TW202018217A - 用於高傳導性閥之控制板 - Google Patents

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Abstract

一種高純度流體控制閥包含一可移動控制板，該可移動控制板具有用以增強內部閥容積之流體掃掠之一流通通道。該閥係噴射式及座式，其使用巢套孔脊來以小的致動器移動達成高傳導性。可藉由選擇性地併入比構成該孔脊之材料軟之控制板材料而另外提供閥切斷狀態中之經增強氣密性。該控制板在諸如半導體製造中之氣體遞送等的高傳導性、快速作用及比例控制應用中係尤其有用的。

Description

用於高傳導性閥之控制板
本發明係關於一種用於一高傳導性閥之控制板。
本發明係關於一流體控制閥之一可移動部分，該可移動部分可在一極限敞開狀態與一極限閉合狀態之間被主動地定位於任何地方，以調整通過閥之一流體流動。可移動部分包含提供流動流體之一部分以通過一控制板，藉此藉由減少可能之流體停滯而改良清潔度。本發明尤其用於意欲用於對製作半導體器件、藥物或精細化學品之工業程序內之流體遞送進行高純度比例控制或調製控制之閥中，且尤其用於同時要求在完全閉合狀態中之一氣密切斷以及比例控制之諸多類似流體遞送系統中。
考慮到前述內容，申請人已發明一種包含一可移動控制板之高純度流體控制閥，該可移動控制板具有用以增強內部閥容積之流體掃掠之一流通通道。該閥係噴射式及座式，其中一相對窄平面著陸區形成於一流體通路之開口處且一平坦座可移動成與該著陸區接觸以封閉流體流動。在本發明中，通常將噴射式元件闡述為一孔脊且通常將座元件闡述為一控制板。該閥使用巢套孔脊來藉由以小的經封圍區提供大的控制間隙長度而以小的致動器移動達成高傳導性。控制板具有一連續不間斷平坦部分，該連續不間斷平坦部分經定大小以橋接毗鄰孔脊分段來在完全閉合狀態中切斷流體流動。孔脊係共面的且可經疊放以提供一平滑表面以供控制板進行抵靠坐落。流通控制板在諸如半導體製造中之氣體遞送等的快速作用比例控制應用中係尤其有用的。
根據一實施例，一控制板包括形成為一基本上圓盤之一控制板主體，該基本上圓盤具有一平坦側，其中控制板主體由至少一個流體通路刺穿，且該至少一個流體通路自平坦側延伸至一相對側。可藉由選擇性地併入比構成孔脊之材料軟之控制板材料而另外提供閥切斷狀態中之經增強氣密性。彼等較軟材料可為被模製成形成於一金屬控制板中之特徵之一聚合物材料。
根據另一實施例，一閥總成包括：一閥體，其包含巢套孔脊，該等巢套孔脊在孔脊之間界定流體連接至一流體通路之一中間閥室部分；及一控制板，其包含穿過該控制板之至少一個流體通路，其中穿過該控制板之該至少一個流體通路使得一流體能夠在位於兩個巢套孔脊內部之一內閥室部分與位於兩個巢套孔脊外部之一外閥室部分之間進行受控制流動，使得受控制流體流中之某些受控制流體流在完整閥總成內掃掠穿過可能停滯之容積。
根據另一實施例，一種用於一高傳導性閥之控制板包括：一控制板主體，其形成為具有一平坦側及與該平坦側對置之一相對側之一基本上圓盤，該控制板經構形以藉由一致動器而在一閥內移動，該平坦側具有用以切斷該閥中之流體流動之一連續不間斷平坦部分；一居中安裝孔，其界定為該控制板主體中之一擴孔，該居中安裝孔終止於界定於該控制板主體中之一控制板通孔中，該控制板通孔具有比該居中安裝孔之一直徑小之一直徑；一中心插入件，其接納於該安裝孔中；及至少一個插入孔，其界定於該中心插入件中，每一插入孔連同該控制板通孔一起形成用於使流體自該平坦側通過至該相對側之一流體路徑。
在某些實施例中，該至少一個插入孔包含界定於該中心插入件中之複數個插入孔。
在某些實施例中，該複數個插入孔圍繞該中心插入件之一中心而安置，使得該中心插入件之一材料腹板環繞該複數個插入孔中之每一者。
在某些實施例中，一中心通孔延伸穿過該中心插入件之該中心，該中心通孔經構造以將該中心插入件及該控制板主體安裝至一控制軸上。
在某些實施例中，該控制板包含圍繞該控制板主體之一徑向外部分安置且實質上筆直延伸穿過該控制板主體之複數個流體通路。
在某些實施例中，該平坦側包含安置於該控制板通孔與該複數個流體通路之間的一第一連續不間斷平坦部分及自該複數個流體通路徑向向外安置之一第二連續不間斷平坦部分。
在某些實施例中，一座插入件接納於該控制板主體中，且該複數個流體通路界定於該座插入件中。
在某些實施例中，該座插入件包含填充形成於該控制板主體中之一圓形凹槽之一圓盤，該座插入件包含自該複數個流體通路徑向向內安置之一第一連續不間斷平坦部分及自該複數個流體通路徑向向外安置之一第二連續不間斷平坦部分。
在某些實施例中，該座插入件進一步包含各自接納於該控制板主體中之複數個開口中之一者中之複數個柱，每一柱自該圓盤延伸，該等流體通路中之每一者延伸穿過該等柱及該圓盤。
在某些實施例中，該座插入件由一聚合物材料形成，且該控制板主體由一金屬或一金屬材料形成。
在某些實施例中，該中心插入件包含用於將流體自每一插入孔導引至該控制板通孔之一凹形底部隙槽。
在某些實施例中，該中心插入件係軸對稱的。
在某些實施例中，該中心插入件藉由一壓入配合、焊接及硬銲中之一者而被固定於該安裝孔中。
根據另一實施例，一種閥總成包括：一閥體，其具有一閥室、與該閥室進行流體連通之至少一個第一流體導管孔口、與該閥室進行流體連通之至少一個第二流體導管孔口及至少一對毗鄰孔脊分段，該至少一對毗鄰孔脊分段自該閥體延伸至該閥室中且在該至少一對毗鄰孔脊分段之間界定一中間閥室區域；及一控制板，其包含具有一第一側及與該第一側相對之一第二側之一控制板主體，該控制板主體可在一閉合位置與一敞開位置之間移動，在該閉合位置中，該第一側之一表面區域密封地接觸該至少一對毗鄰孔脊分段，在該敞開位置中，於該表面區域與該至少一對毗鄰孔脊分段之間存在一敞開間隙；且該控制板進一步包含：一居中安裝孔，其界定為該控制板主體中之一擴孔，該居中安裝孔終止於界定於該控制板主體中之一控制板通孔中，該控制板通孔具有比該居中安裝孔之一直徑小之一直徑；一中心插入件，其接納於該安裝孔中；及至少一個插入孔，其界定於該中心插入件中，每一插入孔連同該控制板通孔一起形成用於使流體自平坦側通過至相對側之一流體路徑。
在某些實施例中，該至少一對毗鄰孔脊分段包含實質上圓形形狀之兩個毗鄰孔脊分段且進一步界定安置於該兩個毗鄰孔脊分段外部之一外閥室部分及安置於該兩個毗鄰孔脊分段內部之一內閥室部分。
在某些實施例中，該閥總成進一步包括與該至少一個第一流體導管孔口進行流體連通之一第一流體導管及與該至少一個第二流體導管孔口進行流體連通之一第二流體導管，其中當該控制板主體係處於該閉合位置中時，該至少一個第一流體導管孔口與該內閥室部分進行流體連通，該至少一個第二流體導管孔口與該中間閥室部分進行流體連通，且該控制板主體之該第一側之該表面區域密封地接觸該兩個毗鄰孔脊分段以防止流體流在該至少一個第一流體導管孔口與該至少一個第二流體導管孔口之間流動。
在某些實施例中，該控制板主體係處於該閉合位置中，該至少一個插入孔及該控制板通孔提供該內閥室部分與該外閥室部分之間的流體連通。
在某些實施例中，該閥總成進一步包括與該至少一個第一流體導管孔口進行流體連通之一第一流體導管及與該至少一個第二流體導管孔口進行流體連通之一第二流體導管，其中當該控制板主體係處於該閉合位置中時，該至少一個第一流體導管孔口與該外閥室部分進行流體連通，該至少一個第二流體導管孔口與該中間閥室部分進行流體連通，且該控制板主體之該第一側之該表面區域密封地接觸該兩個毗鄰孔脊分段以防止流體在該至少一個第一流體導管孔口與該至少一個第二流體導管孔口之間流動。
在某些實施例中，當該控制板主體係處於該閉合位置中時，該至少一個插入孔及該控制板通孔提供該外閥室部分與該內閥室部分之間的流體連通。
在某些實施例中，該至少一對毗鄰孔脊分段包含實質上圓形形狀之四個毗鄰孔脊分段，該四個毗鄰孔脊分段包含一最大孔脊分段、由該最大孔脊分段環繞之一第一較小孔脊分段、由該第一較小孔脊分段環繞之一第二較小孔脊分段及由該第二較小孔脊分段環繞之一最小孔脊分段，該四個毗鄰孔脊分段界定安置於該四個毗鄰孔脊分段外部之一外閥室部分、安置於該四個毗鄰孔脊分段內部之一內閥室部分、安置於該最大孔脊分段與該第一較小孔脊分段之間的一第一中間閥室部分、安置於該第一較小孔脊分段與該第二較小孔脊分段之間的一第二中間閥室部分及安置於該第二較小孔脊分段與該最小孔脊分段之間的一第三中間閥室部分。
在某些實施例中，該閥總成進一步包括與該至少一個第一流體導管孔口進行流體連通之一第一流體導管及與該至少一個第二流體導管孔口進行流體連通之一第二流體導管，其中當該控制板主體係處於該閉合位置中時，該至少一個第一流體導管孔口與該內閥室部分進行流體連通，該至少一個第二流體導管孔口與該第一中間閥室部分進行流體連通且該控制板主體之該第一側之該表面區域之一第一連續不間斷平坦部分密封地接觸該最大孔脊分段及該第一較小孔脊分段以防止流體在該至少一個第一流體導管孔口與該至少一個第二流體導管孔口之間流動。
在某些實施例中，該閥體進一步包含與該第二流體導管進行流體連通之至少一個第三流體導管孔口，且其中當該控制板主體係處於該閉合位置中時，該至少一個第三流體導管孔口與該第三中間閥室部分進行流體連通且該控制板主體之該第一側之該表面區域之一第二連續不間斷平坦部分密封地接觸該第二較小孔脊分段及該最小孔脊分段以防止流體在該至少一個第一流體導管孔口與該至少一個第三流體導管孔口之間流動。
在某些實施例中，該控制板包含圍繞該控制板主體之一徑向外部分安置且實質上筆直延伸穿過該控制板主體之複數個流體通路。
在某些實施例中，該控制板主體之該第一側之該表面區域之該第一連續不間斷平坦部分安置於該控制板通孔與該複數個流體通路之間且該表面區域之該第二連續不間斷平坦部分自該複數個流體通路徑向向外安置。
在某些實施例中，當該控制板主體係處於該閉合位置中時，該至少一個插入孔及該控制板通孔提供該內閥室部分與該外閥室部分之間的流體連通，且該至少一個插入孔、該控制板通孔及該複數個流體通路提供該內閥室部分、該外閥室部分與該第二中間閥室部分之間的流體連通。
在某些實施例中，一座插入件接納於該控制板主體中，且該複數個流體通路界定於該座插入件中。
在某些實施例中，該座插入件包含填充形成於該控制板主體中之一圓形凹槽之一圓盤。
在某些實施例中，該座插入件包含各自接納於該控制板主體中之複數個開口中之一者中之複數個柱，每一柱自該第一側延伸至該第二側，該等流體通路中之每一者界定於該等柱中之一各別者中。
在某些實施例中，該座插入件包含填充形成於該控制板主體中之一圓形凹槽之一圓盤。
在某些實施例中，該座插入件由一聚合物材料形成，且該控制板主體由一金屬或金屬材料形成。
在某些實施例中，該中心插入件包含用於將流體自每一插入孔導引至該控制板通孔之一凹形底部隙槽。
在某些實施例中，該中心插入件係軸對稱的。
在某些實施例中，該中心插入件藉由一壓入配合、焊接及硬銲中之一者而被固定於該安裝孔中。
相關申請案交叉參考
