CN1670649A - 同心圆环式气体质量流量控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同心圆环式气体质量流量控制装置，装设在一气体管线中，此装置包括有一第一套管、一第二套管及一层流组件，第一套管及第二套管组合并将层流组件容置于其内，在第一套管及第二套管分别设置一传感器及一控制阀，控制感测气体的流量。本发明能精确的控制气体的流量并使气体能持续以层流的方式流动。而且，使组件在组装、加工、洗净处理上更为容易及方便。

Description

同心圆环式气体质量流量控制装置

技术领域

本发明涉及一种气体流量控制装置，特别是有关一种可精确控制流量且需高洁净度的同心圆环式气体质量流量控制装置。

背景技术

现今在半导体或面版产业的制程中使用的气体大都是有腐蚀性的气体，而且要随着各产业制程上的种类不同需要所有调整，目的在精确地控制各管线的气体流量，否则所生产的产品会有良率不佳的问题发生。

现今在气体流量控制装置的层流组件上大多使用金属的毛细管，根据不同需要的流量大小，来安装不同支数的金属毛细管，因毛细管式的层流组件在安装上十分耗时，加上毛细管的单价过高，造成生产成本的浪费。

有鉴于此，本发明针对上述的问题，提出一种加工容易、价格低廉且不需另外组装的同心圆环式气体质量流量控制装置，以有效克服上述技术问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种同心圆环式气体质量流量控制装置，能精确的控制气体的流量并使气体能持续以层流的方式流动。

本发明的另一目的是提供一种同心圆环式气体质量流量控制装置，藉由设置层流组件取代已知技术的繁杂结构，使加工及组装更为容易。

本发明的再一目的是提供一种同心圆环式气体质量流量控制装置，采用模块化的设计，可将第一套管搭配一层流组件成为一气体流量计，而第二套管则可单独成为一气体流量控制阀。

本发明的同心圆环式气体质量流量控制装置，包括一第一套管，此第一套管一端具有一第一管路接头而另一端则具有一第一容置槽，在第一容置槽与第一管路接头之间设有一滑槽，且在第一套管上设有二穿孔并贯穿至滑槽内，提供另一第二套管，此第二套管一端具有一第二管路接头而另一端具有与第一容置槽直径相同的一第二容置槽，且在第二套管内设有一第一连管及一第二连管，以导引气体由第二管路接头输出至气体管线中，再将第一套管及第二套管组合，使第一容置槽与第二容置槽形成一容置空间；在此容置空间内设置一层流组件，此层流组件由一第一圆柱体及一第二圆柱体藉由一连杆连接而成，将第二圆柱体抵靠在第一容置槽与第二容置槽中，使第一圆柱体位于该滑槽内而具有一第一缝隙，而二穿孔位于第一圆柱体两侧，在第二圆柱体设有数个通气孔。另外此第一套管及第二套管可分别独自使用，可分别将第一套管及第二套管与一连接套管组装，并且在第一套管及第二套管上各设置流量传感器及流量控制阀即可安装于气体管路中使用。

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的立体组合图；

图3为本发明的剖面图；

图4为本发明安装传感器及控制阀的立体图；

图5为本发明另一态样的层流组件立体图；

图6为本发明安装同心套管的剖面图；

图7a为本发明的分流比测试的数据图；

图7b为本发明在不同气体压力下测试的数据图；

图7c为本发明在不同气体温度下测试的数据图；

图8为本发明第一套管另一实施例的立体图；

图9为本发明第二套管另一实施例的立体图。

附图标记说明：10气体管线；12第一套管；14第一管路接头；16第一容置槽；18滑槽；20穿孔；22流量传感器；23主机板；24第二套管；26第二管路接头；28第二容置槽；30第一连管；32第二连管；34流量控制阀；36层流组件；38第一圆柱体；40第二圆柱体；42连杆；44第一缝隙；46通气孔；48第一螺纹；50同心套管；52第二螺纹；54第二缝隙；56连接套管；58管路接头。

