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密封组件及阀门发明专利

更新时间:2026-10-01
密封组件及阀门发明专利 专利申请类型:发明专利;
地区:四川-南充;
源自:南充高价值专利检索信息库;

专利名称:密封组件及阀门

专利类型:发明专利

专利申请号:CN202411067521.9

专利申请(专利权)人:四川九天真空科技有限公司
权利人地址:四川省南充市西充县多扶工业园区

专利发明(设计)人:陈林,张毅,宋铠钰,贾媛滢,王蓉

专利摘要:本发明提供一种密封组件及阀门,涉及生产制造技术领域。密封组件包括:密封板包括远离外部的阀体的第一端以及靠近阀体的第二端;第一端与驱动机构连接;驱动机构用于带动密封板在阀体的内部封闭位置和外部封闭位置之间移动;在密封板位于外部封闭位置的情况下,第一端连接外部的压力组件的目标面,以基于压力组件对阀体的阀口进行外部密封;第一端和目标面中的一者设置有第一凸起结构,另一者设置有可容纳第一凸起结构的第一凹槽结构;在密封板位于外部封闭位置的情况下,第一凹槽结构容纳第一凸起结构,并于其中形成第一导流流道。本发明的技术效果为:通过形成的流道结构提高密封组件进行密封时的密封度,使密封组件适用于高温、腐蚀等环境。

主权利要求:
1.一种密封组件,其特征在于,所述密封组件包括:密封板和驱动机构;
所述密封板包括远离外部的阀体的第一端以及靠近所述阀体的第二端;
所述第一端与所述驱动机构连接;所述驱动机构用于带动所述密封板在阀体的内部封闭位置和外部封闭位置之间移动;
在所述密封板位于所述外部封闭位置的情况下,所述密封板的所述第一端连接外部的压力组件的目标面,以基于所述压力组件对所述阀体的阀口进行外部密封;
所述第一端和所述目标面中的一者设置有第一凸起结构,其中的另一者设置有可容纳所述第一凸起结构的第一凹槽结构;
其中,在所述密封板位于所述外部封闭位置的情况下,所述第一凹槽结构容纳所述第一凸起结构,并于其中形成第一导流流道;所述第一导流流道用于导流所述阀口开启的情况下,所述密封板所在的运动腔体泄露的第一设定阈值的被控制物质,所述被控制物质包括所述阀体内部的高温物质;
所述密封板和所述驱动机构的制备材料包括耐高温材质和/或耐腐蚀材质。
2.根据权利要求1所述密封组件,其特征在于,位于所述第一端的所述第一凸起结构或所述第一凹槽结构围绕所述驱动机构设置;
位于所述目标面的所述第一凹槽结构或所述第一凸起结构与所述第一端的所述第一凸起结构或所述第一凹槽结构在沿着所述驱动机构的运动轴方向,相对地设置。
3.根据权利要求1所述密封组件,其特征在于,其中,所述第一凸起结构和所述第一凹槽结构包括:梯形体、三角体、圆锥体、圆台体或半球体中的任意一种。
4.根据权利要求1‑3任一项所述的密封组件,其特征在于,其中,所述第一设定阈值通过以下方式确定:;
其中,C1为所述第一设定阈值,A1为所述第一导流流道的流通面积,K为所述被控制物质的流导参数,T为所述被控制物质的温度参数, 为所述被控制物质的分子的质量流量率。
5.一种阀门,其特征在于,所述阀门包括:阀体、驱动组件、压力组件以及权利要求1‑4中任一项所述的密封组件;
所述驱动组件与所述密封组件中的驱动机构连接,在沿着所述驱动机构的运动轴且远离所述阀体的目标方向上,所述压力组件设置在所述密封组件的密封板的顶部,所述压力组件与所述驱动组件固定连接,所述驱动机构穿过所述压力组件设置;
所述驱动组件用于驱动所述驱动机构在所述压力组件中间运动,以控制所述密封板在所述阀体的内部封闭位置和外部封闭位置之间移动,所述密封板用于对所述阀体进行内部密封;
在所述密封板位于所述外部封闭位置的情况下,所述密封板远离所述阀体的第一端连接所述压力组件的目标面,所述压力组件用于对所述阀体进行外部密封;
所述第一端和所述目标面中的一者设置有第一凸起结构,其中的另一者设置有可容纳所述第一凸起结构的第一凹槽结构;所述第一凹槽结构和所述第一凸起结构形状贴合,且所述第一凹槽结构和所述第一凸起结构在所述目标方向上的投影位置重叠;
其中,在所述密封板位于所述外部封闭位置的情况下,所述第一凹槽结构容纳所述第一凸起结构,并于其中形成第一导流流道;所述第一导流流道用于导流阀口开启的情况下,所述密封板所在的运动腔体泄露的第一设定阈值的被控制物质,所述被控制物质包括所述阀体内部的高温物质。
6.根据权利要求5所述的阀门,其特征在于,其中,所述驱动组件中包括:第一限位件;
在所述目标方向上,所述第一限位件设置在所述驱动组件的运动顶部位置处;
所述第一限位件用于对所述驱动机构的顶部位置进行限制,以对所述密封板的所述外部封闭位置进行限制;
其中,所述第一导流流道在所述目标方向上的第一高度基于所述第一限位件的第一厚度参数确定。
7.根据权利要求5所述的阀门,其特征在于,其中,所述压力组件中包括密封圈;
在所述目标方向上,所述密封圈围绕所述驱动机构设置,且所述密封圈设置在所述第一导流流道的尽头顶部;
所述密封圈用于对所述第一导流流道中流入的所述被控制物质进行密封处理。
8.根据权利要求5所述的阀门,其特征在于,所述阀门还包括:隔热件;
所述隔热件设置在所述压力组件和所述驱动组件的连接位置;
所述隔热件用于隔离所述压力组件与所述驱动组件之间的热传递。
9.根据权利要求5所述的阀门,其特征在于,其中,在所述密封板位于所述内部封闭位置的情况下,所述密封板靠近所述阀体的第二端连接所述阀体的密封面,以用于对所述阀体的所述阀口进行内部密封;
其中,所述第二端和所述阀体的密封面中的一者设置有第二凸起结构,其中的另一者设置有可容纳所述第二凸起结构的第二凹槽结构;所述第二凹槽结构和所述第二凸起结构形状贴合,且所述第二凹槽结构和所述第二凸起结构在所述目标方向上的投影位置重叠;