本申請案係關於2016年7月07日提出申請之標題為「CONTROL PLATE IN A VALVE」之美國專利申請案第15/204,245號及2016年6月15日提出申請之標題為「LOW HYSTERESIS DIAPHRAGM FOR A VALVE」之美國專利申請案第15/182,978號、2015年11月4日提出申請之標題為「VALVE STROKE AMPLIFIER MECHANISM ASSEMBLY」之美國專利申請案第14/932,086號以及2015年6月12日提出申請之標題為「HIGH CONDUCTANCE VALVE FOR FLUIDS AND VAPORS」之美國專利申請案第14/737,564號，該等美國專利申請案中之每一者出於所有目的而以其全文引用之方式併入本文中。
本發明在其應用上並不限於以下說明中所陳述或圖式中所圖解說明之構造及組件配置之細節。本發明能夠具有其他實施例並以各種方式來實踐或執行。而且，本文中所使用之措辭及術語係出於說明目的且不應被視為具限制性。本文中使用「包含(including)」、「包括(comprising)」或「具有(having)」、「含有(containing)」、「涉及(involving)」及其變化形式意指囊括其後所列示之項目及其等效物以及額外項目。使用方向性形容詞「內」、「外」、「上部」、「下部」及相似術語意指幫助理解設計元件當中之相對關係且既不應被解釋為意指空間中之一絕對方向，亦不應被視為具限制性。
在圖1A至圖1D中圖解說明具有居中同心孔脊120、121之一高傳導性閥體190之一代表性實例。一較完整例示性閥總成100可具有包含一閥殼體160之一執行機構，該閥殼體藉由使圖4A至圖4D中進一步所圖解說明之作為一無洩漏總成之一金屬墊片165變形而以可移除方式接合至閥體190。執行機構可包含經選擇以用於一特定應用之一致動器(未展示)。舉例而言，一氣動致動器可用於一簡單開閉高傳導性閥，但一壓電致動器可用於適用於一質量流量控制器電子系統之一比例控制高傳導性閥。可將形成於閥體190之一上部表面中之敞開腔154、158、159視為一閥室150之下部部分，而閥室之一上部部分157形成於該閥室上面之閥殼體160之一下部表面中。形成為自閥體190之一圓形向上突出部之一大孔脊120將一外閥室部分158與一中間閥室部分154分離，該中間閥室部分由大孔脊120環繞。一大體上同心小孔脊121亦形成為由大孔脊120環繞之自閥體190之一圓形向上突出部且進一步將一內閥室部分159與中間閥室部分154分離。貫穿本發明，僅出於識別目的且並非指示流體流動方向：位於一對毗鄰孔脊分段之間(例如，大孔脊120與小孔脊121之間)的一連續容積可被稱為一中間閥室部分，安置於一對(或若干對)毗鄰孔脊分段外部之一毗鄰連續容積可被稱為一外閥室部分(例如，158)，且安置於一對(或若干對)毗鄰孔脊分段內部之一毗鄰連續容積可被稱為一內閥室部分(例如，159)。一墊片密封區域164可形成於閥體190之上部表面中以毗鄰外閥室部分158之周邊而接納金屬墊片165。
例示性閥100可進一步包括一第一流體導管110 (通常一入口)及一第二流體導管114 (通常一出口) (該等導管兩者皆將流體傳遞至閥室150)、一閥室密封隔膜170以及一控制元件，該控制元件可藉由閥室密封隔膜170之偏轉而移動。可移動控制元件可由貼附至一控制軸182之一控制板200 (下文進一步所闡述)構成，該控制軸貼附至隔膜170。在例示性閥100之設計中，一第一流體導管孔口112提供內閥室部分159與第一流體導管110之間的流體連通。類似地，一第二流體導管孔口116提供中間閥室部分154與第二流體導管114之間的流體連通。在圖4A至圖4D之本圖解說明中，閥100在一切斷非流動狀態中完全閉合，因此將控制板200展示為接觸大孔脊120及小孔脊121兩者。設計者將瞭解，第一流體導管110及第二流體導管114可提供通向一表面安裝組件界面而非所圖解說明之管短柱(stub)之流體通道。K1S及W-Seal係半導體資本設備設計中所眾所周知之表面安裝組件界面實例且因此在本發明之圖式中未進行圖解說明。構成該閥之部分可由針對相對於待處置流體之所要化學惰性而選擇之材料構造且可包含(舉例而言)不銹鋼、Monel®金屬、鈦合金、Hastelloy®合金、Elgiloy®、黃銅或聚合物(諸如Teflon®、Kel-F®、Vespel®、Kynar®)及金屬與聚合物(單獨或一起)之組合。舉例而言，一316L型不銹鋼閥體190可與一Hastelloy®鎳合金控制板200及一Elgiloy®鈷合金密封隔膜170一起使用。
在圖2A至圖2D中所圖解說明之一流通控制板200之一實例包括形成為一基本上圓盤之一控制板主體240，該基本上圓盤具有位於該圓盤之相對側上之一或多個特徵。彼等特徵可包含一中心通孔242、一擴孔244及一或多個頂部孔246。擴孔244將通常係居中的且通常形成於意欲面向孔脊120、121之一平坦圓盤側中。一或多個頂部孔246可自對置圓盤側刺穿控制板主體240且藉此在中心通孔242與控制板主體240之間留下一或多個腹板248。另一選擇係，頂部孔246可經放置以與擴孔244相交，同時亦在中心通孔242與控制板主體240之其餘部分之間留下一或多個腹板248。腹板248橋接於擴孔244上方。在任一情形中，頂部孔246構成流體通路，流體可在無需圍繞外徑周邊運送之情況下透過該等流體通路而自控制板主體240之一側傳遞至對置側。如圖4A至圖4D中所圖解說明，控制板200可安裝至控制軸182之一短柱上且藉此懸置於閥室150內。可根據一從業人員之期望而使用任何適合安裝方法，諸如壓入配合(舉例而言，參見圖9A至圖9D)、型鍛短柱之頭部、一螺紋緊固件、焊接或類似設計選擇，只要穿過頂部孔246之流體通路不被掩蓋即可。應瞭解，可如圖9A至圖9D中所繪示替代地使用一盲孔安裝，而非如圖2A至圖2D中所展示使用一通孔242將控制板安裝至控制軸182之短柱。
可藉由以下方式而進一步理解控制流體流動之方式：將由小孔脊121環繞之內閥室部分159視為由與第一流體導管110進行流體連通之第一流體導管孔口112連接，藉此控制板200之至少一部分可朝向或遠離小孔脊121移動以形成一第一控制間隙(未展示)，一第一流體部分可以可控制方式流動穿過該第一控制間隙。可控制第一流體部分可透過第一控制間隙而自內閥室部分159直接運送至中間閥室部分154，由此該可控制第一流體部分可透過與第二流體導管114進行流體連通之一偏移第二流體導管孔口116而離開。在本實例性閥100中，一致動器(未展示)可將一力施加至控制軸182以使隔膜170偏轉且藉此藉由改變第一控制間隙而調製穿過閥100之傳導性。
與先前所闡述之第一流體部分之流動同時，使控制板200之至少一部分朝向或遠離大孔脊120移動類似地形成一第二控制間隙(未展示)，一第二流體部分可以可控制方式流動穿過該第二控制間隙。可控制第二流體部分可自內閥室部分159運送穿過控制板200之頂部孔246且掃掠穿過上部閥室部分157到達外閥室部分158中，由此第二流體部分可透過第二控制間隙而離開至中間閥室部分154中。在到達中間閥室部分154後，可控制第二流體部分亦可旋即透過與第二流體導管114進行流體連通之偏移第二流體導管孔口116而離開。因此在本實例性閥100中，致動器(未展示)將一力施加至控制軸182且使隔膜170偏轉，藉此藉由改變第二控制間隙而另外調製穿過閥100之傳導性。應瞭解，儘管閥100係閉合的，但流體可通過控制板200中之孔，但無法進一步行進。當閥100係閉合時，流體無法自第一流體導管110傳遞至第二流體導管114。
設計者可瞭解，大孔脊120及小孔脊121僅需要被巢套而非恰好地同心；此外，可相對於內部閥室150之形狀及尺寸而不對稱地放置巢套孔脊120、121對。當然，流通控制板200需要具有位於圓盤形主體240之下部平坦側上之一連續不間斷表面區域，該連續不間斷表面區域足以在接觸大孔脊120及小孔脊121與覆蓋整個中間閥室部分154之間橫跨。具有非圓形形狀之一單個孔脊(未展示)亦可具有封圍一中間閥室部分之毗鄰分段，一流通控制板可完全覆蓋該中間閥室部分。設計者亦將瞭解，自第一流體導管110前進至第二流體導管114之所闡述流體流動方向係為方便及清晰起見而使用，但並非限制性的。流體可在一相反方向上自第二流體導管114流動至第一流體導管110，且完整閥室150仍將由可控制流體流有益地掃掠。圖4A至圖4D中所圖解說明之閥設計實質上消除關於內部死空間對掃掠容積之任何擔憂且亦可改良例示性閥設計之動態回應。流通控制板使得能夠使用巢套孔脊120、121，該等巢套孔脊一起形成係一單個大孔之圓周之幾乎兩倍之總控制間隙長度，同時實質上減小達成切斷所必須閉合之區。此組合利用低閉合力而提供高傳導性。應瞭解，在圖4A至圖4D中所圖解說明之類型之一隔膜密封之閥中，控制板200之軸向位移(例如，在圖4B之剖面圖中向上及向下)之量係相當有限的(例如，針對一壓電致動閥，約50 µm且針對一螺線管致動閥，約200 µm)。因此，巢套孔脊之使用准許較高傳導性，該較高傳導性係僅利用一單個孔脊可達成之傳導性之幾乎兩倍。
一流通控制板300之另一實例在圖3A至圖3D中圖解說明且包括形成為一基本上圓盤之一控制板主體341，該基本上圓盤具有位於該圓盤之相對側上之一或多個特徵。彼等特徵可包含一中心通孔343、一球形凹穴(或凹部) 345及一或多個成角度頂部孔347。球形凹穴345將通常係居中的且通常形成於意欲面向孔脊120、121之一平坦圓盤側中。一或多個成角度頂部孔347可自球形凹穴345至對置圓盤側而刺穿控制板主體341且藉此在中心通孔343與控制板主體341之其餘部分之間留下一或多個腹板349。腹板349橋接於球形凹穴345上方。在鑽該等成角度頂部孔347時，球形凹穴345係有用的，此乃因彼等成角度孔之入口可局部地垂直於凹穴表面，藉此使鑽頭擺動或彎曲最小化。成角度頂部孔347構成流體通路，流體可在無需圍繞外徑周邊運送之情況下透過該等流體通路而自控制板主體341之一側傳遞至對置側。如圖5A至圖5D中所圖解說明，控制板300可安裝至控制軸182之一短柱上且藉此懸置於閥室150內。可根據一從業人員之期望而使用任何適合安裝方法，諸如壓入配合(舉例而言，參見圖9A至圖9D)、型鍛短柱頭部、一螺紋緊固件、焊接或類似設計選擇，只要穿過成角度頂部孔347之流體通路不被掩蓋即可。應瞭解，可如圖9A至圖9D中所繪示替代地使用一盲孔安裝，而非如圖3A至圖3D中所展示使用一通孔343將控制板安裝至控制軸182之短柱。
