CN116989147A - 精密流量调节阀及其组装方法 - Google Patents
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Abstract
涉及一种精密流量调节阀,包括具有轴心阀口的阀座、结合于阀座上且内安装有调节杆组的阀盖、用于封闭轴心阀口的隔膜阀片以及设置于阀盖上的调节轮。隔膜阀片在阀头下方形成对准于轴心阀口的轴心锥体。调节轮具有旋转模式与止动模式,在旋转模式下随着调节轮的旋转,每当调节杆组的调节进杆被调节下降或上升第一距离,调节杆组的调节退杆同步反向地上升或下降第二距离,所述第二距离与第一距离的比值介于0.8~0.95,结合轴心锥体的锥斜度,该精密流量调节阀具有在调节时调节轮的旋转圈数与调节阀流量接近线性关系以及在调节后止动时精密流量稳定供给的效果。
Description
技术领域
本发明涉及调节阀的技术领域,尤其是涉及一种精密流量调节阀以及制造该精密流量调节阀的组装方法。
背景技术
流量调节阀是常用的工业阀门,主要用于控制流体在管道中的流量。相比于传统制造工业,在半导体制造工业中,对于流量精密度有更高的要求。例如,半导体湿法工艺需要使用到前道晶圆清洗、匀胶、显影、蚀刻等设备,对光刻胶、电子化学品、超纯水等液体的添加和供应量有着苛刻的精度要求(以ML/min计算)且需要稳定供给。而是否能达成设备技术指标的关键在于,设备调试和运行阶段,管路系统上采用的精密流量调节阀的阀门设定精度以及设定稳定性是否能满足半导体制造工艺的参数要求。故精密流量调节阀属于半导体生产设备的重要零部件。
精密流量调节阀的主要组件包括连接进出管的阀体、阀体内用于调节流量的隔膜阀片、传动隔膜阀片使其升降移动的调节杆以及驱动调节杆的执行机构。执行机构位于阀体上,可以是手动操作的手轮或手柄,也可以是电动、液动或气动的驱动轮体,通过对调节杆的操作,使隔膜阀片升降运动,从而改变流体的流量。目前的技术难点在于,流量即使能精密调节到隔膜阀片在合适的供给流量值,但流量值精密度越高,则供给稳定性越差;实际生产过程中,半导体生产设备的机械振动、管道流体的流动震荡等形成的微幅机械力,都会改变隔膜阀片的升降位置,实际供给流量值不能长时间保持稳定,也就是说,精确控制下刚调节好的流体流量在生产过程会逐渐产生变化,精密流量调节阀容易随着生产过程中产生漏流或渗漏。目前一种可行做法是在半导体生产过程中采取实时地检测精密流量调节阀的流量值的方式,当超过警示值便进行相对较高频率的流量矫正调整,需要投入较多的监测设备且经常使用,导致监测成本大且能耗提高。此外,在高频率的矫正调整下,精密流量调节阀的耐久可靠性降低,密封性能也随之降低。如何让精密流量调节阀能在半导体生产过程中如初调节流量值保持长时间、连续供给稳定的流体流量,以适用于半导体生产设备,是需要解决的技术问题。
发明专利公开号CN105190142A公开了一种流量控制装置用的流量控制阀,可应用于半导体制造领域,该流量控制阀包括具有阀座的上方敞口的阀室用孔部和与之连通的流体入口通路以及流体出口通路的阀主体;在阀座的上方相对状配设并且外周缘固定于阀室用孔部的底面的倒碟形的金属隔膜阀体;螺纹旋插到阀室用孔部中并按压固定金属隔膜阀体的外周缘的压紧螺钉;通过压紧螺钉内部并插入到阀室用孔部内,在前端部的底壁下方具备隔膜压件,并且在侧壁上相对且贯通状地设置有从侧壁的上端到达中间部的长方形的切口的下部支承筒体;螺接到下部支承筒体的上端部而形成支承筒体的圆筒状的上部支承筒体;载置在下部支承筒体的底壁上的具有保持部的碟簧承受台;载置在碟簧承受台上的碟簧;插通下部支承筒体的切口而水平配设,中央具有保持碟簧保持部的前端部的碟簧承受台引导孔,并且在两端部设置有螺栓插入孔的支承台架;载置在支承台架的碟簧承受台引导孔的上方的下部承受台;插入下部承受台的上方的支承筒体内的压电元件;具备引导筒和从其下端部向两侧突出的凸缘部,使支承筒体以能够向上下方向移动的方式插通到引导筒内,并且使凸缘部与支承台架的两端部相对,利用固定用螺栓与所述支承台架一并被固定于阀主体的引导体;和螺接在上部支承筒体的上端部的定位螺母,通过压电元件的伸长将支承筒体推向上方,利用金属隔膜阀体的弹力使其从阀座分离。然而,以倒碟形的金属隔膜阀体作为阀头的材质,因其过于硬质在阀关闭时容易渗漏,并且由于其倒碟形使得机械调节的行程不易与流量产生类线性关系。此外,相关现有技术认为能够使该流量控制阀的结构部件极其少,并且能够实现现有常闭型压电元件驱动式金属隔膜控制阀的制造成本的大幅度降低和阀开度控制的高精度化,但是缺少实现该对应效果的技术启示。本领域常规技术知识的判断下,流量控制阀的开度控制精度取决于对压电元件在高度位置上的精密控制,信息化数控模式是流量控制阀开度控制精度化不可或缺的必要一环,为固有思维。
实用新型专利CN218031473U公开了一种半导体工艺设备及其流量调节阀,流量调节阀包括阀体、调节杆和套管,阀体上形成有进液孔和出液孔,进液孔包括相互连接的导向段和进液段,进液段的一端贯穿至阀体的表面形成进液口,出液孔的一端与导向段连通,另一端贯穿至阀体的表面形成出液口;调节杆包括导向部和伸缩杆;导向部能够沿导向段往复运动,以带动伸缩杆由进液段进入导向段或从导向段退出,进液段的横截面尺寸小于导向段,套管套设并固定在伸缩杆上且外径与进液段对应、内径与伸缩杆对应,其上形成有至少一个轴向延伸的进液缺口,进液缺口的宽度沿靠近导向部方向逐渐减小。相关现有技术中,利用进液缺口的设置为尽可能细长容易想得到的简单技术手段,实现该流量调节阀能够对微小流量进行连续调节。然而,在调节后微小流量如何稳定供给没有技术启示。
综上,现有技术的精密流量调节阀具有机械式流量调节阀在流量精密化的发展路线上不能稳定供给流体的技术问题,并存在只能以压电元件实现电控流量控制阀开度控制精度化的固有思维。
发明内容
本发明的主要目的一是提供一种精密流量调节阀,主要进步在于解决调节阀流量精密化不能稳定供给的技术问题;同时还打破了以压电元件或进液口设置细长化的简单技术手段实现流量控制阀开度精度化的固有思维。
本发明的主要目的二是提供一种用于半导体湿法工艺的生产设备,能解决半导体湿法工艺的生产过程精准供液的调节精度要求高却会导致生产工艺中流体持续供给的稳定性变差的技术矛盾问题。
本发明的主要目的三是提供一种精密流量调节阀的组装方法,具有快速组装精密流量调节阀的效果。
本发明的主要目的一是通过以下技术方案得以实现的:
提出一种精密流量调节阀,包括:
