真空控制阀及加工设备的制作方法

1.本技术涉及激光加工技术领域，特别是涉及一种真空控制阀及加工设备。


背景技术：

2.在激光加工技术领域，例如激光打孔、激光切割，一般利用真空载台吸附固定被加工材料，以保证加工精度。真空载台通过真空控制阀连接负压源，以提供吸附力。在现有技术中，为了得到较好的吸附效果，尤其针对较大型真空载台，需要同时连接多个真空控制阀以提供比较大的负压，如此使得整机结构复杂，也不便于维修和安装。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对现有技术中为了使得真空载台具有较好吸附效果时需要用到多个真空控制阀所引起的整机结构复杂的问题，提供一种改善上述缺陷的真空控制阀及加工设备。
4.一种真空控制阀，包括：
5.阀体，包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体具有用于与负压源连通的第一进口，所述第二腔体具有至少两个出口；及
6.阀芯，设于所述阀体内，能够导通或截止所述第一腔体和所述第二腔体。
7.在其中一个实施例中，所述第一进口的流通面积大于或等于所述至少两个出口的流通面积之和。
8.在其中一个实施例中，所述真空控制阀还包括设于所述阀体的驱动构件，所述阀体还包括第三腔体，所述第三腔体与所述第二腔体连通，且具有用于与正压源连通的第二进口，所述驱动件与所述阀芯连接，用于驱动阀芯在第一位置和第二位置之间移动；
9.当位于所述第一位置时，所述阀芯导通所述第一腔体和所述第二腔体且截止所述第二腔体和所述第三腔体，当位于第二位置时，所述阀芯截止所述第一腔体和所述第二腔体且导通所述第二腔体和所述第三腔体。
10.在其中一个实施例中，所述阀体包括连通所述第一腔体与所述第二腔体的第一连通孔，以及连通所述第二腔体与所述第三腔体的第二连通孔，所述阀芯上具有第一配接部、第二配接部和传接部，所述传接部与所述驱动件连接；
11.当所述阀芯位于所述第一位置时，所述第一配接部打开所述第一连通孔且所述第二配接部堵塞所述第二连通孔，当位于所述第二位置时，所述第一配接部堵塞所述第一连通孔且所述第二配接部打开所述第二连通孔。
12.在其中一个实施例中，所述第一连通孔和所述第二连通孔沿一预设轴线同轴布置，所述阀芯沿所述预设轴线在第一位置和第二位置之间移动。
13.在其中一个实施例中，所述真空控制阀还包括破真空组件，所述第一腔体还具有破真空口，所述破真空组件设于所述破真空口；
14.所述破真空组件被构造为当所述第一腔体内的负压大于第一阈值时处于第一状
态，当所述第一腔体内的负压小于第二阈值时处于第二状态；
15.处于所述第一状态时，所述破真空组件能够导通所述第一腔体和外界，处于所述第二状态时，所述破真空组件能够截止所述第一腔体和所述外界。
16.在其中一个实施例中，所述破真空组件包括：
17.壳体，设于所述破真空口处，具有第一子腔、第二子腔、导通孔和通气孔，所述导通孔连通并分割所述第一子腔和所述第二子腔，所述通气孔连接所述第一子腔，所述第二子腔与所述破真空口连接；及
18.盖合部，包括弹性件和盖板，所述弹性件设于所述第一子腔，所述盖板位于所述第二子腔，所述弹性件的一端相对所述壳体固定设置，所述弹性件的另一端被构造为相对所述盖板固定设置；
19.在所述破真空组件处于所述第一状态时，所述盖板关闭所述导通孔，且所述弹性件处于自由状态；在所述破真空组件处于所述第二状态时，所述盖板打开所述导通孔，且所述弹性件能够提供使得所述盖板朝向所述导通孔运动以盖合所述导通孔的趋势力。
20.在其中一个实施例中，所述盖合部还包括漏风板，所述漏风板设于所述导通孔处，且具有连通所述第一子腔和所述第二子腔的漏风孔；
21.所述破真空组件还包括安装部，所述安装部包括浮动杆和限位部，所述限位部套接于所述浮动杆，所述浮动杆的一端相对所述壳体滑动设置，所述浮动杆的另一端穿设所述漏风板后与所述盖板固接；
22.所述弹性件套设于所述浮动杆且限位于所述限位部和所述漏风板之间，在所述破真空组件处于所述第一状态时，所述盖板关闭所述漏风孔，在所述破真空组件处于所述第二状态时，所述盖板打开所述漏风孔，且所述弹性件能提供使所述盖板关闭所述漏风孔的趋势力。
23.在其中一个实施例中，所述安装部还包括调节旋钮，所述调节旋钮沿所述浮动杆的轴向可转动地安装于所述壳体；