使用例示性流通控制板300來控制圖5A至圖5D中所圖解說明之閥總成之流體流動之方式可進一步理解為與針對圖4A至圖4D中所圖解說明之閥總成而闡述之使用較早所提及之例示性流通控制板200的方式基本上相同。一可控制第一流體部分可透過一第一控制間隙(未展示)而自內閥室部分159直接運送至中間閥室部分154，由此該可控制第一流體部分可透過與第二流體導管114進行流體連通之一偏移第二流體導管孔口116而離開。為流通控制板設計300所特有地，一可控制第二流體部分可自內閥室部分159運送穿過控制板300之成角度頂部孔347以掃掠穿過上部閥室部分157到達外閥室部分158中，由此第二流體部分可透過第二控制間隙而離開至中間閥室部分154中。流通控制板300亦需要具有位於圓盤形主體341之下部平坦側上之一連續不間斷表面區域，該連續不間斷表面區域足以在接觸大孔脊120及小孔脊121與覆蓋整個中間閥室部分154之間橫跨。設計者亦將瞭解，在圖5A至圖5D中所圖解說明之例示性閥總成中，所闡述之流體流動方向係為方便及清晰起見而使用但並非限制性的。流體可在一相反方向上流動且完整閥室150仍將由可控制流體流有益地掃掠。圖5A至圖5D中所圖解說明之閥總成設計實質上消除關於內部死空間對掃掠容積之任何擔憂且亦可改良例示性閥設計之動態回應。流通控制板使得能夠使用巢套孔脊120、121，該等巢套孔脊一起形成係一單個大孔之圓周之幾乎兩倍之總控制間隙長度，同時實質上減小達成切斷所必須閉合之區。此組合利用低閉合力而提供高傳導性。
在圖6A至圖6D中圖解說明具有巢套孔脊420、421之另一高傳導性閥體490之一代表性實例。一較完整例示性閥總成400可具有包含一閥殼體460之一執行機構，該閥殼體藉由使圖8A至圖8D中進一步所圖解說明之作為一無洩漏總成之一金屬墊片465變形而以可移除方式接合至閥體490。執行機構可包含經選擇以用於一特定應用之一致動器(未展示)。舉例而言，一氣動致動器可用於一簡單開閉高傳導性閥，但一壓電致動器可用於適用於一質量流量控制器電子系統之一比例控制高傳導性閥。可將形成於閥體490之一上部表面中之敞開腔454、458、459視為一閥室之下部部分，而閥室之一上部部分457形成於該閥室上面之閥殼體460之一下部表面中。形成為在閥體490內偏移之一大體上圓形向上突出部之一大孔脊420將一外閥室部分458與大孔脊420所環繞之一中間閥室部分454分離。亦形成為自閥體490之一圓形向上突出部之一巢套小孔脊421進一步將一內閥室部分459與環繞該巢套小孔脊之中間閥室部分454分離。一墊片密封區域464可形成於閥體490之上部表面中以毗鄰外閥室部分458之周邊而接納金屬墊片465。
例示性閥400可進一步包括一第一流體導管417 (通常一入口)及一第二流體導管414 (通常一出口) (該等導管兩者皆將流體傳遞至閥室)、一閥室密封隔膜470以及一控制元件，該控制元件可藉由閥室密封隔膜470之偏轉而移動。控制元件可由一控制板600 (下文進一步所闡述)構成，該控制板包含貼附至一控制軸482之一閥衝程放大器機構，該控制軸貼附至隔膜470。在例示性閥400之設計中，一第一流體導管孔口419提供外閥室部分458與第一流體導管417之間的流體連通。類似地，一第二流體導管孔口416提供中間閥室部分454與第二流體導管414之間的流體連通。在圖8A至圖8D之本圖解說明中，閥總成400在一切斷非流動狀態中完全閉合，因此將控制板600展示為接觸大孔脊420及小孔脊421兩者。設計者將瞭解，第一流體導管417及第二流體導管414可提供通向一表面安裝組件界面而非所圖解說明之管短柱之流體通道。K1S及W-Seal係半導體資本設備設計中所眾所周知之表面安裝組件界面實例且因此在本發明之圖式中未進行圖解說明。構成該閥之部分可由針對相對於待處置流體之所要化學惰性而選擇之材料構造且可包含(舉例而言)不銹鋼、Monel®金屬、鈦合金、Hastelloy®合金、Elgiloy®、黃銅或聚合物(諸如Teflon®、Kel-F®、Vespel®、Kynar®)及金屬與聚合物(單獨或一起)之組合。舉例而言，一316L型不銹鋼閥體490可與一Hastelloy®鎳合金控制板600及一Elgiloy®鈷合金密封隔膜470一起使用。
圖7A至圖7F中所圖解說明且包含於圖8A至圖8D中之一流通控制板600之另一實例包括一控制板主體640及一閥衝程放大機構放大器圓盤641，如由本發明人Kim Ngoc Vu於2015年11月4日提出申請之美國專利申請案第14/932,086號中所闡述。如圖7A至圖7F中所圖解說明，將控制板主體640形成為具有特徵之一基本上圓盤，該等特徵包含一中心通孔642、一環形凹槽644及一頂部隙槽646。環形凹槽644及頂部隙槽646形成於與意欲面向一或多個孔脊之平坦側對置之圓盤側中。頂部隙槽646經放置以與環形凹槽644及中心通孔642之一部分相交，藉此提供一敞開流體通路，流體可在無需圍繞外徑周邊運送之情況下透過該敞開流體通路而自控制板主體640之一側傳遞至對置側。在所引用之美國專利申請案第14/932,086號內詳細地闡述放大器圓盤641。針對本申請案之所關注放大器圓盤特徵包含一提升孔643、一被動分段、一主動分段649、毗鄰主動分段之一空隙通路639、附接點645及扭力桿648。藉由在兩個附接點645處焊接而將控制板主體640與放大器圓盤641彼此附接，藉此扭力桿648及主動分段649構成橋接於頂部隙槽646及環形凹槽644之一部分上方之一腹板。空隙通路639之一部分直接緊挨著頂部隙槽646，藉此提供一流體路徑，流體可在無需圍繞總成之外徑周邊運送之情況下透過該流體路徑而自控制板600之一側傳遞至對置側。如圖8A至圖8D中所圖解說明，控制板600可使用衝程放大器圓盤提升孔643來安裝至控制軸482之一短柱上且藉此懸置於閥室內。可根據一從業人員之期望而使用任何適合安裝方法，諸如壓入配合、型鍛短柱頭部、一螺紋緊固件、焊接或類似設計選擇，只要穿過頂部隙槽646及放大器圓盤空隙通路639之流體通路不被掩蓋即可。
來自一執行機構致動器(未展示)之被施加於主動分段649中之放大器圓盤提升孔643處之一力將藉由扭力桿648而被傳遞至附接點645。當此所施加力係一提升例項時，被動分段647將向下固持流通控制板主體640之一偏心第一部分，而一徑向對置之第二部分藉由在附接點645處施加之徑向力而被向上提升。所得運動將在控制板平面底部表面與圖8A至圖8D中所圖解說明之例示性閥400中之大孔脊420及小孔脊421兩者之間敞開一楔狀間隙。當閥400係處於一閉合狀態中(如圖8A至圖8D中所展示)時，各種放大器圓盤元件係標稱上共面的且流通控制板主體640接觸大孔脊420及小孔脊421。
可藉由以下方式而進一步理解控制流體流動之方式：將外閥室部分458視為由與第一流體導管417進行流體連通之第一流體導管孔口419饋送，藉此控制板600之至少一部分可朝向或遠離大孔脊420移動以形成一楔狀第一控制間隙(未展示)，一第一流體部分可以可控制方式流動穿過該楔狀第一控制間隙。可控制第一流體部分可透過第一控制間隙而自外閥室部分458直接運送至中間閥室部分454中，由此該可控制第一流體部分可透過與第二流體導管414進行流體連通之第二流體導管孔口416而離開。在本實例性閥400中，一致動器(未展示)可將一力施加至控制軸482以使隔膜470偏轉且藉此藉由改變第一控制間隙而調製穿過閥400之傳導性。應瞭解，儘管閥400係閉合的，但流體可透過第一流體導管孔口419、圍繞控制板600之一外周邊而自第一流體導管417傳遞至外閥室部分458及閥室之上部部分457中且透過控制板600中之孔而傳遞至內閥室部分459，但無法進一步行進。因此，當閥400係閉合時，流體無法自第一流體導管417傳遞至第二流體導管414。
與先前所闡述之第一流體部分之流動同時，使控制板600之至少一部分朝向或遠離小孔脊421移動類似地形成一楔狀第二控制間隙(未展示)，一第二流體部分可以可控制方式流動穿過該楔狀第二控制間隙。可控制第二流體部分可自外閥室部分458經由放大器圓盤空隙通路639及控制板主體640之頂部隙槽646而掃掠穿過上部閥室部分457且然後穿過控制板600運送至內閥室部分459中，並且然後可控制第二流體部分可透過第二控制間隙而自內閥室部分459運送至中間閥室部分454中，由此第二流體部分可透過與第二流體導管414進行流體連通之第二導管孔口416而離開。因此在本實例性閥400中，致動器(未展示)將一力施加至控制軸482且使隔膜470偏轉，藉此藉由改變第二控制間隙而另外調製穿過閥400之傳導性。設計者亦將瞭解，在圖8A至圖8D中所圖解說明之例示性閥總成中，所闡述之流體流動方向係為方便及清晰起見而使用但並非限制性的。流體可在一相反方向上流動且完整閥室450仍將由可控制流體流有益地掃掠。圖8A至圖8D中所圖解說明之閥設計實質上消除關於內部死空間對掃掠容積之任何擔憂且亦可改良例示性閥設計之動態回應。流通控制板使得能夠使用巢套孔脊420、421，該等巢套孔脊一起形成係一單個大孔之圓周之幾乎兩倍之總控制間隙長度，同時實質上減小達成切斷所必須閉合之區。此組合利用低閉合力而提供高傳導性。
在圖10A至圖10D中圖解說明具有居中同心孔脊820、821、822、823之兩個巢套群組之另一高傳導性閥體890之一代表性實例。一較完整例示性閥總成1000可具有包含一閥殼體860之一執行機構，該閥殼體藉由使圖11A至圖11D中進一步所圖解說明之作為一無洩漏總成之一金屬墊片865變形而以可移除方式接合至閥體890。執行機構可包含經選擇以用於一特定應用之一致動器(未展示)。舉例而言，一手動致動器可用於一簡單開閉高傳導性閥，但一壓電或螺線管致動器可用於適用於一質量流量控制器電子系統之一比例控制高傳導性閥。可將形成於閥體890之一上部表面中之敞開腔852、854、856、858、859視為一閥室之下部部分，而閥室之一上部部分857形成於該閥室上面之閥殼體860之一下部表面中。形成為自閥體890之一圓形向上突出部之一最大孔脊820將一外閥室部分858與由最大孔脊820環繞之一第一中間閥室部分856分離。一大體上同心第一較小孔脊821亦形成為由最大孔脊820環繞之自閥體890之一圓形向上突出部且進一步將一經封圍第二中間閥室部分854與第一中間閥室部分856分離。一大體上同心第二較小孔脊822亦形成為由第一較小孔脊821環繞之自閥體890之一圓形向上突出部且進一步將一經封圍第三中間閥室部分852與第二中間閥室部分854分離。一大體上同心最小孔脊823亦形成為由第二較小孔脊822環繞之自閥體890之一圓形向上突出部且進一步將一內閥室部分859與第三中間閥室部分852分離。一墊片密封區域864可形成於閥體890之上部表面中以毗鄰外閥室部分858之周邊而接納金屬墊片865。