其中,在所述密封板位于所述内部封闭位置的情况下,所述第二凹槽结构容纳所述第二凸起结构,并于其中形成第二导流流道;所述第二导流流道用于导流所述阀口封闭的情况下,所述阀口内部泄露的第二设定阈值的所述被控制物质。
10.根据权利要求9所述的阀门,其特征在于,其中,所述驱动组件中包括:第二限位件;
在所述目标方向上,所述第二限位件设置在所述驱动组件的运动底部位置处;
所述第二限位件用于对所述驱动机构的底部位置进行限制,以对所述密封板的所述内部封闭位置进行限制;
其中,所述第二导流流道在所述目标方向上的第二高度基于所述第二限位件的第二厚度参数确定。 说明书 : 密封组件及阀门技术领域[0001] 本发明涉及生产制造技术领域,具体而言,涉及一种密封组件及阀门。背景技术[0002] 在半导体元件等器件的制备过程中,通常会涉及到高温反应介质,目前制备过程中使用的阀门装置通常采用橡胶圈等密封件进行密封,但是,橡胶圈这类密封件,在阀门装置所在的高温环境下工作的情况下容易发生熔化、老化或损坏的情况,从而导致阀门装置的密封功能失效,无法满足相关器件的制备要求。发明内容[0003] 有鉴于此,本发明实施例的目的在于提供一种密封组件及阀门,以改善现有技术中存在的高温情况下阀门密封功能较差的问题。[0004] 为了解决上述问题,第一方面,本发明实施例提供了一种密封组件,所述密封组件包括:密封板和驱动机构;[0005] 所述密封板包括远离外部的阀体的第一端以及靠近所述阀体的第二端;[0006] 所述第一端与所述驱动机构连接;所述驱动机构用于带动所述密封板在阀体的内部封闭位置和外部封闭位置之间移动;[0007] 在所述密封板位于所述外部封闭位置的情况下,所述密封板的所述第一端连接外部的压力组件的目标面,以基于所述压力组件对所述阀体的阀口进行外部密封;[0008] 所述第一端和所述目标面中的一者设置有第一凸起结构,其中的另一者设置有可容纳所述第一凸起结构的第一凹槽结构;[0009] 其中,在所述密封板位于所述外部封闭位置的情况下,所述第一凹槽结构容纳所述第一凸起结构,并于其中形成第一导流流道;所述第一导流流道用于导流所述阀口开启的情况下,所述密封板所在的运动腔体泄露的第一设定阈值的被控制物质,所述被控制物质包括所述阀体内部的高温物质;[0010] 所述密封板和所述驱动机构的制备材料包括耐高温材质和/或耐腐蚀材质。[0011] 在上述实现过程中,为了优化密封组件在高温和/或腐蚀等情况下工作时的密封性能,可以使用多种耐高温材料和/或耐腐蚀材料作为相应的制备材料,以制作相应的密封板和驱动机构,从而适用于多种高温或腐蚀的工作情况。在此基础上,考虑到密封板和阀门的材料特性,为了减少密封板在外部封闭位置与外部的压力组件进行接触时,热量传递至压力组件内部对压力组件造成的不利影响,从而对压力组件的外部密封造成的不利影响,可以在密封板远离阀体的第一端设置与压力组件的目标面对应的第一凸起结构和第一凹槽结构,从而能够在驱动机构带动密封板运动至相应的外部封闭位置时,由密封板以及压力组件上的第一凸起结构和第一凹槽结构进行结合形成相应的第一导流流道,作为引导密封板所在的运动腔体中被控制物质的引导流道结构,能够在密封板接触压力组件的情况下,导流运动腔体内部泄露的第一设定阈值的被控制物质,仅允许极少量的被控制物质通过,在高温或腐蚀的环境中,高温或腐蚀介质流经第一导流流道,热量或腐蚀性沿途散失,使得最终到达压力组件的温度或腐蚀性较低,从而减少高温或腐蚀性物质与压力组件直接接触时造成的不利影响,避免了高温的被控制物质对阀体中的相关结构造成损伤,从而提高压力组件在高温和/或腐蚀等工作环境下的可靠性。在高温和/或腐蚀等工作环境下,可以实现对阀体的密封,有效地提高了密封组件进行密封时的密封度,适用于多种生产过程中的高温和/或腐蚀等环境。[0012] 可选地,位于所述第一端的所述第一凸起结构或所述第一凹槽结构围绕所述驱动机构设置;[0013] 位于所述目标面的所述第一凹槽结构或所述第一凸起结构与所述第一端的所述第一凸起结构或所述第一凹槽结构在沿着所述驱动机构的运动轴方向,相对地设置。[0014] 在上述实现过程中,由于密封组件与压力组件的运动结构特性,因此,密封组件上的第一凸起结构或第一凹槽结构都围绕驱动机构设置,相应地,为了与密封组件形状贴合,压力组件的目标面上的第一凸起结构或第一凹槽结构也可以沿着驱动机构的运动轴方向,与密封板上的第一凸起结构或第一凹槽结构相对地设置,从而在不影响密封组件正常运动的情况下,使密封板与压力组件能够实现正常地对接,从而实现相应的物质导流功能。[0015] 可选地,其中,所述第一凸起结构和所述第一凹槽结构包括:梯形体、三角体、圆锥体、圆台体或半球体中的任意一种。[0016] 在上述实现过程中,为了实现相应的引导流道结构,第一凸起结构和第一凹槽结构可以包括梯形体、三角体、圆锥体、圆台体或半球体等多种具有凹凸的结构,从而实现结构较为复杂的第一导流流道,能够在对被控制物质进行导流的同时,进一步减小被控制物质的导流量,进一步优化了密封组件与压力组件接触时压力组件的密封性能。[0017] 可选地,其中,所述第一设定阈值通过以下方式确定:[0018] ;[0019] 其中,C1为所述第一设定阈值,A1为所述第一导流流道的流通面积,K为所述被控制物质的流导参数,T为所述被控制物质的温度参数, 为所述被控制物质的分子的质量流量率。[0020] 在上述实现过程中,第一导流流道中导流的第一设定阈值可以为极小的气体量,可以根据第一导流流道的流通面积、被控制物质的流导参数、温度参数以及分子的质量流量率等参数计算得到相应的第一设定阈值。