CN109084062A - 一种用于液体管路的稳压阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于液体管路的稳压阀，包括阀体；入液口设置于阀体的一端，入液口内侧包括内凹面；出液口设置于阀体的另一端，出液口包括内壁由入液口向出液口方向逐渐缩小的通孔；阀杆通过弹性元件可移动的连接于阀体中，弹性元件于阀体与阀杆之间形成指向入液口方向的弹力；阀杆朝向入液口的一端与内凹面相适配，阀杆朝向入液口的一端于阀杆位于向入液口方向移动行程最大点时与内凹面具有预定距离；阀杆朝向出液口的一端与通孔形状相适配，阀杆朝向出液口的一端于阀杆向出液口方向移动时，减小通孔的液体流量。本发明的有益效果在于，实现自动控制液体节流，从而减小液体的压力波动和流量波动，并且降低压力波动和流量波动对产品的影响。

Description

一种用于液体管路的稳压阀
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种用于半导体加工设备的液体管路的稳压阀。
背景技术
现有技术中，半导体加工机台9中用于加工的液体原料通常通过往复式隔膜泵10以及连接往复式隔膜泵10的管道泵送到机台9，如图3所示，在往复式隔膜泵10中接入压缩空气，往复式隔膜泵10从供液缸12中吸入液体并将该液体压入下游管道，液体流经储能装置11使其回流至供液缸12，多个机台9并联连接在主回路上。如图4所示，其中横轴为时间，纵轴为压力，液体管路中的储能装置11虽然能对液体管路的回路中压力骤降提供补偿，但由于往复式隔膜泵10中存在活塞行程的中段和末段都会发生切换供液缸12的缺陷，从而导致主回路中的压力波动很大，尤其导致长管道这一种具有大压损的管路中的压力波动大，从而使管道接入机台9端的压力波动达0.12Mpa～0.25Mpa。然而机台9具有一定范围的压力波动和流量波动，例如化学机械抛光(CMP)机台9压力波动一般设置为±20％，流量波动一般设置为±10％，当压力波动或流量波动超出该范围时，就会造成机台9报警，从而影响正在研磨的晶圆，严重时甚至会造成晶圆报废。而且周期性的液压冲击容易损坏管路元件，影响机台9寿命。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在实现自动控制液体节流的半导体加工设备的液体管路的稳压阀。
具体技术方案如下：
一种用于液体管路的稳压阀，其中，包括：
阀体；
入液口，设置于阀体的一端，入液口内侧包括内凹面；
出液口，设置于阀体的另一端，出液口包括内壁由入液口向出液口方向逐渐缩小的通孔；
阀杆，通过弹性元件可移动的连接于阀体中，弹性元件于阀体与阀杆之间形成指向入液口方向的弹力；
阀杆朝向入液口的一端与内凹面相适配，阀杆朝向入液口的一端于阀杆位于向入液口方向移动行程最大点时与内凹面具有预定距离；
阀杆朝向出液口的一端与通孔形状相适配，阀杆朝向出液口的一端于阀杆向出液口方向移动时，减小通孔的液体流量。
优选的，用于液体管路的稳压阀，其中，内凹面为内凹的弧面，阀杆朝向入液口的一端设有与弧面适配的弧形部；和/或，
通孔为锥形孔，阀杆朝向出液口的一端设置有适配锥形孔的锥形部。
优选的，用于液体管路的稳压阀，其中，包括上盖，上盖通过螺纹连接阀体，入液口形成于上盖上。
优选的，用于液体管路的稳压阀，其中，包括下盖，下盖通过螺纹连接阀体，出液口形成于下盖上。
优选的，用于液体管路的稳压阀，其中，弹性元件为防腐弹簧，阀体中设置有弹簧座，防腐弹簧套设于阀杆上并被限制于弹簧座及弧形部之间。
优选的，用于液体管路的稳压阀，其中，锥形部与锥形孔同心。
优选的，用于液体管路的稳压阀，其中，锥形孔中部纵向设置有凸棱，凸棱用以防止锥形部堵塞锥形孔。
优选的，用于液体管路的稳压阀，其中，凸棱的长度小于锥形部的长度。
优选的，用于液体管路的稳压阀，其中，凸棱设置有4条，4条凸棱均布于锥形孔的周面上。
优选的，用于液体管路的稳压阀，其中，凸棱朝向锥形部的一面设置有适配锥形部的内凹的曲面。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：实现自动控制液体节流，从而减小液体的压力波动和流量波动，并且降低压力波动和流量波动对产品的影响，进而间接提高液体管路下游元件的使用寿命。