阀座,所述阀座的内部设有连通第一流道的环口与连通第二流道的轴心阀口,所述轴心阀口位于所述环口中;
阀盖,结合于所述阀座上,所述阀盖内连接有调节杆组,所述阀盖能提供所述调节杆组的活动空间,所述调节杆组包括相互关联的调节进杆与调节退杆;
隔膜阀片,设于所述调节杆组的调节退杆一端,所述隔膜阀片具有位于中心的阀头,用于封闭所述轴心阀口,所述阀头下方形成对准于所述轴心阀口的轴心锥体;
调节轮,设置于所述阀盖上并连接所述调节杆组的调节进杆,用于调节所述调节进杆在所述阀盖中的降升;所述调节轮具有旋转模式与止动模式,在旋转模式下随着所述调节轮的旋转,每当所述调节进杆被调节下降或上升第一距离,所述调节退杆同步反向地上升或下降第二距离,所述第二距离与第一距离的比值介于0.8~0.95,结合所述轴心锥体的锥斜度,所述调节轮的旋转圈数与调节阀流量的关系接近于线性。
此一基础结构示例的实施原理为,利用调节轮的旋转模式下,调节进杆被调节下降或上升,调节退杆同步反向地上升或下降,对应调节退杆移动的反向缩回移动的距离为对应调节进杆移动的正向伸出移动的距离0.8~0.95,使流量调节精度提高到5倍至20倍(1减去0.8后的倒数为5,1减去0.95后的倒数为20),以实现调节阀的流量精密化。再结合隔膜阀片具有在流量调节过程中不与阀座接触的轴心锥体,轴心锥体的锥斜度会让阀头升降过程阀头与轴心阀口的开度与阀头高度位置呈现线性关系,使所述调节轮的旋转圈数与调节阀流量的关系接近于线性。并利用所述调节轮的止动模式,在调节后进行流量供给固定,生产工艺中原本可能来自设备或是流体流动影响调节阀流量稳定度的外部震荡力,将不会影响流量稳定度,故而提出本发明的精密流量调节阀。
本发明在较佳示例中可以进一步配置为,所述调节轮具有位于轴心的同步转杆部,插接于所述调节进杆的同转轴孔;所述调节轮的轮体下缘设有多个限位齿扣,所述阀盖的上部孔端面开设有多个限位齿槽;所述调节轮在所述同步转杆部的周缘设有多个卡销,所述阀盖的上部孔内壁开设有旋转槽与止动槽;当所述卡销卡接于所述旋转槽,所述限位齿扣不与所述限位齿槽结合,所述调节轮处于旋转模式;当所述卡销卡合于所述止动槽,所述限位齿扣与所述限位齿槽结合,所述调节轮处于止动模式。
通过采用上述结构的优选技术特点,利用所述调节轮实现止动模式具体化结构,在精密调节流量后能机械方式在止动模式让所述调节轮不可转动,以有效固定所述调节进杆在所述阀盖中的相对高度位置。
本发明在较佳示例中可以进一步配置为,所述限位齿槽的环形排布数量对应所述调节轮的一圈调节刻度数。
通过采用上述结构的优选技术特点,利用所述阀盖的环形排布限位齿槽,对应所述调节轮的旋转刻度,可推算出所述调节轮的旋转角度,其中360度即为旋转所述调节轮的一圈。
本发明在较佳示例中可以进一步配置为,所述调节轮的旋转圈数可操作数值介于10~50,所述调节轮的可操作旋转圈数中至少两圈与调节阀流量为线性关系。
通过采用上述结构的优选技术特点,利用所述调节轮的适当旋转圈数可操作数值,建立其中至少两圈与调节阀流量为线性关系,调节轮的旋转圈数与旋转角度的刻度在特定圈数可推定为阀流量,以更容易执行高精密度的流量调节。
本发明在较佳示例中还可以进一步配置为,所述调节轮的旋转圈数可操作数值介于15~25;优选地,所述第二距离与第一距离的比值介于0.88~0.92;优选示例中,所述阀座在所述轴心阀口周缘形成有外斜坡口。
通过采用上述结构的优选技术特点,利用所述调节轮的更合理旋转圈数的可操作数值,来确定阀流量的大刻度齿,所述调节轮的旋转角度则可作为阀流量的小刻度齿;而所述第二距离与第一距离的比值接近且小于一,在同一阀开度下,当所述调节杆组选用的比值越接近一,则阀流量刻度齿细化越高,所述调节轮的可操作旋转圈数则越大。
本发明在较佳示例中可以进一步配置为,所述调节退杆为螺杆形态,具有退杆防转部,使得所述调节退杆在所述阀盖内为相对不可旋转的升降移动。
通过采用上述结构的优选技术特点,利用所述调节退杆的退杆防转部,当所述调节退杆为相对不可旋转,所述调节进杆为相对可旋转,两者的螺接关系能形成在所述阀盖内同步但非同等距离的一降一小升或是一升一小降。相对于所述调节进杆为不转动的所述调节退杆的一端连接所述隔膜阀片,能增加所述隔膜阀片的耐用度。
本发明在较佳示例中可以进一步配置为,所述调节进杆为空心螺套形态,具有在第一螺距的外螺纹与在第二螺距的内螺孔,所述第二螺距具有略小于所述第一螺距的螺距差,所述外螺纹用于螺接所述阀盖的内螺接部,所述内螺孔用于螺接所述调节退杆的外螺接部;所述外螺纹与所述内螺孔具有相同螺纹方向,所述第二螺距与所述第一螺距的比值相同于所述第二距离与第一距离的比值;所述调节进杆在所述阀盖内为相对可旋转的降升移动,所述调节进杆的降升高度变化与所述调节轮的旋转圈数为正相关。
通过采用上述结构的优选技术特点,利用所述调节进杆的具体结构,所述调节轮的旋转一圈相当于所述调节进杆下降或上升一个第一螺距、同步地所述调节退杆上升或下降一个第二螺距,实现等比微调的阀流量调节。
本发明在较佳示例中可以进一步配置为,所述精密流量调节阀还包括:
支撑压块,防旋转地限位于所述阀盖中,用于抵触所述隔膜阀片的周边环部并阻挡所述调节退杆的旋转;
弹性件,设置于所述支撑压块上,用于提供所述支撑压块对所述隔膜阀片的周边环部的下压力并提供所述调节退杆的上升推力。
通过采用上述结构的优选技术特点,利用所述支撑压块产生防止所述弹性件偏斜、抵触所述隔膜阀片的周边环部及导引所述调节退杆升降时的不可旋转的三个作用,减少内部构件,有利于精密调节阀的组装;所述弹性件同时保持对所述调节退杆的向上弹力与对所述支撑压块的向下弹力,以消除所述调节退杆与所述调节进杆之间螺纹连接的间隙误差,达到更好的精密调节阀流量。
本发明在较佳示例中可以进一步配置为,所述支撑压块具有压块防转部,使得所述支撑压块在所述阀盖内为相对不可旋转与不可升降的限位关系。
通过采用上述结构的优选技术特点,利用所述支撑压块的压块防转部,匹配于所述阀盖内的纵向导槽,使得所述支撑压块相对于所述阀盖不可旋转,所述支撑压块具有退杆防转孔,使得所述调节退杆相对于所述支撑压块不可旋转。
本发明在较佳示例中可以进一步配置为,所述支撑压块还具有多个通气孔,其中一个通气孔对准于所述阀盖的排气孔。
通过采用上述结构的优选技术特点,利用所述支撑压块的多个通气孔,使得所述支撑压块在所述阀盖中的安装没有角度方向性,所述支撑压块始终都会有一个通气孔与所述阀盖的排气孔对准,以平衡所述阀盖在所述调节退杆的上部与所述隔膜阀片之前内腔与外部气压的内外压力,消除所述调节退杆升降带来的内腔压差。