[0021] 第二方面,本发明实施例还提供了一种阀门,所述阀门包括:阀体、驱动组件、压力组件以及上述任一项所述的密封组件;[0022] 所述驱动组件与所述密封组件中的驱动机构连接,在沿着所述驱动机构的运动轴且远离所述阀体的目标方向上,所述压力组件设置在所述密封组件的密封板的顶部,所述压力组件与所述驱动组件固定连接,所述驱动机构穿过所述压力组件设置;[0023] 所述驱动组件用于驱动所述驱动机构在所述压力组件中间运动,以控制所述密封板在所述阀体的内部封闭位置和外部封闭位置之间移动,所述密封板用于对所述阀体进行内部密封;[0024] 在所述密封板位于所述外部封闭位置的情况下,所述密封板远离所述阀体的第一端连接所述压力组件的目标面,所述压力组件用于对所述阀体进行外部密封;[0025] 所述第一端和所述目标面中的一者设置有第一凸起结构,其中的另一者设置有可容纳所述第一凸起结构的第一凹槽结构;所述第一凹槽结构和所述第一凸起结构形状贴合,且所述第一凹槽结构和所述第一凸起结构在所述目标方向上的投影位置重叠;[0026] 其中,在所述密封板位于所述外部封闭位置的情况下,所述第一凹槽结构容纳所述第一凸起结构,并于其中形成第一导流流道;所述第一导流流道用于导流阀口开启的情况下,所述密封板所在的运动腔体泄露的第一设定阈值的被控制物质,所述被控制物质包括所述阀体内部的高温物质。[0027] 在上述实现过程中,阀门中可以包括驱动密封组件在压力组件中间进行运动的驱动组件,以控制密封组件在阀体的内部封闭位置和外部封闭位置之间移动,密封板在内部封闭位置的情况下,能够对阀口实现内部密封。并且,为了进一步优化阀门的密封性能,阀门中还可以包括设置在密封组件的密封板顶部的压力组件,密封板在外部封闭位置的情况下,能够与压力组件进行连接,以由压力组件对阀体进行外部密封,从而减少被控制物质进入外部后对外部的驱动组件等造成的不利影响。在进行外部密封时,密封板的第一端和压力组件的目标面上分别设置相应的第一凸起结构和第一凹槽结构,从而能够在驱动机构带动密封板运动至相应的外部封闭位置时,由密封板以及压力组件上的第一凸起结构和第一凹槽结构进行结合形成相应的第一导流流道,作为引导密封板所在的运动腔体中被控制物质的引导流道结构,能够在密封板接触压力组件的情况下,导流运动腔体内部泄露的第一设定阈值的被控制物质,仅允许极少量的被控制物质通过,在高温或腐蚀的环境中,高温或腐蚀介质流经第一导流流道,热量或腐蚀性沿途散失,使得最终到达压力组件的温度或腐蚀性较低,从而减少高温或腐蚀性物质与压力组件直接接触时造成的不利影响,避免了高温的被控制物质对阀体中的相关结构造成损伤,从而提高压力组件在高温和/或腐蚀等工作环境下的可靠性。在高温和/或腐蚀等工作环境下,可以实现对阀体的密封,有效地提高了密封组件进行密封时的密封度,适用于多种生产过程中的高温和/或腐蚀等环境。并且,第一导流流道还能有效地减少压力组件与密封板之间的碰撞,有效地减少了零件碰撞造成的零件损坏情况。[0028] 可选地,其中,所述驱动组件中包括:第一限位件;[0029] 在所述目标方向上,所述第一限位件设置在所述驱动组件的运动顶部位置处;[0030] 所述第一限位件用于对所述驱动机构的顶部位置进行限制,以对所述密封板的所述外部封闭位置进行限制;[0031] 其中,所述第一导流流道在所述目标方向上的第一高度基于所述第一限位件的第一厚度参数确定。[0032] 在上述实现过程中,由于第一导流流道在目标方向上的第一高度会影响其导流流量的第一设定阈值的大小,因此,为了实现可调节的导流效果,可以在驱动组件的运动顶部位置处设置相应的第一限位件,通过第一限位件的厚度情况对驱动机构运动时的顶部位置的进行限制,以对密封板最终的外部封闭位置进行限制,从而实现对第一导流流道的第一高度的控制和调整,能够结合实际的情况和密封需求对第一高度进行调节,以对外部密封的密封效果进行调整,还能基于第一限位件减少密封组件运动过程中的震动情况,适用于多种不同的外部密封应用场景。[0033] 可选地,其中,所述压力组件中包括密封圈;[0034] 在所述目标方向上,所述密封圈围绕所述驱动机构设置,且所述密封圈设置在所述第一导流流道的尽头顶部;[0035] 所述密封圈用于对所述第一导流流道中流入的所述被控制物质进行密封处理。[0036] 在上述实现过程中,为了进一步提高压力组件进行外部密封时的密封度,可以在压力组件的内部设置相应的密封圈,密封圈围绕驱动机构设置且设置在第一导流流道的尽头顶部,密封圈能够对第一导流流道中流入的被控制物质进行密封处理,由于第一导流流道对被控制物质进行了导流处理,因此,密封圈接触的被控制物质的温度或腐蚀性都较低,有效地提高了压力组件中密封圈进行密封处理时的有效性,从而提高了外部密封的可靠性。[0037] 可选地,所述阀门还包括:隔热件;[0038] 所述隔热件设置在所述压力组件和所述驱动组件的连接位置;[0039] 所述隔热件用于隔离所述压力组件与所述驱动组件之间的热传递。[0040] 在上述实现过程,考虑到压力组件与驱动组件的连接结构,为了减少压力组件与驱动组件之间的热传递,可以在压力组件和驱动组件的连接位置处设置相应的隔热件,有效地减少了从阀体传递至驱动组件的热量,从而有效地保护驱动组件中的各个零件,延长驱动组件的使用寿命,提高驱动组件的驱动可靠性。[0041] 可选地,其中,在所述密封板位于所述内部封闭位置的情况下,所述密封板靠近所述阀体的第二端连接所述阀体的密封面,以用于对所述阀体的所述阀口进行内部密封;[0042] 其中,所述第二端和所述阀体的密封面中的一者设置有第二凸起结构,其中的另一者设置有可容纳所述第二凸起结构的第二凹槽结构;所述第二凹槽结构和所述第二凸起结构形状贴合,且所述第二凹槽结构和所述第二凸起结构在所述目标方向上的投影位置重叠;[0043] 其中,在所述密封板位于所述内部封闭位置的情况下,所述第二凹槽结构容纳所述第二凸起结构,并于其中形成第二导流流道;所述第二导流流道用于导流所述阀口封闭的情况下,所述阀口内部泄露的第二设定阈值的所述被控制物质。