附图说明
参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。
图1为本发明用于液体管路的稳压阀实施例的纵向剖视图；
图2为本发明用于液体管路的稳压阀实施例的图1的A-A处的横向剖视图；
图3为现有技术中化学机械抛光机台的液体原料泵送的管路图；
图4为现有技术中液体管路的压力波动图；
图5为采用本发明提供的用于液体管路的稳压阀实施例的液体管路的压力波动图。
附图标记：1、上盖，2、下盖，3、阀体，31、入液口，32、出液口，33，弧面，34、锥形孔，341、凸棱，4、阀杆，41、弧形部，42、锥形部，5、弹性元件，51、弹簧座，61、上外端盖，62、下外端盖，7、密封圈，8、压力流量表，9、机台，10、往复式隔膜泵，11、储能装置，12、供液缸。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进步说明，但不作为本发明的限定。
图1为用于液体管路的稳压阀实施例的纵向剖视图，图2为图1的A-A处的横向剖视图，其中，图1中的单向箭头表示液体流向。如图1-2所示，示出了一种较佳实施例的用于液体管路的稳压阀，主要包括：
阀体3；
入液口31，设置于阀体3的一端，入液口31内侧包括内凹面；
出液口32，设置于阀体3的另一端，出液口32包括内壁由入液口31向出液口32方向逐渐缩小的通孔；
阀杆4，通过弹性元件5可移动的连接于阀体3中，弹性元件5于阀体3与阀杆4之间形成指向入液口31方向的弹力；
阀杆4朝向入液口31的一端与内凹面相适配，阀杆4朝向入液口31的一端于阀杆4位于向入液口31方向移动行程最大点时与内凹面具有预定距离；
阀杆4朝向出液口32的一端与通孔形状相适配，阀杆4朝向出液口32的一端于阀杆4向出液口32方向移动时，减小通孔的液体流量。
进一步地，作为优选的实施方式，内凹面可以为内凹的弧面33，阀杆4朝向入液口31的一端可以设有与弧面33适配的弧形部41。
进一步地，作为优选的实施方式，内凹面可以为开口朝向出液口32的第一半球面，阀杆4朝向入液口31的一端可以设有与第一半球面适配的第一半球部。
进一步地，作为优选的实施方式，内凹面可以为内凹的锥面，阀杆4朝向入液口31的一端可以设有与锥面适配的锥面部。
进一步地，作为优选的实施方式，通孔可以为锥形孔34，阀杆4朝向出液口32的一端设置有适配锥形孔34的锥形部42。
进一步地，作为优选的实施方式，通孔可以为开口朝向入液口31的第二半球面，阀杆4朝向出液口32的一端设置有适配第二半球面的第二半球部。
进一步地，作为优选的实施方式，液体从阀体3顶部的入液口31进入，然后流经阀体3的内部并由阀体3底部的出液口32流出。液体进入入液口31时，往复式隔膜泵10泵送液体的压力对阀杆4上的弧形部41进行挤压，如往复式隔膜泵10泵送液体的压力大于弹性元件5提供的弹力，则阀杆4向下移动，从而使阀杆4底部的锥形部42伸入锥形孔34中，造成两者之间的空隙变小，以减少锥形孔34的液体流量和压力。由于弧形部41于阀杆4位于向上行程最高点时与弧面33具有预定距离，因此即使往复式隔膜泵10泵送液体的压力较小(如往复式隔膜泵10切换供液缸12时)仍可保证入液口31与出液口32之间有足够的流量，并且此时，锥形部42与锥形孔34之间的间隙处于最大的状态，而锥形孔34由上到下逐渐缩小的出口可产生足够的压力以维持下游管道中的流量和压力。
进一步地，在上述实施例中，包括上盖1，上盖1通过螺纹连接阀体3，入液口31形成于上盖1上。
进一步地，在上述实施例中，包括下盖2，下盖2通过螺纹连接阀体3，出液口32形成于下盖2上。
上述技术方案中，上盖1和下盖2均通过螺纹连接阀体3，从而可通过调节螺纹连接的距离来调节上盖1和下盖2与阀体3的相对位置，进而实现入液口31和出液口32之间距离的调节。
进一步地，在上述实施例中，弹性元件5为防腐弹簧，阀体3中设置有弹簧座51，防腐弹簧套设于阀杆4上并被限制于弹簧座51及弧形部41之间。上述技术方案中，防腐弹簧可避免具有腐蚀性的液体原料腐蚀弹性元件5。作为可选的技术方案，也可采用耐腐蚀橡胶制成的阻尼管套设于弹簧座51及弧形部41之间形成弹性元件5.
