TWI550220B - 流體控制閥 - Google Patents

流體控制閥 Download PDF

Info

Publication number
TWI550220B
TWI550220B TW103102582A TW103102582A TWI550220B TW I550220 B TWI550220 B TW I550220B TW 103102582 A TW103102582 A TW 103102582A TW 103102582 A TW103102582 A TW 103102582A TW I550220 B TWI550220 B TW I550220B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
valve
gas
flow
flow control
control element
Prior art date
Application number
TW103102582A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201502403A (zh
Inventor
保羅 盧卡斯
戈登 席爾
傑羅斯洛 皮薩拉
Original Assignee
Ｍｋｓ公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｍｋｓ公司 filed Critical Ｍｋｓ公司
Publication of TW201502403A publication Critical patent/TW201502403A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI550220B publication Critical patent/TWI550220B/zh

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K49/00—Means in or on valves for heating or cooling
    • F16K49/005—Circulation means for a separate heat transfer fluid
    • F16K49/007—Circulation means for a separate heat transfer fluid located within the obturating element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K49/00—Means in or on valves for heating or cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
    • F16K1/22—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
    • F16K1/226—Shaping or arrangements of the sealing
    • F16K1/2261—Shaping or arrangements of the sealing the sealing being arranged on the valve member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/04—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members
    • F16K3/10—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with pivoted closure members with special arrangements for separating the sealing faces or for pressing them together
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/0318—Processes
    • Y10T137/0402—Cleaning, repairing, or assembling
    • Y10T137/0419—Fluid cleaning or flushing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/6416—With heating or cooling of the system

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Lift Valve (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)
  • Sliding Valves (AREA)
  • Valve Housings (AREA)