[0044] 在上述实现过程中,为了进一步提高内部密封的有效性,还可以在密封板的第二端以及阀体的密封面上设置位置、形状都相对应的第二凸起结构和第二凹槽结构,密封板位于内部封闭位置时,由第二凸起结构和第二凹槽结构形成第二导流流道,作为引导阀体内部被控制物质的引导流道结构,当阀口关闭时,被控制物质从阀门下方流入,被阀体阻挡后,沿第二导流流道方向流入阀门的密封区域,由于第二导流流道的流道间距很小,因此,能够在密封板贴合阀体对阀口进行封闭的情况下,导流由于密封板和阀体材料原因导致的阀口内部泄露的第二设定阈值的被控制物质,仅允许极少量的被控制物质通过,在高温和/或腐蚀等工作环境下,可以实现对阀体的内部密封和外部密封,有效地提高了内部密封时的密封度,从而降低了阀门整体的漏率,适用于多种生产过程中的高温和/或腐蚀等环境。并且,第二导流流道还能有效地减少阀体与密封板之间的碰撞,有效地减少了零件碰撞造成的零件损坏情况。[0045] 可选地,其中,所述驱动组件中包括:第二限位件;[0046] 在所述目标方向上,所述第二限位件设置在所述驱动组件的运动底部位置处;[0047] 所述第二限位件用于对所述驱动机构的底部位置进行限制,以对所述密封板的所述内部封闭位置进行限制;[0048] 其中,所述第二导流流道在所述目标方向上的第二高度基于所述第二限位件的第二厚度参数确定。[0049] 在上述实现过程中,由于第二导流流道在目标方向上的第二高度会影响其导流流量的第二设定阈值的大小,因此,为了实现可调节的导流效果,可以在驱动组件的运动底部位置处设置相应的第二限位件,通过第二限位件的厚度情况对驱动机构运动时的底部位置的进行限制,以对密封板最终的内部封闭位置进行限制,从而实现对第二导流流道的第二高度的控制和调整,能够结合实际的情况和密封需求对第二高度进行调节,以对内部密封的密封效果进行调整,还能基于第二限位件减少密封组件运动过程中的震动情况,适用于多种不同的内部密封应用场景。[0050] 可选地,所述阀门还包括:冷却组件;[0051] 所述冷却组件设置在所述阀体的外部;[0052] 所述冷却组件用于对所述阀体、所述驱动组件、所述压力组件和所述密封组件进行冷却处理。[0053] 在上述实现过程中,为了进一步减小阀门的工作温度,可以在阀体的外部设置相应的冷却组件,以对阀体、驱动组件、压力组件以及密封组件等组件进行降温冷却处理,及时带走阀门中高温物质产生的热量,使阀门温度有效降低,从而延长阀门的使用时间。[0054] 可选地,其中,所述密封板所在的运动腔体上设置有真空组件,所述真空组件用于对所述运动腔体进行真空处理。[0055] 在上述实现过程中,压力组件以及阀体之间,密封板所在的运动腔体可以设置为相应的真空腔体,以提高内部密封和外部密封的有效性。并且,为了保持运动腔体的真空度,可以设置相应的真空组件,对运动腔体进行抽真空处理,以抽取运动腔体中的一些残余气体,有效地减少了废气对其他组件造成的不利影响。[0056] 综上所述,本发明实施例提供了一种密封组件及阀门,由第一凸起结构和第一凹槽结构形成第一导流流道,作为引导密封板所在的运动腔体中被控制物质的引导流道结构,本发明的技术效果为:能够在密封板接触压力组件的情况下,导流运动腔体内部泄露的第一设定阈值的被控制物质,仅允许极少量的被控制物质通过,在高温或腐蚀的环境中,高温或腐蚀介质流经第一导流流道,热量或腐蚀性沿途散失,使得最终到达压力组件的温度或腐蚀性较低,从而减少高温或腐蚀性物质与压力组件直接接触时造成的不利影响,从而提高压力组件在高温和/或腐蚀等工作环境下的可靠性。附图说明[0057] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。[0058] 图1为本发明实施例提供的一种密封组件的结构示意图;[0059] 图2为本发明实施例提供的一种阀门的结构示意图;[0060] 图3为本发明实施例提供的另一种阀门的结构示意图。[0061] 图标:110‑密封板;120‑驱动机构;111‑第一凸起结构;112‑第一凹槽结构;210‑阀体;211‑阀口;220‑驱动组件;230‑压力组件;221‑第一限位件;222‑第二限位件;231‑密封圈;232‑隔热件;131‑第二凸起结构;132‑第二凹槽结构;140‑运动腔体;240‑冷却组件;250‑真空组件。具体实施方式[0062] 下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明实施例的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明实施例的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明实施例保护的范围。[0063] 在半导体元件等器件的制备过程中,通常会使用真空阀门等阀门装置进行密封处理,目前制备过程中使用的阀门装置通常采用橡胶圈等密封件进行密封,但是,由于制备过程中通常会涉及到高温反应介质,橡胶圈这类密封件,在阀门装置所在的高温环境下工作的情况下容易发生熔化、老化或损坏的情况,从而导致阀门装置的密封功能失效,无法满足相关器件的制备要求。[0064] 为了解决上述问题,本发明实施例提供了一种密封组件,密封组件设置在相应的阀门内,以作为对阀门中的阀体进行内部密封的组件,在高温和/或腐蚀等工作环境下,可以实现对阀体的密封,有效地提高了密封组件进行密封时的密封度,适用于多种生产过程中的高温和/或腐蚀等环境。