緩衝氣密件，緩衝氣密件設置於蓋體與機櫃的至少其中之一上。
本發明之一態樣提供一種氣密裝置，包含：一機櫃；一蓋體，蓋體適於與機櫃相結合；一氣密開關，設置於機櫃及蓋體，氣密開關包括：一滑塊，設置於機櫃及蓋體的其中之一；一抵頂件，設置於機櫃及蓋體的其中另一，抵頂件具有一斜面，且滑塊選擇性地抵接於斜面；以及一線性驅動裝置，適於驅動滑塊沿一滑動方向線性移動，其中，滑動方向平行於於機櫃及蓋體相結合時的一接合面。
如前所述之氣密裝置，其中，氣密裝置包含如前所述之氣密開關。
藉由本發明之氣密開關及氣密裝置，可以快速開啟及關閉需要開啟蓋體的氣密裝置、設備或機台，同時保持其良好的氣密可靠性。因此，透過本發明之氣密開關及氣密裝置，可使需氣密之裝置完全氣密，例如使需要在封閉氣密空間內進行相變化熱傳遞的冷卻機櫃完全氣密，相較於使用螺絲鎖死密封或其他固定密封的方式，本發明之氣密開關及氣密裝置可在氣密的同時保有隨時開啟蓋體以進行維護、元件更換或料件進出的彈性。同時，透過抵頂件的斜面或滑槽的槽內斜面的設計，可以使滑塊與斜面接觸時移動平順，而能平順達成氣密之接合。
10:氣密裝置
100:氣密開關
110:滑塊
115:突出部
120:抵頂件
120A:滑槽
130:線性驅動裝置
155:滑軌
200:機櫃
300:蓋體
500:容置元件
DS:滑動方向
D1:第一方向
D2:第二方向
S:斜面
圖1顯示本發明一實施例中氣密裝置之示意圖；圖2A顯示本發明一實施例中氣密開關之立體圖；圖2B顯示本發明一實施例中氣密開關之立體圖；圖3A顯示本發明一實施例中氣密開關之運作示意圖；圖3B顯示本發明一實施例中氣密開關之運作示意圖；圖3C顯示本發明一實施例中氣密開關之運作示意圖。
為詳細說明本發明的技術內容，以下結合實施方式並配合附圖作進一步說明。需注意的是，在本文的內容中，諸如「第一」、「第二」及「第三」等用語係用於區分元件之間的不同，而非用於限制元件本身或表示元 件的特定排序。此外，在本文的內容中，在未特別指出具體數量的情況下，冠詞「一」係指一個元件或多於一個元件。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做詳細說明如後。
圖1顯示本發明一實施例中氣密裝置之示意圖。氣密裝置10包含機櫃200及蓋體300，其中，機櫃200與蓋體300適於相結合以形成氣密之容置空間，容置空間適於承載、儲存、置放容置元件500。於本發明一實施例中，機櫃200例如為冷卻機櫃，以適於儲存需冷卻散熱之電子裝置，容置元件500例如為熱流密度高的易發熱電子計算裝置，例如運算伺服器等。其中，機櫃200具有開口，以適於供容置元件500進出機櫃200。其中，蓋體300設置於機櫃200開口處，蓋體300適於與機櫃200形成氣密之容置空間，機櫃200與蓋體300相結合時，形成接合面P，接合面P用以表示機櫃200與蓋體300相結合形成氣密時的接合平面。
圖2A顯示本發明一實施例中氣密開關之立體圖。氣密開關100適用於氣密裝置10，氣密開關100可適用於例如但不限於需要氣密功能且同時需要開關開口的裝置。氣密開關100包含滑塊110、抵頂件120、線性驅動裝置130。其中，滑塊110設置於機櫃(圖未示)及蓋體300的其中之一。其中，抵頂件120設置於機櫃(圖未示)及蓋體300的其中另一，即滑塊110與抵頂件120設置於不同的部件位置，並於空間中相互對應、彼此對位設置，需注意的是，滑塊110與抵頂件120設置於機櫃及蓋體300的其中之一或另一的對應位置係指，其相對於各自設置的元件相對運動，例如當滑塊110設置於蓋體300時，當蓋體300開啟上移時，則滑塊110隨之上移，亦即，滑塊110與抵頂件120的相對位置 的變動亦會帶動機櫃及蓋體300的相對位置的變動。