24.所述限位部的外壁与所述调节旋钮连接，所述限位部的内壁与所述浮动杆螺纹连接，所述限位部被构造为能够跟随所述调节旋钮转动，且能够相较于所述调节旋钮沿所述浮动杆的轴向移动。
25.另外，本技术实施例还提供了一种加工设备，包括真空载台和如上述任一项实施例所述的真空控制阀，所述至少两个出口通过管路连通所述真空载台。
26.上述真空控制阀，通过将负压源产生的负压进行多路分流后作用于真空载台的各处，使得真空载台输出的吸附力均匀作用于工件上，使得真空载台的吸附效果好，有助于保证加工精度。同时，一个真空控制阀相当于多个真空控制阀使用，减少了真空控制阀的数量，降低设备成本，简化设备线路，还便于安装。另外，在各个出口的流通面积与现有真空控制阀出口的流通面积相当的情况下，实现了第一进口的大口径化，是现有真空控制阀的连接负压源的连接孔孔径的数倍，此时真空控制阀能够连接大功率的负压源，产生较大的负压效果，使得真空载台的吸附效果更佳，特别适应于大尺寸真空载台。
附图说明
27.图1为本技术一实施例中的真空控制阀的结构示意图；
28.图2为图1所示的真空控制阀在剖视图；
29.图3为图2所示的真空控制阀的破真空组件的剖视图。
30.附图标记说明：
31.100、真空控制阀；110、阀体；111第一腔体；1111、第一进口；112、第二腔体；1121、出口；113、第三腔体；1131、第二进口；120、阀芯；121、第一配接部；122、第二配接部；123、传接部；130、驱动件；140、破真空组件；141壳体；1411、第一子腔；1412、第二子腔；1413、通气孔；142、盖合部；1421、弹性件；1422、盖板；1423、漏风板；143、安装部；1431、浮动杆；1432、限位部；1433、调节旋钮。
具体实施方式
32.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
33.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
34.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
35.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
38.请参阅图1及图2，本技术一实施例中提供了一种真空控制阀100，包括阀体110和
阀芯120，阀体110包括第一腔体111和第二腔体112，第一腔体111 具有用于与负压源连通的第一进口1111，第二腔体112具有至少两个出口1121，阀芯120设于阀体110内，能够导通或者截止第一腔体111和第二腔体112。
39.上述真空控制阀100，在实际作业时，第一进口1111连接负压源，两个出口1121同时连接真空载台的两个入口。负压源在工作时，此时阀芯120导通第一腔体111和第二腔体112，负压源产生的负压经第一进口1111依次进入第一腔体111、第二腔体112后，在至少两个出口1121的分流下作用于真空载台的多个位置，以对真空载台吸附面上的工件进行多点负压吸附，将工件吸附在吸附面上。当不需要对工件进行吸附时，阀芯120截止第一腔体111和第二腔体 112，此时负压源产生的负压无法传递至真空载台，使得真空载台无法负压吸附工件于吸附面，方便卸下工件。
40.与现有技术相比，通过将负压源产生的负压进行多路分流后作用于真空载台的各处，使得真空载台输出的吸附力均匀作用于工件上，有助于提升真空载台的吸附效果，保证加工精度。同时，一个真空控制阀100相当于多个真空控制阀100使用，减少了真空控制阀100的数量，降低设备成本，简化设备线路，还便于安装。另外，在各个出口1121的流通面积与现有真空控制阀100出口1121 的流通面积相当的情况下，实现了第一进口1111的大口径化，是现有真空控制阀100的连通负压源的连接孔的孔径的数倍，此时真空控制阀100能够连接大功率的负压源，产生较大的负压效果，使得真空载台的吸附效果更佳，特别适应于大尺寸真空载台。