[0065] 请参阅图1,图1为本发明实施例提供的一种密封组件的结构示意图,密封组件可以包括:密封板110和驱动机构120;[0066] 其中,密封板110包括远离外部的阀体的第一端以及靠近阀体的第二端;第一端与驱动机构120连接;驱动机构120用于带动密封板110在阀体的内部封闭位置和外部封闭位置之间移动。[0067] 可选地,驱动机构120可以设置为相应的驱动杆、阀杆等能够带动密封板110进行运动的结构,密封板110可以设置为能够与外部的阀体的阀口结合以实现密封功能的板状结构。[0068] 需要说明的是,为了优化密封组件在高温和/或腐蚀等情况下工作时的密封性能,可以使用多种耐高温材料和/或耐腐蚀材料作为相应的制备材料,以制作相应的密封板110和驱动机构120,从而适用于多种高温或腐蚀的工作情况。为了在多种高温和/或腐蚀等环境下正常工作,密封板110和驱动机构120的制备材料可以设置为多种类型的耐高温材料和/或耐腐蚀材料,例如耐高温、耐腐蚀的多种金属、陶瓷材料等。示例地,密封板110可以设置为6061‑T6合金材料,驱动机构120可以设置为316L合金材料等。[0069] 可选地,在密封板110位于外部封闭位置的情况下,密封板110的第一端连接外部的压力组件的目标面,以基于压力组件对阀体的阀口进行外部密封。第一端和目标面中的一者设置有第一凸起结构,其中的另一者设置有可容纳第一凸起结构的第一凹槽结构。在密封板110位于外部封闭位置的情况下,第一凹槽结构容纳第一凸起结构,并于其中形成第一导流流道;第一导流流道用于导流阀口开启的情况下,密封板110所在的运动腔体泄露的第一设定阈值的被控制物质,被控制物质包括阀体内部的高温物质。[0070] 需要说明的是,被控制物质为阀门中所控制的物质,例如多种类型的高温气体等。由于密封组件和阀体的材料特性,为了减少密封板110在外部封闭位置与外部的压力组件进行接触时,热量传递至压力组件内部对压力组件造成的不利影响,从而对压力组件的外部密封造成的不利影响,可以在密封板110远离阀体的第一端设置与压力组件的目标面对应的第一凸起结构和第一凹槽结构,从而能够在驱动机构120带动密封板110运动至相应的外部封闭位置时,由密封板110以及压力组件上的第一凸起结构和第一凹槽结构进行结合形成相应的第一导流流道,作为引导密封板110所在的运动腔体中被控制物质的引导流道结构,能够在密封板110接触压力组件的情况下,导流运动腔体内部泄露的第一设定阈值的‑被控制物质,仅允许极少量的被控制物质通过,能够将运动腔体内部的真空漏率控制在109Pam3/s以内,从而实现有效的外部密封。需要说明的是在高温或腐蚀的环境中,高温或腐蚀介质流经第一导流流道,热量或腐蚀性沿途散失,使得最终到达压力组件的温度或腐蚀性较低,从而减少高温或腐蚀性物质与压力组件直接接触时造成的不利影响,从而提高压力组件在高温和/或腐蚀等工作环境下的可靠性。[0071] 在图1所示的实施例中,在高温和/或腐蚀等工作环境下,可以实现对阀体的密封,有效地提高了密封组件进行密封时的密封度,适用于多种生产过程中的高温和/或腐蚀等环境。[0072] 请继续参阅图1,其中,位于第一端的第一凸起结构111或第一凹槽结构112围绕驱动机构120设置,相应的,位于目标面的第一凹槽结构112或第一凸起结构111与第一端的第一凸起结构111或第一凹槽结构112在沿着驱动机构120的运动轴方向,相对地设置。由于密封组件与压力组件230的运动结构特性,因此,密封组件上的第一凸起结构111或第一凹槽结构112都围绕驱动机构120设置,相应地,为了与密封组件形状贴合,压力组件230的目标面上的第一凸起结构111或第一凹槽结构112也可以沿着驱动机构120的运动轴方向,与密封板110上的第一凸起结构111或第一凹槽结构112相对地设置,从而在不影响密封组件正常运动的情况下,使密封板110与压力组件230能够实现正常地对接,从而实现相应的物质导流功能。[0073] 可选地,为了实现相应的引导流道结构,第一凸起结构111和第一凹槽结构112可以包括:梯形体、三角体、圆锥体、圆台体或半球体等多种具有凹凸的结构。多种类型的凹凸结构可以循环设置,例如,可以设置3个形状相同的半球体、梯形体结构等,从而实现结构较为复杂的第一导流流道,能够在对被控制物质进行导流的同时,进一步减小被控制物质的导流量,进一步优化了密封组件的密封性能。[0074] 图1中仅示出了一种密封板110上的结构为第一凸起结构111,且第一凸起结构111中包括2个形状相同的梯形体结构的具体结构实施例,关于其他形状不再进行赘述。[0075] 可选地,第一设定阈值可以通过以下方式确定:[0076] ;[0077] 其中,C1为第一设定阈值,A1为第一导流流道的流通面积,K为被控制物质的流导参数,T为被控制物质的温度参数, 为被控制物质的分子的质量流量率。[0078] 需要说明的是,第一导流流道的流通面积A1可以通过以下方式计算得到:,其中,D1为第一导流流道的通道直径,h1为第一导流通道在沿着驱动机构120的运动轴且远离阀体的目标方向上的第一高度,以第一导流流道的通道形状为直径圆柱面的直径D1=27.9mm,第一高度h1为0.1mm为例,,对于温度为293K的空气,分子流态下的流导计算如下,可得出:[0079] 。[0080] 可选地,请参阅图2,图2为本发明实施例提供的一种阀门的结构示意图,阀门可以包括:阀体210、驱动组件220、压力组件230以及上述实施例中任一项所述的密封组件。[0081] 其中,驱动组件220与密封组件中的驱动机构120连接,在沿着驱动机构120的运动轴且远离阀体210的目标方向上,压力组件230设置在密封组件的密封板110的顶部,压力组件230与驱动组件220固定连接,驱动机构120穿过压力组件230设置。