专利名称：真空失效遮断阀的制作方法
技术领域：
本实用新型属于应用于多吸盘真空系统中的真空元件，特别是一种真空失效遮断阀。
背景技术：
气动真空吸取技术作为实现自动化的一种手段，在很多工业场合得到应用。真空 发生器相比于真空泵，具有真空响应速度快、体积小、安装使用方便等优点，其应用更为广 泛。真空吸取系统中的执行元件一般为橡胶材料制成的真空吸盘。若一个真空发生器只配 一个吸盘进行工作，我们称为单吸盘真空系统。在吸取较大、较重的工件或者成组吸取多个 工件的时候，往往需要使用多个真空吸盘，若使用单吸盘真空系统，势必需要多个真空发生 器，从而增加系统的成本和复杂程度。因此，在工业自动化生产中，这种场合下多采用多吸 盘真空吸取系统，即一个真空发生器配多个吸盘进行工作。 一般来说，这种多吸盘真空系统 的各个真空支路是相互连通的。若由于某个吸盘橡胶材料的老化导致该吸盘产生泄漏，或 由于被吸工件表面凸凹不平导致某个吸盘与工件的接触面密封不好发生泄漏时，不仅会使 得该吸盘处的真空度下降，而且会导致系统中其它吸盘处的真空度随之下降，从而造成整 个系统的真空度下降，严重时将导致真空吸取工作的失效，使工件无法被吸取，造成工序紊 乱，甚至可能引发安全事故，造成人身伤害和财产损失。 为了解决这一问题，避免由于单个吸盘发生泄漏造成的多吸盘真空系统的失效， 许多国家的研究人员作了相关的研究。 第一种方法是在多吸盘真空系统的每个吸盘支路上设置一个真空压力开关，用于 实时检测真空支路的压力。当真空压力未达到设定值时，真空压力开关处于断开状态，此时 与真空吸取系统相关联的其它动作机构不工作。只有当真空压力达到设定值时，真空压力 开关发出信号，整个系统开始工作。这种方法由于只能检测吸盘处是否泄漏，而无法对泄漏 的支路实施遮断，因此无法消除泄漏对整个系统失效的影响。 第二种方法是国内哈尔滨工业大学研究了一种可用于沟槽壁面的自适应式多真 空室吸盘。吸盘的整个吸取面由密封材料分割为若干个小真空室，小真空室和公共真空腔 室相连。每个小真空室有一个控制开关，当某个小真空室出现泄漏，该真空室的控制开关关 闭以遮断该真空室，而其他真空室仍正常工作，从而保证了整个系统的正常工作。控制开关 由涂覆了密封材料的圆形薄钢片阀板制成，并依靠弹簧力进行复位。这种装置对装配精度 的要求非常高，否则极易造成密封不良而无法达到良好的遮断效果。同时，该装置只能检测 出较大的气体泄漏量，对较小的泄漏不够敏感。而且，由于其真空吸盘是针对特定的使用场 合特殊制造的，不具备通用性，使用范围受到限制。 第三种方法是日本SMC株式会社研制了带单向阀的INO系列的真空吸盘。当吸盘 没有吸着工件时，吸盘的单向阀阀芯关闭，真空支路封闭；当吸盘接触到工件表面时，柱销 被上推，阀芯打开，真空吸盘内产生真空，吸盘吸附工件。这种吸盘特别适用于多吸盘真空 系统且被吸工件形状不规则的场合。但这种吸盘由于需要依靠被吸工件的反作用力推开吸盘单向阀的阀芯，因此不适合吸取一些易碎、柔软的工件，应用领域受到了一定的限制。 第四种方法是德国FEST0公司研制了一种ISV系列的真空安全阀，该阀与真空吸 盘集成于一体，可实现失效吸盘的自动遮断。这种真空安全阀内有一个带节流小孔的浮子， 当吸盘正常接触工件后，吸盘与工件包围成的密封腔内的气体通过浮子末端的小孔被抽 吸，腔内压力下降，浮子在弹簧力的作用下下移，真空安全阀打开，吸盘正常工作。