进一步地，在上述实施例中，锥形部42与锥形孔34同心。锥形部42与锥形孔34同心的设置，便于计算和控制锥形部42伸入锥形孔34时两者之间间隙的大小。
进一步地，在上述实施例中，锥形孔34中部纵向设置有凸棱341，凸棱341用以防止锥形部42堵塞锥形孔34。凸棱341设置在锥形孔34内壁上，用以在锥形部42完全伸入锥形孔34时，托住锥形部42，防止锥形部42堵塞锥形孔34。当往复式薄膜泵的泵送压力很大时，可能使阀杆4克服弹性元件5的弹力移动到向下行程的最底部，从而推动锥形部42完全堵塞锥形孔34造成断流。通过设置凸棱341可避免锥形部42完全堵塞锥形孔34，即使阀杆4克服弹性元件5的弹力移动到向下行程的最底部，液体仍然可以通过凸棱341之间的间隙自锥形孔34流出。
进一步的，在上述实施例中，凸棱341的长度小于锥形部42的长度。凸棱341设置有4条，4条凸棱341均布于锥形孔34的周面上。凸棱341朝向锥形部42的面设置有适配锥形部42的内凹的曲面。
进一步地，作为优选的实施方式，阀体3与上盖1的连接处设置有密封圈7；阀体3与下盖2的连接处设置有密封圈7。通过设置密封圈7可防止阀体3与上盖1以及阀体3与下盖2之间发生液体渗漏。
在此基础上，阀体3与上盖1的连接部设置有上外端盖61；阀体3与下盖2的连接部设置有下外端盖62。通过上外端盖61和下外端盖62可固定上盖1及下盖2，防止上盖1及下盖2沿螺纹螺旋方向转动。
上述技术方案提供的用于液体管路的稳压阀可安装在主回路的机台9前(图3中的压力流量表8前后都可以安装)，图5为安装上述用于液体管路的稳压阀的液体管路的压力波动图，如图5所示，其中横轴为时间，纵轴为压力，在供液管路安装上述用于液体管路的稳压阀后，进入机台9端的压力稳定在预定范围，从而降低了压力波动和流量波动对晶圆的影响，进而间接提高液体管路下游元件的使用寿命。
以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于液体管路的稳压阀，其特征在于，包括：
一阀体；
一入液口，设置于所述阀体的一端，所述入液口内侧包括一内凹面；
一出液口，设置于所述阀体的另一端，所述出液口包括一内壁由所述入液口向所述出液口方向逐渐缩小的通孔；
一阀杆，通过一弹性元件可移动的连接于所述阀体中，所述弹性元件于所述阀体与所述阀杆之间形成指向所述入液口方向的弹力；
所述阀杆朝向所述入液口的一端与所述内凹面相适配，所述阀杆朝向所述入液口的一端于所述阀杆位于向所述入液口方向移动行程最大点时与所述内凹面具有预定距离；
所述阀杆朝向所述出液口的一端与所述通孔形状相适配，所述阀杆朝向所述出液口的一端于所述阀杆向所述出液口方向移动时，减小所述通孔的液体流量。
2.如权利要求1所述的用于液体管路的稳压阀，其特征在于，所述内凹面为内凹的弧面，所述阀杆朝向所述入液口的一端设有与所述弧面适配的弧形部；和/或，
通孔为锥形孔，所述阀杆朝向所述出液口的一端设置有适配所述锥形孔的锥形部。
3.如权利要求1所述的用于液体管路的稳压阀，其特征在于，包括一上盖，所述上盖通过螺纹连接所述阀体，所述入液口形成于所述上盖上。
4.如权利要求1所述的用于液体管路的稳压阀，其特征在于，包括一下盖，所述下盖通过螺纹连接所述阀体，所述出液口形成于所述下盖上。
5.如权利要求2所述的用于液体管路的稳压阀，其特征在于，所述弹性元件为防腐弹簧，所述阀体中设置有弹簧座，所述防腐弹簧套设于所述阀杆上并被限制于所述弹簧座及所述弧形部之间。
6.如权利要求2所述的用于液体管路的稳压阀，其特征在于，所述锥形部与所述锥形孔同心。
7.如权利要求2所述的用于液体管路的稳压阀，其特征在于，所述锥形孔中部纵向设置有凸棱，所述凸棱用以防止所述锥形部堵塞所述锥形孔。
8.如权利要求7所述的用于液体管路的稳压阀，其特征在于，所述凸棱的长度小于所述锥形部的长度。
9.如权利要求7所述的用于液体管路的稳压阀，其特征在于，所述凸棱设置有4条，4条所述凸棱均布于所述锥形孔的周面上。
10.如权利要求7所述的用于液体管路的稳压阀，其特征在于，所述凸棱朝向所述锥形部的一面设置有适配所述锥形部的内凹的曲面。
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