TWI323326B - Flow control valve - Google Patents

Description

1323326 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種用以調整流量及阻斷流量之流量 控制閥，且特別關於一種提升微小範圍的流量控制性的流 量控制閥。 【先前技術】 I 在半導體製造工程中，常會有使用微少量的化學.液體 的時候’須有用以控制微少量的化學液體之技術。 在微少量的化學液體供給所需的背景中，為了塗布化 學品在晶圓上而形成膜狀，目前已經發展出將化學液體少 量地滴下以及利用離心力等方式將化學液體擴張分佈之技 術，由於所使用的化學液體必須係特殊且高價位，須避免 浪費消費等理由。 然而，特別在半導體製造工程等，正確地供給微量的 # 化學液體之技術為必要的，而此種技術從以前就有各種發 明。舉例而言，在日本特許文獻i至特許文獻4中已揭露 關於控制微量流量的閥之技術。 在特許文獻1中的「流量控制閥」係一種包括一閥本 體之流量控制部以及流體阻斷部之閥。 流1控制部具備有連接在針狀的閥體之調整螺釘，藉 .由調整螺釘使得針的位置往上往下，針狀的閥體插入流路 的開口部中，使開口面積改變，進而可調整流量。 另一方面，流體阻斷部在針狀的閥體的外周邊上以圓 2097-8887-PF;Ahddub 6 1323326 環狀設置。流體阻斷部與驅動空氣的活塞連動，且將流體 阻斷部連接於閥座或使其與閥座分離，進而控制流體^ 具有流量控制部以及流體阻斷部之單一閥本體係 密之構成。 ' 特許文獻2的「流量調整閥係由 叫」1尔田流體阻斷閥與流量 控制閥並排位於同一塊上所構成的閥。 流體阻斷閥之構成而言，連接於用以驅動空氣m 之閥體以與閥座連接或分離方式來控制流體。 彳 流量控制閥之構成而言，藉由斜灿& 精由針狀的閥體進出開口 部’與特許文獻1同樣可調整流量。 特許文獻3的「流量控制閥係 岡」保由具有流量調整機能 的開關閥與回吸閥（suckback value)並 構成的閥。 Μ於同-塊上所 具有流量調整機能的開關閥之構 IV ^ ^ ° 使連接於用 以驅動空氣的活塞之平面閥體與間 斷 '連通流通，由於間體具儀有調分離方式來阻 的開度（opening degree) 〇 ~ Y調整閥座 此種構成的開關閥係—般常 工，因此可減低間體的成本。 ，不需要複雜的加 調整目的之閥 特許文獻4的「流量控制閥」具有流量 亦具有阻斷流體的機能。 用於調整流量的閥體具有尖狀突 插入流路的開口部，藉此可調整流量。與間二狀突出部= 調節用把柄具有調整用的螺釘，辟竹帛合之流量 藉由操作此螺針以調整閥 2097-8887-PF;Ahddub 7 1323326 • 體的位置。 • 再者，尖狀突起的周圍上設置環狀的&部，藉由鎖緊 上述螺釘，將圓環狀凸部連接於閥座，進而可阻斷流體。 • 在此時，閥體的尖狀突出部接觸開口部的邊緣，會產 生顆粒之虞。而設置在外周部上之圓環狀的凸部係使用作 為阻塞物，進而提供流體阻斷機能’並且可防止尖狀突起 變形。 _ 然而’習知技術存在有以下所述的問題。 (1) 閥本體變得較大 如特許文獻2所流量控制閥與流量阻斷閥分別設置且 分別被控制時，會有閥本體變大的問題存在。 關於特許文獻1也可說有相同的問題。特許文獻i的 流量控制閥在單一閥本體上具有流量控制部與流體阻斷 部，因此與特許文獻2相較之下，特許文獻i構成較為緊 實’然而，流體阻斷部係設置在流量控制部的外周部上， φ 會使得外徑增大。 換言之’如特許文獻1與特許文獻2所述，控制流量 部分與阻斷流體的部分係分別設置的話，會導致閥本體變 大。若閥本體變大，會導致設備的巨型化，需要配管變長， 損失變大等問題。 (2) 有流量安定性的問題 一方面’如特許文獻3與特許文獻4所述，單一閥本 體同時兼具流體控制功能與流體阻斷功能，可使流體控制 閥小型化。然而，重複操作流體的開關會有流量安定性惡 2097-8887-PF;Ahddub 8 1323326 化的問題產生。 由於閥本體與閥體所使用的樹脂、PTFE等係造成潛變 • 變形影響大的樹脂進而導致此問題產生。 . 假設流量控制閥係用於半導體製造線上等，使用腐蝕 性高的化學物的話’耐侵蝕性佳的樹脂之使用係必要的β 現在最常使用的樹脂為PTFE等樹脂，然而，此PTFE 樹脂在壓力重複施壓時即使應力係等於或低於降伏點 (yield point) ’ PTFE樹脂傾向於會有所謂的潛變之變形 籲現象。 藉此’如特許文獻3與特許文獻4所述，若按壓閥孔 附近’壓力影響閥孔，且使孔徑產生變化。 此種變化對於用於控制微少流量之流量控制閥而言是 嚴重的。由於孔徑的變化，使得流量改變，進而供給的化 學物之流量產生變化’因此造成有晶圓不良等問題。 特許文獻3與特許文獻4中，若沒有使用流體阻斷機 φ 能時’不會引起上述問題。然而，到最後如特許文獻1與 特許文獻2所述’本體與分別的流體阻斷閥係必要的，而 無法解決問題（1)。 總而言之’如特許文獻1至特許文獻4所揭示的習知 技術而言’同時解決上述問題閥本體變得較大與問題 流量安定性惡化等二課題係困難的。 