Description

流體控制閥 相關申請案
本申請案依照USC第35條第119項主張在美國於2013年1月29日之第13/753,019申請案的權益，其全部教示之內容併入本文作為參考資料。
領域
本發明大致上有關用以調節通過一導管的流體流量之控制閥，更特別有關被建構以允許於使用同時在原位清潔閥的閥，致使讓任一在閥流量控制元件以及閥本體之間及其最近的圍繞物之間隙可以(a)避免冷凝物以及(b)被維持在一高的溫度，避免沿著閥流量控制元件的濕表面之冷凝。
在使用時，術語「氣體」應皆指「氣體」以及「蒸氣」，即使這些術語係被視為不同。
控制閥用作調節一氣體通過一導管的流率之構件係在此技術領域中已被熟知。控制閥的一種型態為「擋葉」閥(有時亦 指「節流」或「蝴蝶」閥)，其中一「擋葉」或板狀閥流量控制元件係被設置在一流體通道內，且居中地或近於居中地安裝於一可轉動的軸，此軸側向地穿經通過該通道的內部。擋葉的平面的指向通常藉由在一順時鐘及/或逆時鐘方向轉動軸而可調整。當擋葉的平面係被指向在一0度位置以阻擋氣體流量時，擋葉係精確地設定尺寸致使能關閉以及或多少密封通道以擋止或至少實質上地降低流體流量至一最小流量。或者，轉動軸及擋葉在大約0度及90度之間，使得擋葉的平面從一完全關閉位置移動至一完全開啟位置，導致藉由控制擋葉的位置在某個最小值或0流量至一最大流量之間而可控制氣體通過通道的流率。此種擋葉閥的簡明或簡易的操作使得他們特別適合調節一控制系統(需要輸送精確量的氣體)中的氣體流量。
另一種用於調節氣體流量的閥型態係鐘擺或閘閥。一鐘擺或閘閥組裝件通常包含一外殼，其包含一鐘擺或閘閥流量控制元件，一內部空間以及一對讓氣體可進入及離開內部空間的開孔。
如其名所指，閥流量控制元件(常指為一「閘」)係在完全開啟及完全關閉位置之間可移動。閥流量控制元件(常為一圓盤形式)係藉由一樞轉臂連接至一可轉動的軸。在一完全開啟位置，鐘擺閥的圓盤通常定位在流量通路(由開孔所界定)的外側俾使流體可進入及離開外殼的內部空間。在一完全關閉位置，圓盤係被移動至密封接觸一環繞其中一開孔的閥座俾使流體不能穿經通過閥。
閘的移動常需要在完全開啟位置以及一中間位置之間的轉動的(例如樞轉或側向)移動，以及從中間位置至完全關閉位置(閘圓盤係密封接觸於閥座)的至少某種縱向(諸如平移、線性或軸向)移動。為獲得此種轉動的及平移的移動之結合，鐘擺閥通常使用 某種型態的軸向轉動平移機構(rotation-axial translational mechanism)，以讓閥本體移動通過自身運作的整個範圍時，將閥本體移動至所欲的方向。
節流及鐘擺閥的閥型態皆可被用於控制輸送至製程 控制系統(processed-controlled system)的氣體流率，諸如一化學氣相沉積(chemical vapor deposition)系統(CVD system)。被使用在藉由製程控制系統執行製程的氣體係多且不同的。使用於此種製程的多個重要的工業化學製品係在或大約於正常室溫以及壓力中存在於液相，但於標準大氣壓力下處於升高的溫度時會轉變成為汽相。對許多工業應用來說，在汽相中處理這些化學製品是較佳的，同時其能將過多的、非必要的熱能輸出最小化。然而，要達到此種平衡，用以調節這些汽相化學製品流量之節流以及鐘擺閥中會有幾個特別問題。除非閥的全部濕表面皆維持在被調節的化學製品的液汽相轉變溫度的溫度之上，否則會有在閥內部的空間之冷凝的危害而導致閥可能的腐蝕、流體流的汙染物以及液體池化(pooling of liquid)進而對閥操作有不利的影響。如圖1以及圖2所示，環繞一擋葉閥的閥流量控制元件之氣體流量，不只會在閥流量控制元件上冷凝(以元件符號18顯示)，亦會在閥本體的內部通道壁上冷凝(以元件符號20顯示)。
結果，當閥需要維護及/或替換時，閥流量控制元件的 表面以及閥本體會被冷凝物汙染，妨礙閥的操作，且縮短其使用期限。閥經常被環繞閥的本體(外部地)加熱。閥被設計俾使閥軸可被直接加熱，此證明將閥保持溫熱亦是可行的。同樣地，為了擦拭閥本體以清潔汙染物而轉動閥係被熟知的。
擋葉閥的例子中，在閥中安裝一加熱器用以將擋葉加熱至高於需要保持製程氣體於自身的汽相中流通過閥之溫度並不總是能解決問題。這種方式係昂貴的，其需要能源且由於藉由氣體流量的擋葉冷卻，有時無法完全保護擋葉。也有由於氣體流量的流體動力(大的壓降以及潛在冷卻)讓污染物發生於擋葉前緣下游之例子。一過度轉動的方法不一定能讓所有的臨界擋葉表面免於汙染。
