专利名称：旋转式供应接头、旋转式定时阀及产品处理设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种旋转式供应接头，特别是一种旋转式定时阀，以及包括这种旋转式供应接头的产品处理设备。
背景技术：
在旋转式定时阀中，设有两个表面，它们相对于彼此转动。每一表面都设置有开口，且该旋转式定时阀被构造成，当各表面相对于彼此转动时，在一个表面上的一个开口会周期性地与在另一表面上的一个开口对准。在对准期间，流体会从一个开口流至另一开口， 即从一表面流至另一表面，但当各开口没有对准时，此流体流动就被中止。因此，可以对相对转动的速度及各开口的布置加以选择，以在各开口之间提供所需要的流动定时。总体而言，各开口可被设置成使得在一表面上的一个开口一直与在另一表面上的开口对准。因此， 旋转式供应接头可在一表面相对于另一表面转动时，在与一表面相关联的构件及与另一表面相关联的另一构件之间提供流体流动连接。总体而言，有两种形式的旋转式定时阀是已知的。第一种形式为圆筒式旋转定时阀，其中两个表面是圆筒形状的，一个圆筒表面被套设在另一圆筒表面内。然而，这些圆筒式旋转定时阀很难制造且因而很昂贵，因为它需要对两个相匹配的圆筒表面有极精确的控制。再者，它们的维护是很昂贵的，因为，由于构件会膨胀，维持使用中的两个表面相匹配是很难的。第二种形式的旋转式定时阀为平面式旋转定时阀，其中各表面是扁平的，且一个表面相对于另一个表面绕着一垂直于各表面的轴线转动。这样的旋转式定时阀较容易制造，因为制造平的表面较容易。然而，为了要防止被该旋转式定时阀切换的流体的渗漏，让两个表面靠得非常近(如果不接触的话)是很重要的。因此，摩擦会是一个问题，这将会造成例如高磨损率，产生摩擦热，高功率消耗，这将会需要更大的马达来驱动各表面的相对转动，使用更昂贵的材料及/或使寿命缩短。将被了解的是，与以上所述相似的问题更常发生在旋转式供应接头上。在某些情形中，如果由旋转式供应接头提供或者由该旋转式定时阀切换的流体是液体的话，则该液体可如润滑剂般地作用。然而，这并非永远是适当的，且在其它的情况中， 该被提供或切换的流体可能不是液体。例如，有可能需要使用旋转式供应接头来提供(或旋转式定时阀来切换)负压来源，例如，连至真空泵。然而，使用旋转式供应接头来提供(或旋转式定时阀来切换)负压来源会造成额外的力量驱使这两个表面靠在一起，让上文中提到的摩擦问题恶化。
发明内容
因此，本发明的目的是要提供一种旋转式供应接头，其至少部分地克服上文所述的一些困难。根据本发明，提供一种旋转式供应接头，其具有一个或更多个出口端口及一个或更多个入口端口，它们被构造成用于在一个或更多个出口端口与一个或更多个入口端口之间提供用于流体流动的连接，该旋转式供应接头包括第一表面和第二表面，它们被构造成用于相对于彼此转动且具有相对应的形状， 使得在第一表面和第二表面的相对转动期间，在第一表面和第二表面之间可维持实质上恒定的分隔(separation)；其中一个或更多个入口端口中的每一入口端口为了流体流动而被连接到第一表面上的至少一开口； 一个或更多个出口端口中的每一出口端口为了流体流动而被连接到第二表面上的至少一开口；当第一表面和第二表面相对于彼此转动时，在第一表面上的至少一开口至少周期性地及至少部分地与在第二表面上的至少一开口对准，以容许从一开口至另一开口的流体流动；及其特征在于在第一与第二表面之间设有气体轴承，该气体轴承被构造成用于在第一表面与第二表面之间提供承载力。在第一表面与第二表面之间设置气体轴承，可以在各表面之间提供受控制的分隔。因此，该分隔可小到足以让被切换的流体的任何渗漏对于该旋转式供应接头的所要求操作而言是够少的。与此同时，提供该小的分隔可大幅地降低两个表面的相对运动所造成的摩擦问题。将可被理解的是，在某些布置中，该气体轴承可能无法精确地在两个表面之间提供分隔。然而，借助于在第一表面和第二表面之间提供承载力，介于这两个表面之间的接触力可被降低，藉以相应地降低作用在这两个表面之间的摩擦力。再者，即使如果该气体轴承没有在这两个表面之间提供完全的分隔，该气体轴承仍可提供足够的气体至介于这两个表面之间的空间，该气体可如润滑剂般地作用于这两个表面之间，降低摩擦。借助于适当地布置在第一表面和第二表面上的开口及它们至各个入口端口与出口端口的连接，该旋转式供应接头可被用作为旋转式定时阀，提供介于一个或更多个入口端口与一个或更多个出口端口之间的用于流体流动的所要求的连接循环。