【發明内容】 本發明係為了解決上述問題而被提出，其目的在於提 2097-8887-PF;Ahddub 9 1323326 • 供種小型化且流量安定性高之流量控制閥。 為了解決上述課題，本發明提供一種用於控制流量之 里控制閥，包括.樹脂所製成的閥本體，上述閥本體係 由第一流路、連通上述第一流路的閥孔、設置在上述閥孔 周圍的閥座、設置在上述閥座周圍的閥室以及連接上述閥 室的第二流路所構成；與上述閥座移動方式連接之閥體； 以及調節流入上述閥室的流量之流量調節桿，其特徵在 Φ 於：流量調節桿使上述閥體的開度變化，以調節上述流量， 當上述閥體與上述閥座連接時，閥座設置在上述閥孔的周 圍’流量控制閥更包括用於防止上述閥孔徑向變形的環狀 . 凹部’其位在前述閥座的内周部上。 • 潛變變形現象而言，樹脂成型品不是因為降伏應力區 域而是因為彈性區域的連續應力而逐漸變形。此種變形若 壓力移除時，成型品會逐漸回復其原本尺寸的特性。 即使在具有樹脂製的閥本體的流量控制閥，當閥體連 • 接於閥座，反覆施加應力於閥座時，藉由在閥座上的潛變 變形現象而逐漸產生變形。此種潛變變形現象影響會在閥 孔的内壁面’進而有徑向方向的變形。 申請人根據以下所述的第15圖所示的模擬結果，揭露 以下事項’施加在閥座的應力直達閥孔的内壁面。採用樹 脂本體的流量控制閥中’藉由施加壓力於此閥座，引起潛 . 變變心現象’進而閥孔朝向徑向方向（縮小直徑方式）變形。 施加壓力於此閥座從閥本體傳遞，然而，為了流量控 制閥的小型化，閥座與閥孔的距離變近的話，此壓力的影 2097—8887-PF;Ahddub 10 1323326 • 響更直到閥孔的内壁面，因此藉由閥孔的壁面所傳播的應 力使得變形為潛變變形現象。 然而，藉由在閥座上設置環狀凹部，由於環狀凹部， . 閥座的空間被切割，進而可抑制施加於閥座的應力影響傳 遞至閥孔的内壁面。此種結果，如以下所示的第5圖的模 擬結果一樣’藉由設置環狀凹部，應力的傳遞方向被改變， 進而延伸傳遞距離，因此抑制在閥孔的縮徑方向的潛變變 I 形現象。 再者，藉由偏壓應力於閥座，根據不同場合，亦考量 閥孔的擴徑方向的變形，特別是若閥孔的邊緣部分的直徑 擴大的話’亦要考量流量的變化’然而，本發明也可期待 抑制此種潛變變形現象。 當用於控制流量的流量控制閥控制特別微小流量時， 閥體連接於閥座時產生應力時，進而產生的潛變變形現 象，即使潛變變形現象實現在閥孔的縮徑方向以及閥孔的 • 邊緣部的擴徑方向的微小變形，受到流量的影響會變成難 有正確的控制。 因此，根據本發明，可避免由此種應力造成的閥孔的 杈向方向的變化影響，進而提升流量安定性。再者，流量 調節部與流量阻斷部的機構分離變得不需要，因此流量控 制閥的閥本體可變小，可對於設備縮小有貢獻。 . 因此’藉由本發明可提供一種小型化、流量安定性高 _ 的流量控制閥。 為讓本發明之上述和盆你曰的、柱斜 他目的特徵、和優點能更明 2097*8887-PF;Ahddub 11 1323326 • 顯易懂’下文特舉出較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下： 【實施方式】 以下’關於本發明的流量控制閥以圖面來說明。首先 先說明關於第一實施例的構成。 [第一實施例] 第1圖係顯示第一實施例之流量控制閥打開狀態之剖 面圖。 流量控制閥1 0，如第一圖所示’係由本體部1 1 '機構 . 部20所構成。本體部11係由PFA等樹脂所做成，具有優 良的耐化學品性。再者，圖中為了容易看出，樹脂製的本 體部11與以下所述的驅動本體21係加上交又影線來表示 通常金屬。 本體部11上設置有第一流路13、第二流路14、閥座 φ 15與閥室16。第一流路13經由閥孔13a連接於閥室16， 且與連通閥室16的第二流路14連通，藉由此構成使化學 液體等的流體流通》 内部中具有第一流路13之筒狀部i 7的頂部上以圍繞 閥孔13a方式形成圓環狀的閥座15。 閥座的頂面内緣部與閥孔13a邊緣部連接的部分上形 成有環狀凹部11a。環狀凹部lla沿著閥孔i3a的中心線 切斷本體部11，如第1圖所示，環狀凹部丨la係由與閥孔 13a的令心線平行的第一面（垂直面）11&3、以及與閥孔 2097-8887-PP;Ahddub 12 1323326 的中心線垂直的第二面（水平面）11 ab所形成。換言之，閥 座15的一部分上設置的環狀凹部11a係藉由從閥座15的 頂部與閥孔13a直線連接的一部分切開成直角形狀（例 如：直角三角形狀）而構成。 另一方面，機構部20上，具有驅動本體21、活塞22、 流量調節桿23、第一彈簧24、第二彈簧25、操作通道26 與排氣通道27等。驅動本體21係由PPS等所形成。驅動 本體21與本體部11之間塞入閥體12而固定。 第1圖中，流量控制閥i 0具有一般關閉式的單動式驅 動機構。然而，亦可適用於一般開啟式的複動式驅動機構。 