CN108757998A - 控制阀和控制回路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及控制领域，特别是涉及控制阀、控制回路。控制阀包括阀芯、第一输入通道、第一旁通道、第二输入通道、第二旁通道及一个以上的混合输出通道；其第一输入通道在阀芯的控制下与混合输出通道和/或第一旁通道连通，则自第一输入通道输入的物质会流入混合输入通道和/或第一旁通道；第二输入通道在阀芯的控制下与混合输出通道和/或第二旁通道连通，则自第二输入通道输入的物质会流入混合输入通道和/或第二旁通道；由此，通过增加旁通的设计，阀芯不仅能够控制两种物质的混合比例，同时能够控制两种物质回路各自的旁通比例，使两种物质的流通回路不受混合比例的影响，提高了设备运行的可靠性，简化管路设计，提高阀门控制精度。

Description

控制阀和控制回路

技术领域

本发明涉及控制领域，特别是涉及控制阀和控制回路。

背景技术

在半导体温度控制领域，主工艺设备需要温控设备提供温度和流量稳定的循环液体，但是由温控设备来改变设定温度时，升降温时间较长，反应不够迅速，不能满足新的一些工艺的要求。现有技术通过温控设备自身改变设定温度，反应较慢。使用两路不同温度的循环液进行切换，反应较快，但温度不能无级变换，如需达到无级变换，需主工艺设备配置额外的加热器进行控制。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种控制阀和控制回路，解决上述的至少一个问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种控制阀，其包括：阀芯、第一输入通道、第一旁通道、第二输入通道、第二旁通道及一个以上的混合输出通道；其中，第一输入通道在阀芯的控制下与第一旁通道和/或混合输出通道连通；第二输入通道在阀芯的控制下与第二旁通道和/或混合输出通道连通。

在一些实施例中，优选为，所述第一输入通道的输入端和所述第一旁通道的输出端均与第一供应结构连接；

所述第二输入通道的输入端和所述第二旁通道的输出端均与第二供应结构连接。

在一些实施例中，优选为，所述第一输入通道、所述第二输入通道均为液体通道或均为气体通道。

在一些实施例中，优选为，所述混合输出通道的输出端设置传感器，所述传感器与所述阀芯连接。

在一些实施例中，优选为，所述传感器包括温度传感器或流量传感器。

在一些实施例中，优选为，所述控制阀包括温度控制阀或流量控制阀。

本发明还提供了一种控制回路，其包括第一供应结构、第二供应结构、主机台及所述的控制阀；其中，

所述控制阀的第一输入通道的输入端与所述第一供应结构连通；

所述控制阀的第一旁通道的输出端与所述第一供应结构连通；

所述控制阀的第二输入通道的输入端与所述第二供应结构连通；

所述控制阀的第二旁通道的输出端与所述第二供应结构连通；

所述控制阀的混合输出通道与所述主机台的输入端连通；

所述主机台的输出端分别与第一供应结构、第二供应结构连通。

在一些实施例中，优选为，所述主机台的输出端分别与第一供应结构、第二供应结构之间通过多通阀相连通；

所述主机台的输出端与所述多通阀的第一通路两通，所述多通阀的第二通路与所述第一供应结构连通，所述多通阀的第三通路与所述第二供应结构连通。

在一些实施例中，优选为，所述多通阀的分配比例与所述控制阀的分配比例相同。

在一些实施例中，优选为，第一连通回路连通所述主机台的输出端与所述第一供应结构，第二连通回路连通所述主机台的输出端与所述第二供应结构，所述第一连通回路和所述第二连通回路之间设置第三连通回路。

(三)有益效果

本发明提供的技术方案中第一输入通道在阀芯的控制下与混合输出通道和/或第一旁通道连通，则自第一输入通道输入的物质会流入混合输入通道和/或第一旁通道；第二输入通道在阀芯的控制下与混合输出通道和/或第二旁通道连通，则自第二输入通道输入的物质会流入混合输入通道和/或第二旁通道；由此，通过增加旁通的设计，阀芯不仅能够控制两种物质的混合比例，同时能够控制两种物质回路各自的旁通比例，使两种物质的流通回路不受混合比例的影响，提高了设备运行的可靠性。而且，简化了管路设计，提高阀门控制精度。