再者，使用气体轴承是特别有利的，因为它可固有地提供稳定的分隔。具体地说， 如果介于这两个表面之间的分隔因为任何原因而缩小的话，该气体轴承的承载力会提高， 亦即，产生将介于这两个表面之间的分隔回复至所需要的程度的倾向。类似地，如果介于这两个表面之间的分隔变大的话，则承载力会变小，而产生使这两个表面彼此靠得更近的倾向。因此，介于这两个表面之间的分隔得以保持稳定，即使是作用于这两个表面上的其它力量有所变动时，也是如此。本发明的旋转式供应接头尤其可被用来提供一负压源(imder-pressure source)，即一个具有气体的系统，其压力低于该旋转式供应接头所处的周围环境的压力， 例如一真空系统。在此情况下，该负压源至各个入口端口中的至少一个的连接造成一作用在该二表面上的力量以驱使该二表面靠在一起。介于该负压源内的气体压力与包围该旋转式供应接头的周围气体压力之间的压力差愈大，则产生在该二表面之间的力量就愈大。类似地，该负压所作用的有效面积愈大，则作用于该二表面上的力量就愈大。该有效面积可以相当于第一表面上被连接至该负压源的开口的投影面积，然而，因为第一表面和第二表面可以靠得非常近，所以会建立起一压力梯度，在该压力梯度中，压力从邻近该第一表面上的开口的负压源水平升高至离各个开口一些距离的周围压力水平。因此，该有效面积为可获得等效力的面积，如果在该面积的全部上的压力是在该负压源的压力的话。应被了解的是，当介于第一表面和第二表面之间的分隔减小时，该压力梯度会改变，增加该有效面积并因而提高该承载力。在任何情况中，借助于适当地控制气体轴承，该气体轴承所提供的承载力可以因为连接至该负压源的关系而补偿驱使该二表面靠在一起的力量，用以保持该分隔。总体而言，将可被了解的是，该气体轴承可被构造成用于平衡作用在各个表面上以让它们靠在一起的净力，这包括可以作用在这些表面上任何其它力量在内。在一种特定的布置中，旋转式供应接头可包括一架座，其支承旋转式供应接头的元件，并让旋转式供应接头可以被安装至使用该旋转式供应接头的系统内的另一构件上。 在此情况下，第一表面可被架座支承，使得它不会转动，让任何的流体源可以方便地连接至一个或更多个入口端口。第二表面可被支承在架座上，使得它能够相对于架座并且从而相对于第一表面绕着一转动轴线转动。例如，第二表面可被安装在旋转式轴承上。因此，可提供第一表面和第二表面所要求的用来提供介于旋转式定时阀的入口端口与出口端口之间的所需切换的相对转动。第一表面和第二表面中的一者或两者可被支承在架座上，使得该表面能够在平行第二表面的转动轴线的直线方向上移动，以便对于在第一表面和第二表面之间的分隔加以调整。在一种布置中，第二表面可被支承在架座上，使得第二表面不能够在平行其转动轴线的方向上移动，以降低用于第二表面的轴承布置的复杂度。在这种情况下，将被了解的是， 第一表面将被支承在架座上，使得第一表面能够在平行第二表面的转动轴线的直线方向上移动，但不能在相对于架座的任何其它方向上移动。在任何情况下，将被了解的是，在平行于第二表面的转动轴线的直线方向上所要求的移动范围将会很小，因为它只需要提供能够让气体轴承在施加于各个表面上的外力变动的影响下在该二表面之间保持一稳定的分隔所需的要求移动范围即可。气体轴承可用一个或更多个设置在第一表面和第二表面中的一者或两者上的气体轴承开口来形成，各开口被连接至气体供应器，该气体供应器提供的气体的压力高于旋转式供应接头所处环境的周围压力。因此，从各气体轴承开口提供连续的气体流，并提供所需的承载力。根据旋转式供应接头的要求，气体供应器可以是压缩机，其将空气从旋转式供应接头的周围吸入并压缩它。或者，它可例如从贮槽提供特定的气体或气体混合物。前者的布置较简单且较便宜。然而，后者的布置有可能是需要的，例如用来提供惰性气体，它不会与例如旋转式供应接头所提供的流体发生反应。在一种特定的布置中，气体轴承可以具有多个气体轴承开口，且送至各气体轴承开口的至少两个开口的气体供应可以使得该气体的压力可以被独立地加以控制。这种布置可以容许改善对于该二表面的分隔的控制。例如，这种布置可以容许在该二表面之间在该二表面的不同区域内提供不同的承载力。这可以是有利的，因为作用在该二表面上的外力在不同的区域可能会不一样。例如在该二表面的一个区域内的开口所连接的流体源所具有的压力不同于与其它区域所连接