本发明在较佳示例中可以进一步配置为,所述调节退杆具有挡环部,所述弹性件的一端施力于所述挡环部,所述弹性件的另一端限位于所述支撑压块的环槽。
通过采用上述结构的优选技术特点,利用所述调节退杆的挡环部,以接受所述弹性件的向上弹力。
本发明在较佳示例中还可以进一步配置为,所述调节进杆具有校直部,所述阀盖具有供所述校直部螺旋式轴向滑动的第一校直孔,所述阀盖还具有供所述挡环部不转动地轴向滑动的第二校直孔,所述第二校直孔的孔径大于所述第一校直孔的孔径,使得所述第一校直孔的底缘能阻挡所述调节退杆的挡环部上升。
通过采用上述结构的优选技术特点,利用所述调节进杆位于下部的校直部,所述校直部的外径恰好等于所述阀盖的第一校直孔,且所述第一校直孔不干涉所述校直部的旋转;所述阀盖还具有孔径大于所述第一校直孔的第二校直孔,供所述挡环部在所述阀盖内的轴向滑动,所述第二校直孔可干涉或不干涉所述挡环部的旋转。第二校直孔与第一校直孔的孔径差,能阻挡所述调节退杆的挡环部上升,故当所述调节退杆的挡环部上升碰触到所述阀盖的第一校直孔的底缘,作为最大上升止点,所述调节退杆与所述隔膜阀片的阀头为同步高度变化,故阀门处于最大开度,所述调节退杆伸出于所述调节进杆的长度变化不及于所述调节进杆的上升高度变化,此时所述挡环部与所述校直部之间为最大调节距离;当所述调节退杆的挡环部下降使所述调节退杆碰触到所述支撑压块或者是所述阀头接触到所述轴心阀口的周缘,作为下降止点,阀门处于最小开度,所述调节退杆缩回于所述调节进杆的长度变化不及于所述调节进杆的下降高度变化,所述挡环部与所述校直部之间为最小调节距离;所述挡环部与所述校直部之间的距离为调节可变的,当所述挡环部与所述校直部之间的调节距离小于不能被调节,所述调节退杆缩回到所述调节进杆处于最大极限,即作为所述调节退杆的最大下降止点。
本发明的主要目的二是通过以下技术方案得以实现的,提出一种用于半导体湿法工艺的生产设备,包括如上所述任意可实施特征组合的精密流量调节阀,在追求流量调节精密度的同时,还能符合半导体湿法生产工艺中供给流体的稳定度要求。精密调节的流量与调节轮的旋转圈数产生接近的线性关系或/与部分圈数下相同的线性关系。
本发明的主要目的三是通过以下技术方案得以实现的:一种如上所述任意可实施特征组合的精密流量调节阀的组装方法,包括:
S1、关联调节进杆与调节退杆,以组成调节杆组;
S2、设置所述调节杆组至所述阀盖中,所述调节杆组的调节进杆连接于所述阀盖的轴心孔,直到所述调节退杆位于最大上止点的状态;
S3、设置隔膜阀片在所述调节杆组的所述调节退杆的一端;
S4、结合所述阀盖至阀座;
S5、设置调节轮在所述阀盖上,所述调节轮连接于所述调节杆组的调节进杆。
此一基础方法示例的实施原理为,利用一系列的组装步骤S1-S5制得精密流量调节阀;另外,步骤S2的操作能防止所述调节退杆位于上止点的状态时所述调节进杆由所述调节退杆脱离。
本发明在较佳示例中可以进一步配置为,该组装方法还包括:S6、旋转所述调节轮,同步旋转所述调节进杆,所述调节进杆相对于所述阀盖旋转且下降第一距离,所述调节退杆相对于所述调节进杆不旋转且反向上升第二距离;持续旋转所述调节轮,直到所述调节退杆位于下止点的状态;确定由阀门开的状态至阀门关的状态的过程中所述调节轮的旋转圈数。
通过采用上述方法的优选技术特点,利用步骤S6在组装过程中确定所述调节轮的实际可操作旋转圈数,另外在步骤S2可预设所述调节轮的理想可操作旋转圈数,两相比对下,当实际可操作旋转圈数接近且小于理想可操作旋转圈数,不会有开度调小的过度调节造成所述轴心阀口对所述阀头的损害,在阀关闭时对于隔膜阀片的阀头损伤能降到最小,所述精密流量调节阀及其隔膜阀片有更好的耐用度。
本发明在较佳示例中可以进一步配置为,在步骤S6的初始阀开启阶段,所述轴心锥体的向下延长长度,足以使所述隔膜阀片的轴心锥体不完全脱离所述阀座的轴心阀口。
通过采用上述方法的优选技术特点,利用所述隔膜阀片的轴心锥体在阀开启阶段仍不完全脱离所述轴心阀口,具有阀开启到阀关闭过程的流体引流效果;而在阀关闭阶段,所述隔膜阀片的阀头触压所述轴心阀口,具体是抵触所述外斜坡口。
综上所述,本发明示例关于结构或方法的技术方案包括以下至少一种对现有技术作出贡献的技术效果:
1.透过调节进杆与调节退杆的组合,实现流量调节阀的螺距以毫米为单位的精密调节(调节轮旋转一圈下调节进杆的外螺纹螺距减去内螺孔螺距得到的单位调节值,mm/360度),满足半导体湿法设备对调节精度的要求;
2.透过调节退杆与调节进杆之间螺距比值(0.8~0.95)与具有特定止动模式的调节轮的组合,以机械结构实现精密流量调节阀在追求精密度的同时,还能符合生产工艺中供给流体的稳定度;
3.透过调节杆组在阀门开状态的组装步骤,精密流量调节阀具有组装的方便性;
4.透过环口与位于中心的轴心阀口的组合,隔膜膜片和阀座内腔没有流动死角,满足半导体湿法工艺的流体供给无死区的要求;
5.透过轴心阀口周缘形成的外斜坡口,隔膜阀片的阀头与阀座的轴心阀口能静态密封,外斜坡口作为阀座在轴心阀口周缘的凸起水线,保证阀关闭状态时流体不会外漏;
6.阀门和阀座的动态密封,阀座在环口周缘设置有一圈凸起缘,保证阀座和隔膜阀片的压合密封。
附图说明
图1绘示本发明一些较佳实施例中精密流量调节阀的立体组立示意图;
图2绘示本发明一些较佳实施例中精密流量调节阀在测试旋转圈数与调节阀流量的关系图;
图3绘示本发明一些较佳实施例中精密流量调节阀的立体分解示意图与对应隔膜阀片的局部放大图;
图4绘示本发明一些较佳实施例中精密流量调节阀的截面示意图;
图5绘示本发明一些较佳实施例中精密流量调节阀所使用的调节退杆的立体示意图;
图6绘示本发明一些较佳实施例中精密流量调节阀的组装方法的流程步骤示意图;
图7绘示本发明一些较佳实施例中组装方法的步骤S1中关联调节进杆与调节退杆的立体示意图;
图8绘示本发明一些较佳实施例中组装方法的步骤S2中设置调节杆组至阀盖的立体示意图与另一视角立体图;
图9绘示本发明一些较佳实施例中组装方法的步骤S3中设置隔膜阀片的立体示意图与另一视角立体图;
图10绘示本发明一些较佳实施例中组装方法的步骤S4中结合阀盖至阀座的立体示意图;
图11绘示本发明一些较佳实施例中组装方法的步骤S5中设置调节轮在阀盖上的立体示意图与另一视角局部立体图。