例示性閥1000可進一步包括一第一流體導管810 (通常一入口)及一第二流體導管814 (通常一出口) (該等導管兩者皆將流體傳遞至閥室)、一閥室密封隔膜870以及一控制元件，該控制元件可藉由閥室密封隔膜870之偏轉而移動。可移動控制元件可另外由貼附至一控制軸882之一控制板900 (下文進一步所闡述)構成，該控制軸貼附至隔膜870。在例示性閥1000之設計中，一第一流體導管孔口812提供內閥室部分859與第一流體導管810之間的流體連通。類似地，一或多個第二流體導管孔口816提供第一中間閥室部分856與第二流體導管814之間的流體連通。亦提供一或多個第三內流體導管孔口818，該一或多個第三內流體導管孔口提供第三中間閥室部分852與第二流體導管814之間的流體連通。在圖11A至圖11D之本圖解說明中，閥1000在一切斷非流動狀態中完全閉合，因此將控制板900展示為接觸所有四個孔脊：最大孔脊820、第一較小孔脊821、第二較小孔脊822及最小孔脊823。設計者將瞭解，第一流體導管810及第二流體導管814可提供通向一表面安裝組件界面而非所圖解說明之管短柱之流體通道。K1S及W-Seal係半導體資本設備設計中所眾所周知之表面安裝組件界面實例且因此在本發明之圖式中未進行圖解說明。構成該閥之部分可由針對相對於待處置流體之所要化學惰性而選擇之材料構造且可包含(舉例而言)不銹鋼、Monel®金屬、鈦合金、Hastelloy®合金、Elgiloy®、黃銅或聚合物(諸如Teflon®、Kel-F®、Vespel®、Kynar®)及金屬與聚合物(單獨或一起)之組合。舉例而言，一316L型不銹鋼閥體890可與一Hastelloy®鎳合金控制板900及一Elgiloy®鈷合金密封隔膜870一起使用。另一選擇係，閥體、密封隔膜及控制板主體可全部由相同不銹鋼合金製成。
在圖9A至圖9D中所圖解說明之一流通控制板900之一實例包括形成為一基本上圓盤之一控制板主體940，該基本上圓盤具有位於該圓盤之相對側上之一或多個特徵。彼等特徵可包含一中心安裝孔942 (盲孔或通孔)、一或多個第一中間通孔944及一或多個第二中間通孔946。如圖11A至圖11D中所圖解說明，控制板900可安裝至控制軸882之一短柱上且藉此懸置於閥室內。可根據一從業人員之期望而使用任何適合安裝方法，諸如壓入配合、型鍛短柱之頭部、一螺紋緊固件、焊接或類似設計選擇，只要由第一中間通孔944及第二中間通孔946形成之流體通路不被掩蓋即可。應瞭解，可如圖2A至圖2D、圖3A至圖3D及圖7A至圖7F中所繪示替代地使用一通孔安裝，而非如圖9A至圖9D中所展示使用一盲孔將控制板900安裝至控制軸882之短柱。
一或多個第一中間通孔944刺穿控制板主體940且通常在環繞中心安裝孔942之一恆定直徑第一圓圈周圍均勻地間隔開。第一圓圈之直徑及第一中間通孔944之直徑經選擇使得彼等通孔僅覆蓋內閥室部分859且並不與毗鄰最小孔脊823重疊。如圖9A至圖9D及圖11A至圖11D中所圖解說明，角鑽第一中間通孔944允許使用較大直徑孔，同時不與最小孔脊823重疊。應瞭解，雖然未展示，但可使用一球形凹穴或凹部來幫助以先前關於圖3A至圖3D所論述之方式來鑽第一中間通孔944。第一中間通孔944構成流體通路，流體可在無需圍繞外徑周邊運送之情況下透過該等流體通路而自控制板主體940之一側傳遞至對置側。更特定而言，第一中間通孔944流體連接內閥室部分859與上部閥室部分857。介於一或多個毗鄰第一中間通孔944之間的材料腹板945提供自中心安裝孔942至位於圓盤形控制板主體940之下部平坦側上之一連續不間斷第一表面區域941之機械連接，彼第一表面區域941具有徑向範圍，該徑向範圍足以在接觸第二較小孔脊822及最小孔脊823與同時覆蓋整個第三中間閥室部分852之間橫跨。
一或多個第二中間通孔946刺穿控制板主體940且通常在進一步環繞第一表面區域941及第一中間通孔944之一恆定直徑第二圓圈周圍均勻地間隔開。第二圓圈之直徑及第二中間通孔946之直徑經選擇使得彼等通孔僅覆蓋第二中間閥室部分854且既不與毗鄰第一較小孔脊821重疊亦不與第二較小孔脊822重疊。第二中間通孔946構成流體通路，流體可在無需圍繞外徑周邊運送之情況下透過該等流體通路而自控制板主體940之一側傳遞至對置側。更特定而言，第二中間通孔946流體連接第二中間閥室部分854與上部閥室部分857。介於一或多個毗鄰中間通孔946之間的材料腹板947提供自第一表面區域941至位於圓盤形主體940之下部平坦側上之一連續不間斷第二表面區域943之機械連接，彼第二表面區域943具有徑向範圍，該徑向範圍足以在接觸最大孔脊820及第一較小孔脊821與同時覆蓋整個第一中間閥室部分856之間橫跨。
可藉由以下方式而進一步理解控制流體流動之方式：將由最小孔脊823環繞之內閥室部分859視為由與第一流體導管810進行流體連通之第一流體導管孔口812饋送，藉此控制板900之至少一部分可朝向或遠離最小孔脊823移動以形成一第一控制間隙(未展示)，一第一流體部分可以可控制方式流動穿過該第一控制間隙。可控制第一流體部分可直接運送至第三中間閥室部分852中，由此該可控制第一流體部分可透過與第二流體導管814進行流體連通之一或多個第三流體導管孔口818而離開。一第二流體部分可透過一或多個第一中間通孔944而自內閥室部分859向上運送至閥室之上部部分857中，且該第二流體部分自此透過一或多個第二中間通孔946而向下運送至第二中間閥室部分854中。使控制板900之至少一部分朝向或遠離第二較小孔脊822移動將形成一第二控制間隙(未展示)，第二流體部分亦可透過該第二控制間隙而自第二中間閥室部分854以可控制方式直接流動至第三中間閥室部分852中且然後透過與第二流體導管814進行流體連通之一或多個第三流體導管孔口818而離開。在本實例性閥1000中，一致動器(未展示)可將一力施加至控制軸882以使隔膜870偏轉且藉此藉由改變第一控制間隙及第二控制間隙而調製穿過閥1000之傳導性。
與先前所闡述之第一流體部分及第二流體部分之流動同時，使控制板900之至少一部分朝向或遠離最大孔脊820移動類似地形成一第三控制間隙(未展示)，一第三流體部分可以可控制方式流動穿過該第三控制間隙。可控制第三流體部分可透過控制板900之一或多個第一中間通孔944而自內閥室部分859向上運送且掃掠穿過上部閥室部分857到達外閥室部分858中，由此第三流體部分可透過第三控制間隙而離開至第一中間閥室部分856中。在到達第一中間閥室部分856後，可控制第三流體部分可旋即透過與第二流體導管814進行流體連通之一或多個第二流體導管孔口816而離開。一第四流體部分可透過一或多個第一中間通孔944而自內閥室部分859向上運送至閥室之上部部分857中，且該第四流體部分自此透過一或多個第二中間通孔946而向下運送至第二中間閥室部分854中。使控制板900之至少一部分朝向或遠離第一較小孔脊821移動將形成一第四控制間隙(未展示)，第四流體部分亦可透過該第四控制間隙而以可控制方式直接流動至第一中間閥室部分856中，由此該第四流體部分可透過與第二流體導管814進行流體連通之一或多個第二內流體導管孔口816而離開。因此在本實例性閥1000中，致動器(未展示)將一力施加至控制軸882且使隔膜870偏轉，藉此藉由改變第三控制間隙及第四控制間隙而另外調製穿過閥1000之傳導性。應瞭解，儘管閥1000係閉合的，但流體可通過控制板900中之孔且到達閥室之上部部分857、外閥室部分858及第二中間閥室部分854中，但無法進一步行進。因此，當閥1000係閉合時，流體無法自第一流體導管810傳遞至第二流體導管814。
設計者可瞭解，最大孔脊820及第一較小孔脊821僅需要被巢套而非恰好地同心；此外，可相對於下部閥室之形狀及尺寸而不對稱地放置巢套孔脊820、821對。當然，流通控制板900首先需要具有位於圓盤形主體940之下部平坦側上之一連續不間斷第二表面區域943，該連續不間斷第二表面區域足以在接觸最大孔脊820及第一較小孔脊821與覆蓋整個第一中間閥室部分856之間橫跨。以類似方式，第二較小孔脊822及最小孔脊823僅需要被巢套而非恰好地同心；此外，可相對於下部閥室之形狀及尺寸而不對稱地放置巢套孔脊822、823對。當然，流通控制板900首先需要具有位於圓盤形主體940之下部平坦側上之一連續不間斷第一表面區域941，該連續不間斷第一表面區域足以在接觸第二較小孔脊822及最小孔脊823與覆蓋整個第三中間閥室部分852之間橫跨。設計者亦將瞭解，自第一流體導管810前進至第二流體導管814之所闡述流體流動方向係為方便及清晰起見而使用，但並非限制性的。流體可在一相反方向上自第二流體導管814流動至第一流體導管810，且完整閥室仍將由可控制流體流有益地掃掠。圖11A至圖11D中所圖解說明之閥設計實質上消除關於內部死空間對掃掠容積之任何擔憂且亦可改良例示性閥設計之動態回應。流通控制板使得能夠使用巢套孔脊820、821、822、823，該等巢套孔脊一起形成係一單個大孔之圓周之約三倍之總控制間隙長度，同時實質上減小達成切斷所必須閉合之區。此組合利用低閉合力而提供高傳導性。
在圖12A至圖12D中圖解說明具有居中同心孔脊1220、1221、1222、1223之兩個巢套群組之另一高傳導性閥體1290之一代表性實例。一較完整例示性閥總成1400可具有包含一閥殼體1460之一執行機構，該閥殼體藉由使圖14A至圖14D中進一步所圖解說明之作為一無洩漏總成之一金屬墊片1465變形而以可移除方式接合至閥體1290。執行機構可包含經選擇以用於一特定應用之一致動器(未展示)。舉例而言，一手動或螺線管致動器可用於一簡單開閉高傳導性閥，但一壓電致動器可用於適用於一質量流量控制器電子系統之一比例控制高傳導性閥。可將形成於閥體1290之一上部表面中之敞開腔1252、1254、1256、1258、1259視為一閥室之下部部分，而閥室之一上部部分1457形成於該閥室上面之閥殼體1460之一下部表面中。對圖12A至圖12D之考量將使設計者瞭解以下事實：該等敞開腔1252、1254、1256、1258顯現為大體上圓形凹槽，該等大體上圓形凹槽可全部係相同深度或可在深度上相較於彼此並圍繞任何特定圓形凹槽之範圍而變化。形成為自閥體1290之一圓形向上突出部之一最大孔脊1220將一外閥室部分1258與由最大孔脊1220環繞之一第一中間閥室部分1256分離。一大體上同心第一較小孔脊1221亦形成為由最大孔脊1220環繞之自閥體1290之一圓形向上突出部且進一步將一經封圍第二中間閥室部分1254與第一中間閥室部分1256分離。一大體上同心第二較小孔脊1222亦形成為由第一較小孔脊1221環繞之自閥體1290之一圓形向上突出部且進一步將一經封圍第三中間閥室部分1252與第二中間閥室部分1254分離。一大體上同心最小孔脊1223亦形成為由第二較小孔脊1222環繞之自閥體1290之一圓形向上突出部且進一步將一內閥室部分1259與第三中間閥室部分1252分離。應瞭解，每一孔脊1220、1221、1222、1223之頂部表面與毗鄰其他孔脊係共面的，而個別中間閥室腔1252、1254、1256之深度可具有變化之深度且可甚至經成型以促進朝向閥體1290中之一孔口流動。一墊片密封區域1264可形成於閥體1290之上部表面中以毗鄰外閥室部分1258之周邊而接納金屬墊片1465。