在操作通道26上供給操作空氣時，顯示第一實施例的 第1圖的流量控制閥1 〇具有上升的活塞22，活塞22具有 襯墊，位於活塞22的外周與驅動本體21之間，除此之外， 活塞22的上部上具有第一彈簧24與第二彈簧託的兩種類 的彈簧。 • 第一彈簧24從操作通道26無法供給操作空氣時，使 活塞22移動至流量控制閥1〇的第i圖下側。 另—方面’第二彈簧25為了使流量調節桿23與活塞 22之間消除後座力，第二彈簧一端設置在流量調節桿a 上與另一端連接活塞22。此第二彈簧25比第一彈簧24 具有較低的彈簧荷重。 流量調節桿23 匕括與設置在機構部20上的螺釘部螺 合的具有細小的螺距$ ^ _ 之螺釘部，位於流量調節桿的外周 部。可藉由旋轉流晉1 重調即卜23的上部上具有的旋轉鈕28, 2097-8887-PF;Ahddub 13 藉此上下移動β 第2圖係顯示第1圖的關庙·R#丄θθ 圖。 _ _的閥座周圍放大之閥閉時的詳細 詳細圖。 帛1圖的閥座周圍放大之閥開時的 、間體12係由PTFE等樹脂所形成。閥體 部上的針部山、在基部上設置的凸緣形狀的密封部在二央 封部往徑向外側延伸的隔膜部他。此閱趙_ 闕體保持部1 8遠接Htp ^ 以遝接方式使侍其配合活塞22的動作上下移 ^7-4

闕體12所具有的針部12 A 為0錐形。如第2圖所示， 插入於閥…開口部分。接著，根據閥孔邊 b與針部12a的間隙距離來調整流量。再者，此針部 心之根部比閥孔邊緣冑咖的内徑更粗。藉此， 孔邊緣部13b與針部〗A咖 的間隙極度窄小，進而可調整微 小流量。 另一方面’密封部12b在針部12a的周圍上形成，如 第2圖所示，與闊座15相連接。此密封部12b與閥座15 連接時’從間體保持部18的後方支持。密封部⑽變成緊 夾在閥體保持部18與閥座15之間的狀態。閥體保持部18， 例如不繡鋼等，比閥體12 ’例如pps等數之所形成，硬度 較高，使得密封部12b可作為後方支持。再者，密封部12b 變得更薄》 以下說明關於具有上述構成的第一實施例的作用。 如上所述，機構部20具有藉由操作空氣使得活塞22 2097 - 8887-PF;Ahddub 14 ^26 上下移動之機能。藉由供給操作空氣到操作通道26’克服 .帛於推進活塞22的第一彈簧24與第二彈簧25的反力，活 纪 '第圖上側上升。此時，活塞22稍微受到重力的 影響，然而，經由操作通道26的操作空氣之壓力係十足地 大於重力因此，流量控制閥10的固定方向沒有被特別的 限制》 藉此，活塞22往第一圖上側上升時，驅動本體21上 鲁所’、備的阻棺部或流量調節桿23的下端與活塞Μ的上端 接觸，進而停止其動作。再者’第—彈簧24肖第二彈簧 25所具備的空間内的空氣可適當地從排氣通道π排出。 ' 活塞22上升的話，在活塞22上形成的闊體保持部18 也同時上升，如第卜3圖所示，變成閥開的狀態。換言之， 閥座15與密封部12b分離，第一流路13、第二流路"藉 由閥孔13a、閥室16連通’因此流體可通過第一流路η、 第二流路14。 • 此時調整通過的流體的流量時，使流量調節桿2 3具備 的旋轉鈕28迴轉，改變流量調節桿23的位置，進而可喟 整。流量調節桿23的外側上切割出的螺釘的螺距十分地細 小，藉由迴轉旋轉鈕28 ,更可以使流量變得更細。再者π 必要時，藉由變更流量調節桿2 3的外侧上切割出的螺釘的 螺距，不妨適用例如：特許文獻2所記載的作動螺釘之機 構。 藉由使旋轉紐28迴轉，可以改變插人流量調節桿Μ 的驅動本體21的量，進而可以改變活塞22 ώ上下尚度，藉 2097-8887-PF;7Vhddub 15 此，更可改變閥體12的上升位置。 再者’流量調節桿23與活塞22之間具有的第二彈簧 5的工作使得流量調節桿23與活塞22之間沒有後座力。 藉此’流量調節桿23與活塞22之間不需要直接接觸，且 不需要複雜的機構來移除後座力。 針對流量調節桿23的驅動本體21插入的量的改變， 可決疋閥體12的上端位置，藉由調整插入於針部的閥 孔13a的量來決定流量。 具體而言，如第2與第3圖所示，從閥孔邊緣部13b 的開口面積減去從針部1 2a前端的閥孔邊緣部13b所切下 構成的平面的針部12a面積，減去後的甜甜圈狀的面積來 決疋流過流量控制閥丨〇的液體的流量。 然而’若插入於針部1 2a的閥孔1 3a的量越多，亦即， 藉由流S調節桿23控制閥體12的開度，針部12a的上升 位置越往下，流量會隨著減少。 另—方面，如第1圖所示的操作通道26中不供給操作 空氣的話’藉由第一彈簧24的復原力，活塞22的位置會 往第1圖丁侧方向下降。再者，通過排氣通道27使必要的 空氣流入具備有第一彈簧24與第二彈簧25的空間中。 接下來’隨著活塞22的下降，閥體12也下降，密封 12b與閥座15抵接，進而遮斷從第一流路13通過第二 流路14的流體。 第2圖顯示此閥閉狀態的閥體12的樣子’閥閉狀態 時’密封部12b與閥座15抵接，複數針部12b抵壓閥座 2097-8887-PF;Ahddub 16 ozo 15且使其變形的形狀進而完全地阻斷流體。 此時，將針部12a與閥孔邊緣部13b之間設定為剛 幾乎沒有互相接觸之位置。若針冑…接觸於閥孔邊緣部 13b閥孔邊緣部！ 