6的流体源所具有的压力及/或在该二表面的一个区域内的开口的尺寸不同于其它区域内的开口的尺寸时，会发生这种情况。替代地或者附加地，如果例如由于该二表面上的空间限制而使得各气体轴承开口具有不同的尺寸的话，对于从两个不同的气体轴承开口排出的气体压力进行控制将会是符合期望的。用于两个或多个气体轴承开口的独立的压力控制，可以借助于例如将各气体轴承开口连接至个别的气体供应器、及/或借助于在连接至各气体轴承开口的流路中提供个别的可控制阀，而得以实现。每一个气体轴承开口都可与一相应的气体流限制器相连接，例如即使是各气体轴承开口被构造成用于在相同的压力下操作。向每一个气体轴承开口提供个别的气体流限制器，可以改善介于该二表面之间的分隔的稳定性，气体流限制器根据压力限制来自气体轴承开口的气体流。具体地说，在这种构造中，在各气体轴承开口的一个开口的位置处的介于该二表面之间的分隔的改变并不会影响到其它气体轴承开口所提供的承载力。在例如以上所描述的构造中，第一表面被架座所支承以使得第一表面不会相对于架座转动，一个或更多个气体轴承开口可以只设置在第一表面上。这种构造可以尤其有利于向各气体轴承提供气体。一个或更多个气体轴承开口可以沿着围绕第二表面的转动轴线的环来设置。具体地说，一个或更多个气体轴承开口可以被设置在与第二表面的转动轴线等距离的位置处。 至少一个气体轴承开口可以形成在该表面上的通道或沟槽，其呈现为沿着围绕第二表面的转动轴线的环的至少一部分的形式。例如，气体轴承可包括气体轴承开口，其包括一环形通道，该环形通道完全围绕该第二表面的转动轴线。该气体轴承可包括一个或更多个通道形式的气体轴承开口，其被形成在围绕该第二表面的转动轴线的环的圆弧上。然而，应被了解的是，各气体轴承开口可以采用其它方便的形状来形成。在第一表面上连接至一个或更多个入口端口的一个或更多个开口可以具有相当于上文所描述的气体轴承开口布置中的任何一种布置。然而，应被了解的是，连接至入口端口的一个或更多个开口可以被设置在与各气体轴承开口的布置所用的环不相同的一个或更多个环上，用以避免在第二表面上连接至各出口端口的各开口中的一个在旋转式供应接头的使用期间与气体轴承开口对准。在一种特定的布置中，各气体轴承开口可被设置在围绕第二表面的转动轴线的第一环上，并且在第一表面上连接至一个或更多个入口端口的开口可以环绕第二环而设置。 在这种布置中，第一环可被设置在比第二环离第二表面的转动轴线更远的距离处。这种布置是有利的，因为它可提供更大的空间来设置气体轴承。此外，借助于在离第二表面的转动轴线更远的距离处设置各气体轴承开口，第二表面相对于第一表面的转动的稳定性可被提尚ο旋转式供应接头可以作为产品处理设备的一部分。例如，旋转式供应接头的至少一个入口端口能够被连接至一负压源，并且至少一个出口端口能够被连接至相关联的产品夹持器，该产品夹持器被安装在第二表面上。因此，产品夹持器可为了流体流动而被至少部分周期性地连接至负压源。这种布置是有利的，因为负压可被用来将产品固定至产品夹持器上以移动该产品，例如，使得该产品可以与第二表面一起转动。这可使得产品从过程(如制造，测试及/或检验处理)的一个部分移动至该过程的另一个部分。替代地或者附加地， 它有助于产品的检验。例如，产品夹持器可被构造成用于进一步相对于第二表面转动，使得可从每一侧来对产品加以检验。
下面将以非限制性的例子参考附图来描述本发明，附图中图1显示根据本发明的旋转式定时阀的一般布置；图2显示依据本发明的旋转式定时阀的一种特定布置的一部分；图3显示例如图2所示的旋转式定时阀的进一步细节；而图如及仙显示用于使用在图2及3所示的布置中的空气轴承的可行的控制系统。
具体实施例方式本发明在下文中以旋转式定时阀10( S卩，旋转式供应接头)为例加以描述，其中在两个相对应的表面上的开口被设置成使得至少一个入口端口为了流体流动被周期性地连接到至少一个出口端口，该入口端口及出口端口被连接至该二表面上的相关联开口。然而， 将被了解的是，借助于将各开口适当地设置在该二表面上，可以提供一种旋转式供应接头， 其中尽管第一表面和第二表面有彼此相对转动，但至少一个入口端口为了流体流动而被永久地连接到至少一个出口端口。图1显示依据本发明的旋转式定时阀10的示意性布置。在所示的布置中，旋转式定时阀10包括第一圆盘11，其包括第一表面Ila ；以及第二圆盘12，其包括被设置成与第一表面Ila邻接的第二表面12a。