例示性閥1400可進一步包括一第一流體導管1210 (通常一入口)及一第二流體導管1214 (通常一出口) (該等導管兩者皆將流體傳遞至閥室)、一閥室密封隔膜1470以及一控制元件，該控制元件可藉由閥室密封隔膜1470之偏轉而移動。可移動控制元件可另外由貼附至一控制軸1482之一控制板1300 (下文進一步所闡述)構成，該控制軸貼附至閥室密封隔膜1470。在圖14B及圖14D之圖解說明中，控制板1300之一中心插入件1350可安裝至控制軸1482之一短柱1483上且藉此懸置於上部閥室部分1457內。可根據一從業人員之期望而使用任何適合安裝方法，諸如壓入配合、型鍛短柱之頭部、一螺紋緊固件、焊接或類似設計選擇，只要穿過各種控制板孔之流體通路不被掩蓋即可。應瞭解，可類似於圖9A至圖9D中所繪示替代地使用一盲孔安裝，而非如圖14B及圖14D中所展示使用一通孔1352將控制板安裝至控制軸1482之短柱1483。在例示性閥1400之設計中，一第一流體導管孔口1212提供內閥室部分1259與第一流體導管1210之間的流體連通。類似地，被成形為一彎曲狹槽之一第二流體導管孔口1216提供第一中間閥室部分1256與第二流體導管1214之間的流體連通。亦提供被成形為一彎曲狹槽之一第三內流體導管孔口1218，其提供第三中間閥室部分1252與第二流體導管1214之間的流體連通。在圖14A至圖14D之本圖解說明中，閥1400在一切斷非流動狀態中完全閉合，因此將控制板1300展示為接觸所有四個孔脊：最大孔脊1220、第一較小孔脊1221、第二較小孔脊1222及最小孔脊1223。設計者將瞭解，第一流體導管1210及第二流體導管1214可提供通向一表面安裝組件界面而非所圖解說明之管短柱之流體通道。K1S及W-Seal係半導體資本設備設計中所眾所周知之表面安裝組件界面實例且因此在本發明之圖式中未進行圖解說明。構成該閥之部分可由針對相對於待處置流體之所要化學惰性而選擇之材料構造且可包含(舉例而言)不銹鋼、Monel®金屬、鈦合金、Hastelloy®合金、Elgiloy®、黃銅或聚合物(諸如Teflon®、Kel-F®、Vespel®、Kynar®)及金屬與聚合物(單獨或一起)之組合。舉例而言，一316L型不銹鋼閥體1290可與一Hastelloy®鎳合金控制板1300及一Elgiloy®鈷合金密封隔膜1470一起使用。另一選擇係，閥體、密封隔膜及控制板主體可全部由相同不銹鋼合金製成。
圖13A至圖13E中所圖解說明之一流通控制板1300之一實例可由被壓在一起之兩個件構成：一控制板主體1340，其形成為一基本上圓盤，該基本上圓盤具有位於該圓盤之相對側上之一或多個特徵；及一中心插入件1350。控制板主體1340之特徵可包含一居中插入安裝孔1348以及一或多個中間通孔1346，該安裝孔有效地被界定為終止於一較小直徑控制板通孔1342中之一擴孔1344。軸對稱中心插入件1350包含一中心通孔1352及一外邊沿1358。介於中心通孔1352與外邊沿1358之間的區域由一或多個插入孔1354刺穿，該一或多個插入孔大體上平行於中心通孔1352。在插入孔1354之間留下中心插入件之材料腹板1355確保外徑係足夠穩健的以允許藉由一簡單壓入配合(參見分解圖圖13C及剖面圖圖13B)而將中心插入件1350鎖定至插入安裝孔1348中。可預期其他裝配方法，諸如焊接或硬銲(在金屬部分之情形中)，且插入孔1354可為彎曲狹槽而非圓的，但所圖解說明設計對於機器可能係最廉價的。中心插入件1350可視情況藉由射出模製或模鑄造而製成，但此等方法可不滿足如通常用於半導體資本設備中之高純度流體遞送裝置之密度及清潔度要求。插入孔1354連同控制板通孔1342一起構成流體通路，流體可在無需圍繞外徑周邊運送之情況下透過該等流體通路而自控制板主體1340之一側傳遞至對置側。一凹形插入底部隙槽(或凹形底部隙槽) 1353可自插入通孔1354朝向控制板通孔1342而導引流動。更特定而言，插入孔1354流體連接內閥室部分1259與上部閥室部分1457 (下文關於圖14B而進一步解釋)。
針對中心插入件1350之一替代設計(未圖解說明)可包括一插入軸及徑向向外突出之一插入凸緣。插入凸緣將由大體上平行於插入軸之一或多個凸緣孔刺穿。再次，在凸緣孔之間留下材料腹板將確保插入凸緣之外徑將係足夠穩健的以允許藉由一簡單壓入配合而將替代中心插入件鎖定至插入安裝孔1348中。當將此一插入軸連接至一閥執行機構隔膜時，已觀察到一不合意之穩健性缺乏，因此在本發明中不再關於本文中及下文所闡述之控制板類型中之任一者而進一步考量此替代設計。
控制板通孔1342之直徑經選擇以便形成位於圓盤形控制板主體1340之下部平坦側上之一連續不間斷第一表面區域1341，使得第一表面區域1341具有徑向範圍，該徑向範圍足以在接觸第二較小孔脊1222及最小孔脊1223與同時覆蓋整個第三中間閥室部分1252之間橫跨。一或多個中間通孔1346刺穿控制板主體1340且通常在進一步環繞第一表面區域1341之一恆定直徑圓圈周圍均勻地間隔開。在某些實施例中，中間通孔1346實質上筆直延伸穿過控制板主體1340。恆定直徑圓圈之直徑及中間通孔1346之直徑經選擇使得彼等中間通孔1346僅覆蓋第二中間閥室部分1254且既不與毗鄰第一較小孔脊1221重疊亦不與第二較小孔脊1222重疊。中間通孔1346構成流體通路，流體可在無需圍繞外徑周邊運送之情況下透過該等流體通路而自控制板主體1340之一側傳遞至對置側。更特定而言，中間通孔1346流體連接第二中間閥室部分1254與上部閥室部分1457。介於一或多個毗鄰中間通孔1346之間的材料腹板1347提供自第一表面區域1341至位於圓盤形主體1340之下部平坦側上之一連續不間斷第二表面區域1343之機械連接，彼第二表面區域1343具有徑向範圍，該徑向範圍足以在接觸最大孔脊1220及第一較小孔脊1221與同時覆蓋整個第一中間閥室部分1256之間橫跨。
可藉由以下方式而進一步理解例示性閥1400控制流體流動之方式：將由最小孔脊1223環繞之內閥室部分1259視為由與第一流體導管1210進行流體連通之第一流體導管孔口1212饋送，藉此控制板1300之至少一部分可朝向或遠離最小孔脊1223移動以形成一第一控制間隙(未展示)，一第一流體部分可以可控制方式流動穿過該第一控制間隙。可控制第一流體部分可直接運送至第三中間閥室部分1252中，由此該可控制第一流體部分可透過與第二流體導管1214進行流體連通之第三內流體導管孔口1218而離開。一第二流體部分可經由控制板通孔1342及插入孔1354而自內閥室部分1259向上運送至閥室之上部部分1457中，且該第二流體部分自此透過中間通孔1346而向下運送至第二中間閥室部分1254中。使控制板1300之至少一部分朝向或遠離第二較小孔脊1222移動將形成一第二控制間隙(未展示)，第二流體部分亦可透過該第二控制間隙而自第二中間閥室部分1254以可控制方式直接流動至第三中間閥室部分1252中且然後透過與第二流體導管1214進行流體連通之第三內流體導管孔口1218而離開。在本實例性閥1400中，一致動器(未展示)可將一力施加至控制軸1482以使隔膜1470偏轉，此將移動所貼附控制板1300，且藉此藉由改變第一控制間隙及第二控制間隙而調製穿過閥1400之傳導性。
與先前所闡述之第一流體部分及第二流體部分之流動同時，使控制板1300之至少一部分朝向或遠離最大孔脊1220移動類似地形成一第三控制間隙(未展示)，一第三流體部分可以可控制方式流動穿過該第三控制間隙。可控制第三流體部分可透過控制板1300之一或多個插入孔1354而自內閥室部分1259向上運送且掃掠穿過上部閥室部分1457到達外閥室部分1258中，由此第三流體部分可透過第三控制間隙而離開至第一中間閥室部分1256中。在到達第一中間閥室部分1256後，可控制第三流體部分可旋即透過與第二流體導管1214進行流體連通之第二流體導管孔口1216而離開。一第四流體部分可透過一或多個插入孔1354而自內閥室部分1259向上運送至上部閥室部分1457中，且該第四流體部分自此透過一或多個中間通孔1346而向下運送至第二中間閥室部分1254中。使控制板1300之至少一部分朝向或遠離第一較小孔脊1221移動將形成一第四控制間隙(未展示)，第四流體部分亦可透過該第四控制間隙而以可控制方式直接流動至第一中間閥室部分1256中，由此該第四流體部分可透過與第二流體導管1214進行流體連通之第二內流體導管孔口1216而離開。因此在本實例性閥1400中，致動器(未展示)將一力施加至控制軸1482且使隔膜1470偏轉，藉此藉由改變第三控制間隙及第四控制間隙而另外調製穿過閥1400之傳導性。應瞭解，儘管閥1400係閉合的，但流體可通過控制板1300中之孔且到達閥室之上部部分1457、外閥室部分1258及第二中間閥室部分1254中，但無法進一步行進。因此，當閥1400係閉合時，流體無法自第一流體導管1210傳遞至第二流體導管1214。
設計者可瞭解，最大孔脊1220及第一較小孔脊1221僅需要被巢套而非恰好地同心；此外，可相對於下部閥室之形狀及尺寸而不對稱地放置巢套孔脊1220、1221對。當然，流通控制板1300首先需要具有位於圓盤形主體1340之下部平坦側上之一連續不間斷第二表面區域1343，該連續不間斷第二表面區域足以在接觸最大孔脊1220及第一較小孔脊1221與覆蓋整個第一中間閥室部分1256之間橫跨。以類似方式，第二較小孔脊1222及最小孔脊1223僅需要被巢套而非恰好地同心；此外，可相對於下部閥室之形狀及尺寸而不對稱地放置巢套孔脊1222、1223對。當然，流通控制板1300首先需要具有位於圓盤形主體1340之下部平坦側上之一連續不間斷第一表面區域1341，該連續不間斷第一表面區域足以在接觸第二較小孔脊1222及最小孔脊1223與覆蓋整個第三中間閥室部分1252之間橫跨。設計者亦將瞭解，自第一流體導管1210前進至第二流體導管1214之所闡述流體流動方向係為方便及清晰起見而使用，但並非限制性的。流體可在一相反方向上自第二流體導管1214流動至第一流體導管1210，且完整閥室仍將由可控制流體流有益地掃掠。圖14A至圖14D中所圖解說明之閥設計實質上消除關於內部死空間對掃掠容積之任何擔憂且亦可改良例示性閥設計之動態回應。流通控制板使得能夠使用巢套孔脊1220、1221、1222、1223，該等巢套孔脊一起形成係一單個大孔之圓周之約三倍之總控制間隙長度，同時實質上減小達成切斷所必須閉合之區。此組合利用低閉合力而提供高傳導性。