3b或針部i 2a產生務微的變形會 量變化以及特殊發生的原因等，所以最好不要接觸。 關於針部12a與閥孔邊緣部13b之間的距離係 請人所確認的第4圖所示的變形量而決定的。 第4圖係顯示當流量控制閥關閉時，閥座的變形與時 間的關係曲線圖。縱軸為_ 15的變形方向的變形量:公 釐關），橫轴係顯示時間（秒sec)。閥座15的變形方向= 變形量係當閥體12連續地抵接於閥座15時的數值。然而， 如第4圖所示，經過2〇_秒，即3〇〇分左右，變化程度 為〇. 〇17mm，且維持其狀態的樣子。 再者，此變形係蠕變變形，而不是塑性變形，因此， 當重置移除時，閥座丨5不會慢慢地回到原狀，由於第一實 施例的流量控制閥1G為正常關閉式，閥開狀態的時間較不 多。因此，此狀態可考慮被維持使用令。 然而，為了穩定30分左右的狀態，移除荷重後，使用 者在設備上組裝流量控制閥10的使用階段而言，閥座Η 係通常在變形狀態下使用。因此，在工廠内調整時，需考 量此變形來設定針部12a與閥孔邊緣部13b之間的距離係 必要的。 再者，此變形量係根據第一彈簧24的彈簧數量、閥體 12的材質與閥座15的材質所改變，更可藉由上述的大小 2097-8887-PF；Ahddub 17 1323326 與形狀來改變，因此，變形量需分別考慮上述等因素來決 定。 又，流量控制閥1 〇係正常關閉式的或複動式的。第4 圖不一定會試用，必要時應考慮其他適宜的變形量。 接下來，說明第一實施例的效果。 第5圖顯示使第2圖模組化，執行應力解析的示意圖。 又，為了比較，第13圖與第14圖、第2圖與第3圖 分別為不具有對應於的環狀凹部的流量控制閥的閥開時與 閱閉時的詳細圖，以及第15圖顯示將第13圖模組化，執 行應力解析的示意圖。 首先’對於第13圖與第14圖說明。如圖面所示，對 應於第一實施例的流量閥的部分使用相同的記號。 第13圖與第14圖所示的詳細圖中，第一實施例的流 罝控制閥1 〇基本上幾乎相同構成，然而，差異在於閥體 12具有的密封部12b的厚度、筒狀部17的頂部上具有的 間座15形狀、以及不具有環狀凹部lla等項目。其他部分 與第一實施例所述的流量控制閥1〇的構成類似，且，儘可 忐《又疋同樣條件下的解析，因此關於此點不再贅述。 第13圖模組化後所解析的結果顯示於第15圖，真對 應於第5圖。 換言之’第15圖與第5圖的差異為兩點，一是不論是 否有位於閥座15的環狀凹部ua，二是閥座a的斷面形 狀。 如第5圖與第15圖所示，閥體12抵接於閥座15之狀 2097-8887-PF；Ahddub 18 1323326 態下，若加壓於第一彈簧24的話，密封部12b與閥座15 的頂部互相施加應力。再者，加壓於第一彈簧24的力量係 以第5圖與第15圖的相同條件下來設定。 接下來，關於應力的分佈，為了容易區別，以四階段： 第一領域a、第二領域b、第三領域c、第四領域d來表示。 第一領域a係幾乎無重力狀態。第二領域b係有應力所影 響的區域，因此可能有微小量的變形之區域。第三領域c 係比第二區域b更強的應力影響之區域。第四領域d係最 強應力之區域。 再者，即使有最強應力作用於第四區域d上，為了不 要引起閥體12與閥座15的素材的塑性變形區域，本發明 預設閥體12與閥座15上的施加壓力。 如第5圖與第15圖之兩者所示，基本上越遠離於密封 2b與閥座15的接觸部分，對於應力的影響力會逐漸減 少〇 然而’與第13圖相較之下，第-實施例的第2圖所示 的閥座具有尖端的外周面，其相對於閥座的頂面形成一 較大角度，因而難有轡裉玷&伽 _ 百變形的影響。如第15圖，圓形上的應 力影響較少的部分係位於宓# ^ „ Μ於在封部12b與閥座15的接觸部 分，第四區域（J包圍圓丑, 固^形的周圍的方式形成環狀。在此， 特許文獻2與特許文獻 才又獻4有冋樣的應力狀態形成。 接下來’值得注意的一戟Β ^ _ 〜刃點疋’第15圖的第二領域b延 伸直達閥孔13a的内壁面。 換言之，具有第 ΐς 圖所不的實施形態的流量控制閥 2097-8887-PF；Ahddub 19 1323326 中，閥孔13a往内徑方向微小地變形的可能性。由於此變 形係蠕變變形，即使從閥座丨5到閥體丨2分離，其形狀仍 然維持不變。 另一方面，第一領域a延伸至如第5圖所示的第一實 施例的閥孔13a的内壁上，然而第二領域b沒有。藉此， 由於變形荨因素’閥孔13a不可能往内徑方向變化。 此結果不會被密封部12b與閥座1 5的接觸部從閥孔邊 緣部13分離所稍微影響。然而，關於設置環狀凹部ua在 閥座15上，係藉由切除閥座15的一部分，在固體（閥座 15)中傳撥的應力藉由環狀凹部Ua的存在轉變其傳達的 方向’並且’由於連結閥座15的頂面的内側緣與閥孔邊緣 部13b之間的棱線（外沿線）長度比直接連結閥座15的頂面 的内側緣與閥孔邊緣部13b的直線還要長，因此應力比較 難直達閥孔13a的内壁。 換言之，關於設置環狀凹部lla，相較於從閥座_ 閥孔邊緣部13b的直線連結部分，環狀凹部m係_ 15 的内側（即朝向筒狀部Π幻中切取的空間。