附图标记: 10、阀座;11、第一流道;12、第二流道;13、环口;14、轴心阀口;15、外斜坡口;16、凸起缘;20、阀盖;21、限位齿槽;22、旋转槽;23、止动槽;24、内螺接部;25、排气孔;26、第一校直孔;27、第二校直孔;30、隔膜阀片;31、阀头;32、轴心锥体;33、周边环部;34、软膜部; 40、调节轮;41、同步转杆部;42、限位齿扣;43、卡销;44、刻度指示标签;50、调节杆组;51、调节进杆;51a、同转轴孔;51b、外螺纹;51c、内螺孔;51d、校直部; 52、调节退杆;52a、退杆防转部;52b、外螺接部;52c、挡环部;52d、阀连接端;60、支撑压块;61、压块防转部;62、通气孔;63、退杆防转孔; 70、弹性件;81、第一结合管套;82、第二结合管套;83、结合杆;84、结合螺母;85、第一端塞;86、第二端塞;87、垫圈;88、弹力垫;90、底座。
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作为理解本发明的发明构思一部分实施例,而不能代表全部的实施例,也不作唯一实施例的解释。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在理解本发明的发明构思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内。
需要说明,若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。为了更方便理解本发明的技术方案,以下将本发明的精密流量调节阀做进一步详细描述与解释,但不作为本发明限定的保护范围。
参阅图1至图5,本发明一些实施例首先提供一种精密流量调节阀,图1绘示精密流量调节阀的立体组立示意图,图2绘示精密流量调节阀在测试旋转圈数与调节阀流量的关系图,图3为精密流量调节阀的立体分解示意图,图4为精密流量调节阀的截面示意图,图5为精密流量调节阀所使用的调节退杆的立体示意图,调节退杆52为组成调节杆组50的一个重要部件,调节退杆52与调节进杆51共同组成本发明示例的调节杆组50。一种精密流量调节阀包括:提供流道的阀座10、提供调节杆组50活动空间的阀盖20、作为阀开关的隔膜阀片30以及用于调节阀开度的调节轮40。参阅图2,所述调节轮40的旋转圈数与调节阀流量的关系接近于线性关系。本发明示例的精密流量调节阀能够预先定义所述调节轮40的可操作旋转圈数,在超过旋转圈数的上限值(对应调节杆组50的调节退杆52相对于阀盖20中高度位置的最大上止点),调节杆组50不会崩解,即不需要设置额外的上止点限位组件,在超过旋转圈数的下限值(对应调节杆组50的调节退杆52相对于阀盖20中高度位置的最大下止点),不会造成隔膜阀片30被阀座10过度压迫损伤。在具体示例中,所述调节轮40的可操作旋转圈数定义在0~20圈,在2~17圈中呈现与调节阀流量接近的线性关系(流量变化在0~300mL/min),在7~12圈中呈现与调节阀流量相同的线性关系(流量变化在100~250 mL/min),符合ML/min线性调节级别,适用于半导体湿法工艺的生产使用。在具体示例中,在可操作的圈数中,每当所述调节轮40旋转一圈,在相对于阀盖20的高度位置中,调节进杆51下降或上升一个毫米(mm),调节退杆52同步反向地上升或下降零点一个毫米(mm)或其他等比调节关系。
关于阀座10,参阅图1、图3与图4,特别是图4,所述阀座10的内部设有连通第一流道11的环口13与连通第二流道12的轴心阀口14(如图4所示),所述轴心阀口14位于所述环口13中。本示例中,第一流道11为进液流道,第一流道11的阀出口可装设第一结合管套81,以可拆卸紧密连接进液管;第二流道12为出液流道,第二流道12的阀出口可装设第二结合管套82,以可拆卸紧密连接出液管。流体进入第一流道11后,通过环口13、轴心阀口14到达第二流道12,由第二流道12的阀出口排出。而隔膜阀片30在轴心阀口14上的开度是用于调节排出流量值。在较佳示例中,所述阀座10在所述轴心阀口14周缘形成有外斜坡口15(如图4所示),以有利于利用所述隔膜阀片30的阀关闭状态时以较小的阀关闭力下便能阻断所述环口13与所述轴心阀口14的流体导通。所述阀座10在所述环口13的外缘还可设置有凸起缘16(如图4所示),以限定固定所述隔膜阀片30的周边环部33。
关于阀盖20,参阅图1、图3与图4,所述阀盖20结合于所述阀座10上,所述阀盖20内连接有调节杆组50,所述阀盖20能提供所述调节杆组50的活动空间,所述调节杆组50包括相互关联的调节进杆51与调节退杆52。所述调节进杆51在所述阀盖20中下降或上升的移动,所述调节退杆52的关联部位反向地在所述调节进杆51中进行上升或下降的移动。在本示例中,所述阀盖20主要可区分为圆筒型的上腔体与方形座的下腔体,所述上腔体提供第一校直孔26(如图4所示),以校直所述调节进杆51的下降与上升移动;所述下腔体提供第二校直孔27(如图4所示),以校直所述调节退杆52的下降与上升移动,所述调节退杆52的挡环部52c不能进入所述第一校直孔26。所述阀盖20、第一结合管套81或/与第二结合管套82的材质可以是PVDF(聚偏氟乙烯树脂),所述调节进杆51的材质可以是PEEK(聚醚醚酮),所述调节退杆52的材质可以是PVDF,其中PVDF具有较好的硬度与耐磨性。
关于隔膜阀片30,参阅图1、图3与图4,隔膜阀片30设于所述调节杆组50的调节退杆52一端,所述隔膜阀片30具有位于中心的阀头31、位于周边的周边环部33以及连接所述阀头31与所述周边环部33的软膜部34(如图9所示),所述软膜部34相对柔软,可随着所述阀头31的升降移动而变形,可承受升降移动高度具体为在1.0mm以上。所述阀头31用于封闭所述轴心阀口14,所述阀头31下方形成对准于所述轴心阀口14的轴心锥体32。所述轴心锥体32改善了所述轴心阀口14处的流体紊流缺陷,所述轴心锥体32的设置能起到洁净腔的效果,适用于半导体湿法工艺调节阀的洁净要求。所述隔膜阀片30的材质可以是PTFE(聚四氟乙烯)。