在圖16A至圖16D中圖解說明另一例示性高傳導性閥1600。類似於先前所闡述閥1400，此閥使用具有居中同心孔脊之兩個巢套群組之高傳導性閥體1290及一閥執行機構、一閥室密封隔膜1470以及一控制元件，該閥執行機構包含藉由使一金屬墊片1465變形而以可移除方式接合至閥體1290係一閥殼體1460，該控制元件可藉由閥室密封隔膜1470之偏轉而移動。可移動控制元件可另外由貼附至一控制軸1482之另一控制板1500 (下文進一步所闡述)構成，該控制軸貼附至隔膜1470。在圖16B及圖16D之圖解說明中，控制板1500之一中心插入件1550可安裝至控制軸1482之一短柱1483上且藉此懸置於上部閥室部分1457內。可根據一從業人員之期望而使用任何適合安裝方法，諸如壓入配合、型鍛短柱之頭部、一螺紋緊固件、焊接或類似設計選擇，只要穿過各種控制板孔之流體通路不被掩蓋即可。應瞭解，可類似於圖9A至圖9D中所繪示替代地使用一盲孔安裝，而非如圖16B及圖16D中所展示使用一通孔1552將控制板安裝至控制軸1482之短柱1483。在例示性閥1600之設計中，一第一流體導管孔口1212提供內閥室部分1259與第一流體導管1210之間的流體連通。類似地，被成形為一彎曲狹槽之一第二流體導管孔口1216提供第一中間閥室部分1256與第二流體導管1214之間的流體連通。亦提供被成形為一彎曲狹槽之一第三內流體導管孔口1218，其提供第三中間閥室部分1252與第二流體導管1214之間的流體連通。在圖16A至圖16D之本圖解說明中，閥1600在一切斷非流動狀態中完全閉合，因此將控制板1500展示為接觸所有四個孔脊：最大孔脊1220、第一較小孔脊1221、第二較小孔脊1222及最小孔脊1223。設計者將瞭解，第一流體導管1210及第二流體導管1214可提供通向一表面安裝組件界面而非所圖解說明之管短柱之流體通道。K1S及W-Seal係半導體資本設備設計中所眾所周知之表面安裝組件界面實例且因此在本發明之圖式中未進行圖解說明。構成該閥之部分可由針對相對於待處置流體之所要化學惰性而選擇之材料構造且可包含(舉例而言)不銹鋼、Monel®金屬、鈦合金、Hastelloy®合金、Elgiloy®、黃銅或聚合物(諸如Teflon®、Kel-F®、Vespel®、Kynar®)及金屬與聚合物(單獨或一起)之組合。舉例而言，一316L型不銹鋼閥體1290可與一Hastelloy®鎳合金控制板1500及一Elgiloy®鈷合金密封隔膜1470一起使用。另一選擇係，閥體、密封隔膜及控制板主體可全部由相同不銹鋼合金製成。
圖15A至圖15E中所圖解說明之一流通控制板1500之一實例可由藉由一程序組合而裝配之三個元件構成：一控制板主體1540，其形成為一基本上圓盤，該基本上圓盤具有一聚合物插入件(座插入件) 1530同時具有位於該圓盤之相對側上之一或多個特徵；及一中心插入件1550。控制板主體1540之特徵可包含一居中插入安裝孔1548以及一或多個中間貫通腔1549，該安裝孔有效地被界定為終止於一較小直徑控制板通孔1542中之一擴孔1544。軸對稱中心插入件1550包含一中心通孔1552及一外邊沿1558。介於中心通孔1552與外邊沿1558之間的區域由一或多個插入孔1554刺穿，該一或多個插入孔大體上平行於中心通孔1552。在插入孔1554之間留下材料腹板1555確保外邊沿1558之外徑係足夠穩健的以允許藉由一簡單壓入配合(參見分解圖圖15C及剖面圖圖15B)而將中心插入件1550鎖定至插入安裝孔1548中。可預期其他裝配方法，諸如焊接或硬銲(在金屬部分之情形中)，且插入孔1554可為彎曲狹槽而非圓的，但所圖解說明設計對於機器可能係最廉價的。中心插入件1550可視情況藉由射出模製或模鑄造而製成，但此等方法可不滿足如通常用於半導體資本設備中之高純度流體遞送裝置之密度及清潔度要求。插入孔1554連同控制板通孔1542一起構成流體通路，流體可在無需圍繞外徑周邊運送之情況下透過該等流體通路而自控制板主體1540之一側傳遞至對置側。一凹形插入底部隙槽(或凹形底部隙槽) 1553可自插入通孔1554朝向控制板通孔1542而導引流動。更特定而言，插入孔1554流體連接內閥室部分1259與上部閥室部分1457 (下文關於圖16B而進一步解釋)。如先前所述，針對中心插入件1550之一替代設計(未圖解說明)可包括一插入軸及徑向向外突出之一插入凸緣。插入凸緣將由大體上平行於插入軸之一或多個凸緣孔刺穿。當將此一插入軸連接至一閥執行機構隔膜時，已觀察到一不合意之穩健性缺乏，且因此不在本文中進一步論述。
圖15B、圖15C及圖15E中所圖解說明之代表性聚合物插入件1530可具有形成為一序列之特定特徵，該序列被壓縮模製至控制板主體1540內之開口中。舉例而言，該插入件可包含複數個柱，該複數個柱由於一模製程序而各自被接納至控制板主體中之複數個開口中之一者中。一典型壓縮模製程序以聚氯三氟乙烯(polychlorotrifluoroethylene, PCTFE)粉末填充控制板主體1540開口1545、1549開始，且然後在藉由已知方法而直接施加至控制板主體1540中之熱及壓力效應下使該粉末聚合。例示性聚合物插入件1530具有複數個聚合物柱1531，該複數個聚合物柱形成至複數個中間貫通腔1549中並與該複數個中間貫通配對，同時亦藉由一連續相對薄聚合物圓盤1532而互連，該連續相對薄聚合物圓盤填充形成於控制板主體1540中之一寬淺圓形凹槽1545 (面朝孔脊，如下文關於圖16B進一步所解釋)。中間通孔1546刺穿聚合物柱1531且構成流體通路，流體可在無需圍繞外徑周邊運送之情況下透過該等流體通路而自控制板主體1540之一側傳遞至對置側。填充一寬淺圓形凹槽1545之薄聚合物圓盤1532之內部直徑(稍微大於控制板通孔1542之直徑)經選擇以便形成位於圓盤形控制板主體1540之下部平坦側上之一連續不間斷第一表面區域1541，使得第一表面區域1541具有徑向範圍，該徑向範圍足以在接觸第二較小孔脊1222及最小孔脊1223與同時覆蓋整個第三中間閥室部分1252之間橫跨。一或多個中間通孔1546刺穿一或多個聚合物柱1531 (其填充形成於控制板主體1540中之一或多個中間貫通腔1549)，且通常在進一步環繞第一表面區域1541之一恆定直徑圓圈周圍均勻地間隔開。在某些實施例中，中間通孔1546實質上筆直延伸穿過一或多個聚合物柱1531及薄聚合物圓盤1532。恆定直徑圓圈之直徑及中間通孔1546之直徑經選擇使得彼等通孔僅覆蓋第二中間閥室部分1254且既不與毗鄰第一較小孔脊1221重疊亦不與第二較小孔脊1222重疊。更特定而言，中間通孔1546流體連接中間閥室部分1254與上部閥室部分1457。介於一或多個毗鄰中間貫通腔1549之間的材料腹板1547為聚合物圓盤1532提供自第一表面區域1541橫跨至位於圓盤形主體1540之下部平坦側上之一連續不間斷第二表面區域1543之額外機械支撐，彼第二表面區域1543有徑向範圍，該徑向範圍足以在接觸最大孔脊1220及第一較小孔脊1221與同時覆蓋整個第一中間閥室部分1256之間橫跨。
可藉由以下方式而進一步理解例示性閥1600控制流體流動之方式：將由最小孔脊1223環繞之內閥室部分1259視為由與第一流體導管1210進行流體連通之第一流體導管孔口1212饋送，藉此控制板1500之至少一部分可朝向或遠離最小孔脊1223移動以形成一第一控制間隙(未展示)，一第一流體部分可以可控制方式流動穿過該第一控制間隙。可控制第一流體部分可直接運送至第三中間閥室部分1252中，由此該可控制第一流體部分可透過與第二流體導管1214進行流體連通之第三內流體導管孔口1218而離開。一第二流體部分可經由控制板通孔1542及插入孔1554而自內閥室部分1259向上運送至閥室之上部部分1457中，且該第二流體部分自此透過中間通孔1546而向下運送至第二中間閥室部分1254中。使控制板1500之至少一部分朝向或遠離第二較小孔脊1222移動將形成一第二控制間隙(未展示)，第二流體部分亦可透過該第二控制間隙而自第二中間閥室部分1254以可控制方式直接流動至第三中間閥室部分1252中且然後透過與第二流體導管1214進行流體連通之第三內流體導管孔口1218而離開。在本實例性閥1600中，一致動器(未展示)可將一力施加至控制軸1482以使隔膜1470偏轉，此將移動所貼附控制板1500，且藉此藉由改變第一控制間隙及第二控制間隙而調製穿過閥1600之傳導性。
與先前所闡述之第一流體部分及第二流體部分之流動同時，使控制板1500之至少一部分朝向或遠離最大孔脊1220移動類似地形成一第三控制間隙(未展示)，一第三流體部分可以可控制方式流動穿過該第三控制間隙。可控制第三流體部分可透過控制板1500之一或多個插入孔1554而自內閥室部分1259向上運送且掃掠穿過上部閥室部分1457到達外閥室部分1258中，由此第三流體部分可透過第三控制間隙而離開至第一中間閥室部分1256中。在到達第一中間閥室部分1256後，可控制第三流體部分可旋即透過與第二流體導管1214進行流體連通之第二流體導管孔口1216而離開。一第四流體部分可透過一或多個插入孔1554而自內閥室部分1259向上運送至上部閥室部分1457中，且該第四流體部分自此透過一或多個中間通孔1546而向下運送至第二中間閥室部分1254中。使控制板1500之至少一部分朝向或遠離第一較小孔脊1221移動將形成一第四控制間隙(未展示)，第四流體部分亦可透過該第四控制間隙而以可控制方式直接流動至第一中間閥室部分1256中，由此該第四流體部分可透過與第二流體導管1214進行流體連通之第二內流體導管孔口1216而離開。因此在本實例性閥1600中，致動器(未展示)將一力施加至控制軸1482且使隔膜1470偏轉，藉此藉由改變第三控制間隙及第四控制間隙而另外調製穿過閥1600之傳導性。應瞭解，儘管閥1600係閉合的，但流體可通過控制板1500中之孔且到達閥室之上部部分1457、外閥室部分1258及第二中間閥室部分1254中，但無法進一步行進。因此，當閥1600係閉合時，流體無法自第一流體導管1210傳遞至第二流體導管1214。
設計者可瞭解，最大孔脊1220及第一較小孔脊1221僅需要被巢套而非恰好地同心；此外，可相對於下部閥室之形狀及尺寸而不對稱地放置巢套孔脊1220、1221對。當然，流通控制板1500首先需要具有位於圓盤形主體1540之下部平坦側上之一連續不間斷第二表面區域1543，該連續不間斷第二表面區域足以在接觸最大孔脊1220及第一較小孔脊1221與覆蓋整個第一中間閥室部分1256之間橫跨。以類似方式，第二較小孔脊1222及最小孔脊1223僅需要被巢套而非恰好地同心；此外，可相對於下部閥室之形狀及尺寸而不對稱地放置巢套孔脊1222、1223對。當然，流通控制板1500首先需要具有位於圓盤形主體1540之下部平坦側上之一連續不間斷第一表面區域1541，該連續不間斷第一表面區域足以在接觸第二較小孔脊1222及最小孔脊1223與覆蓋整個第三中間閥室部分1252之間橫跨。設計者亦將瞭解，自第一流體導管1210前進至第二流體導管1214之所闡述流體流動方向係為方便及清晰起見而使用，但並非限制性的。流體可在一相反方向上自第二流體導管1214流動至第一流體導管1210，且完整閥室仍將由可控制流體流有益地掃掠。圖16A至圖16D中所圖解說明之閥設計實質上消除關於內部死空間對掃掠容積之任何擔憂且亦可改良例示性閥設計之動態回應。流通控制板使得能夠使用巢套孔脊1220、1221、1222、1223，該等巢套孔脊一起形成係一單個大孔之圓周之約三倍之總控制間隙長度，同時實質上減小達成切斷所必須閉合之區。此組合利用低閉合力而提供高傳導性且對相對軟聚合物插入件1530之包含將進一步改良閥1600之切斷氣密性。