特別是，環狀 凹部Ua係與閥孔13a的中心線平行的面（垂直面工⑽以 及與閥孔13a的中心線垂直的面（水平面_)所形成，其 構成係從閥孔13a與閥座15連成的直線部分以直角形狀來 切取而成的截面形狀。因此，當閥座15與密封部⑽的接 觸部上發生的應力以接觸部為起點會傳達到筒狀呷Η之 中，然而應力集t在環狀凹冑lla的直角部，亦i對應 於垂直面llaa與水平Sllab的結合部的部位上，進而抑 2097-8887-PF;Ahddub 20 1323326 制應力傳達至間孔13a内壁面。 可防止閥孔13a 可抑制微小流量 藉此’將環狀凹部11a設置於閥座15 的内徑方向的蠕變變形現象的變形，進而 區域的流量變化。 的針部12a與作為 可同時具有兩種功 10小型化，進而使 再者’閥體12具有作為流量控制部 流體阻斷部的密封部丨2b，驅動機構更 能’使構成緊密化，進而使流量控制閥 整個設備小型化。

再者’驅動機構同時具有流量控制部與流體阻斷部， 因此’構成單純，且使成本下降。 再者，關於閥座的形狀15’相較於如第13圖與第14 圖所示習知的流量控制閥10，第2圖與第3圖的第一實施 例的流量控㈣10，其設置具有相較於閱座15頂面角度 較大的尖端外周面，使閥體15本身不會輕易變形。再者， 由於外周側的角度較大，可防止閥座15往閥孔13a側變形 且傾倒。 此閥座15的外周側的角度變大的目的而言，雖然在内 周側的尖端角度同樣變大有些效果，但閥孔邊緣部13b與 閥座15的頂面之間的距離相對變長，因此使得流量控制閥 10尺寸變大與小型化的目的相反。因此，在第一實施例 中’不會將閥座15在内周側的尖端角度變大，而是將外周 側的角度變大》 結果’可抑制由閥座15的蠕變變形所導致的往轴方向 壓縮侧的變形量，且可抑制由於針部l2a與閥孔邊緣部1补 2097-8887-PF;Ahddub 21 1323326 的距離變化使閥座15往内側傾倒，可防止閥 方向的變形。 内偎 再者，閥體12所具備的密封部m而言，相較於 13圖與第14圖所示的習知的流量控制閥1()的密封部 的厚度’本發明之密封部12b變得較^考量使用閥體 的材質為PTFE等比較容易螺變變形材質，密封部⑽計 較薄，藉由從後方補強的閥體保持部18可防止變形： 流量安定性。 μ 再者’習知的流量控制閥中，為了固定流量調節桿Μ 的螺母被鎖緊時’流量調節桿23的外侧的螺釘的螺紋之空 隙會導致後座力產纟’使得位置產生位移。另一方面，在 本實施形態中，活塞22與流量調節桿23之間具有習知技 術所沒有的第二彈簧25。因此，藉由第二彈* 25，促使桿 23通常朝向—定方向（與活塞22相反方向），#此抑制流 量調節桿23的後座力對於流量的影響。 微夕机量的調整係藉由調整針部〗2a與閥孔邊緣部 13b的間隙來執行，然而此間隙非常窄小，因此，其他微 小的影響也會給予流量較大的影響。 ' 根據第一實施例的流量控制閥10，可抑制此種影響， 進而可確保流量安定性。 曰 再者，基於如第4圖所示的曲線圖的結果來設定針部 12a與閥孔邊緣部m的距離。因此，可使用在出薇前的 調整時預設的距離，進而可適當地調整流量。 第6圖顯示流量控制閥之閥閉時，關於閥座的變形量 2〇97-8887-PF；Ahddub 22 的部分放大圖β 閥座15如第4圖所示的變形容許量 閥座-與閥體12抵接時，針部心與閥孔邊產 流量調整間隙b變得接近。 、。卩13b的 = 廠出貨時閥體12與閥座15的相對位置 :有^整為適當的位置，閥座15傾向於如第4圖所示變 '°P 123與閥孔邊緣部13b的距離變成縮短。 針部12a與閥孔邊緣部m的距離之流量調整 ’、'、於控制微小流量，原本就設定為針部i2a幾乎 抵接或沒有接觸，亦即剛好的位置。由於此原目，根據閥 座15的變形量，針部12a與閥孔邊緣部⑽使用中可接 觸果使得流量混亂的問題產生，也引起顆粒產生的 題。 因此，在工廠出貨時，預測閥座15的變形容許量a， 且決定閥體12與閥座15的相對位置係重要的。 [第二實施例] 接下來，說明本發明第二實施例。 第二實施例的構成中，幾乎與第一實施例相同，因此 以下僅說明不同的部分。 與第一實施例不同的是環狀凹部Ua的形狀。如第7 圖與第8圖所示》 第7圖顯示第二實施例的流量控制閥之闕閉時閥座周 邊的刮面詳細圖。另，第8圖係顯示第二實施例的流量控 制閥之閥開時閥座周邊的剖面詳細圖。 2097-8887-PF;Ahddub 23 1323326 如第7圖與第8圖所示，環狀凹部lla的形狀並不是 如第一實施例所示將閥座15以直角切除的形狀（垂直面 llaa、水平面ilab)，環狀凹部lla而是以斜切方式，由 連接在銳角的角度不同的兩面（上側面llaa、下側面Uab) 所形成的形狀。 具體而言，假設閥座15的頂面的内側緣與閥孔邊緣部 13b連結的直線X以及通過閥座15的頂面的内侧緣且與閥 孔13a的中心線平行的線l所形成的角度0 假設從環狀 凹部11 a的閥座15的上緣（閥座1 5的頂面的内侧緣）沿著 凹部11 a的第一面上的上側面1丨aa延伸的線γ以及上述線 L所形成的角度假設從環狀凹部ua的閥孔邊緣部 側的下緣沿著凹部1 la的第二面下側面丨lab延伸的線Z與 上述線L所形成的角度Θ3’藉由符合0 002或ΘΚ03 所形成的面構成環狀凹部Ua。