41.可以理解地，阀芯120导通第一腔体111和第二腔体112，至少包括以下几种情形：一种情形是，第一腔体111与第二腔体112连通，阀芯120能够位于或者离开两者的连通处以截止或导通第一腔体111和第二腔体112。另一种情形是，阀芯120自身具有贯通孔，阀芯120的贯通孔可以同时连通第一腔体111 和第二腔体112以导通第一腔体111和第二腔体112，或者阀芯120的贯通孔不能同时连通第一腔体111和第二腔体112，以截止第一腔体111和第二腔体112。
42.需要说明的是，负压源可以为能够抽吸空气的风机，当负压源工作时其产生负压，在负压的作用下，负压源能够依次经第一进口1111、第一腔体111、第二腔体112、至少两个出口1121抽离真空载台内的空气，使得真空载台内部处于真空负压状态，实现负压的传递。
43.进一步地，第一进口1111的流通面积大于或等于至少两个出口1121的流通面积之和，以保证产生负压效果。
44.在一些实施例中，第一进口1111的孔径范围为60mm至100mm，此时，第一进口1111的孔径能够与大功率的负压源相匹配且满足大中型真空载台的使用需求。此时，可选用的负压源额定压力可达30mpa，大大大于现有真空控制阀100 所连接千帕级负压源。可选地，第一进口1111的孔径为65mm、70mm、75mm、80mm、 85mm、90mm、98mm等。
45.优选地，每一出口1121的孔径相等，如此，有助于使得真空载台作用于工件各处的吸附力更为均匀。
46.例如，当第一进口1111的孔径为75mm时，两个出口1121的孔径均为35mm。
47.需要说明的是，经各个出口1121流向真空载台的负压可以直接作用于工件，也可以在真空载台内部分流结构的进一步分流下作用于工件。
48.可以理解地，阀芯120在阀体110内上可活动地，以能够切换第一腔体111 和第二
腔体112的连通状态。在一些具体实施例中，可以利用弹簧与柱塞相结合的方式实现第一腔体111和第二腔体112之间的连通状态，具体可以是，弹簧的一端固接在第一腔体111内，弹簧的另一端朝向第二腔体112延伸，柱塞连接于弹簧的另一端，柱塞与第一腔体111和第二腔体112之间的连通处形状适配，并能够堵塞该连通处，当负压源工作时，堵塞在负压吸附力下朝向弹簧运动压缩弹簧并打开该连通处，实现第一腔体111和第二腔体112的连通，当负压源停止工作时，在弹簧回复力作用下柱塞朝向连通处运动并堵塞连通处，阀芯120能够在气压变化时自主导通或截止第一腔体111和第二腔体112。
49.在其他实施例方式中，真空控制阀100还可以包括设于阀体110的驱动件 130，驱动件130与阀芯120连接，用于驱动阀芯120运动，此时通过驱动件130 控制阀芯120的运动有助于提高阀芯120运动的准确性，以确保在截止状态下第一腔体111和第二腔体112之间的密封性。同时，还能够在负压源不断电的情况下截止第一腔体111和第二腔体112，避免重复启动负压源对负压源造成的损伤。
50.其中，驱动件130可以为电机，伸缩气缸等。
51.在一些实施例中，参见图1及图2，真空控制阀100还可以包括设于阀体 110的驱动件130，阀体110还包括第三腔体113，第三腔体113与第二腔体112 连通，且具有用于与正压源连通的第二进口1131，驱动件130与阀芯120连接，用于驱动阀芯120在第一位置和第二位置之间移动，当位于第一位置时，阀芯 120导通第一腔体111和第二腔体112且截止第二腔体112和第三腔体113，当位于第二位置时，阀芯120截止第一腔体111和第二腔体112且导通第二腔体 112和第三腔体113。
52.在实际作业时，当需要在真空载台上加工工件时，阀芯120位于第一位置，此时第一腔体111与第二腔体112连通，负压源产生的负压经第一腔体111、第二腔体112、至少两个出口1121传递至真空载台，实现工件的吸附，便于对工件进行加工。当工件加工完毕需要卸下工件时，阀芯120为与第二位置，此时第二腔体112与第三腔体113连通，正压源产生的正压经第二进口1131、第三腔体113、第二腔体112、至少两个出口1121传递至真空载台，并将工件吹离真空载台，便于卸下工件。
53.如此，真空控制阀100还具有正压反吹破真空功能，便于工件的卸除。同时，通过驱动件130控制一个阀芯120的运动来达到真空载台负压模式和正压模式这两种工作模式之间切换，有利于简化真空控制阀100的内部结构，减少零件数量，并降低制造成本。