具体实施方式

本发明是一种同心圆环式气体质量流量控制装置，请参阅图1至图4，此种同心圆环式气体质量流量控制装置装设在一气体管线10中控制一气体的质量流量，此同心圆环式气体质量流量控制装置包括一第一套管12，此第一套管12的一端具有一第一管路接头14而另一端则具有一第一容置槽16，在第一容置槽16与第一管路接头14之间设有一滑槽18，并在第一套管12上设有二穿孔20并贯穿至滑槽18内，并在第一套管12表面且位于二穿孔20上以锁固方式设置一流量传感器22，利用二穿孔20的分压流量使得流量传感器22产生温度变化以感测气体的流量变化，此流量传感器22可连接一主机板23，由计算机显示流量传感器22所感测的讯号。

此外再提供一第二套管24，此第二套管24的一端具有一第二管路接头26而另一端具有与第一容置槽16直径相同的一第二容置槽28，且在第二套管24内设有一第一连管30及一第二连管32，第一连管30连接第二容置槽28，而第二连管则连接第二管路接头26，并在第二套管24表面且位于第一连管30及第二连管32之间以锁合方式设置一电磁型式的流量控制阀34，以导引气体由第一连管30输送至第二连管32并输出至气体管线10中，此流量控制阀34可调整控制气体通过第二连管32的流量。接着利用锁固方式将第一套管12及第二套管24组合，其中第一容置槽16与第二容置槽28形成一容置空间。

在此容置空间内设置一层流组件36，此层流组件36由一第一圆柱体38及一第二圆柱体40藉由一连杆42连接而成，其中第一圆柱体38、第二圆柱体40及连杆42为一体成型，且第一圆柱体38前端为圆锥形状；第二圆柱体40水平抵靠在第一容置槽16与第二容置槽28中，而使第一圆柱体38位于滑槽18内，此第一圆柱体38与滑槽18之间具有一第一缝隙44，以使气体平滑通过，且在滑槽18内的二穿孔20也位于第一圆柱体38两侧，而第二圆柱体40设有数个通气孔46，使气体能流通至第一连管30内。以上为本发明的一种态样，可将气体流量控制在层流状态(Laminar Flow)。

对于气体为较大流量时，可将层流组件36替换为另一种同心圆面积较大的型式，请参阅图5及图6，此种层流组件36的连杆42上设有第一螺纹48，并在第一圆柱体38外套入一同心套管50，此同心套管50内也设有一第二螺纹52，将第一螺纹48及第二螺纹52相互螺合固定，此时同心套管50与第一圆柱体38间具有一第二缝隙54，所以此种层流组件36设在同心圆环式气体质量流量控制装置内时，气体仅可由第一缝隙44及第二缝隙54通过，进而将气体控制在层流状态流动。

此种同心圆环式气体质量流量控制装置在实际操作下所呈现的数据，请参阅图7a至图7b所示，首先图7a为气体分流比测试结果，其操作实验的方式是利用精密电表分别检测二穿孔20在不同流量变化时，传感器22读取到的电压变化，如图中横轴为流量Flow，单位为在标准状态下每分钟流过多少毫升(SCCM)，而纵轴则为电压(mV)，而此图7a显示出横轴Flow与纵轴mV呈现一正比线性关系，代表本发明的层流组件与传感器之间呈现一固定比例且线性的关系，可精确地控制气体流量。而图7b为气体压力测试结果，藉由三种不同气体压力，以测试电压mV与流量SCCM的关系，而图7b则显示出气体在不同压力下所检测到的数据为相同的，代表本发明可在不同气体压力下精确控制流量。最后，图7c是温度测试结果，藉由在三种不同的气体温度下，测试电压mV与流量SCCM的关系，而图7c则显示出气体在不同温度下所检测到的数据几乎为相同的，代表本发明可在不同气体温度下精确控制流量。

本发明的实施态样可由第一套管12及第二套管24组合而实施，但也可单独的安装在气体管线10中，如图8及图9所示，将第一套管12及第二套管24分别与一连接套管56组合，此连接套管56一端具有一管路接头58，而另一端的表面则分别与第一套管12或第二套管24相组合，同样在第一套管12及第二套管24表面也各别设置流量传感器22及流量控制阀34，用以独自进行流量感测及控制。

本发明组装在气体管线中更为容易，而且在清洗杂质时只需将第一套管12、第二套管24及层流组件36拆下清洗即可，令使用者在清洁方便性增加。而且本发明可精确的控制气体的流量并使气体能持续以层流的方式流动。