当吸盘出 现泄漏时，吸盘与工件包围成的密封腔内压力上升，推动浮子上移，关闭真空安全阀，实现 失效吸盘的自动遮断。但这种吸盘的真空响应时间较长，而且，浮子末端的小孔使得吸盘在 被遮断后仍存在一定程度的泄漏。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低廉、通用的真空失效遮断阀，避 免工作过程中由于某个吸盘出现泄漏造成的多吸盘真空系统的失效，保证系统工作的安全 性。
实现本实用新型目的的技术解决方案为本实用新型真空失效遮断阀，包括上阀
体、下阀体、调节元件、波纹膜片、金属硬芯、o型密封圈、第一密封橡胶垫、第二密封橡胶垫，
调节元件上端加工有中心内螺纹孔，以形成气体流道，调节元件上的内螺纹可直接与快换 接头联接，上阀体上加工有内螺纹，下阀体上加工有外螺纹，可直接与真空吸盘或快换接头 联接，调节元件外侧圆周上的外螺纹与上阀体的内螺纹配合，可使调节元件沿轴向移动，以 调节控制阀口与波纹膜片的初始工作间隙；调节元件下端开有与中心内螺纹孔同轴的孔， 该孔下端孔边缘形成真空失效遮断阀的控制阀口，控制阀口采用端面密封方式，在控制阀 口的周围贴装一层第一密封橡胶垫，以保证真空失效遮断阀在关闭时的可靠密封，位于控 制阀口正下方的波纹膜片，夹紧在上阀体和下阀体之间，波纹膜片朝向控制阀口一侧的中 心处贴装金属硬芯，上阀体和下阀体联接，上阀体和下阀体之间设置有第二密封橡胶垫，上 阀体与调节元件之间安装有0型密封圈。 真空失效遮断阀在使用时，安装于吸盘和真空发生器之间的支路上。若真空吸盘 无泄漏，吸盘与工件围成的腔室内的气体通过真空失效遮断阀上、下阀体上的固定节流口 流向真空发生器的真空口并从真空发生器的排气口排向大气，在吸盘与工件构成的腔室内 形成真空。在这种工作状态下，由于气体流量较小(在初期的真空产生阶段有较小的气体 流量，在正常工作的真空维持阶段，气体流量为零)，气体经过节流口时产生的压力降也较 小，即波纹膜片的上、下腔压力差较小，不足以使波纹膜片向上产生足够的变形量，控制阀 口处于打开的状态，真空失效遮断阀不工作，真空系统正常吸取工件。当吸盘发生泄漏时， 由于吸盘的吸入流量增大，气体经过真空失效遮断阀的固定节流口时产生的压降也增大， 即波纹膜片上、下腔的压力差增大，在该压差的作用下，波纹膜片向上运动，关闭遮断阀的 控制阀口 ，实现泄漏支路的遮断。 本实用新型与现有技术相比，其显著优点(l)具有结构简单、体积小、成本低的 特点，可直接安装于每一个真空吸盘和真空发生器之间的真空支路上。当真空吸盘无泄漏 时，真空失效遮断阀不影响真空系统正常吸取工件，当真空吸盘发生泄漏时，能及时遮断该 泄漏支路，保证整个真空系统的真空度水平，有效避免由于个别吸盘的泄漏引起的安全隐 患，大大提高多吸盘真空系统的工作安全性。(2)能够做到理论上的零泄漏，而且适用范围广，对工件材质的软、硬没有限制。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
图1是本实用新型真空失效遮断阀的结构示意图。 1、调节元件2、上阀体3、0形密封圈4、第一密封橡胶垫5、金属硬芯6、波 纹膜片7、第二密封橡胶垫8、下阀体9、上腔10、下腔11、固定节流口 图2是本实用新型真空失效遮断阀在多吸盘真空系统中的安装位置示意图。 12、真空发生器13、真空失效遮断阀14、真空吸盘15、被吸工件