再者，此環狀凹部lla的 閥孔邊緣部13b側的下緣係對應於閥孔邊緣部13t)e 再者’第二實施例中’ 0^50度、5>2為3〇度、（93 為60度。 又，第7圖與第8圖係如第2圖與第3圖所示，描繪 針部12a與閥孔邊緣部13b如同有相接觸，然而，實際上， 如第6圖所示’兩者之間設有流量調整間隙&。 接下來’說明關於第二實施例的作用與效果。 第二實施例的環狀凹部11 a與第一實施例的環狀凹部 11a同樣設置閥座15,當閥體12與閥座15抵接時產生的 應力發生時，可抑制蠕變變形現象。 2097-8887-PF；Ahddub 24 於此’如第5圖所示的應力解析的結果所示，閥座j 5 作為起點，藉由設置環狀凹部Ua，產生的應力比較難傳 達到閥孔13a的内壁面。亦即，藉由設置環狀凹部丨la， 可使應力的傳播方向轉向，從閥座丨5到閥孔邊緣部i扑的 稜線（外沿線）的距離比連接直線的距離較長，因此傳播的 距離增加，使得應力的影響比較難傳達到閥孔13a的内壁 面0 此效果而言’ 的值越小效果越高❶雖然的值為 負值也同樣有效，然而加工變得困難，且容易造成液體滞 留等原因’所以6>2的值最好是接近零。 相較於第一實施例的環狀凹部丨1 a的0 2等於零，亦 即’環狀凹部11a的上側面係設定與閥孔13a的申心線平 行’第一實施例的環狀凹部11 a係設定為0 2稍微大些（上 側面相對於閥孔13a的中心線與平行線l稍微傾斜，將0 2 λ疋稍微大於零）。因此，閥孔13a的内壁面的螺變變形現 象的抑制效果沒有比第一實施例高。 然而’流過流量控制閥1 〇的流量或者第一彈黃2 4所 設定的壓力沒有比第一實施例的環狀凹部lla所採用的更 強的％合下’提供角度Θ2的第二實施例會有與第一實施 例同樣的抑制間孔13a往内徑方向的變形之效果。 接下來’壤狀凹部11a沒有設定為銳角的部分且有液 體滯留或亂流困難產生之效果。 因此’第一實施例的環狀凹部11a的形狀或第二實槐 例的環狀凹部11a的形狀可根據流過流量控制閥1〇的流體 2097-8887-PF;Ahddub 25 逮度、設定第一彈簧24的彈簧數量等適當地變更。 [第三實施例] 接下來’說明本發明第三實施例。 第三實施例的構成中，幾乎與第一實施例相同，因此 以下僅說明不同的部分。如第9圖與第1〇圖所示。

第9圖係顯示第三實施例的流量控制閥之閥閉時閥座 周邊的剖面詳細圖。又，第丨〇圖係顯示第三實施例的流量 控制閥之閥開時閥座周邊的剖面詳細圖。 與第一實施例不同之處為閥體12上具有的針部12a的 形狀。第三實施例的針部12a變成圓筒狀形狀，在前端具 有尖端，可調整流量。 換言之’針部l2a係由圓筒狀部12aa與尖端部分以讣 所構成。再者’圓筒狀部12aa比閥孔13a還要細。 接下來，說明關於第三實施例的作用與效果。

第三實施例的作用與效果基本上與第一實施例的作用 與效果相同，而以下僅說明不同之處。 與尖端部分 夏調整。再 閥體12除 第三實施例的針部12a由圓筒狀部12aa 12ab所構成，因此，尖端部分12朴可執行流 者，圓筒狀部12aa比閥孔13a還要細，因此， 了密封部12b之外不會與閥座15相接觸。 第-實施例的方法中，也是基本上除了閥幻5 部12b以外的部分不會接觸，然而， /、 m rr, A 1 3在預測以外 變：，針㈣與閱孔邊緣部⑽會接觸 卜 孔邊緣部W的接觸會伴隨著顆粒的產生之外，調= 2097-8887-PF；Ahddub 26 置進而也會有不希望的變化。 根據不同場合，如第 比間 第9圖與第10圖所示，針部12a由 成孔13a的内徑^ __ , 仫還要細的圓筒狀部1 2 a a與尖端部分i 2 a b 所構成’因此與笛一眘 生之問題。、第貫施例有相同的效果’可防止顆粒產 [第四實施例] 接下來，說明本發明第四實施例。 、 f施例的構成中’幾乎與第-實施例相同，因此 、下僅說明不同的部分。如第Η圖所示。 第11圖係顯示第四實施例的流量控制閥之閥閉時閥 座周邊的剖面詳細圖。 與第一實施例不同之處為閥體12上具備密封突起部 其與閥座15緊貼於閥座15側的平面處。 亦即閥體1 2侧與閥座15側突出的部分與第一實施 例構成相反。 再者，第11圖中，如第2圖與第3圖所示，描繪針部 12a與間孔邊緣部1 3b如同有相接觸，然而，實際上，如 第6圖所不，兩者之間設有流量調整間隙b。 接下來’說明關於第四實施例的作用與效果。 第四實施例的作用與效果基本上與第一實施例的作用 與效果相同，而以下僅說明不同之處。 流量控制閥1 〇的閥閉時，第四實施例的密封突起部 12d與閥座15抵接進而密封。此時，密封突起部12d為突 起狀’變形較為容易，因此可抑制閥座15側的蠕變變形現 2097-8887-PF;Ahddub 27 152002b 象另外’與第一實施例相同，密封突起部12d的變位量 必需預先測量’進而設定針部12a與閥孔邊緣部13b的距 離0 • [第五實施例] 接下來’說明本發明第五實施例。 