第二圆盘12被构造成可绕着一轴线13相对于第一圆盘 11的位置转动。第一圆盘11包括一个或更多个入口端口 21，这些入口端口由通路22连接，该通路可让流体流动至第一表面Ila上的一个或更多个开口 23。相类似地，第二圆盘12包括一个或更多个出口端口 31，这些出口端口由通路32连接，该通路可让流体流动至第二表面1 上的一个或更多个开口 33。当第二圆盘12相对于第一圆盘11转动时，在第一表面Ila上的开口 23被周期性地与第二表面1 上的开口 33对准。如图1所示，当在第二表面1 上的一个开口 33至少部分地与第一表面Ila上的一个开口 23对准时，流体会在入口端口 21与出口端口 31之间流动。入口端口 21能够被连接至流体源25。因此，当第二圆盘12相对于第一圆盘11转动时，流体被周期地从流体源25提供至入口端口 21，传送于第一表面1 Ia上的开口 23与第二表面1 上的开口 33之间，并流至出口端口 31。然而，将被了解的是，如果流体源25为负压源(如真空泵)，流体会沿着相反方向流动，即从出口端口 31流至入口端口 21并流至负压源25。借助于对第一表面Ila上的开口 23与第二表面1 上的开口 33适当地进行布置， 即可提供切换介于各入口端口 21与各出口端口 31之间的连接的所要求的工作循环(duty cycle)ο应被了解的是，任何数量的入口端口 21及出口端口 31都可被提供且每一入口及出口端口都可经由该旋转式定时阀被连接至不同的流体源或例如需要被周期性地连接至该流体源的不同的空间。类似地，任何数量的开口 23、33都可被设置在第一表面和第二表面Ila及1 上， 且多个开口 23、33可分别被连接至入口端口 21及出口端口 31的任何一者。也应被了解的是，旋转式定时阀10的工作循环可被构造成在该工作循环的一部分期间，一出口端口 31为了流体流动而被连接至各入口端口 21中的一个入口端口，而在该工作循环的另一个部分则被连接至另一个入口端口 21。应被了解的是，在这些工作循环若干部分期间，各入口端口 21及/或出口端口 31可以不被流体流动地连接至出口端口 31或入口端口 21。应被了解的是，虽然示于图1中的旋转式定时阀10包括第一及第二圆盘11、12，但本发明并不一定要使用圆盘。因此，其它的构件形状也可被使用，只要它们分别包括彼此邻接地设置的第一表面Ila及第二表面12a即可。再者，虽然示于图1中的表面Ila及1 是平的，但这也并非是必需的。然而，第一表面Ila及第二表面1 应具有相对应的形状且被设置成当第二表面1 绕着转动轴线 13相对于第一表面Ila转动时，介于这两个表面IlaUh之间的分隔可以保持恒定。例如， 第一表面和第二表面可以是圆锥形的，形成圆锥形定时阀。然而，平的表面是较佳的，因为它们较容易精确地形成。如图1所示，在第一表面和第二表面lla、12a之间保持有一分隔。这可降低介于第一表面和第二表面IlaUh之间的摩擦。将可被了解的是，图1是示意图且介于第一表面和第二表面IlaUh之间的间隙15未按比例绘制。具体地说，介于第一表面和第二表面 lla、12a的间隙可以是非常地小，用以将流体的渗漏减至最小。如图所示，本发明的旋转式定时阀10包括一气体轴承，其将分隔15保持在第一表面和第二表面IlaUh之间。该气体轴承包括一个或更多个气体轴承开口 16，其被提供来自气体源17的气体且提供一气体流18，该气体流提供承载力。应被了解的是，任何数量的气体轴承开口 16都可被使用，这将于下文中说明。类似地，应被了解的是，可以使用各式各样不同的气体源17。具体地说，气体源17可以是压缩机，其将气体(如，空气)从围绕旋转式定时阀10的环境中吸入并加以压缩，以提供加压气体至该气体轴承开孔16。替代地或者另外地，气体源17可包括贮气槽，其容纳被提供给该气体轴承开口 16的特定的气体或气体混合物。例如，气体供应器17可提供惰性气体。在任何情形中，气体供应器17可包括过滤器，用来确保没有微粒通入到气体轴承中，因为微粒会造成阻塞。图2及3显示依据本发明的旋转式定时阀的特定布置。图2以平面图显示第一表面11a，其为旋转式定时阀的一部分，且图3以剖面图显示第一表面Ila的一部分，以及与第一表面Ila邻接的第二表面12a的相应部分。如图2所示，第一表面和第二表面具有环形的形状，且以垂直于第一表面和第二表面11a、12a的轴线13为中心，该轴线相当于第二表面1 相对于第一表面Ila转动的转动轴线13。第一表面1 Ia包括多个开口 23，其为了流体流动而经由通路22被连接至一个或更多个入口端口 21。第二表面1 包括多个开口 33，其为了流体流动而经由通路32被连接至一个或更多个出口端口 31。如图2所示，在第一表面Ila上的开口 23被设置在形成于绕