驱动组件220用于驱动驱动机构120在压力组件230中间运动,以控制密封板110在阀体210的内部封闭位置和外部封闭位置之间移动,密封板110用于对阀体210进行内部密封。在密封板110位于外部封闭位置的情况下,密封板110远离阀体210的第一端连接压力组件230的目标面,压力组件230用于对阀体210进行外部密封。[0082] 可选地,阀门中的多个组件均可以设为相应的耐高温、耐腐蚀材料,以适用于多种高温或腐蚀的应用场景,示例地,阀体210可以由外表面喷砂后硫酸阳极氧化处理的6061‑T6铝合金制成,阀体210连接形式为KF法兰,驱动组件220可以由6061‑T6材质的盖板、方气缸及活塞组成,阀体210外部三侧(除阀体对应的侧法兰口)可以安装外部的其他组件,例如冷却组件和真空组件等。[0083] 可选地,驱动组件220工作时,可以由方气缸上下两接气口接通气源,在目标方向上,方气缸下接气口通气,上接气口断气,活塞向上运动,带动密封板110离开阀体210密封面,直至阀门完全开启,密封板110可开启至阀体210侧法兰内口上边缘,与顶部的压力组件230接触。方气缸下接气口断气,上接气口通气,活塞向下运动,带动密封板110向下运动,直至密封板110与底部的阀体210连接,从而实现内部密封。[0084] 需要说明的是,压力组件230与阀体210之间为密封板110的运动腔体140,为了提高内部密封和外部密封的有效性,可以将运动腔体140设置为真空腔体。[0085] 可选地,第一端和目标面中的一者设置有第一凸起结构111,其中的另一者设置有可容纳第一凸起结构111的第一凹槽结构112;第一凹槽结构112和第一凸起结构111形状贴合,且第一凹槽结构112和第一凸起结构111在目标方向上的投影位置重叠。在密封板110位于外部封闭位置的情况下,第一凹槽结构112容纳第一凸起结构111,并于其中形成第一导流流道;第一导流流道用于导流阀口211开启的情况下,密封板110所在的运动腔体140泄露的第一设定阈值的被控制物质,被控制物质包括阀体210内部的高温物质。[0086] 在图2所示的实施例中,在进行外部密封时,密封板110的第一端和压力组件230的目标面上分别设置相应的第一凸起结构111和第一凹槽结构112,从而能够在驱动机构120带动密封板110运动至相应的外部封闭位置时,由密封板110以及压力组件230上的第一凸起结构111和第一凹槽结构112进行结合形成相应的第一导流流道,作为引导密封板110所在的运动腔体140中被控制物质的引导流道结构,能够在密封板110接触压力组件230的情况下,导流运动腔体140内部泄露的第一设定阈值的被控制物质,仅允许极少量的被控制物质通过,在高温或腐蚀的环境中,高温或腐蚀介质流经第一导流流道,热量或腐蚀性沿途散失,使得最终到达压力组件230的温度或腐蚀性较低,从而减少高温或腐蚀性物质与压力组件230直接接触时造成的不利影响,最终避免了高温的被控制物质对阀体中的相关结构造成损伤,从而提高压力组件230在高温和/或腐蚀等工作环境下的可靠性。在高温和/或腐蚀等工作环境下,可以实现对阀体210的密封,有效地提高了密封组件进行密封时的密封度,适用于多种生产过程中的高温和/或腐蚀等环境。[0087] 需要说明的是,由于密封板110与压力组件230之间具有第一导流流道,因此,密封板110与阀体210的压力组件230并非直接接触,因此,第一导流流道还能有效地减少压力组件230与密封板110之间的碰撞,有效地减少了零件碰撞造成的零件损坏情况。[0088] 请参阅图3,图3为本发明实施例提供的另一种阀门的结构示意图,其中,驱动组件220中可以包括:第一限位件221。[0089] 其中,在目标方向上,第一限位件221设置在驱动组件220的运动顶部位置处,第一限位件221用于对驱动机构120的顶部位置进行限制,以对密封板110的外部封闭位置进行限制。第一导流流道在目标方向上的第一高度基于第一限位件221的第一厚度参数确定。[0090] 可选地,第一限位件221可以设置在驱动组件220中的盖板位置处,即驱动组件220的运动顶部位置处,第一限位件221可以设置为软性材质的定位垫圈,例如,第一限位件221可以设置为材质为氟橡胶的减震O型圈,具有较高的化学稳定性、耐热性、不沾性能、电气性能、耐磨损性、抗蠕变性以及耐老化性,在阀口211开启且进行外部密封时,第一限位件221能够与驱动组件220中的方气缸顶部抵接,从而对密封板110的最高位置进行限制,可通过调节定位垫圈的厚度来调节阀口开启时密封板110的外部封闭位置。并且,由于第一限位件221为软性材质,在密封组件的运动过程中,第一限位件221还能够起到减震作用,从而减少由运动导致的震动对阀门中各个零件造成的不利影响。[0091] 由于第一导流流道在目标方向上的第一高度会影响其导流流量的第一设定阈值的大小,因此,为了实现可调节的导流效果,可以在驱动组件220的运动顶部位置处设置相应的第一限位件221,通过第一限位件221的厚度情况对驱动机构120运动时的顶部位置的进行限制,以对密封板110最终的外部封闭位置进行限制,从而实现对第一导流流道的第一高度的控制和调整,能够结合实际的情况和密封需求对第一高度进行调节,以对外部密封的密封效果进行调整,还能基于第一限位件221减少密封组件运动过程中的震动情况,适用于多种不同的外部密封应用场景。[0092] 可选地,为了进一步提高压力组件230进行外部密封时的密封度,压力组件230中可以包括密封圈231。在目标方向上,密封圈231围绕驱动机构120设置,且密封圈231设置在第一导流流道的尽头顶部,密封圈231用于对第一导流流道中流入的被控制物质进行密封处理。