以上所述藉由实施例说明本发明的特点，其目的在于使本领域的普通技术人员能了解本发明的内容并据以实施，而并非限定本发明的范围，因此，凡其它未脱离本发明所揭示的精神所完成的等效修饰或修改，仍应当包含在以下所述的权利要求的范围之内。

Claims (12)

1、一种同心圆环式气体质量流量控制装置，装设在一气体管线中控制检测一气体的质量流量，该同心圆环式气体质量流量控制装置包括：

一第一套管，其一端具有一第一管路接头，而另一端则具有一第一容置槽，在该第一容置槽与该第一管路接头之间设有一滑槽，且在该第一套管上设有二穿孔并贯穿至该滑槽内；

一第二套管，其一端具有一第二管路接头，而另一端具有与该第一容置槽直径相同的一第二容置槽，且在该第二套管内设有一第一连管及一第二连管，以导引该气体由该第二管路接头输出至该气体管线中，将该第一套管及该第二套管组合，使该第一容置槽与该第二容置槽形成一容置空间；以及

一层流组件，其设置在该容置空间内，该层流组件由一第一圆柱体及一第二圆柱体通过一连杆连接而成，该第二圆柱体抵靠在该第一容置槽与该第二容置槽中，使该第一圆柱体位于该滑槽内而具有一第一缝隙，该二穿孔位于该第一圆柱体两侧，且该第二圆柱体设有数个通气孔。

2、如权利要求1所述的同心圆环式气体质量流量控制装置，其特征在于，在该第一套管表面且位于该二穿孔上还设有一流量传感器，利用该二穿孔的分压流量使得该流量传感器产生温度变化，以感测该气体的流量变化。

3、如权利要求2所述的同心圆环式气体质量流量控制装置，其特征在于，该流量传感器以锁固方式设置在该第一套管表面上。

4、如权利要求1所述的同心圆环式气体质量流量控制装置，其特征在于，在该第二套管表面且位于该第一连管及该第二连管之间还设有一流量控制阀，用以调整控制该气体通过该第二连管的流量。

5、如权利要求1所述的同心圆环式气体质量流量控制装置，其特征在于，该第一圆柱体前端为圆锥形式，使气体平滑流动。

6、如权利要求1所述的同心圆环式气体质量流量控制装置，其特征在于，该第一圆柱体、该第二圆柱体及该连杆为一体成型。

7、如权利要求1所述的同心圆环式气体质量流量控制装置，其特征在于，该第一套管及该第二套管利用锁固方式组合。

8、如权利要求1所述的同心圆环式气体质量流量控制装置，其特征在于，该层流组件还设置一同心套管，用以套住该第一圆柱体，且该同心套管与该第一圆柱体间具有一第二缝隙。

9、如权利要求8所述的同心圆环式气体质量流量控制装置，其特征在于，该层流组件的该连杆上设有一第一螺纹，而该同心套管内表面也设有一第二螺纹，使该同心套管套设在该第一圆柱体时可螺合固定。

10、一种气体流量感测装置，用以在一气体管线中感测一气体的流量，该气体流量感测装置包括：

一套管，其一端具有一第一管路接头而另一端则具有一容置槽，该套管上设有二穿孔贯穿至该容置槽内；

一连接套管，其一端具有一第二管路接头，而另一端的表面则与该套管相组合；以及

一流量传感器，其设置在该套管表面且位于该二穿孔上，利用该二穿孔的分压流量使得该流量传感器产生温度变化计算出该气体流量。

11、如权利要求10所述的气体流量感测装置，其特征在于，该流量传感器利用锁固方式设置在该套管上。

12、一种气体流量控制装置，用以在一气体管线中控制一气体的流量，该气体流量控制装置包括：

一套管，其一端具有一第一管路接头且另一端具有一容置槽，在该套管内设有一第一连管及一第二连管，该第一连管连接该容置槽，而该第二连管则连接该第一管路接头；

一连接套管，其一端具有一第二管路接头，而另一端的表面则与该套管相组合；以及

一流量控制阀，其设置在该套管表面且位于该第一连管及该第二连管之间，用以调整控制该气体通过该第二连管的流量。

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