因此在闡述了本發明之至少一項實施例之數個態樣後，應瞭解，熟習此項技術者可易於做出各種改變、修改及改良。此等改變、修改及改良意欲係本發明之一部分且意欲在本發明之範疇內。因此，前述說明及圖式係僅藉由實例之方式。
100:閥總成/閥 110:第一流體導管 112:第一流體導管孔口 114:第二流體導管 116:第二流體導管孔口/偏移第二流體導管孔口 120:居中同心孔脊/大孔脊/孔脊/巢套孔脊 121:居中同心孔脊/小孔脊/孔脊/巢套孔脊 150:閥室/內部閥室 154:敞開腔/中間閥室部分 157:上部部分/上部閥室部分 158:敞開腔/外閥室部分 159:敞開腔/內閥室部分 160:閥殼體 164:墊片密封區域 165:金屬墊片 170:閥室密封隔膜/隔膜/Elgiloy®鈷合金密封隔膜 182:控制軸 190:高傳導性閥體/閥體/316L型不銹鋼閥體 200:控制板/Hastelloy®鎳合金控制板/流通控制板 240:控制板主體/圓盤形主體 242:中心通孔/通孔 244:擴孔 246:頂部孔 248:腹板 300:流通控制板/控制板/流通控制板設計 341:控制板主體/圓盤形主體 343:中心通孔/通孔 345:球形凹穴/凹部 347:成角度頂部孔 349:腹板 400:閥總成/閥 414:第二流體導管 416:第二流體導管孔口/第二導管孔口 417:第一流體導管 419:第一流體導管孔口 420:巢套孔脊/大孔脊 421:巢套孔脊/巢套小孔脊/小孔脊 454:敞開腔/中間閥室部分 457:上部部分/上部閥室部分 458:敞開腔/外閥室部分 459:敞開腔/內閥室部分 460:閥殼體 464:墊片密封區域 465:金屬墊片 470:閥室密封隔膜/隔膜/Elgiloy®鈷合金密封隔膜 482:控制軸 490:高傳導性閥體/閥體/316L型不銹鋼閥體 600:控制板/Hastelloy®鎳合金控制板/流通控制板 639:空隙通路/放大器圓盤空隙通路 640:控制板主體/流通控制板主體 641:閥衝程放大機構放大器圓盤/放大器圓盤 642:中心通孔 643:提升孔/衝程放大器圓盤提升孔/放大器圓盤提升孔 644:環形凹槽 645:附接點 646:頂部隙槽 647:被動分段 648:扭力桿 649:主動分段 810:第一流體導管 812:第一流體導管孔口 814:第二流體導管 816:第二流體導管孔口 818:第三內流體導管孔口/第三流體導管孔口 820:居中同心孔脊/最大孔脊/巢套孔脊 821:居中同心孔脊/第一較小孔脊/巢套孔脊 822:居中同心孔脊/第二較小孔脊/巢套孔脊 823:居中同心孔脊/最小孔脊/巢套孔脊 852:敞開腔/經封圍第三中間閥室部分/第三中間閥室部分 854:敞開腔/經封圍第二中間閥室部分/第二中間閥室部分 856:敞開腔/第一中間閥室部分 857:上部部分/上部閥室部分 858:敞開腔/外閥室部分 859:敞開腔/內閥室部分 860:閥殼體 864:墊片密封區域 865:金屬墊片 870:閥室密封隔膜/隔膜/Elgiloy®鈷合金密封隔膜 882:控制軸 890:高傳導性閥體/閥體/316L型不銹鋼閥體 900:控制板/Hastelloy®鎳合金控制板/流通控制板 940:控制板主體/圓盤形主體 941:連續不間斷第一表面區域/第一表面區域 942:中心安裝孔 943:連續不間斷第二表面區域/第二表面區域 944:第一中間通孔 945:材料腹板 946:第二中間通孔/中間通孔 947:材料腹板 1000:閥總成/閥 1210:第一流體導管 1212:第一流體導管孔口 1214:第二流體導管 1216:第二流體導管孔口 1218:第三內流體導管孔口 1220:居中同心孔脊/最大孔脊/孔脊/巢套孔脊 1221:居中同心孔脊/第一較小孔脊/孔脊/巢套孔脊 1222:居中同心孔脊/第二較小孔脊/孔脊/巢套孔脊 1223:居中同心孔脊/最小孔脊/孔脊/巢套孔脊 1252:敞開腔/經封圍第三中間閥室部分/第三中間閥室部分/中間閥室腔 1254:敞開腔/經封圍第二中間閥室部分/第二中間閥室部分/中間閥室腔/中間閥室部分 1256:敞開腔/第一中間閥室部分/中間閥室腔 1258:敞開腔/外閥室部分 1259:敞開腔/內閥室部分 1264:墊片密封區域 1290:高傳導性閥體/閥體/316L型不銹鋼閥體 1300:控制板/Hastelloy®鎳合金控制板/流通控制板 1340:控制板主體/圓盤形控制板主體/圓盤形主體 1341:連續不間斷第一表面區域/第一表面區域 1342:較小直徑控制板通孔/控制板通孔 1343:連續不間斷第二表面區域/第二表面區域 1344:擴孔 1346:中間通孔 1347:材料腹板 1348:居中插入安裝孔/插入安裝孔 1350:中心插入件/軸對稱中心插入件 1352:通孔/中心通孔 1353:凹形插入底部隙槽/凹形底部隙槽 1354:插入孔/插入通孔 1355:材料腹板 1358:外邊沿 1400:閥總成/閥 1457:上部部分/上部閥室部分 1460:閥殼體 1465:金屬墊片 1470:閥室密封隔膜/Elgiloy®鈷合金密封隔膜/隔膜 1482:控制軸 1483:短柱 1500:控制板/Hastelloy®鎳合金控制板/流通控制板 1530:聚合物插入件/座插入件 1531:聚合物柱 1532:連續相對薄聚合物圓盤/薄聚合物圓盤/聚合物圓盤 1540:控制板主體/圓盤形主體 1541:連續不間斷第一表面區域/第一表面區域 1542:較小直徑控制板通孔/控制板通孔 1543:連續不間斷第二表面區域/第二表面區域 1544:擴孔 1545:開口/寬淺圓形凹槽 1546:中間通孔 1547:材料腹板 1548:居中插入安裝孔/插入安裝孔 1549:中間貫通腔/開口 1550:中心插入件/軸對稱中心插入件 1552:通孔/中心通孔 1553:凹形插入底部隙槽/凹形底部隙槽 1554:插入孔/插入通孔 1555:材料腹板 1558:外邊沿 1600:高傳導性閥/閥 I-I:線 II-II:線 III-III:線 IV-IV:線 V-V:線 VI-VI:線 VII-VII:線 VIII-VIII:線 IX-IX:線 X-X:線 XI-XI:線 XII-XII:線 XIII-XIII:線 XIV-XIV:線 XV-XV:線 XVI-XVI:線
圖1A圖解說明具有居中同心孔脊之一代表性高傳導性閥體之一平面圖； 圖1B圖解說明沿著線I-I截取之圖1A之高傳導性閥體之一剖面圖； 圖1C圖解說明圖1A之高傳導性閥體之一俯視透視圖； 圖1D圖解說明沿著線I-I截取之圖1A之高傳導性閥體之一俯視透視剖面圖； 圖2A圖解說明用於一高傳導性閥之具有流通通道之一控制板之一實施例的一平面圖； 圖2B圖解說明沿著線II-II截取之圖2A之控制板之一剖面圖； 圖2C圖解說明圖2A之控制板之一俯視透視圖； 圖2D圖解說明沿著線II-II截取之圖2A之控制板之一俯視透視剖面圖； 圖3A圖解說明用於一高傳導性閥之具有流通通道之一控制板之另一實施例的一平面圖； 圖3B圖解說明沿著線III-III截取之圖3A之控制板之一剖面圖； 圖3C圖解說明圖3A之控制板之一俯視透視圖； 圖3D圖解說明沿著線III-III截取之圖3A之控制板之一俯視透視剖面圖； 圖4A圖解說明根據圖2A至圖2D之具有流通通道之一控制板與安裝於根據圖1A至圖1D之具有同心居中孔脊之一高傳導性閥體頂上之一閥執行機構(topworks)組合的一實施例之一平面圖； 圖4B圖解說明沿著線IV-IV截取之圖4A之閥總成之一剖面圖； 圖4C圖解說明圖4A之閥總成之一俯視透視圖； 圖4D圖解說明沿著線IV-IV截取之圖4A之閥總成之一俯視透視剖面圖； 圖5A圖解說明根據圖3A至圖3D之具有流通通道之一控制板與安裝於根據圖1A至圖1D之具有居中同心孔脊之一高傳導性閥體頂上之一閥執行機構組合的一實施例之一平面圖； 圖5B圖解說明沿著線V-V截取之圖5A之閥總成之一剖面圖； 圖5C圖解說明圖5A之閥總成之一俯視透視圖； 圖5D圖解說明沿著線V-V截取之圖5A之閥總成之一俯視透視 剖面圖； 圖6A圖解說明具有偏移同心孔脊之另一代表性高傳導性閥體之一平面圖； 圖6B圖解說明沿著線VI-VI截取之圖6A之高傳導性閥體之一剖面圖； 圖6C圖解說明圖6A之高傳導性閥體之一俯視透視圖； 圖6D圖解說明沿著線VI-VI截取之圖6A之高傳導性閥體之一俯視透視剖面圖； 圖7A圖解說明具有流通通道之一控制板與一閥衝程放大器圓盤組合之一實施例； 圖7B圖解說明沿著線VII-VII截取之圖7A之控制板及閥衝程放大器圓盤之一剖面圖； 圖7C圖解說明圖7A之經組合控制板與閥衝程放大器圓盤中之控制板之一俯視透視圖； 圖7D圖解說明沿著線VII-VII截取之圖7A之經組合控制板與閥衝程放大器圓盤中之控制板的一俯視透視剖面圖； 圖7E圖解說明圖7A之經組合控制板與閥衝程放大器圓盤之一俯視透視圖； 圖7F圖解說明沿著線VII-VII截取之圖7A之經組合控制板與閥衝程放大器圓盤之一俯視透視剖面圖； 圖8A圖解說明根據圖7A至圖7F之具有流通通道之一控制板及放大器圓盤與安裝於根據圖6A至圖6D之具有偏移同心孔脊之一高傳導性閥體頂上之一閥執行機構組合的一平面圖； 圖8B圖解說明沿著線VIII-VIII截取之圖8A之閥總成之一剖面圖； 圖8C圖解說明圖8A之閥總成之一俯視透視圖； 圖8D圖解說明沿著線VIII-VIII截取之圖8A之閥總成之一俯視透視剖面圖； 圖9A圖解說明用於一高傳導性閥之具有流通通道之一控制板之另一實施例的一平面圖； 圖9B圖解說明沿著線IX-IX截取之圖9A之控制板之一剖面圖； 圖9C圖解說明圖9A之控制板之一俯視透視圖； 圖9D圖解說明沿著線IX-IX截取之圖9A之控制板之一俯視透視剖面圖； 圖10A圖解說明具有同心孔脊之兩個巢套群組之另一代表性高傳導性閥體之一平面圖； 圖10B圖解說明沿著線X-X截取之圖10A之高傳導性閥體之一剖面圖； 圖10C圖解說明圖10A之高傳導性閥體之一俯視透視圖； 圖10D圖解說明沿著線X-X截取之圖10A之高傳導性閥體之一俯視透視剖面圖； 圖11A圖解說明根據圖9A至圖9D之具有流通通道之一控制板與安裝於根據圖10A至圖10D之具有同心孔脊之巢套群組之一高傳導性閥體頂上之一閥執行機構組合的一平面圖； 圖11B圖解說明沿著線XI-XI截取之圖11A之閥總成之一剖面圖； 圖11C圖解說明圖11A之閥總成之一俯視透視圖； 圖11D圖解說明沿著線XI-XI截取之圖11A之閥總成之一俯視透視剖面圖； 