9着轴线13的第一环51上。在第二表面1 上的多个开口 33被设置在第二表面1 上离轴线13相同距离处。因此，当第二表面1 相对于第一表面Ila绕着轴线13转动时，每一开口 33都周期性地至少部分地与第一表面上的一个开口 23对准。因此，在此期间，连接至第二表面12a上的开口 33的出口端口 31会为了流体流动而被连接至一入口端口 21，该入口端口被连接至第一表面Ila上的开口 23，该开口 23与第二表面1 上的开口 33相邻。如图2所示，在第一表面Ila上的开口 23可以有不同的尺寸。因此，该工作循环的出口端口 31为了流体流动而被连接至与开口 23相关连的入口端口 21的部分可被控制。 例如，如果在第二表面上的开口 33与第一环51的圆周比较起来较小的话，则一个开口 23 在第一环51上延伸的比例将相当于旋转式定时阀的工作循环的一个部分，该部分让每一出口端口 31为了流体流动而被连接至与开口 23相关连的入口端口 21。在图2所示的布置中，各开口 23的一个开口相当于第一环51的圆周的一半。因此，每一出口端口 31可为了流体流动而被连接至对应的入口端口 21达到该旋转式定时阀的工作循环的一半。在第一表面和第二表面11a、12a上的开口 23、33与第一表面和第二表面11a、1 的尺寸比较起来相对大的情况下，该开口可以为形成在第一表面和第二表面IlaUh上的通道的形式，其经由一个或更多个通路22、32被连接至相关联的入口端口 21或出口端口 31。如图3所示，入口端口 21能够被连接至流体供应器25。应被了解的是，该流体供应器25可供应流体至入口端口 21，并因而周期性地供应至出口端口 31。替代地或者另外地，该流体供应器可以是负压源，譬如真空泵，其从入口端口 21并因而周期性地从出口端口抽出流体。如图2及3所示，该旋转式定时阀的布置还包括一气体轴承，该气体轴承包括多个气体轴承开口 16，它们被构造成用于提供从第一表面1 Ia至第二表面1 的气体流，用以在第一表面和第二表面IlaUh之间保持分隔。该气体轴承的进一步细节将于下文中说明。示于图2及3中的旋转式定时阀的特定布置还包括安装结构40，该安装结构可被用来将该旋转式定时阀安装至另一构件41上，该另一构件譬如是使用该旋转式定时阀的系统的一部分。第一表面Ila可借助于轴承42而被安装到安装结构40上，该轴承使得第一表面Ila可以在平行于第二表面12a的转动轴线13的方向上移动一有限的程度。因此， 第一表面Ila可被移动用以控制第一表面和第二表面IlaUh之间的分隔。第一表面和第二表面IlaUh可被一作用于第一表面Ila上的弹性件及/或借助于将至少一个入口端口 21连接至一负压源而被朝向彼此偏动。因此，介于第一表面和第二表面IlaUh之间的分隔可借助于调整气体轴承所提供的承载力来加以控制。第二表面 12a可借助于旋转式轴承43而被安装至安装结构40，该旋转式轴承支承第二表面1 并容许它绕着转动轴线13转动。也可以提供致动系统44，以便用所需要的速度驱动第二表面 12a。如在上文中参考图2描述的那样，气体轴承可包括多个形成在第一表面Ila上的气体轴承开口 16。具体地说，如图2所示，各气体轴承开口 16可沿着围绕轴线13的第二环52被设置。具体地说，每一气体轴承开口 16都可被形成为在第一表面Ila内的顺着第二环52的圆弧的通道。如图所示，每一气体轴承开口 16的尺寸可以是相同的。然而，这并不是一成不变的。类似地，应被了解的是，任何数量的气体轴承开口都可被使用。具体地说，如果有需要， 一个单一的气体轴承开口 16可被提供，例如，它的形状是环状的。然而，将气体轴承分割成多个分布在该第一表面上的气体轴承开口可以有利地改善介于第一表面和第二表面11a、 12a之间的分隔的稳定性。离开各气体轴承开口 16的气体压力可以是相同的。或者，某些气体轴承开口 16 的压力不同于其它气体轴承开口 16的气体压力可以是符合期望的。