於本發明一實施例中，滑塊110與抵頂件120不限於設置於機櫃或蓋體，其可設置於任何相結合以形成氣密功能的接合處。於本發明一實施例中，例如圖2所示，線性驅動裝置130與滑塊110設置於蓋體300，抵頂件120設置於機櫃(圖未示)，抵頂件120可設置於諸如機櫃(圖未示)內部接近蓋體300處，為清楚表達氣密開關100的結構，因此省略顯示機櫃。於本發明一實施例中，線性驅動裝置130直接設置於蓋體300上，滑塊110設置於線性驅動裝置130上，並由線性驅動裝置130所驅動。抵頂件120具有斜面S，其斜面S歪斜於滑動方向DS，且滑塊110選擇性地抵接於斜面S。其中，滑動方向DS與斜面S的法向量為非垂直。於本發明一實施例中，抵頂件120的斜面S亦可為弧面、曲面等不與滑動方向DS平行的接觸面，其弧面、曲面的割線與滑動方向DS為非平行。其中，線性驅動裝置130適於驅動滑塊110沿滑動方向DS線性移動，其中，滑動方向DS平行於機櫃(圖未示)及蓋體300相結合時的接合面P。於本發明一實施例中，線性驅動裝置例如為但不限於電動缸、電磁鐵、馬達、步進馬達等線性位移驅動裝置。當線性驅動裝置130驅動滑塊110於滑動方向DS滑動時，滑塊110前端選擇性地抵接於抵頂件120，當滑塊110抵接於抵頂件120且線性驅動裝置130持續推動滑塊110進一步抵接於頂抵件120，滑塊110前端接觸於斜面S並受到斜面S提供之正向力而使滑塊110向與滑動方向DS不同的斜面S法向移動，進而使與滑塊110相連設置的機櫃(圖未示)及蓋體300的其中之一受力向斜面S法向移動，而使機櫃(圖未示)及蓋體300進一步相接密合，提升接合處氣密性。
於本發明一實施例中，滑塊110包括滑塊斜面，且滑塊斜面對應於抵頂件120的斜面S。藉此，使滑塊110選擇性地抵接於抵頂件120的斜面S 時，能夠增加其抵頂接觸面積、降低抵頂接觸點的壓力，並使滑塊110抵接於抵頂件120的斜面S時更加平順、穩固。
圖2B顯示本發明另一實施例中氣密開關之立體圖。於本發明一實施例中，抵頂件120形成為滑槽120A，滑槽120A形成有面對滑塊的開口以適於選擇性地容納滑塊110，且滑槽120A設有歪斜於滑動方向DS的斜面S，其中，滑動方向DS包括第一方向D1及第二方向D2，第一方向D1與第二方向D2為相反方向，並且其中，線性驅動裝置130適於驅動滑塊110向第一方向D1滑動以接近滑槽120A，並適於驅動滑塊110向第二方向D2滑動以遠離滑槽120A。藉此，透過滑槽120A的設置，可以使滑塊110於抵頂於滑槽120A的斜面S時，受到滑槽120A的容納而具有穩定固定，避免滑動方向DS之外的滑動或橫向移動，達成僅會使滑塊110受到斜面S的正向力而使機櫃(圖未示)及蓋體300之相結合更加緊密之效果。
圖3A至圖3C顯示本發明一實施例中氣密開關之運作示意圖。請參考圖3A至3C，進一步說明氣密開關100的運作方式。線性驅動裝置130驅動滑塊往第一方向D1移動以接近滑槽120A(例如如圖3A至3C中所示，滑塊110由右至左移動接近滑槽120A)，或驅動滑塊往與第一方向D1相反的第二方向D2移動以遠離滑槽120A。其中，第一方向D1與蓋體300及機櫃200之接合面P相互平行。於本發明一實施例中，例如圖3A至3C所示，線性驅動裝置130驅動滑塊110往圖中之左側移動，以接近滑槽120A。其中，滑槽120A於接近滑塊110的一端形成有開口以容置滑塊110。如圖3A所示，滑槽120A形成有與第一方向D1為非平行的斜面S，即斜面S設置於滑槽120A內，所述斜面S的法向量與第一方向D1的夾角為鈍角。例如圖3A所示，滑槽120A具有沿左側方向向下傾斜的斜面S， 即第一方向D1指向方向與斜面S的法向量之夾角為鈍角(大於90度)，而滑塊110前端具有與滑槽120A的斜面S相對應的斜面(即滑塊斜面)。