附图说明

图1为本发明一个实施例中控制阀的结构示意图；

图2为控制阀在开度为0％的内部流体示意图；

图3为控制阀在开度为100％的内部流体示意图；

图4为应用控制阀的控制回路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。“第一”“第二”“第三”“第四”不代表任何的序列关系，仅是为了方便描述进行的区分。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。“当前”在执行某动作之时的时刻，文中出现多个当前，均为随时间流逝中实时记录。

由于目前控制阀存在的各种问题，本发明给出控制阀和控制回路。

下面将通过基础设计、扩展设计及替换设计对产品、方法等进行详细描述。

一种控制阀，其包括：阀芯、第一输入通道、第一旁通道、第二输入通道、第二旁通道及一个以上的混合输出通道；其中，第一输入通道在阀芯的控制下与第一旁通道和/或混合输出通道连通；第二输入通道在阀芯的控制下与第二旁通道和/或混合输出通道连通。

如图1所示，第一输入通道、第二输入通道分别为冷液输入通道、热液输入通道；第一旁通道、第二旁通道分别为冷液旁通道、热液旁通道。第一输入通道、第二输入通道向混合输出通道供应物质，比如供应液体或气体，物质在混合输出通道中混合。根据温度、流量等参数的稳定性需求，阀芯调节第一输入通道、第二输入通道中的部分物质流入混合输出通道，剩余物质流入第一旁通道、第二旁通道。由此不仅能够控制混合比例，同时能够控制第一旁通道、第二旁通道的比例，提高阀门控制精度和系统运行可靠性。

该控制阀可用于控制各种流体或气体，所以，第一输入通道、第二输入通道均为液体通道或均为气体通道。

第一输入通道、第一旁通道、第二输入通道、第二旁通道及混合输出通道的位置、大小、方向可任意。

以冷热液体混合为例，如图2、3所示，当开度0％时，冷流体全部回流，供应液体全部为热流体。当开度为100％时，全部供应冷流体，热流体完全回流。中间开度时，冷热液体的混合比例通过供应端的温度传感器进行反馈控制。

阀体内核心的混合部分(阀芯)可以有不同的方式和结构，起到的作用都是按比例混合冷热液体，并按比例分配旁通流量。

另外，混合输出通道的通路数量可以增加，可以根据需求温度的数量增加混合输出通道的数量，并相应增加内部混合机构。例如冷热液体进入阀体后可以按两种不同的比例混合出两种不同温度的液体进行供液，满足两路不同温度液体的需求。

第一输入通道的输入端和第一旁通道的输出端均与第一供应结构连接；第二输入通道的输入端和第二旁通道的输出端均与第二供应结构连接。第一旁通道将第一输入通道的位置送回到第一供应结构。第二旁通道将第二输入通道的位置送回到第二供应结构。

以冷热液体混合为例冷流体从冷水箱导出冷流体，冷流体流入混合输出通道，其余冷流体从冷旁路流出进入冷水箱。热流体从热水箱导出热流体，热流体流入混合输出通道，其余热流体从热旁路流出进入热水箱。

为了更准确的通过阀芯控制物质的流动，在混合输出通道的输出端设置传感器，传感器与阀芯连接。此处传感器可以独立存在，通过 PLC等控制结构的信号处理，控制阀芯工作。或者传感器可以与阀芯集成在一个控制阀的结构中。又或者传感器与阀芯通过电连接、无线连接等进行信号的直接传送。

传感器检测混合输出通道输出端的温度值或流量值，阀芯根据温度值、流量值调节开度。传感器包括温度传感器或流量传感器。该控制阀可用作温度控制阀、流量控制阀。

接下来提供一种控制回路，如图4所示，其包括第一供应结构A、第二供应结构B、主机台Main tool及控制阀Valve1；其中，控制阀 Valve1的第一输入通道的输入端与第一供应结构A连通；控制阀 Valve1的第一旁通道的输出端与第一供应结构A连通；控制阀Valve1的第二输入通道的输入端与第二供应结构B连通；控制阀Valve1的第二旁通道的输出端与第二供应结构B连通；控制阀Valve1的混合输出通道与主机台的输入端连通；主机台Maintool的输出端分别与第一供应结构A、第二供应结构B连通。