例如，所需要的是与第一表面Ila上连接至负压源的开口 23相邻的气体轴承开口 16的气体压力大于与第一表面Ila上连接至正压力流体供应的开口 23相邻的气体轴承开口 16的气体压力或与第一表面上连接至入口端口 47的开口 23不相邻的气体轴承开口 16的气体压力。在想要向各气体轴承开口 16提供不同的气体压力的情况下，可以将分别的气体供应器连接至各气体轴承开口 16，各气体供应器有不同的压力，及/或可以提供阀，用以调整在每一气体轴承开口的压力。将可被了解的是，在任何情况下，提供可调整的、与每一气体轴承开口相关联的阀，以容许在使用本发明的旋转式定时阀的系统的设定期间对该旋转式定时阀作微调，是符合期望的。该可调整的阀可以例如是压力调节器。这些可调节的阀可确保提供至气体轴承的压力是一致的，并且不会因为供应变化而产生波动。替代地或者附加地，可以符合期望的是提供一种系统，在该系统内，各气体轴承开口 16内的压力可在旋转式定时阀的操作期间被调整。为此，可以使用如图如及仙所示的控制系统。在图如所示的系统中，设有压力可控制的第一和第二气体供应器61、62。需要具有第一气体压力的气体轴承开口 16a、16b被连接至压力可控制的第一气体供应器62，而需要具有可独立地控制的第二气体压力的气体轴承开口 16c、16d、16e则被连接至压力可控制的第二气体供应器61。这两个压力可控制的气体供应器61、62可以被连接至控制器 63。或者，如图4b所示，一个单一的气体供应器65可供应所有气体轴承开口。然而， 第一组气体轴承开口 16a、16b可以被连接第一压力控制阀67，而第二组气体轴承开口 16c、 16d、16e (其需要具有可独立地控制的压力)被连接至第二压力控制阀66。在此情况下，控制器63可以控制压力控制阀66、67的操作，以便控制在各气体轴承开口 16内的压力。将可被了解的是，控制器63可以实施各种其它的功能，例如，监视第二表面1 的转动速度及控制致动器44，用以提供所需要的转速，监视介于第一表面和第二表面11a、 1 之间的分隔，以及如果有需要的话，调整气体轴承的操作，用以保持所需要的分隔。无论是否使用控制系统，或使用控制气体轴承的控制系统的本质如何，可以符合期望的是，向每一气体轴承开口 16提供一气流限制器68。该气流限制器68可被设置来根据气体压力限制来自各气体轴承开口 16的气体流。这可借助于将节流阀设置在连接至气体供应管路对于各气体轴承开口 16的开放点处来提供。使用气流限制器可进一步改善对于第一表面和第二表面IlaUh之间的分隔的控制的稳定性。具体地说，当介于该二表面之间的分隔变大时，气体流率就会升高，增加横跨该限制器的压降。这可降低作用在该二表面之间的压力，造成分隔变小。应被了解的是，
11该气流限制器的设定可被用于在气体轴承的控制以及对于负荷变动的响应。应进一步被了解的是，不同的限制器尺寸可被用在位于不同位置的气体轴承开口上，特别是如果该气体轴承的负荷在不同的位置有不同的负荷的话。例如，这种情况可以在因为在第一及第二表面上的开口的形状不同并且它们连接至不同的来源时发生。该二表面的转动的动态稳定性对于设计依据本发明的旋转式供应接头或旋转式定时阀而言可以是一项很重要的因素。具体地说，如果没有提供足够的稳定性的话，则该二表面的转动速度就会视其用途而受到限制，而无法令人满意。总体而言，各气体轴承开口应被设置来在不引起动态稳定性下将气体压力分布到空气承载表面上。在轴承内的气体压力是可压缩的且可容许一种一部件相对于另一部件振荡的情况发生。这被称为气锤。为了将该二表面的稳定性最大化，气流限制器可被设置来尽可能靠近各气体轴承开口，使得介于气流限制器与开口之间的空间内的气体体积被最小化。也可借助于将介于二表面之间的分隔最小化来提高动态稳定性。这可如上文中讨论到的那样增加有效面积。再者，当该二表面靠在一起时，一薄的气体膜层会被包陷住 (trapped)，这可提供该二表面相对运动一个强力的阻尼。将可被了解的是，此阻尼可提高稳定性。然而，介于该二表面之间的分隔愈小，这两个表面所需要的制造容差(tolerance) 就愈高，这会提高旋转式供应接头或供应定时阀的制造成本，并增加维修成本。各气体轴承开口的形状，布置与布局也会影响到该转动的稳定性。例如，将各气体轴承开口设置得离第二表面相对于第一表面的转动轴线更远，可以提高稳定性。