請參考圖3B所示，當滑塊110進入滑槽120A後，線性驅動裝置130進一步推動滑塊110往第一方向D1移動，使滑塊110與滑槽120A的斜面S互相接觸，藉由線性驅動裝置130的持續推進力，滑塊110抵頂於斜面S而受到斜面S的正向力而向斜面S的法向量方向移動(例如圖3B之示例所示，由於斜面S的傾斜方向，使得受推進的滑塊110受到向下壓的力量，進而使與滑塊110相連接的蓋體300受力向下)，進而使蓋體300與機櫃200進一步相接觸並逐漸密合氣密。隨著滑塊110與滑槽120A的斜面S互相接觸面積越大，如圖3C所示，滑塊110沿著斜面S而受力(例如向下的力)越大，並使蓋體300更加受力(例如向下)壓迫機櫃200，以確保蓋體300與機櫃200相接合處之氣密性。
於本發明一實施例中，請參考如圖3C所示，氣密開關100進一步包含滑軌155，滑軌155與滑動方向DS平行設置且設置於設置滑塊110的機櫃200及蓋體300的其中之一。並且其中，滑塊110還包括突出部115，突出部115滑設於滑軌155。藉此，滑塊110的突出部115在滑軌155中滑動，可進一步確保線性驅動裝置130於驅動滑塊110時沿滑動DS方向平行移動，並確保滑塊110與接合面P的平行，而使蓋體300與機櫃200的氣密接合處能均勻緊密。
於本發明一實施例中，蓋體300位於機櫃200上方，當線性驅動裝置130進一步推動滑塊110往滑槽120A方向移動並使滑塊110與斜面S互相接觸，進而產生一力量使蓋體300向下壓迫機櫃200，以確保其氣密性。需注意的是，蓋體300並不以設置於機櫃200上方為限，其可設置於機櫃200的各方向。
於本發明一實施例中，線性驅動裝置130設置於設置滑塊110的機櫃200及蓋體300的其中之一，並且線性驅動裝置130並不以與滑塊110設置於同一部件為限，其可設置於不同部件，僅需其可達成驅動滑塊110沿滑動方向DS線性移動之功能即可。
於本發明一實施例中，線性驅動裝置130控制推動滑塊的驅動進程為可調整，以藉由控制其抵頂力道而控制其壓迫程度及氣密程度。於本發明一實施例中，線性驅動裝置130可程式控制及/或遠端控制。
於本發明一實施例中，氣密開關100還包含緩衝氣密件，緩衝氣密件設置於蓋體300與機櫃200的至少其中之一上，並可設置於蓋體300與機櫃200的至少其中之一的接合處邊緣，以增加蓋體300與機櫃200受力壓迫相接合時部件之間的緩衝彈性及其氣密性。於本發明一實施例中，緩衝氣密件之形狀為O型環。於本發明一實施例中，緩衝氣密件之材料為彈性材料。
於本發明一實施例中，氣密開關100進一步包括控制裝置，其適於控制線性驅動裝置130。於本發明一實施例中，氣密開關100進一步包括無線通訊模組，其適於接收外部訊號控制線性驅動裝置130。
於本發明一實施例中，氣密開關100可為複數個。於本發明一實施例中，氣密開關100設置於蓋體300兩側，以提供蓋體300均勻的壓迫力量，以使蓋體300均勻受力密合並與機櫃200形成氣密。