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细描述。 本实用新型真空失效遮断阀，包括上阀体2、下阀体8、调节元件1、波纹膜片6、金 属硬芯5、0型密封圈3、第一密封橡胶垫4、第二密封橡胶垫7，调节元件1上端加工有中心 内螺纹孔，以形成气体流道，调节元件1上的内螺纹可直接与快换接头联接，上阀体2上加 工有内螺纹，下阀体8上加工有外螺纹，可直接与真空吸盘或快换接头联接，调节元件1外 侧圆周上的外螺纹与上阀体2的内螺纹配合，可使调节元件1沿轴向移动，以调节控制阀口 与波纹膜片6的初始工作间隙；调节元件1下端开有与中心内螺纹孔同轴的孔，该孔下端孔 边缘形成真空失效遮断阀的控制阀口 ，控制阀口采用端面密封方式，在控制阀口的周围贴 装一层第一密封橡胶垫4，以保证真空失效遮断阀在关闭时的可靠密封；波纹膜片6为压力 感应元件，波纹膜片6是真空失效遮断阀的阀口开闭控制元件，波纹膜片6由橡胶、涤纶、锦 纶布夹层经模压硫化成型制成，波纹形状采用正弦曲线，2 3个波峰，波纹膜片6朝向控 制阀口一侧的中心处贴装金属硬芯5，波纹膜片6中心贴装的金属硬芯5的直径略大于控 制阀口的直径，当遮断阀关闭时，金属硬芯5紧贴在调节元件1下端面的橡胶密封垫4上。 采用这种方案，可以有效地避免直接采用橡胶波纹膜片封堵控制阀口时膜片产生的过大变 形引起的膜片易损坏问题。位于控制阀口正下方的波纹膜片6，夹紧在上阀体2和下阀体8 之间，上阀体2和下阀体8之间设置有第二密封橡胶垫7，上阀体2与调节元件1之间安装 有0型密封圈3，上阀体2和下阀体8上分别加工有偶数个固定节流口 ll，一般为4、6或8 个，同时，上阀体2、下阀体8上分别加工有两对定位销/ L以找正上阀体2和下阀体8的 装配位置，保证上阀体2和下阀体8上固定节流口 11的装配精度，通过螺钉联接上阀体2 和下阀体8。 本实用新型真空失效遮断阀的联接尺寸和外形尺寸可根据实际工作中使用的吸 盘和配管进行系列化设计。 真空发生器真空系统吸取工件的过程一般是这样的真空吸盘向被吸工件运动并 贴合到工件的表面，由于吸盘与真空发生器的真空口联接，真空发生器抽吸吸盘与工件围 成的腔体内的气体形成真空，在外界大气压和该真空压力的压差作用下，工件被吸起。 如图2所示，在使用时，真空失效遮断阀13安装于多吸盘真空系统中每个真空吸 盘的前方。对应于图1所示的真空失效遮断阀结构示意图，阀13的上方联接通往真空发生 器12 —侧的管路，阀13的下方联接真空吸盘14。若真空吸盘无泄漏，吸盘与工件15围成
5的腔室内的气体通过真空失效遮断阀上阀体2、下阀体8上的固定节流口 ll流向真空发生 器的真空口并从真空发生器的排气口排向大气，在吸盘与工件构成的腔室内形成真空。在 这种工作状态下，由于气体流量较小(在初期的真空产生阶段有较小的气体流量，在正常 工作的真空维持阶段，气体流量为零)，气体经过节流口 11时产生的压力降也较小，即波纹 膜片6的上腔9、下腔10的压力差较小，在该压差下波纹膜片6产生的变形量x也较小。通 过调节调节元件l，调节控制阀口与波纹膜片6的初始距离h，使h略大于x，即可保证控制 阀口处于打开的状态，真空失效遮断阀不工作，真空系统正常吸取工件。当吸盘发生泄漏 时，由于吸盘的吸入流量增大，气体经过真空失效遮断阀的固定节流口 11时产生的压降也 增大，即波纹膜片上腔9、下腔10的压力差增大，在该压差的作用下，波纹膜片6向上的变形 增大，当变形量x大于h时，遮断阀的阀口关闭，实现泄漏支路的遮断。