圖12A圖解說明具有同心孔脊之兩個巢套群組之另一代表性高傳導性閥體之一平面圖； 圖12B圖解說明沿著線XII-XII截取之圖12A之高傳導性閥體之一剖面圖； 圖12C圖解說明圖12A之高傳導性閥體之一俯視透視圖； 圖12D圖解說明沿著線XII-XII截取之圖12A之高傳導性閥體之一俯視透視剖面圖； 圖13A圖解說明用於一高傳導性閥之具有流通通道之一控制板之另一實施例的一平面圖； 圖13B圖解說明沿著線XIII-XIII截取之圖13A之控制板之一剖面圖； 圖13C圖解說明圖13A之控制板之一分解俯視透視圖，其展示包括控制板之兩個部分； 圖13D圖解說明圖13A之控制板之一俯視透視圖； 圖13E圖解說明沿著線XIII-XIII截取之圖13A之控制板之一俯視透視剖面圖； 圖14A圖解說明根據圖13A至圖13E之具有流通通道之一控制板與安裝於根據圖12A至圖12D之具有同心孔脊之巢套群組之一高傳導性閥體頂上之一閥執行機構組合的一平面圖； 圖14B圖解說明沿著線XIV-XIV截取之圖14A之閥總成之一剖面圖； 圖14C圖解說明圖14A之閥總成之一俯視透視圖； 圖14D圖解說明沿著線XIV-XIV截取之圖14A之實施例之一俯視透視剖面圖； 圖15A圖解說明用於一高傳導性閥之具有流通通道之一控制板之另一實施例的一平面圖； 圖15B圖解說明沿著線XV-XV截取之圖15A之控制板之一剖面圖； 圖15C圖解說明圖15A之控制板之一分解俯視透視圖，其展示構成控制板之三個部分； 圖15D圖解說明圖15A之控制板之一俯視透視圖； 圖15E圖解說明沿著線XV-XV截取之圖15A之控制板之一俯視透視剖面圖； 圖16A圖解說明根據圖15A至圖15E之具有流通通道之一控制板與安裝於根據圖12A至圖12D之具有同心孔脊之巢套群組之一高傳導性閥體頂上之一閥執行機構組合的一平面圖； 圖16B圖解說明沿著線XVI-XVI截取之圖16A之閥總成之一剖面圖； 圖16C圖解說明圖16A之閥總成之一俯視透視圖； 圖16D圖解說明沿著線XVI-XVI截取之圖16A之閥總成之一俯視透視剖面圖。

Claims (33)

  1. 一種用於一高傳導性閥之控制板，其包括： 一控制板主體，其形成為具有一平坦側及與該平坦側對置之一相對側之一基本上圓盤，該控制板經構形以藉由一致動器而在一閥內移動，該平坦側具有用以切斷該閥中之流體流動之一連續不間斷平坦部分； 一居中安裝孔，其界定為該控制板主體中之一擴孔，該居中安裝孔終止於界定於該控制板主體中之一控制板通孔中，該控制板通孔具有比該居中安裝孔之一直徑小之一直徑； 一中心插入件，其接納於該安裝孔中；及 至少一個插入孔，其界定於該中心插入件中，每一插入孔連同該控制板通孔一起形成用於使流體自該平坦側通過至該相對側之一流體路徑。
  2. 如請求項1之控制板，其中該至少一個插入孔包含界定於該中心插入件中之複數個插入孔。
  3. 如請求項2之控制板，其中該複數個插入孔圍繞該中心插入件之一中心而安置，使得該中心插入件之一材料腹板環繞該複數個插入孔中之每一者。
  4. 如請求項3之控制板，其進一步包括延伸穿過該中心插入件之該中心之一中心通孔，該中心通孔經構造以將該中心插入件及該控制板主體安裝至一控制軸上。
  5. 如請求項2之控制板，其中該控制板包含圍繞該控制板主體之一徑向外部分安置且實質上筆直延伸穿過該控制板主體之複數個流體通路。
  6. 如請求項5之控制板，其中該平坦側包含安置於該控制板通孔與該複數個流體通路之間的一第一連續不間斷平坦部分及自該複數個流體通路徑向向外安置之一第二連續不間斷平坦部分。
  7. 如請求項5之控制板，其中一座插入件接納於該控制板主體中，且該複數個流體通路界定於該座插入件中。
  8. 如請求項7之控制板，其中該座插入件包含填充形成於該控制板主體中之一圓形凹槽之一圓盤，該座插入件包含自該複數個流體通路徑向向內安置之一第一連續不間斷平坦部分及自該複數個流體通路徑向向外安置之一第二連續不間斷平坦部分。
  9. 如請求項8之控制板，其中該座插入件進一步包含各自接納於該控制板主體中之複數個開口中之一者中之複數個柱，每一柱自該圓盤延伸，該等流體通路中之每一者延伸穿過該等柱及該圓盤。
  10. 如請求項7之控制板，其中該座插入件由一聚合物材料形成，且該控制板主體由一金屬材料形成。
  11. 如請求項1之控制板，其中該中心插入件包含用於將流體自每一插入孔導引至該控制板通孔之一凹形底部隙槽。
  12. 如請求項1之控制板，其中該中心插入件係軸對稱的。
  13. 如請求項1之控制板，其中該中心插入件藉由一壓入配合、焊接及硬銲中之一者而被固定於該安裝孔中。
  14. 一種閥總成，其包括： 一閥體，其具有一閥室、與該閥室進行流體連通之至少一個第一流體導管孔口、與該閥室進行流體連通之至少一個第二流體導管孔口及至少一對毗鄰孔脊分段，該至少一對毗鄰孔脊分段自該閥體延伸至該閥室中且在該至少一對毗鄰孔脊分段之間界定一中間閥室區域；及 一控制板，其包含具有一第一側及與該第一側相對之一第二側之一控制板主體，該控制板主體可在一閉合位置與一敞開位置之間移動，在該閉合位置中，該第一側之一表面區域密封地接觸該至少一對毗鄰孔脊分段，在該敞開位置中，於該表面區域與該至少一對毗鄰孔脊分段之間存在一敞開間隙；且 該控制板進一步包含 一居中安裝孔，其界定為該控制板主體中之一擴孔，該居中安裝孔終止於界定於該控制板主體中之一控制板通孔中，該控制板通孔具有比該居中安裝孔之一直徑小之一直徑； 一中心插入件，其接納於該安裝孔中；及 至少一個插入孔，其界定於該中心插入件中，每一插入孔連同該控制板通孔一起形成用於使流體自平坦側通過至相對側之一流體路徑。
  15. 如請求項14之閥總成，其中該至少一對毗鄰孔脊分段包含實質上圓形形狀之兩個毗鄰孔脊分段且進一步界定安置於該兩個毗鄰孔脊分段外部之一外閥室部分及安置於該兩個毗鄰孔脊分段內部之一內閥室部分。
  16. 如請求項15之閥總成，其進一步包括與該至少一個第一流體導管孔口進行流體連通之一第一流體導管及與該至少一個第二流體導管孔口進行流體連通之一第二流體導管，其中當該控制板主體係處於該閉合位置中時，該至少一個第一流體導管孔口與該內閥室部分進行流體連通，該至少一個第二流體導管孔口與該中間閥室部分進行流體連通，且該控制板主體之該第一側之該表面區域密封地接觸該兩個毗鄰孔脊分段以防止流體流在該至少一個第一流體導管孔口與該至少一個第二流體導管孔口之間流動。
  17. 如請求項16之閥總成，其中當該控制板主體係處於該閉合位置中時，該至少一個插入孔及該控制板通孔提供該內閥室部分與該外閥室部分之間的流體連通。
  18. 如請求項15之閥總成，其進一步包括與該至少一個第一流體導管孔口進行流體連通之一第一流體導管及與該至少一個第二流體導管孔口進行流體連通之一第二流體導管，其中當該控制板主體係處於該閉合位置中時，該至少一個第一流體導管孔口與該外閥室部分進行流體連通，該至少一個第二流體導管孔口與該中間閥室部分進行流體連通，且該控制板主體之該第一側之該表面區域密封地接觸該兩個毗鄰孔脊分段以防止流體在該至少一個第一流體導管孔口與該至少一個第二流體導管孔口之間流動。
  19. 如請求項18之閥總成，其中當該控制板主體係處於該閉合位置中時，該至少一個插入孔及該控制板通孔提供該外閥室部分與該內閥室部分之間的流體連通。
  20. 如請求項14之閥總成，其中該至少一對毗鄰孔脊分段包含實質上圓形形狀之四個毗鄰孔脊分段，該四個毗鄰孔脊分段包含一最大孔脊分段、由該最大孔脊分段環繞之一第一較小孔脊分段、由該第一較小孔脊分段環繞之一第二較小孔脊分段及由該第二較小孔脊分段環繞之一最小孔脊分段，該四個毗鄰孔脊分段界定安置於該四個毗鄰孔脊分段外部之一外閥室部分、安置於該四個毗鄰孔脊分段內部之一內閥室部分、安置於該最大孔脊分段與該第一較小孔脊分段之間的一第一中間閥室部分、安置於該第一較小孔脊分段與該第二較小孔脊分段之間的一第二中間閥室部分及安置於該第二較小孔脊分段與該最小孔脊分段之間的一第三中間閥室部分。
  21. 如請求項20之閥總成，其進一步包括與該至少一個第一流體導管孔口進行流體連通之一第一流體導管及與該至少一個第二流體導管孔口進行流體連通之一第二流體導管，其中當該控制板主體係處於該閉合位置中時，該至少一個第一流體導管孔口與該內閥室部分進行流體連通，該至少一個第二流體導管孔口與該第一中間閥室部分進行流體連通且該控制板主體之該第一側之該表面區域之一第一連續不間斷平坦部分密封地接觸該最大孔脊分段及該第一較小孔脊分段以防止流體在該至少一個第一流體導管孔口與該至少一個第二流體導管孔口之間流動。
  22. 如請求項21之閥總成，其中該閥體進一步包含與該第二流體導管進行流體連通之至少一個第三流體導管孔口，且其中當該控制板主體係處於該閉合位置中時，該至少一個第三流體導管孔口與該第三中間閥室部分進行流體連通且該控制板主體之該第一側之該表面區域之一第二連續不間斷平坦部分密封地接觸該第二較小孔脊分段及該最小孔脊分段以防止流體在該至少一個第一流體導管孔口與該至少一個第三流體導管孔口之間流動。
  23. 如請求項22之閥總成，其中該控制板包含圍繞該控制板主體之一徑向外部分安置且實質上筆直延伸穿過該控制板主體之複數個流體通路。
  24. 如請求項23之閥總成，其中該控制板主體之該第一側之該表面區域之該第一連續不間斷平坦部分安置於該控制板通孔與該複數個流體通路之間且該表面區域之該第二連續不間斷平坦部分自該複數個流體通路徑向向外安置。
  25. 如請求項24之閥總成，其中當該控制板主體係處於該閉合位置中時，該至少一個插入孔及該控制板通孔提供該內閥室部分與該外閥室部分之間的流體連通，且該至少一個插入孔、該控制板通孔及該複數個流體通路提供該內閥室部分、該外閥室部分與該第二中間閥室部分之間的流體連通。
  26. 如請求項25之閥總成，其中一座插入件接納於該控制板主體中，且該複數個流體通路界定於該座插入件中。
  27. 如請求項26之閥總成，其中該座插入件包含填充形成於該控制板主體中之一圓形凹槽之一圓盤。
  28. 如請求項26之閥總成，該座插入件包含各自接納於該控制板主體中之複數個開口中之一者中之複數個柱，每一柱自該第一側延伸至該第二側，該等流體通路中之每一者界定於該等柱中之一各別者中。
  29. 如請求項28之閥總成，其中該座插入件包含填充形成於該控制板主體中之一圓形凹槽之一圓盤。
  30. 如請求項26之閥總成，其中該座插入件由一聚合物材料形成，且該控制板主體由一金屬材料形成。
  31. 如請求項14之閥總成，其中該中心插入件包含用於將流體自每一插入孔導引至該控制板通孔之一凹形底部隙槽。
  32. 如請求項14之閥總成，其中該中心插入件係軸對稱的。
  33. 如請求項14之閥總成，其中該中心插入件藉由一壓入配合、焊接及硬銲中之一者而被固定於該安裝孔中。
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