第一供应结构A的物质通过第一泵体Pump 1送入控制阀 Valve1，第二供应结构B的物质通过第二泵体Pump2送入控制阀 Valve1，控制阀Valve1的混合输出通道将混合物质送入主机台Main tool，自主机台Main tool流出的混合物质，分流，分别流入第一供应结构A、第二供应结构B。

为了进一步降低能耗，下面给出两种方案：

方案一，通过多通阀Valve2进行分配。为了保证第一供应结构A、第二供应结构B的液位平衡。主机台的输出端分别与第一供应结构 A、第二供应结构B之间通过多通阀Valve2相连通；主机台的输出端与多通阀Valve2的第一通路连通，多通阀Valve2的第二通路与第一供应结构A连通，多通阀的第三通路与第二供应结构B连通。多通阀在本例中可选用三通阀。

当三通阀的分配比例和控制阀的混合比例保持一致时整个系统的能耗最小。

方案二，当三通阀按任意比例分配或者通过三通来任意调节时，为了调节能耗，第一连通回路连通主机台的输出端与第一供应结构 A，第二连通回路连通主机台的输出端与第二供应结构B，第一连通回路和第二连通回路之间设置第三连通回路，使第一连通回路、第二连通回路连通，保证两个通道的液位平衡。

本发明还提供了控制回路的应用，应用于液体混合控制，气体混合控制。

本技术的控制阀，则可以用一个阀进行混合比例和旁通比例的控制，简单便捷，省去了额外的水箱、阀门、水泵等部件，且控制精准，管路连接简单。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (10)

1.一种控制阀，其特征在于，包括：阀芯、第一输入通道、第一旁通道、第二输入通道、第二旁通道及一个以上的混合输出通道；其中，第一输入通道在阀芯的控制下与第一旁通道和/或混合输出通道连通；第二输入通道在阀芯的控制下与第二旁通道和/或混合输出通道连通。

2.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述第一输入通道的输入端和所述第一旁通道的输出端均与第一供应结构连接；

所述第二输入通道的输入端和所述第二旁通道的输出端均与第二供应结构连接。

3.如权利要求1所述的控制阀，其特征在于，所述第一输入通道、所述第二输入通道均为液体通道或均为气体通道。

4.如权利要求1-3任一项所述的控制阀，其特征在于，所述混合输出通道的输出端设置传感器，所述传感器与所述阀芯连接。

5.如权利要求4所述的控制阀，其特征在于，所述传感器包括温度传感器或流量传感器。

6.如权利要求1-3任一项所述的控制阀，其特征在于，所述控制阀包括温度控制阀或流量控制阀。

7.一种控制回路，其特征在于，包括第一供应结构、第二供应结构、主机台及权利要求1-6任一项所述的控制阀；其中，

所述控制阀的第一输入通道的输入端与所述第一供应结构连通；

所述控制阀的第一旁通道的输出端与所述第一供应结构连通；

所述控制阀的第二输入通道的输入端与所述第二供应结构连通；

所述控制阀的第二旁通道的输出端与所述第二供应结构连通；

所述控制阀的混合输出通道与所述主机台的输入端连通；

所述主机台的输出端分别与第一供应结构、第二供应结构连通。

8.如权利要求7所述的控制回路，其特征在于，所述主机台的输出端分别与第一供应结构、第二供应结构之间通过多通阀相连通；

所述主机台的输出端与所述多通阀的第一通路两通，所述多通阀的第二通路与所述第一供应结构连通，所述多通阀的第三通路与所述第二供应结构连通。

9.如权利要求8所述的控制回路，其特征在于，所述多通阀的分配比例与所述控制阀的分配比例相同。

10.如权利要求7所述的控制回路，其特征在于，第一连通回路连通所述主机台的输出端与所述第一供应结构，第二连通回路连通所述主机台的输出端与所述第二供应结构，所述第一连通回路和所述第二连通回路之间设置第三连通回路。