密封圈231围绕驱动机构120设置且设置在第一导流流道的尽头顶部,密封圈231能够对第一导流流道中流入的被控制物质进行密封处理,由于第一导流流道对被控制物质进行了导流处理,因此,密封圈231接触的被控制物质的温度或腐蚀性都较低,有效地提高了压力组件230中密封圈231进行密封处理时的有效性,从而提高了外部密封的可靠性。[0093] 示例地,可以根据实际的外部密封需求,设置一个或多个密封圈231进行密封处理,图3中仅示出一种设置两个密封圈231的结构,其他数量结构不再进行赘述。[0094] 可选地,以高温工作环境为例,压板组件与密封板110之间的第一导流流道,在阀口211开启时,高温介质从第一导流流道流入,沿途进行热量传递,由于“第一导流流道间距较小且具有类似波浪形状的路径使流道的路径加长,因此,当少量高温介质在经过第一导流流道时热量会散失,温度逐渐降低,最终使到达压力组件230内部的密封圈231的温度在密封圈231的工作温度范围之内,保证内部密封圈231的密封性能,使阀门能够在高温环境下正常运行。[0095] 示例地,密封圈231可以设置为全氟橡胶等材质的橡胶圈,具有较高的化学稳定性、耐热性、真空性能、耐老化性等,能够有效地提高外部密封的密封度。[0096] 可选地,考虑到压力组件230与驱动组件220的连接结构,为了减少压力组件230与驱动组件220之间的热传递,阀门还可以包括:隔热件232。隔热件232设置在压力组件230和驱动组件220的连接位置,隔热件232用于隔离压力组件230与驱动组件220之间的热传递。有效地减少了从阀体210传递至驱动组件220的热量,从而有效地保护驱动组件220中的各个零件,例如保护驱动组件220中的各个橡胶圈等零件,以延长驱动组件220的使用寿命,提高驱动组件220的驱动可靠性。[0097] 示例地,隔热件232可以设置为非金属的隔热垫结构,隔热垫结构可以包括整环结构、非整环结构以及半环组合结构等多种不同形状的结构,可以根据连接位置的实际情况和隔热需求进行选择和设置。[0098] 可选地,以隔热件232为压板组件与驱动组件220的方气缸之间设置的材料为PEEK(Poly‑ether‑ether‑ketone,聚醚醚酮)的圆环形垫片为例,PEEK材料熔点约为334℃,能耐315℃的高温,可在243℃环境下长期使用,热导率低至0.24W/(m.k),以压板组件和方气缸所用的6061铝合金为例,其热导率高达170W/(m.k),因此,隔热件232具有良好的耐高温性能和极低的热导率,能够有效隔绝压板组件与驱动组件220之间温度的传递,且隔热件232自身能够在高温环境下长期使用。还可以将隔热件232设置为聚酰亚胺(PI)等材料,其耐高温达400℃,可在‑200~300℃温度范围环境下长期使用,热导率低至0.1~0.3W/(m.k);也可选择特性与PEEK相似,但耐温性能更高的聚醚酮(PEK)等材料。[0099] 可选地,在密封板110位于内部封闭位置的情况下,密封板110靠近阀体210的第二端连接阀体210的密封面,以用于对阀体210的阀口211进行内部密封。第二端和阀体210的密封面中的一者设置有第二凸起结构131,其中的另一者设置有可容纳第二凸起结构131的第二凹槽结构132;第二凹槽结构132和第二凸起结构131形状贴合,且第二凹槽结构132和第二凸起结构131在目标方向上的投影位置重叠。[0100] 其中,在密封板110位于内部封闭位置的情况下,第二凹槽结构132容纳第二凸起结构131,并于其中形成第二导流流道;第二导流流道用于导流阀口211封闭的情况下,阀口211内部泄露的第二设定阈值的被控制物质。[0101] 为了进一步提高内部密封的有效性,还可以在密封板110的第二端以及阀体的密封面上设置位置、形状都相对应的第二凸起结构131和第二凹槽结构132,密封板110位于内部封闭位置时,由第二凸起结构131和第二凹槽结构132形成第二导流流道,作为引导阀体210内部被控制物质的引导流道结构,当阀口211关闭时,被控制物质从阀门下方流入,被阀体210阻挡后,沿第二导流流道方向流入阀门的密封区域,由于第二导流流道的流道间距很小,因此,能够在密封板110贴合阀体210对阀口211进行封闭的情况下,导流由于密封板110和阀体210材料原因导致的阀口211内部泄露的第二设定阈值的被控制物质,仅允许极少量的被控制物质通过,在高温和/或腐蚀等工作环境下,可以实现对阀体210的内部密封和外部密封,有效地提高了内部密封时的密封度,从而降低了阀门整体的漏率,适用于多种生产过程中的高温和/或腐蚀等环境。并且,第二导流流道还能有效地减少阀体210与密封板110之间的碰撞,有效地减少了零件碰撞造成的零件损坏情况。[0102] 需要说明的是,由于密封板110与阀体210之间具有第二导流流道,因此,密封板110与阀体210的非阀口区域并非直接接触,因此,第二导流流道还能有效地减少阀体210与密封板110之间的碰撞,有效地减少了零件碰撞造成的零件损坏情况。[0103] 需要说明的是,位于密封面的第二凸起结构131或第二凹槽结构132围绕阀口211设置,位于第二端的第二凹槽结构132或第二凸起结构131与密封面的第二凸起结构131或第二凹槽结构132在沿着驱动机构120的运动轴方向,相对地设置。由于阀口211的物质传输特性,因此,阀体210上的第二凸起结构131或第二凹槽结构132都围绕阀口211设置,相应地,为了与阀体210形状贴合,驱动机构120可以与密封板110的中间区域连接,密封板110的第二端上的第二凸起结构131或第二凹槽结构132也可以沿着驱动机构120的运动轴方向,与阀体210上的第二凸起结构131或第二凹槽结构132相对地设置,从而在不影响阀口211正常工作的情况下,使密封板110与阀体210能够实现正常地连接,从而实现阀口211的开启和封闭功能。