关于调节轮40,参阅图1、图3与图4,所述调节轮40设置于所述阀盖20上并连接所述调节杆组50的调节进杆51,用于调节所述调节进杆51在所述阀盖20中的降升;所述调节轮40具有旋转模式与止动模式,在旋转模式下随着所述调节轮40的旋转,每当所述调节进杆51相对于所述阀盖20被调节下降或上升第一距离,所述调节退杆52同步反向地相对于所述调节进杆51上升或下降第二距离,所述第二距离与第一距离的比值介于0.8~0.95,结合所述轴心锥体32的锥斜度。在本示例中,以第一距离为1.0 mm为例,所述第二距离与第一距离的比值为0.9,即所述调节轮40在旋转模式旋转一圈,所述调节进杆51相对于所述阀盖20被调节下降或上升第一距离(例如为1.0mm),所述调节退杆52相对于所述调节进杆51同步反向地上升或下降第一距离的0.9倍(作为第二距离,例如为0.9mm),故所述调节退杆52相对于所述阀盖20被调节下降或上升0.1倍的第一距离(具体为0.1mm),同步地所述阀头31也被下降或上升0.1倍的第一距离(0.1mm)。在本示例中,所述调节轮40为手轮,但非限定地,所述调节轮40可为电动轮,或液动、气动的驱动轮体。
前述结构示例的一种具体实施原理为,如果预期要阀开度缩小,先将调节轮40处于旋转模式,顺时针旋转调节轮40,调节进杆51相对于阀盖20被调节下降,调节退杆52相对于调节进杆51同步反向地上升,对应调节退杆52移动的反向缩回移动的距离为对应调节进杆51移动的正向伸出移动的距离0.8~0.95,调节退杆52相对于阀盖20还是整体高度的微幅下降,约为调节进杆51下降幅度的0.2~0.05倍,也就是流量调节精度提高到5倍至20倍(1减去0.8后的倒数为5,1减去0.95后的倒数为20),以实现调节阀的流量精密化,而阀开度增加是相同机理下的相反表现。再结合隔膜阀片30具有在流量调节过程中不与阀座10接触的轴心锥体32,轴心锥体32的锥斜度会让阀头31升降过程中阀头31与轴心阀口14的开度与阀头31高度位置呈现更多圈数的线性关系,使所述调节轮40的旋转圈数与调节阀流量的关系接近于线性关系。并利用所述调节轮40的止动模式,在调节后进行流量供给固定,生产工艺中原本可能来自设备或是流体流动影响调节阀流量稳定度的外部震荡力,将不会影响流量稳定度。
再参阅图3、图4与图5,关于实现“所述调节退杆52同步反向地相对于所述调节进杆51上升或下降第二距离,所述第二距离与第一距离的比值介于0.8~0.95”的一种具体化技术手段,在本示例中,如图5所示,所述调节退杆52为螺杆形态,具有退杆防转部52a(具体为外六角)、用于螺接所述调节进杆51的外螺接部52b以及位于所述退杆防转部52a与所述外螺接部52b之间的挡环部52c,所述调节退杆52在所述退杆防转部52a的一端还形成为阀连接端52d,用于连接所述隔膜阀片30的阀头31。所述退杆防转部52a卡合于支撑压块60的退杆防转孔63(如图3与图9所示,具体为内六角孔),所述支撑压块60相对于所述阀盖20为不可转动,或者退杆防转部52a卡合于所述阀盖20不可转动的部位,又或者所述调节退杆52的挡环部52c不可旋转地导滑于所述阀盖20的第二校直孔27,以上三种方法的任一种都能使得所述调节退杆52在所述阀盖20内为相对不可旋转的升降移动。利用所述调节退杆52的退杆防转部52a,例如具体为外六角与内六角的卡合,所述调节退杆52在所述阀盖20内为相对不可旋转,但可以升降移动,而所述调节进杆51为相对可旋转,也可升降移动,所述调节进杆51与所述调节退杆52两者的螺接关系能形成在所述阀盖20内同步但非同等距离的一降一小升或是一升一小降的移动变化。相对于所述调节进杆51为不转动的所述调节退杆52的一端连接所述隔膜阀片30,能增加所述隔膜阀片30的耐用度。
此外,参阅图3、图4与图7,所述调节进杆51为空心螺套形态,具有在第一螺距的外螺纹51b与具有在第二螺距的内螺孔51c(如图4所示),所述调节进杆51还具有位于一端的同转轴孔51a(具体为内六角孔)以及位于另一端的校直部51d,所述同转轴孔51a受到所述调节轮40的同步转杆部41(具体为外六角杆体)限位,以实现所述调节轮40与所述调节进杆51同步旋转。一方面,所述校直部51d除了阀关闭的大部分时间滑动于所述阀盖20的第一校直孔26,所述调节退杆52的挡环部52c则始终滑动于所述阀盖20的第二校直孔27(如图4所示)。另一方面,所述第二螺距具有略小于所述第一螺距的螺距差,具体但非用于限定的示例中,所述第一螺距为1.0mm,所述第二螺距为0.9mm。所述外螺纹51b用于螺接所述阀盖20的内螺接部24(如图4所示),所述内螺孔51c用于螺接所述调节退杆52的外螺接部52b;所述外螺纹51b与所述内螺孔51c具有相同螺纹方向,例如由调节阀上方观看为顺时针方向往下旋转,所述第二螺距与所述第一螺距的比值相同于所述第二距离与第一距离的比值;所述调节进杆51在所述阀盖20内为相对可旋转的降升移动,所述调节进杆51的降升高度变化与所述调节轮40的旋转圈数为正相关。利用所述调节进杆51的具体结构,所述调节轮40的顺时针旋转一圈相当于所述调节进杆51下降移动一个第一螺距,同步地所述调节退杆52相对于所述调节进杆51上升一个第二螺距,所述调节退杆52相对于所述阀盖20的下降移动为第一螺距减去第二螺距的差值,借以实现等比微调的阀流量调节。而同样地,所述调节轮40的逆时钟旋转一圈相当于所述调节进杆51上升移动一个第一螺距,同步地所述调节退杆52相对于所述调节进杆51下降一个第二螺距,所述调节退杆52相对于所述阀盖20的上升移动为第一螺距减去第二螺距的差值。
在较佳示例中,所述调节轮40的旋转圈数可操作数值介于10~50,所述调节轮40的可操作旋转圈数中至少两圈与调节阀流量为线性关系。利用所述调节轮40的适当旋转圈数可操作数值,建立其中至少两圈与调节阀流量为线性关系,调节轮40的旋转圈数与旋转角度的刻度在特定圈数可推定为阀流量,以更容易执行高精密度的流量调节。在调节轮40的旋转圈数由关至开的可操作数值的上限之外对于调节杆组50的调节进杆51有更好的防脱保护,在调节轮40的旋转圈数由开至关的可操作数值的下限之外对于隔膜阀片30的阀头31有更好的防压损保护。调节轮40由关至开旋转圈数的可操作数值上限的保护机制原理为,在所述阀盖20的高度位置,所述调节进杆51的上升移动必然会带动所述调节退杆52的上升,即使所述调节退杆52的上升幅度较小,当所述调节退杆52的挡环部52c抵触到所述阀盖20的第二校直孔27的上缘,所述调节退杆52不能再被移动上升,自然所述调节进杆51也不能上升移动,产生了所述调节进杆51的防脱保护,也由此定义了所述调节轮40的最大可操作数值上限。调节轮40由开至关旋转圈数的可操作数值下限的保护机制原理为,在所述阀盖20的高度位置,所述调节进杆51的下降移动必然会带动所述调节退杆52的外螺接部52b往所述调节进杆51的内螺孔51c缩回,直到缩回极限状态,通常是所述调节退杆52的挡环部52c与所述调节进杆51的校直部51d相互靠近而接触,此时所述调节退杆52的外螺接部52b没有再缩进内螺孔51c的空间或长度,所述调节退杆52也就不能再被移动下降,达到对隔膜阀片30的阀头31不被所述阀座10的轴心阀口14过度损伤的效果,由此也定义了所述调节轮40的最大可操作数值下限。以上的所述调节轮40的最大可操作数值上限与下限都能在组装过程预先定义(容后详述)。