类似地，使用较大数量的小尺寸的气体轴承开口也可提高稳定性。因此，将需要的是，在提供较大数量的气体轴承开口的成本与将第一表面和第二表面加工至一相对高的容差的成本之间取得平衡，使得介于二表面之间的分隔在使用时可被减小。如图2所示，其上设有气体轴承开口 16的第二环52可被设置成离转动轴线13的距离比其上设有第一表面的开口 23的第一环51离转动轴线13的距离更远，这可将各气体轴承开口离转动轴线的距离最大化。然而，这是可被逆转的。再者，在第一表面Ila上的气体轴承开口及被连接至各入口端口 21的开口可被设置在多于一个的绕着轴线13的环圈上。不论旋转式供应接头或旋转式定时阀的布置如何，它都可被以被使用在各种环境中。具体地说，它可被使用在产品处理设备上。在许多产品的制造中，各式处理的自动化可被用来确保制造成本被保持在最低。类似地，搬运处理的自动化也可被用来确保成本被最小化。因此，产品处理设备(例如用来在制造、输送，测试及/或检验期间搬运产品)的布置是制造系统中一个很重要的部分。如图3所示，依据本发明的旋转式供应接头或旋转式定时阀可被用来形成产品处理设备。例如，产品夹持器45可被安装在一个或更多个或所有的出口端口 31上。因此，产品夹持器45可为了流体流动至少被周期地连接至入口端口 21。具体地说，如果入口端口 21被连接至负压源的话，产品夹持器45相应地为了流体流动被周期地连接至该负压源。产品夹持器45可包括承接部分46，该承接部分的形状对应于产品47的至少一部分。在产品承接部分46与出口端口 31之间可以设有通道48。因此，当出口端口通过旋转式供应接头或旋转式定时阀被连接至负压源时，产品47可被负压固定于产品承接部分46上。将可被了解的是，此布置可被使用在各种情况中。例如，在一种使用旋转式供应接头的布置中，产品夹持器45可为了流体流动被连续地连接至该负压源。因此，产品47可被稳固地夹持在产品承接部分46上，直到它从产品承接部分上被取下为止。替代地或者附加地，产品夹持器45可与旋转式定时阀一起配合使用，其中，在给定的工作循环部分期间，产品夹持器45为了流体流动而被连接至负压源。在此情况下，产品47被固定在产品承接部分内。然而，产品夹持器44在工作循环的另一个部分期间可以不被连接至该负压源以进行流体流动。在此情况下，在该部分的工作循环期间，产品47会脱离产品承接部分46。在另一变化形式中，在工作循环的另外一个部分期间，产品夹持器45可为了流体流动而被连接至不同的入口端口，其连接至正压供应器。该正压可例如被用来主动地将产品从产品承接部分46驱离。然而，该产品处理设备可被构造成使得在产品夹持器45被连接至正压源之前，产品47掉离产品承接部分46。在此情况下，正压源可被用来向产品夹持器45提供气体流或其它流体流，用以将任何留在例如产品承接部分46内的碎屑去除掉。在一种特定的布置中，产品夹持器45可被构造成用于至少是在将产品47夹持于产品承接部分46内时，相对于该第二表面转动。此种布置可容许提供一检验系统，该检验系统检查所有从产品承接部分46延伸出来的产品47。应被了解的是，上文中所描述的产品处理设备可用于许多不同的产品上。例如，上文中所描述的产品处理设备可被用来搬送医药产品，譬如像是药丸及胶囊。
权利要求
1.一种旋转式供应接头，所述旋转式供应接头具有一个或更多个出口端口(31)及一个或更多个入口端口(21)，所述旋转式供应接头被构造成在所述一个或更多个出口端口与所述一个或更多个入口端口之间提供用于流体流动的连接，所述旋转式供应接头包括第一表面和第二表面(IlaUh)，所述第一表面和第二表面被构造成能够相对于彼此转动且具有相对应的形状，使得在所述第一表面和第二表面的相对转动期间，在所述第一表面和第二表面之间能够保持基本上恒定的分隔；其中，所述一个或更多个入口端口中的每一个为了流体流动而被连接至所述第一表面(Ila)上的至少一个开口 03)；所述一个或更多个出口端口(31)中的每一个为了流体流动而被连接至所述第二表面 (12a)上的至少一个开口 (33)；当所述第一表面和第二表面(lla、12a)相对于彼此转动时，在所述第一表面(Ila)上的至少一个开口 03)至少周期性地与所述第二表面(12a)上的至少一个开口(33)至少部分地对准，以容许从一开口至另一开口的流体流动；及其特征在于，在所述第一表面和第二表面(lla、12a)之间设有气体轴承，所述气体轴承被构造成用于在所述第一表面和第二表面之间提供承载力。