[0104] 图3中仅示出了一种密封板110上的结构为第二凸起结构131,阀体210上的结构为第二凹槽结构132,且第二凸起结构131和第二凹槽结构132中包括2个形状相同的梯形体结构的具体结构实施例,关于其他形状不再进行赘述。[0105] 可选地,第二凸起结构131和第二凹槽结构132可以与第一凸起结构111和第二凹槽结构132形状相同,也可以不同,可以根据内部密封和外部密封具体的密封度需求进行选择和设计。[0106] 可选地,驱动组件220中还可以包括:第二限位件222。在目标方向上,第二限位件222设置在驱动组件220的运动底部位置处,第二限位件222用于对驱动机构120的底部位置进行限制,以对密封板110的内部封闭位置进行限制。第二导流流道在目标方向上的第二高度基于第二限位件222的第二厚度参数确定。[0107] 可选地,第二限位件222可以设置在驱动组件220中活塞的底部位置处,即驱动组件220的运动底部位置处,第二限位件222可以设置为软性材质的定位垫圈,例如,第二限位件222可以设置为材质为PTFE(Polytetrafluoroethylene,聚四氟乙烯)的定位垫圈,具有较高的化学稳定性、耐热性、不沾性能、电气性能、耐磨损性、抗蠕变性以及耐老化性,在阀口211封闭时,定位垫圈能够与驱动组件220中的方气缸底部抵接,从而对密封板110的最低位置进行限制,可通过调节定位垫圈的厚度来调节阀口211关闭时密封板110的内部封闭位置。并且,由于第二限位件222为软性材质,在密封组件的运动过程中,第二限位件222还能够起到减震作用,从而减少由运动导致的震动对阀门中各个零件造成的不利影响。[0108] 由于第二导流流道在目标方向上的第二高度会影响其导流流量的第二设定阈值的大小,因此,为了实现可调节的导流效果,可以在驱动组件220的运动底部位置处设置相应的第二限位件222,通过第二限位件222的厚度情况对驱动机构120运动时的底部位置的进行限制,以对密封板110最终的内部封闭位置进行限制,从而实现对第二导流流道的第二高度的控制和调整,能够结合实际的情况和密封需求对第二高度进行调节,以对内部密封的密封效果进行调整,还能基于第二限位件222减少密封组件运动过程中的震动情况,适用于多种不同的内部密封应用场景。[0109] 可选地,第二设定阈值可以通过以下方式确定:[0110] ;[0111] 其中,C2为第二设定阈值,A2为第二导流流道的流通面积,K为被控制物质的流导参数,T为被控制物质的温度参数, 为被控制物质的分子的质量流量率。[0112] 需要说明的是,第二导流流道的流通面积A2可以通过以下方式计算得到:,其中,D2为第一导流流道的通道直径,h2为第二导流通道在沿着驱动机构120的运动轴且远离阀体210的目标方向上的第二高度,A2的计算方式与A1相同,不再进行赘述。[0113] 可选地,为了进一步减小阀门的工作温度,阀门还可以包括:冷却组件240。冷却组件240设置在阀体210的外部,冷却组件240用于对阀体210、驱动组件220、压力组件230和密封组件进行冷却处理。[0114] 可选地,阀体210的外部可以设置多个法兰连接口,冷却组件240可以连接在法兰连接口上,以设置在阀体210上。冷却组件240中可以包括制冷片、散热鳍片、风扇等多种具有制冷及散热功能的器件,以对阀体210、驱动组件220、压力组件230以及密封组件等组件进行降温冷却处理,及时带走阀门中高温物质产生的热量,使阀门温度有效降低,从而延长阀门的使用时间。[0115] 示例地,可以在阀体210侧口之外的另外三面设置制冷片,制冷片外部设置散热鳍片,侧口两侧的散热鳍片上设置风扇。制冷片直接接触阀体210,对阀体210进行降温,铝合金材质的散热鳍片的优良导热率将制冷片与阀体210热交换升高的热量快速传递出来,散热鳍片的鳍状片能将散热面积增加约5.6倍,散热鳍片外设置的风扇增加散热速度。通过制冷、增加热量交换面积以及增加热量交换速度三重降温功能,能够迅速带走阀门传递出来的热量,从而有效降低阀门的温度。[0116] 示例地,制冷片和风扇可以由复合材料制成,散热鳍片可以由2A12的合金材料制成,合金材料热传递性能优良,且散热鳍片设置为鳍状,有效地增加了散热面积,以达到降低阀门温度的目的。[0117] 可选地,压力组件230以及阀体210之间,密封板110所在的运动腔体140可以设置为相应的真空腔体,以提高内部密封和外部密封的有效性。为了保持运动腔体140的真空度,密封板110所在的运动腔体140上还可以设置有真空组件250,真空组件250用于对运动腔体140进行真空处理。通过真空组件250对运动腔体140进行抽真空处理,以抽取运动腔体140中的一些残余气体,有效地减少了废气对其他组件造成的不利影响。[0118] 另外,在本发明各个实施例中的各零件可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个零件单独存在,也可以两个或两个以上零件集成形成一个独立的部分。[0119] 以上所述仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。[0120] 以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。[0121] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专利地区:四川

专利申请日期:2024-08-06

专利公开日期:2024-09-27

专利公告号:2024-09-27


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