在更较佳示例中,所述调节轮40的旋转圈数可操作数值介于15~25;优选地,所述第二距离与第一距离的比值介于0.88~0.92。利用所述调节轮40的更合理旋转圈数的可操作数值,来确定阀流量的大刻度齿,所述调节轮40的旋转角度则可作为阀流量的小刻度齿;而所述第二距离与第一距离的比值接近且小于一,在同一阀开度下,当所述调节杆组50选用的比值越接近一,则阀流量刻度齿细化越高,所述调节轮40的可操作旋转圈数则越大。所述调节轮40的顶面可贴附刻度指示标签44(如图3所示)。
关于所述调节轮40实现旋转模式与止动模式的一种具体化技术手段,参阅图3、图4与图11,除了所述调节轮40具有位于轴心的同步转杆部41插接于所述调节进杆51的同转轴孔51a,所述调节轮40的轮体下缘设有多个限位齿扣42(如图4与图11所示),所述阀盖20的上部孔端面开设有多个限位齿槽21。所述调节轮40在所述同步转杆部41的周缘设有多个卡销43,所述阀盖20的上部孔内壁开设有旋转槽22与止动槽23(如图4所示);当所述卡销43卡接于所述旋转槽22,所述限位齿扣42不与所述限位齿槽21结合,所述调节轮40处于旋转模式;可利用所述调节轮40往所述阀盖20的推压,当所述卡销43卡合于所述止动槽23,所述限位齿扣42与所述限位齿槽21结合,所述调节轮40处于止动模式。因此,在精密调节流量后能够以机械方式调整到止动模式,让所述调节轮40不可转动,以有效固定所述调节进杆51在所述阀盖20中的相对高度位置。所述调节进杆51被固定在阀盖20内的高度,自然所述调节退杆52在阀盖20内的高度也被固定。所述调节退杆52在阀盖20内的高度固定,自然所述隔膜阀片30的阀头31在阀座10内的高度也被固定。在旋转模式,所述调节轮40可保持在第一高度;在止动模式,所述调节轮40可保持在第二高度,第一高度可高于第二高度。所述卡销43的材质可以是PVDF(聚偏氟乙烯树脂)。所述旋转槽22的上缘可以是平位,以防止所述卡销43的脱出;所述止动槽23的上缘可以具有斜度,以利所述卡销43由所述止动槽23至所述旋转槽22的移动。
在较佳示例中,所述限位齿槽21的环形排布数量对应所述调节轮40的一圈调节刻度数。由于所述阀盖20的环形排布限位齿槽21可对应于所述调节轮40的旋转刻度,由此可推算出所述调节轮40的旋转角度,其中360度即为旋转所述调节轮40的一圈。所述限位齿槽21的环形排布数量具体可为十二个,对应的每一个刻度代表所述调节轮40旋转30度。
在较佳示例中,所述精密流量调节阀还包括支撑压块60及具体如压缩弹簧的弹性件70。所述支撑压块60防旋转地限位于所述阀盖20中,用于抵触所述隔膜阀片30的周边环部33并阻挡所述调节退杆52的旋转;较佳地,所述支撑压块60具有压块防转部61(如图3与图9所示),被所述阀盖20对应的导槽卡合,使得所述支撑压块60在所述阀盖20内为相对不可旋转与不可升降的限位关系。所述弹性件70设置于所述支撑压块60上,用于提供所述支撑压块60对所述隔膜阀片30的周边环部33的下压力并提供所述调节退杆52的上升推力。所述支撑压块60具有防止所述弹性件70偏斜、抵触所述隔膜阀片30的周边环部33及导引所述调节退杆52升降时的不可旋转的三个作用,故能减少内部构件,有利于精密调节阀的组装;所述弹性件70同时保持对所述调节退杆52的向上弹力与对所述支撑压块60的向下弹力,以消除所述调节退杆52与所述调节进杆51之间螺纹连接的间隙误差,达到更好的精密调节阀流量。利用所述支撑压块60的压块防转部61,匹配于所述阀盖20内的纵向导槽,使得所述支撑压块60相对于所述阀盖20不可旋转,所述支撑压块60具有退杆防转孔63(如图3与图9所示),供所述调节退杆52的退杆防转部52a卡合,使得所述调节退杆52相对于所述支撑压块60不可旋转。
在较佳示例中,所述支撑压块60还具有多个通气孔62(如图3与图9所示),在所述支撑压块60无旋转角度要求的组装,其中一个通气孔62都会对准于所述阀盖20的排气孔25。利用所述支撑压块60的多个通气孔62,使得所述支撑压块60在所述阀盖20中的安装没有角度方向性,所述支撑压块60始终都会有一个通气孔62与所述阀盖20的排气孔25对准,以平衡所述阀盖20在所述调节退杆52的上部与所述隔膜阀片30之前内腔与外部气压的内外压力,消除所述调节退杆52升降带来的内腔压差。
在较佳示例中,所述弹性件70的一端施力于所述调节退杆52的所述挡环部52c,所述弹性件70的另一端限位于所述支撑压块60的环槽。利用所述调节退杆52的挡环部52c,以接受所述弹性件70的向上弹力。
在较佳示例中,所述调节进杆51具有的校直部51d,对应所述阀盖20具有的供所述校直部51d螺旋式轴向滑动的第一校直孔26,所述阀盖20具有的供所述挡环部52c不转动地轴向滑动的第二校直孔27,所述第二校直孔27的孔径大于所述第一校直孔26的孔径,使得所述第一校直孔26的底缘(对应所述第二校直孔27的上缘)能阻挡所述调节退杆52的挡环部52c上升。利用所述调节进杆51位于下部的校直部51d,所述校直部51d的外径恰好等于所述阀盖20的第一校直孔26,且所述第一校直孔26不干涉所述校直部51d的旋转;所述阀盖20还具有孔径大于所述第一校直孔26的第二校直孔27,供所述挡环部52c在所述阀盖20内的轴向滑动,所述第二校直孔27可干涉或不干涉所述挡环部52c的旋转。第二校直孔27与第一校直孔26的孔径差,能阻挡所述调节退杆52的挡环部52c上升,故当所述调节退杆52的挡环部52c上升碰触到所述阀盖20的第一校直孔26的底缘,作为最大上升止点,所述调节退杆52与所述隔膜阀片30的阀头31为同步高度变化,故阀门处于最大开度,所述调节退杆52伸出于所述调节进杆51的长度变化不及于所述调节进杆51的上升高度变化,此时所述挡环部52c与所述校直部51d之间为最大调节距离;当所述调节退杆52的挡环部52c下降使所述调节退杆52碰触到所述支撑压块60或者是所述阀头31接触到所述轴心阀口14的周缘,作为下降止点,阀门处于最小开度,所述调节退杆52缩回于所述调节进杆51的长度变化不及于所述调节进杆51的下降高度变化,所述挡环部52c与所述校直部51d之间为最小调节距离;所述挡环部52c与所述校直部51d之间的距离为调节可变的,当所述挡环部52c与所述校直部51d之间的调节距离小于不能被调节,所述调节退杆52缩回到所述调节进杆51处于最大极限,即作为所述调节退杆52的最大下降止点。