2.如权利要求1所述的旋转式供应接头，其中在所述第一表面和第二表面上的开口 (23,33)被设置成使得当所述第一表面和第二表面(lla、12a)相对于彼此转动时，所述一个或更多个入口端口与所述一个或更多个出口端口(31)之间形成用于流体流动的连接的所需工作循环。
3.如权利要求1所述的旋转式供应接头，其被设计来使得各入口端口中的至少一个能够被连接至负压源。
4.如权利要求3所述的旋转式供应接头，其中所述气体轴承被构造成用于在所述第一表面和第二表面(lla、12a)之间提供力，该力补偿施加在所述第一表面和第二表面上的将它们拉在一起的净力，所述净力是在各入口端口中的至少一个被连接至负压源时产生的。
5.如权利要求1所述的旋转式供应接头，其中所述旋转式供应接头包括一安装结构 (40)，该安装结构被构造成用于在所述旋转式供应接头被安装至另一构件时支承所述旋转式供应接头；所述第一表面(Ila)被安装至所述安装结构(40)，使得所述第一表面不能相对于所述安装结构转动；并且所述第二表面(12a)被安装至所述安装结构(40)，使得所述第二表面能够绕着转动轴线(13)相对于所述安装结构及所述第一表面转动。
6.如权利要求5所述的旋转式供应接头，其中所述第一表面和第二表面(lla、12a)中的至少一个被安装至所述安装结构(40)，使得它能够沿着平行于所述第二表面(12a)的转动轴线(1 的直线方向而移动，以便调整介于所述第一表面和第二表面之间的分隔。
7.如权利要求1所述的旋转式供应接头，其中所述气体轴承包括在所述第一表面和第二表面(lla、12a)中的至少一个上的一个或更多个气体轴承开口(16)，所述气体轴承开口能够被连接至带压力的气体的供应器(17)，所述压力高于所述旋转式定时阀被使用的环境的周围压力，以便提供来自所述气体轴承开口的承载气体流(18)。
8.如权利要求7所述的旋转式供应接头，其中所述气体轴承包括多个气体轴承开口 (16)，并且气体被提供至所述气体轴承开口中的至少两个，使得在每一气体轴承开口内的气体压力能够被独立地控制。
9.如权利要求7所述的旋转式供应接头，其中所述气体轴承被构造成使得所述气体轴承开口(16)中的每一个都与一相应的气流限制器(68)相关联。
10.如权利要求5和7所述的旋转式供应接头，其中所述一个或更多个气体轴承开口 (16)设置在所述第一表面(Ila)上。
11.如权利要求10所述的旋转式供应接头，其中所述一个或更多个气体轴承开口(16) 沿着围绕所述第二表面(12a)的转动轴线(1 的环(5 设置。
12.如权利要求11所述的旋转式供应接头，其中所述气体轴承开口(16)中的至少一个被构造成沿着所述环(52)的至少一部分的通道的形式。
13.如权利要求11所述的旋转式供应接头，其中在所述第一表面(Ila)上为了流体流而被连接至所述至少一个入口端口的所述至少一个开口沿着围绕所述第二表面 (12a)的转动轴线(13)的第二环(51)而设置。
14.如权利要求13所述的旋转式供应接头，其中所述第二环(51)被设置成比其上设置有所述一个或更多个气体轴承开口(16)的第一环(5 更靠近所述第二表面(12a)的转动轴线(13)。
15.一种产品处理设备，所述产品处理设备包括如权利要求3所述的旋转式供应接头及一负压源，所述负压源连接至所述至少一个入口端口 ；所述产品处理设备还包括至少一个产品夹持器(45)，该产品夹持器被安装至所述第二表面(12a)并且为了流体流动而被连接至所述一个或更多个出口端口(31)中的一个出口端□；其中，所述旋转式供应接头被构造成使得所述出口端口(31)至少周期性地为了流体流动而被连接至所述至少一个入口端口(21)，使得所述产品夹持器0 至少周期性地为了流体流动而被连接至所述负压源。
全文摘要
一种旋转式供应接头，特别是旋转式定时阀，用于在第一表面和第二表面相对于彼此转动，使得在第一表面和第二表面上的开口对准时至少周期地从入口端口提供流体流至出口端口，其中设有在第一表面和第二表面之间提供承载力的气体轴承。
文档编号F16K39/04GK102171500SQ200980138844
公开日2011年8月31日 申请日期2009年9月30日 优先权日2008年10月2日
发明者J·布兰登-琼丝, N·D·哈里森 申请人:辉瑞大药厂