54.具体到实施例中，阀体110包括连通第一腔体111与第二腔体112的第一连通孔，以及连通第二腔体112与第三腔体113的第二连通孔，阀芯120上具有第一配接部121、第二配接部122和传接部123，传接部123与驱动件130连接；当位于第一位置时，第一配接部121打开第一连通孔且第二配接部122堵塞第二连通孔，当位于第二位置时，第一配接部121阻塞第一连通孔且第二配接部122打开第二连通孔。
55.如此，相比只设置一个与第一腔体111与第二腔体112之间的连通处和第二腔体112与第三腔体113之间的连通处同时匹配的一个配接部，能够缩短第一位置和第二位置之间的距离，进而减少真空控制阀100的尺寸，使得真空控制阀100的结构更加紧凑。
56.进一步地，第一连通孔和第二连通孔沿一预设轴线同轴布置，阀芯120沿该预设轴线在第一位置和第二位置之间移动。此时，第一连通孔与第二连通孔同轴布置，使得阀芯120直线移动时能够在第一位置和第二位置之间切换，有助于简化真空控制阀100结构。
57.进一步地，第一配接部121和第二配接部122上均设置有密封圈。如此，密封圈的设置有助于提高腔体之间的密封性。
58.其中，密封圈可以选用优力胶等。
59.可选地，阀芯120呈直杆状，阀芯120的轴向与第一连通孔、第二连通孔的轴向重合。例如，阀芯120选用活塞杆。
60.进一步地，真空控制阀100还包括调压阀，调压阀连接正压源和第二进口 1131，以对传递给真空载台的正压大小进行调节。
61.其中，调压阀可以直接设置在第二进口1131，也可以通过管路连接第二进口1131。
62.在一些实施例中，参见图1及图2，真空控制阀100还包括破真空组件140，第一腔体111还具有破真空口，破真空组件140设于破真空口处。破真空组件 140被构造为当第一腔体111内的负压高于第一阈值时处于第一状态，当第一腔体111的负压小于第二阈值时处于第二状态。处于第一状态时，破真空组件140 能够导通第一腔体111和外界，处于第二状态时，破真空组件140能够截止第一腔体111和外界。
63.在实际作业时，当不需要向真空载台提供负压时，阀芯120截止第一腔体 111和第二腔体112，此时，为了避免负压源重复启停而损坏，负压源仍处于工作状态，因而使得第一腔体111内的负压不断升高，当第一腔体111内的负压升高至临界值时，破真空组件140由关闭破真空口切换到打开破真空口，从而导通第一腔体111和外界，从而解决了负压源因无空气可吸造成的设备损坏。
64.其中，第一阈值的绝对值大于第二阈值的绝对值。第二阈值可以为零。
65.其中，破真空组件140可以为根据第一腔体111内的负压大小开启或关闭破真空口，例如，破真空组件140包括负压检测装置和盖体组件，盖体组件与负压检测装置连接，负压检测装置用于检测第一腔体111内的压力，当负压检测装置检测到第一腔体111内的负压达到第一阈值时，盖体组件开启破真空口，当负压检测装置检测到第一腔体111内的负压上升到第二阈值时，盖体组件关闭破真空口。当然，也可以采取下述实施例中的方案。
66.其中，弹性件1421可以为弹簧。
67.具体到实施例中，参见图3，破真空组件140包括壳体141和盖合部142，壳体141设于破真空口处，具有第一子腔1411、第二子腔1412、导通孔和通气孔1413，导通孔连通并分割第一子腔1411和第二子腔1412，通气孔1413连接第一子腔1411，第二子腔1412与破真空口连接。盖合部142包括弹性件1421 和盖板1422，弹性件1421设于第一子腔1411，盖板1422位于第二子腔1412，弹性件1421的一端相对壳体141固定设置，弹性件1421的另一端被构造为相对盖板1422固定设置。在第一状态时，盖板1422关闭导通孔，且弹性件1421 处于自由状态，在第二状态时，盖板1422打开导通孔，且弹性件1421能够提供使得盖板1422朝向导通孔运动以盖合导通孔的趋势力。
68.在实际作业时，当第一腔体111内的压力高于第一阈值时，盖板1422在吸附力作用下打通导通孔，外界气体经通气孔1413、导通孔、第二子腔1412不断进入第一腔体111后流向负压源，在一段时间内破真空组件140仍处于第一状态，直至第一腔体111内的压力升到第二阈值时，盖板1422在弹性件1421的弹力作用下回退至关闭导通孔，以截止第一腔体111和外界。
69.进一步地，参见图3，盖合部142还包括漏风板1423，漏风板1423相对壳体141固设