藉由本發明之氣密開關及氣密裝置，可以快速開啟及關閉需要開啟蓋體的氣密裝置、設備或機台，同時保持其良好的氣密可靠性。因此，透過本發明之氣密開關及氣密裝置，可使需氣密之裝置完全氣密，例如使需要在封閉氣密空間內進行相變化熱傳遞的冷卻機櫃完全氣密，相較於使用螺絲鎖死 密封或其他固定密封的方式，本發明之氣密開關及氣密裝置可在氣密的同時保有隨時開啟蓋體以進行維護、元件更換或料件進出的彈性。同時，透過抵頂件的斜面或滑槽的槽內斜面的設計，可以使滑塊與斜面接觸時移動平順，而能平順達成氣密之接合。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以申請專利範圍所界定者為準，並所附請求項之範圍應採最廣義解釋，以將所有諸如修改、相似的安排以及流程等包含於其中。
100:氣密開關
110:滑塊
120:抵頂件
130:線性驅動裝置
200:機櫃
300:蓋體
DS:滑動方向
P:接合面
S:斜面

Claims (8)

  1. 一種氣密開關，適用於一氣密裝置，該氣密裝置包含一機櫃及一蓋體，該機櫃與該蓋體適於在一接合面相結合，該氣密開關包含：一滑塊，設置於該機櫃及該蓋體的其中之一；一抵頂件，設置於該機櫃及該蓋體的其中另一，該抵頂件具有一斜面，且該滑塊選擇性地抵接於該斜面；以及一線性驅動裝置，適於驅動該滑塊沿一滑動方向線性移動，其中，該滑動方向平行於該接合面，其中，該滑動方向與該斜面的法向量為非垂直。
  2. 如請求項1所述之氣密開關，其中，該滑塊包括一滑塊斜面，且該滑塊斜面對應於該抵頂件的該斜面。
  3. 如請求項1所述之氣密開關，其中，該滑動方向包括一第一方向及一第二方向，該第一方向與該第二方向為相反方向，並且其中，該線性驅動裝置適於驅動該滑塊向該第一方向滑動以接近該抵頂件，並適於驅動該滑塊向該第二方向滑動以遠離該抵頂件。
  4. 如請求項3所述之氣密開關，其中，該抵頂件形成有一滑槽，該滑槽適於可選擇地容納該滑塊，其中，該斜面設置於該滑槽內，且該斜面歪斜於該第一方向，該斜面的法向量與該第一方向的夾角為鈍角。
  5. 如請求項1所述之氣密開關，其中，該線性驅動裝置設置於設置該滑塊的該機櫃及該蓋體的其中之一。
  6. 如請求項1所述之氣密開關，其中，該氣密開關還包含一滑軌，該滑軌與該滑動方向平行設置且該滑軌設置於設置該滑塊的該機櫃及該蓋體的其中之一，並且其中，該滑塊還包括一突出部，該突出部滑設於該滑軌。
  7. 如請求項1所述之氣密開關，其中，該氣密開關還包含一緩衝氣密件，該緩衝氣密件設置於該蓋體與該機櫃的至少其中之一上。
  8. 一種氣密裝置，包含：一機櫃；一蓋體，該蓋體適於與該機櫃相結合；一氣密開關，設置於該機櫃及該蓋體，該氣密開關包括：一滑塊，設置於該機櫃及該蓋體的其中之一；一抵頂件，設置於該機櫃及該蓋體的其中另一，該抵頂件具有一斜面，且該滑塊選擇性地抵接於該斜面；以及一線性驅動裝置，適於驅動該滑塊沿一滑動方向線性移動，其中，該滑動方向平行於該機櫃及該蓋體相結合時的一接合面。
TW112142689A 2023-06-30 2023-11-06 氣密開關及氣密裝置 TWI866585B (zh)

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US202363511185P 2023-06-30 2023-06-30
US63/511,185 2023-06-30

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