第五實施例的構成中，幾乎與第一實施例相同，因此 以下僅說明不同的部分。如第12圖所示。 第1 2圖係顯示第五實施例的流量控制閥之閥閉時閥 座周邊的剖面詳細圖。 與第一實施例不同之處為閥孔邊緣部1 3b的部分設為 •尖端，此尖端與針部12a的尖端面幾乎形成相同的尖角。 第五實施例的作用與效果基本上與第一實施例的作用 與效果相同，然而，此閥孔邊緣部13b上設置與針部12a 同樣傾斜角的尖端，如第一實施例所示的效果之外，萬一， 即使針部12a與閥孔邊緣部13b接觸時，可防止對方互相 ^ 變形的效果。 再者，關於本發明的實施形態的說明，本發明不限定 於上述實施形態，可能會有不同的應用。 舉例而言，如同前面所述，流量控制閥10的材質舉例 j PTFE或PFA等，然而，在不脫離本發明的範圍内，不限 定於上述樹脂，其他對於化學液體的耐用性強的樹脂當可 適用。 再者，從第-實施例到第五實施例，說明—般關閉式 的空氣操作式的流量控制閥H其他手動閥、電磁間、 2097-8887-PF;Ahddub 28 •馬達驅動式的間皆可適用於本發明，且不妨有適宜的變更。 再者，第二實施例中，從閥座15的頂部到閥孔邊緣部 係以兩條線以分別的外沿線所構成，而兩條線的接續 卜习的角度以R處理等，即使環狀凹部Ua形成圓弧狀， 仍有同樣的效果。再者，三條以上的線以分別的外沿線構 成亦可，即，最好是θ2的值比01的值小，值比t 的值大。 _ 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限^本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護 鈿圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖係顯示本發明之第一實施例的流量控制閥打開 狀態之剖面圖。 • 第2圖係顯示本發明之第一實施例的流量控制閥之閥 閉時閥座周邊的剖面詳細圖。 第3圖係顯示本發明之第一實施例的流量控制閥之閥 開時閥座周邊的剖面詳細圖。 第4圖係顯示本發明之第一實施例的流量控制閥之閥 閉時閥座的變形與時間關係的曲線圖。 • 第5圖係顯示本發明之第一實施例的流量控制閥之閥 料，執行閥座與閥體的應力解析、其應力分佈狀態圖。 第6圖係顯示本發明之第—實施例的流量控制閥之閥 2097-8887-PF；Ahddub 29 閉時，關；^ _ 、閱座的變形量的部分放大圖。 圖係顯示本發明之第二實施例的流量控制閥之閥 閉時閥座周邊 q透的剖面詳細圖。 第8圖係顯示本發明之第二實施例的流量控制閥之閥 開時閥座周邊的剖面詳細圖。 第9圖係顯示本發明之第三實施例的流量控制閥之閥 閉時閥座周造Μ ^进的剖面詳細圖。 第1 〇圖係顯示本發明之第三實施例的流量控制閥之 閥開時閥座3 a k 叫座周邊的剖面詳細圖。 ί 1 圖係顯示本發明之第四實施例的流量控制閥之 閱閉時閥座周邊的剖面詳細圖。 第12圖係顯示本發明之第五實施例的流量控制閥之 閥閉時閥座周邊的剖面詳細圖。 第13圖係顯示習知技術之例子的流量控制閥之閥閉 時閥座周邊的剖面詳細圖。 楚 1 λ 圖係顯示習知技術之例子的流量控制閥之閥開 時閥座周邊的剖面詳細圖。 第15圖係顯示習知技術之例子的流量控制閥之閥閉 執行閥座與間體的應力解方斤、其應力分佈狀態圖。 【主要元件符號說明】 10〜流量控制閥； 1卜閥本體； 11a〜環狀凹部； llaa〜第一面（垂直面）； llab〜第二面（水平面）；12〜閥體； 30 2097*-8887-PF;Ahddub 1323326 12a〜針部； 12b〜密封部； 12〇~隔膜部； 13~第一流路； 13 a ~閥孔； 13卜邊緣部； 14~第二流路； 15〜閥座； 16~閥室； 17〜筒狀部； 20~機構部； 21〜驅動本體； 22~活塞； 2 3 ~流量調節桿 24~第一彈簧； 25~第二彈簧； 26〜操作通道； 27~排氣通道； 2 8〜旋轉鈕。 2097-8887-PF;Ahddub 31

Claims (1)

13^3326 . 第9612〇720號中文申請專利範圍修正本 $ 十、申請專利範圍： 1. 一種流量控制閥（1 〇) 修正日期：98.12.23 丨辨丨正^| 用於控制流量，包括 閥本體（11 )，樹脂所製成，其包括：設置於上述閥本 體之第一流路（13)、連通上述第一流路（13)的閥孔（13a)、 設置在上述閥孔（13a)周圍的閥座（15)、設置在上述閥座 (15)周圍的閥室（16)以及連接上述閥室（16)的第二流路 (14)； 閥體（12)，與上述閥座（15)移動方式連接；以及 流量調節桿（23)，調節流入上述閥室（16)的流量， 其特徵在於： 藉由調節流量調節桿（23)使上述閥體（12)的開度變 化，以調節上述流量； 當上述閥體（12)與上述閥座（15)連接時，閥座（15)設 置在上述閥孔（1 3a)的周圍，流量控制閥（丨〇 )更包括用於防 止上述閥孔（13a)徑向變形的環狀凹部（Ua) ’其位於前述 閥座的内周部上； 其中’上述環狀凹部係由與上述閥孔（丨3a)的中心線平 行的一第一平面以及與上述閥孔（13a)的中心線垂直的— 第二平面所形成； 上述閥座（1 5 )的外周側的尖端角度比内周側的更大。 