本发明示例还提出一种用于半导体湿法工艺的生产设备,包括如上所述的精密流量调节阀,在追求流量调节精密度的同时,还能符合半导体湿法生产工艺中供给流体的稳定度要求。精密调节的流量与调节轮的旋转圈数产生接近的线性关系或/与部分圈数下相同的线性关系。
配合参阅图6,本发明示例还提出一种精密流量调节阀的组装方法,用于制造如上所述的精密流量调节阀,该组装方法包括:步骤S1的关联调节进杆与调节退杆,以组成调节杆组、步骤S2的设置调节杆组至阀盖中、步骤S3的设置隔膜阀片在调节杆组的调节退杆的一端、步骤S4的结合阀盖至阀座以及步骤S5的设置调节轮在阀盖上,调节轮连接于调节杆组的调节进杆。更具体地,该组装方法还可包括步骤S6的确定由阀门开的状态至阀门关闭的状态过程中调节轮的旋转圈数。
关于步骤S1,参阅图7、图3与图4,关联调节进杆51与调节退杆52,以组成调节杆组50;示例中,所述调节退杆52的外螺接部52b螺接到所述调节进杆51的内螺孔51c内;具体地,所述调节退杆52与所述调节进杆51的两者相互关联程度是到达所述调节杆组50的下止点状态,即所述调节退杆52的外螺接部52b螺接到所述调节进杆51的内螺孔51c内的最大程度,使得所述外螺接部52b无法再被旋入,所述调节退杆52的挡环部52c与所述调节进杆51的校直部51d达到相互靠近的最近程度。所述调节退杆52的进一步转动能带动所述调节进杆51的转动。
关于步骤S2,参阅图8、图3与图4,设置所述调节杆组50至所述阀盖20中,所述调节杆组50的调节进杆51连接于所述阀盖20的轴心孔,直到所述调节退杆52位于最大上止点的状态;示例中,在下止点状态,所述调节退杆52转动时,所述调节进杆51也转动,所述调节进杆51的外螺纹51b螺接到所述阀盖的内螺接部24。当螺接到所述调节杆组50的上止点状态,所述调节退杆52的挡环部52c顶除到第一校直孔26的下缘(相当于第二校直孔27的上缘)。在所述调节退杆52没有被限位之前,所述调节退杆52能自由转动且导滑于所述第二校直孔27中。基于上止点状态与下止点状态,如果提前将所述调节退杆52限位于所述阀盖20,所述调节退杆52不能自由转动也不能导滑于所述第二校直孔27中。故而,在所述调节杆组50到达上止点状态,可先固定住所述调节进杆51之后,再反向旋出所述调节退杆52,所述调节退杆52的反向旋出的圈数具体地介于10~50圈,更具体为15~25,本示例为20圈,以在组装过程中预先定义所述精密调节阀,所述调节轮40的旋转圈数可操作数值。
关于步骤S3,参阅图9、图3与图4,设置隔膜阀片30在所述调节杆组50的所述调节退杆52的一端;在设置所述隔膜阀片30之前,应先设置所述弹性件70与所述支撑压块60。所述支撑压块60的压块防转部61令所述支撑压块60相对于所述阀盖20不可旋转,所述支撑压块60的退杆防转孔63被所述调节退杆52的退杆防转部52a套合限位,使得所述调节退杆52相对于所述支撑压块60不可旋转。所述调节退杆52的阀连接端52d结合于所述隔膜阀片30在所述阀头31的连接孔。
关于步骤S4,参阅图10、图3与图4,结合所述阀盖20至阀座10;在本示例中,可通过多个结合杆83(如图3所示),由上往下穿过所述阀盖20、所述阀座10与底座90的对应通孔,并结合到可设置于所述底座90内的对应结合螺母84(如图3所示),以实现所述阀盖20与所述阀座10的结合。此步骤S4中,所述隔膜阀片30的轴心锥体32已能对准在所述阀座10的轴心阀口14中。更具体示例中,如图3所示,所述结合杆83在穿入所述阀盖20的对应通孔前,可先穿过弹力垫88与垫圈87,以增加结合弹力,避免结合松脱的发生。在利用所述结合杆83结合阀盖20与阀座10之后,所述结合杆83在杆头的外端可安装有第一端塞85(如图3所示);所述结合螺母84的外端可安装有第二端塞86(如图3所示),使第一端塞85与第二端塞86具有防止腐蚀性与阀体一体性,以在所述结合杆83两端提供能抵抗酸性气体的保护。
关于步骤S5,参阅图11、图3与图4,设置调节轮40在所述阀盖20上,所述调节轮40连接于所述调节杆组50的调节进杆51。此步骤S5中,所述调节轮40的同步转杆部41导滑式限位于所述调节进杆51的同转轴孔51a。在旋转模式,所述调节轮40的卡销43滑动式卡合于所述阀盖20的旋转槽22;在止动模式,所述调节轮40的卡销43滑动式卡合于所述阀盖20的止动槽23,所述调节轮40的限位齿扣42卡合于所述阀盖20的限位齿槽21,所述调节轮40相对于所述阀盖20为不可旋转。具体来说,以按压所述调节轮40的方式切换到止动模式,以脱拔所述调节轮40的方式切换到旋转模式。
本发明方法示例的实施原理为,利用一系列的组装步骤S1-S5制得精密流量调节阀;步骤S2的操作能防止所述调节退杆52位于上止点状态时所述调节进杆51由所述调节退杆52脱离。
在较佳示例中,该组装方法还包括:步骤S6、先调整回到上止点(所述调节进杆51上升到最大可能的高度),旋转所述调节轮40,同步旋转所述调节进杆51,所述调节进杆51相对于所述阀盖20旋转且下降第一距离,所述调节退杆52相对于所述调节进杆51不旋转且反向上升第二距离;持续旋转所述调节轮40,直到所述调节退杆52位于下止点的状态;确定由阀门开的状态至阀门关的状态的过程中所述调节轮40可实际操作的旋转圈数。步骤S6为实际操作的可旋转圈数的确定,步骤S2为理论上所述调节退杆52(对应调节轮40)的可旋转圈数的预先定义,预先定义值些许大于或等于实际操作值,如果步骤S6的实际操作值小于步骤S2的预先定义值过大,可以判断出所述精密调节阀在组装上有较大误差,需要重新组装或是重新定义预设值的合理性。利用步骤S6在组装过程中确定所述调节轮40的实际可操作旋转圈数,另外在步骤S2可预设所述调节轮40的理想可操作旋转圈数,两相比对下,当实际可操作旋转圈数接近且小于理想可操作旋转圈数,不会有开度调小的过度调节造成所述轴心阀口14对所述阀头31的损害,在阀关闭时对于隔膜阀片30的阀头31损伤能降到最小,所述精密流量调节阀及其隔膜阀片30有更好的耐用度。