于导通孔处，且具有连通第一子腔1411和第二子腔1412的漏风孔。破真空组件140还包括安装部143，安装部143包括浮动杆1431，浮动杆1431 的一端相对壳体141滑动设置，浮动杆1431的另一端穿设漏风板1423后与盖板1422固接；浮动杆1431具有限位部1432，弹性件1421套设于浮动杆1431 且限位于限位部1432和漏风板1423之间，在破真空组件140处于第一状态时，盖板1422关闭漏风孔，在破真空组件140处于第二状态时，盖板1422打开漏风孔，且弹性件1421能提供使盖板1422关闭漏风孔的趋势力。
70.在实际作业时，当第一腔体111内的负压达到第一阈值时，盖板1422被吸离漏风板1423并打开漏风孔，外界的空气经通气孔1413、第一子腔1411、漏风孔、第二子腔1412进入第一腔体111。此时，弹性件1421受压于浮动杆1431 的限位部1432和漏风板1423之间，会向浮动杆1431产生一朝向背离漏风孔运动力，从而当第一腔体111内的压力上升至第二阈值时，使得盖板1422在浮动杆1431的带动下朝向漏风孔运动以盖合漏风孔，实现第一腔体111的密封。
71.进一步地，壳体141内具有分隔部，分隔部上具有导通孔，漏风板1423的边沿朝向壳体141的内壁凸出的凸边，凸边抵接于分隔部的背离盖板1422的一侧。此时，漏风板1423限位于弹性件1421和分隔部之间，呈相对壳体141分体式设置，安装时不需要连接件，便于装配。
72.进一步地，参见图3，安装部143还包括调节旋钮1433，调节旋钮1433沿弹性件1421的轴向可转动地安装于壳体141，限位部1432的外壁与调节旋钮 1433连接，限位部1432的内壁与浮动杆1431螺纹连接，限位部1432被构造为能够跟随调节旋钮1433转动，且能够相较于调节旋钮1433沿浮动杆1431的轴向移动。
73.在安装时，旋转调节旋钮1433，限位部1432能够跟随调节旋钮1433转动，转动的限位部1432沿浮动杆1431转动并压缩弹簧至预设状态，如此，可以通过旋转调节旋钮1433实现弹性件1421的压缩量，当压缩量越大时，进一步压缩弹性件1421的外力更大，使得盖板1422打开漏风孔的吸附力越大，如此可调整第一阈值的大小。压缩量越大，第一阈值的绝对值越大，即第一腔体111 内的负压程度越大。
74.其中，限位部1432的外壁设置有第一卡接直面，调节旋钮1433上设置有与第一卡接直面配合的第二卡接直面，此时调节旋钮1433的转矩可以通过第二卡接直面与第一可接直面的配合传递至限位部1432，即实现限位部1432跟随调节旋钮1433一起转动，同时还允许限位部1432相对调节旋钮1433移动。
75.可选地，限位部1432采用螺母。
76.另外，可选地，在第一腔体111上还设置有负压表，负压表用于检测第一腔体111内的负压大小，以便于实时观察第一腔体111内负压大小。
77.本技术实施例中提供的真空控制阀100，与现有技术相比，通过将负压源产生的负压进行多路分流后作用于真空载台的各处，使得真空载台输出的吸附力均匀作用于工件上，使得真空载台的吸附效果好，有助于保证加工精度。同时，一个真空控制阀100相当于多个真空控制阀100使用，减少了真空控制阀100 的数量，降低设备成本，简化设备线路，还便于安装。另外，在各个出口1121 的流通面积与现有真空控制阀100出口1121的流通面积相当的情况下，实现了第一进口1111的大口径化，是现有真空控制阀100的第一进口1111孔径的数倍，此时真空控制阀100能够连接大功率的负压源，产生较大的负压效果，使得真空载
台的吸附效果更佳，特别适应于大尺寸真空载台。
78.另外，本技术一些实施例中，还提供了一种加工设备，包括真空载台和上述任一实施例中提供的真空控制阀100，真空控制阀100的至少两个出口1121 通过管路连通真空载台。由于该加工设备包括上述真空控制阀100，因此其具备上述所有有意效果，在此不赘述。
79.上述加工设备可以为激光打孔设备、激光切割设备等。
80.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
81.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。