2 · —種流量控制閥（1 〇 )，用於控制流量，包括： 閥本體（11)，樹脂所製成，其包括：設置於上述閥本 體之第一流路（13)、連通上述第一流路（13)的閥孔（13a)、 。又置在上述閥孔（13a)周圍的閥座（15)、設置在上述閥座 1323326 (15)周圍的閥室（16)以及連接上述閥室（16)的第二流路 (14)； 閥體（12)，與上述閥座（15)移動方式連接；以及 流量調節桿（23)，調節流入上述閥室（16)的流量， 其特徵在於： 藉由調節流量調節桿（23)使上述閥體（1 2)的開度變 化，以調節上述流量； §上述閥體（12)與上述閥座（15)連接時，閥座（15)設 置在上述閥孔（1 3a)的周圍，流量控制閥（丨〇 )更包括用於防 止上述閥孔（13a)徑向變形的環狀凹部（丨la)，其位於前述 閥座的内周部上； 其中’當在通過上述閥孔（13a)的中心線的截面上切斷 上述閥座（1 5 )時， 從上述閥座（15)與上述閥體（12)的接觸面的邊緣部連 接到上述閥孔（13a)的邊緣部（13b)的第一直線（X)以及與 通過上述接觸面的邊緣部的上述閥孔（丨3a)的中心線平行 之第二直線（L)形成的角度為0 ,; 沿著從上述接觸面侧的上述環狀凹部（丨丨a )的邊緣延 伸的第一平面的第三直線（Y)以及與通過上述接觸面的邊 緣部的上述閥孔（13a)的中心線平行之第二直線（L)形成的 角度為0 2 ; 沿著從上述閥孔（13a)的邊緣部（13b)側的上述環狀凹 部（11 a)的邊緣延伸的第二平面之第四直線（z)以及與上述 閥孔（13a)的中心線平行之第二直線（L)形成的角度為0 3 ; 2097-8887-PF1；Ahddub 33 其中，θ2的值比的值較小，03的值比Θ1的值較 大。 3·如申請專利範圍第1項所述的流量控制閥（1〇)，其 中，上述閥體（12)上設有圓錐狀突起部（12a)與位於前述圓 錐狀突起部（12a)的外周上的環狀密封部（12b); 藉由操作上述流量調節桿（2 3 )’決定上述閥體（丨2)的 上下位置，藉由變更上述闊體（12)的上限位置，進而調整 φ 上述圓錐狀突起部（12a)與上述閥孔（13a)的閥打開時的間 隙（b)，可調整流量； 藉由上述環狀密封部（12b)與前述閥座（15)接觸，進而 . 阻斷流體。 4. 如申請專利範圍第3項所述的流量控制閥（1 〇 )，其 中，上述閥座（15)與上述環狀密封部（12b)接觸時的上述圓 錐狀突起部（12a)與上述閥孔（13a)的邊緣部（13b)之距離 係藉由預設上述閥體（丨2)接觸於閥座（丨5)所引起的潛變變 # 形的量來決定，當閥座（15)的潛變變形後，上述圓錐狀突 起部（12a)不會與上述閥孔（13a)的邊緣部（13b)接觸。 5. 如申請專利範圍第1項所述的流量控制閥（丨〇 )，其 中’更具有彈性體’設於上述流量調節桿（2 3)與上述閥體 (12 )之間’藉由上述彈性體的復原力使得上述流量調節桿 (23)與上述閥體（12)互相從相反方向偏壓，藉此吸收上述 上述流量調節桿（23)的後座力。 6 _如申請專利範圍第2項所述的流量控制閥（丨〇 )，其 中’上述閥體（12)上設有圓錐狀突起部（i2a)與位於上述圓 2C9*7-568*7-pFl; Ahddub 錐狀大起部（12a)的外周上的環狀密封部（12b); 藉由操作上述流量調節桿（23)決定上述閥體（12)的上 下位置，藉由變更上述閥體（12)的上限位置，進而調整上 述圓錐狀突起部（12a)與上述閥孔（13a)的閥打開時的間隙 (b) ’可調整流量； 藉由上述環狀密封部（i 2b)與前述閥座（15)接觸，進而 阻斷流體。 7.如申請專利範圍第6項所述的流量控制閥（丨〇)，其 中，上述閥座（15)與上述環狀密封部（12b)接觸時的上述圓 錐狀突起部（12a)與上述閥孔（13a)的邊緣部（13b)之距離 係藉由預^又上述閥體（12)接觸於閥座（I。）所引起的潛變變 开/的量來決疋，當閥座（15 )的潛變變形後，上述圓錐狀突 起部（12a)不會與上述閥孔（i3a)的邊緣部（i3b)接觸。 如申請專利範圍第2項所述的流量控制閥（1〇)，其 中，上述閥座（15)的外周側的尖端角度比内周側的更大。 9·如申請專利範圍第6項所述的流量控制閥（1〇)，其 中，上述閥座（1 5)的外周側的尖端角度比内周側的更大。 1 0 ·如申請專利範圍第7項所述的流量控制閥（丨〇 )，其 中，上述閥座（1 5 )的外周側的尖端角度比内周側的更大。 11.如申請專利範圍第2項所述的流量控制閥（1〇)，其 中更具有彈性體，设於上述流量調節桿（23)與上述閥體 (1 2)之間，藉由上述彈性體的復原力使得上述流量調節桿 (23)與上述閥體（12)互相從相反方向偏壓，藉此吸收上述 上述流量調節桿（2 3)的後座力。 2097-8887-PF1;Ahddub 35