权利要求一种真空失效遮断阀，其特征在于包括上阀体[2]、下阀体[8]、调节元件[1]、波纹膜片[6]、金属硬芯[5]、O型密封圈[3]、第一密封橡胶垫[4]、第二密封橡胶垫[7]，调节元件[1]上端加工有中心内螺纹孔，以形成气体流道，调节元件[1]上的内螺纹可直接与快换接头联接，上阀体[2]上加工有内螺纹，下阀体[8]上加工有外螺纹，可直接与真空吸盘或快换接头联接，调节元件[1]外侧圆周上的外螺纹与上阀体[2]的内螺纹配合，可使调节元件[1]沿轴向移动，以调节控制阀口与波纹膜片[6]的初始工作间隙；调节元件[1]下端开有与中心内螺纹孔同轴的孔，该孔下端孔边缘形成真空失效遮断阀的控制阀口，控制阀口采用端面密封方式，在控制阀口的周围贴装一层第一密封橡胶垫[4]，以保证真空失效遮断阀在关闭时的可靠密封，位于控制阀口正下方的波纹膜片[6]，夹紧在上阀体[2]和下阀体[8]之间，波纹膜片[6]朝向控制阀口一侧的中心处贴装金属硬芯[5]，上阀体[2]和下阀体[8]联接，上阀体[2]和下阀体[8]之间设置有第二密封橡胶垫[7]，上阀体[2]与调节元件[1]之间安装有O型密封圈[3]。
2. 根据权利要求1所述的真空失效遮断阀，其特征在于波纹膜片[6]为压力感应元件，波纹膜片[6]是真空失效遮断阀的阀口开闭控制元件，当遮断阀关闭时，金属硬芯[5]紧贴在调节元件[1]下端面的橡胶密封垫[4]上。
3. 根据权利要求l所述的真空失效遮断阀，其特征在于波纹膜片[6]由橡胶、涤纶、锦纶布夹层经模压硫化成型制成，波纹形状采用正弦曲线，2 3个波峰。
4. 根据权利要求l所述的真空失效遮断阀，其特征在于波纹膜片[6]中心贴装的金属硬芯[5]的直径大于控制阀口的直径。
5. 根据权利要求1所述的真空失效遮断阀，其特征在于上阀体[2]和下阀体[8]上分别加工有偶数个固定节流口 [11]。
专利摘要本实用新型公开了一种真空失效遮断阀，包括上阀体、下阀体、调节元件、波纹膜片、金属硬芯、O型密封圈、第一密封橡胶垫、第二密封橡胶垫，调节元件上端加工有中心内螺纹孔，调节元件上的内螺纹可直接与快换接头联接，外侧圆周上的外螺纹与上阀体的内螺纹配合，可使调节元件沿轴向移动，调节元件中心下端开有与中心内螺纹孔同轴的孔，该孔下端孔边缘形成真空失效遮断阀的控制阀口，控制阀口采用端面密封，波纹膜片夹紧在上、下阀体之间，调节元件沿轴向移动时，可调节控制阀口与波纹膜片之间的初始工作间隙。本实用新型结构简单、成本低廉，通用的真空失效遮断阀，避免工作过程中由于某个吸盘出现泄漏造成的多吸盘真空系统的失效，保证系统工作的安全性。
文档编号F16K27/00GK201496616SQ200920232139
公开日2010年6月2日 申请日期2009年9月18日 优先权日2009年9月18日
发明者侍海静, 孙中圣, 李小宁, 滕燕, 路建萍 申请人:南京理工大学