在较佳示例中,在步骤S6的初始阀开启阶段,所述轴心锥体32的向下延长长度,足以使所述隔膜阀片30的轴心锥体32不完全脱离所述阀座10的轴心阀口14。利用所述隔膜阀片30的轴心锥体32在阀开启阶段仍不完全脱离所述轴心阀口14,具有阀开启到阀关闭过程的流体引流效果;而在阀关闭阶段,所述隔膜阀片30的阀头31触压所述轴心阀口14,具体是所述阀头31抵触所述外斜坡口15。由于本发明示例在调节杆组50具有自停止的下止点机制,此时挡环部52c与校直部51d相互靠近到不能继续转动,所述外斜坡口15不会过度损伤到所述隔膜阀片30的阀头31,用于半导体湿法工艺中对于处理流体在供给流量的精密调整能保持长时间稳定的线性关系。
本具体实施方式的实施例均作为方便理解或实施本发明技术方案的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应被涵盖于本发明的请求保护范围内。
Claims (17)
1.一种精密流量调节阀,其特征在于,包括:
阀座,所述阀座的内部设有连通第一流道的环口与连通第二流道的轴心阀口,所述轴心阀口位于所述环口中;
阀盖,结合于所述阀座上,所述阀盖内连接有调节杆组,所述阀盖能提供所述调节杆组的活动空间,所述调节杆组包括相互关联的调节进杆与调节退杆;
隔膜阀片,设于所述调节杆组的调节退杆一端,所述隔膜阀片具有位于中心的阀头,用于封闭所述轴心阀口,所述阀头下方形成对准于所述轴心阀口的轴心锥体;
调节轮,设置于所述阀盖上并连接所述调节杆组的调节进杆,用于调节所述调节进杆在所述阀盖中的降升;所述调节轮具有旋转模式与止动模式,在旋转模式下随着所述调节轮的旋转,每当所述调节进杆被调节下降或上升第一距离,所述调节退杆同步反向地上升或下降第二距离,所述第二距离与第一距离的比值介于0.8~0.95,结合所述轴心锥体的锥斜度,所述调节轮的旋转圈数与调节阀流量的关系接近于线性。
2.根据权利要求1所述的精密流量调节阀,其特征在于,所述调节轮具有位于轴心的同步转杆部,插接于所述调节进杆的同转轴孔;所述调节轮的轮体下缘设有多个限位齿扣,所述阀盖的上部孔端面开设有多个限位齿槽;所述调节轮在所述同步转杆部的周缘设有多个卡销,所述阀盖的上部孔内壁开设有旋转槽与止动槽;当所述卡销卡接于所述旋转槽,所述限位齿扣不与所述限位齿槽结合,所述调节轮处于旋转模式;当所述卡销卡合于所述止动槽,所述限位齿扣与所述限位齿槽结合,所述调节轮处于止动模式。
3.根据权利要求2所述的精密流量调节阀,其特征在于,所述限位齿槽的环形排布数量对应所述调节轮的一圈调节刻度数。
4.根据权利要求1所述的精密流量调节阀,其特征在于,所述调节轮的旋转圈数可操作数值介于10~50,所述调节轮的可操作旋转圈数中至少两圈与调节阀流量为线性关系。
5.根据权利要求4所述的精密流量调节阀,其特征在于,所述调节轮的旋转圈数可操作数值介于15~25;所述第二距离与第一距离的比值介于0.88~0.92。
6.根据权利要求1所述的精密流量调节阀,其特征在于,所述阀座在所述轴心阀口周缘形成有外斜坡口。
7.根据权利要求1所述的精密流量调节阀,其特征在于,所述调节退杆为螺杆形态,具有退杆防转部,使得所述调节退杆在所述阀盖内为相对不可旋转的升降移动。
8.根据权利要求7所述的精密流量调节阀,其特征在于,所述调节进杆为空心螺套形态,具有在第一螺距的外螺纹与在第二螺距的内螺孔,所述第二螺距具有略小于所述第一螺距的螺距差,所述外螺纹用于螺接所述阀盖的内螺接部,所述内螺孔用于螺接所述调节退杆的外螺接部;所述外螺纹与所述内螺孔具有相同螺纹方向,所述第二螺距与所述第一螺距的比值相同于所述第二距离与第一距离的比值;所述调节进杆在所述阀盖内为相对可旋转的降升移动,所述调节进杆的降升高度变化与所述调节轮的旋转圈数为正相关。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的精密流量调节阀,其特征在于,还包括:
支撑压块,防旋转地限位于所述阀盖中,用于抵触所述隔膜阀片的周边环部并阻挡所述调节退杆的旋转;
弹性件,设置于所述支撑压块上,用于提供所述支撑压块对所述隔膜阀片的周边环部的下压力并提供所述调节退杆的上升推力。
10.根据权利要求9所述的精密流量调节阀,其特征在于,所述支撑压块具有压块防转部,使得所述支撑压块在所述阀盖内为相对不可旋转与不可升降的限位关系。
11.根据权利要求10所述的精密流量调节阀,其特征在于,所述支撑压块还具有多个通气孔,其中一个通气孔对准于所述阀盖的排气孔。
12.根据权利要求10所述的精密流量调节阀,其特征在于,所述调节退杆具有挡环部,所述弹性件的一端施力于所述挡环部,所述弹性件的另一端限位于所述支撑压块的环槽。
13.根据权利要求12所述的精密流量调节阀,其特征在于,所述调节进杆具有校直部,所述阀盖具有供所述校直部螺旋式轴向滑动的第一校直孔,所述阀盖还具有供所述挡环部不转动地轴向滑动的第二校直孔,所述第二校直孔的孔径大于所述第一校直孔的孔径,使得所述第一校直孔的底缘能阻挡所述调节退杆的挡环部上升。
14.一种用于半导体湿法工艺的生产设备,其特征在于,包括如权利要求1-13中任一项所述的精密流量调节阀。
15.一种如权利要求1-13中任一项所述的精密流量调节阀的组装方法,其特征在于,包括:
S1、关联调节进杆与调节退杆,以组成调节杆组;
S2、设置所述调节杆组至所述阀盖中,所述调节杆组的调节进杆连接于所述阀盖的轴心孔,直到所述调节退杆位于最大上止点的状态;
S3、设置隔膜阀片在所述调节杆组的所述调节退杆的一端;
S4、结合所述阀盖至阀座;
S5、设置调节轮在所述阀盖上,所述调节轮连接于所述调节杆组的调节进杆。
16.根据权利要求15所述的精密流量调节阀的组装方法,其特征在于,还包括:S6、旋转所述调节轮,同步旋转所述调节进杆,所述调节进杆相对于所述阀盖旋转且下降第一距离,所述调节退杆相对于所述调节进杆不旋转且反向上升第二距离;持续旋转所述调节轮,直到所述调节退杆位于下止点的状态;确定由阀门开的状态至阀门关的状态的过程中所述调节轮的旋转圈数。
17.根据权利要求16所述的精密流量调节阀的组装方法,其特征在于,在步骤S6的初始阀开启阶段,所述轴心锥体的向下延长长度,足以使所述隔膜阀片的轴心锥体不完全脱离所述阀座的轴心阀口。
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