在這兩種閥型態的例子中，設計閥俾使閥的關閉流導在一最小值致使能最小化通過閥的滲漏(leakage)係重要的。如下所示，當閥本體在完全關閉位置時，在閥流量控制元件以及閥本體之間的一控制間隙導致一相當高的流導。降低關閉流導的共同方法係：藉由一些機械方法(包含使用軟的密封件材料)產生一個小的間隙(或延長間隙的長度)以關閉間隙。然而，不論用甚麼手段產生的小間隙常導致更昂貴的元件或機構(小的間隙容易被汙染)。若控制間隙被某種類型的一密封件充填，接著磨耗(需要定期替換)，常會導致微粒生成以及不良運作(由於摩擦以及遲滯性)。不須使用機械部件而能控制以及降低一控制閥的關閉流導係所欲的。再者，降低一閥流量控制元件的汙染藉此在閥需要維修前延長閥的使用期限係所欲的。
申請人的美國專利第5,485,542號；第5,564,679號；第6,089,537號；第6,439,255號；第6,776,394號，該等文獻的內容併入本文作為參考資料；以及美國專利第5,462,080號；第5,827,370號；第6,090,206號；及早期公開美國專利第2002/01850167號。
有關本發明所揭示的一種型態，一閥組裝件包含一閥 本體，其包含一可讓一第一氣體傳送通過閥組裝件的通道。一閥流量控制元件係相對於閥本體在一開啟位置以及一關閉位置之間可移動，其中在開啟位置係以一最大流量流通過該通道，其中在關閉位置係以一最小流量流通過該通道。閥流量控制元件係成形俾使提供一可讓第一氣體流通過在閥本體以及閥流量控制元件之間的控制間隙。控制間隙的尺寸依據閥流量控制元件相對於閥本體的位置而變化。一氣體注射器配置，當閥組裝件被使用於控制第一氣體流通過通道的流量時，氣體注射器配置係用於選擇地注射一第二氣體進入控制間隙。
有關本發明所揭示的第二種型態，一種在原位清潔一 閥組裝件的方法，閥組裝件包含一閥本體以及一用於控制一第一氣體流通過閥組裝件的流量之閥流量控制元件，包含：當閥組裝件被用於控制第一氣體流通過通道的流量時，選擇地注射一第二氣體進入一可讓第一氣體流通過在閥本體以及閥流量控制元件之間的控制間隙。
18‧‧‧冷凝物
20‧‧‧冷凝物
30‧‧‧擋葉閥
32‧‧‧擋葉
34‧‧‧通道
36‧‧‧側壁
38‧‧‧外殼
40‧‧‧軸
42‧‧‧緊固件配置
44‧‧‧導管
46‧‧‧內部
48‧‧‧入口
56‧‧‧間隙
58‧‧‧分歧管
60‧‧‧板
62‧‧‧板
64‧‧‧板/邊緣
66‧‧‧邊緣
70‧‧‧洞
72‧‧‧開孔
74‧‧‧安裝洞
80‧‧‧孔
82‧‧‧孔
90‧‧‧擋葉
92‧‧‧板
94‧‧‧板
96‧‧‧分隔件環
98‧‧‧間隙
100‧‧‧間隙
102‧‧‧開孔
110‧‧‧擋葉
112‧‧‧板
114‧‧‧板
116‧‧‧環狀溝
118‧‧‧邊緣
120‧‧‧洞/組裝件
122‧‧‧外殼
124‧‧‧內部空間
126‧‧‧開孔
128‧‧‧開孔
130‧‧‧座
132‧‧‧圓盤
134‧‧‧軸
136‧‧‧樞轉臂
138‧‧‧縱向軸線
140‧‧‧轉動平移機構
142‧‧‧間隙
144‧‧‧槽
146‧‧‧通道
148‧‧‧開孔
150‧‧‧製程室
152‧‧‧真空泵
圖1以及圖2係一節流閥的簡化側視圖，其係部分截圖以例示藉由本發明描述的實施例所解決之問題；圖3是併入本發明之擋葉閥的實施例之俯視圖，其中閥係在完全關閉位置；圖4是圖3擋葉閥的實施例之俯視圖，其中閥係在完全開啟位置；圖5是圖3擋葉閥的實施例之俯視圖，其中擋葉係部分截除；圖6至圖8是圖3擋葉的實施例之元件立體圖；圖9例示一圖3實施例之擋葉定位在閥本體的側視圖(部分截圖)；圖10至圖13例示不同實施例的擋葉結構及一熱氣流量的控制結構之側視圖(部分截圖)；圖14是一將鐘擺閥併入本發明之實施例的立體圖，其閥流量控制元件在完全開啟以及完全關閉位置之間的一位置；圖15是例示於圖14之鐘擺閥的橫剖面側視圖；圖16是例示於圖14之鐘擺閥的部分橫剖面側視圖；圖17係利用本發明中的一種型態的流體控制閥之簡化的CVD系統側視圖。
於圖3及圖4中，例示的擋葉閥以元件符號30表示，圖3及圖4係各自顯示關閉以及開啟位置。擋葉32係被設置於一流體通道34中，流體通道34係被一閥外殼38的一側壁36所界定。藉由一適當的緊固件配置42而將擋葉安裝至一可轉動的軸40。擋葉32、包含側壁36的外殼38、可轉動的軸40以及緊固件配置42包含一或更多材料，其較佳為(雖然為非必要地)(a)具有一相當高度的熱傳導度，以及(b)一抗腐蝕金屬或如不銹鋼的金屬合金之形式。閥外殼38更包含至少一提供一入口48的氣體導管44。擋葉係被內部地構成，俾使一熱氣可於入口48被導入以流向通過一氣體導管至擋葉32的內部。如所示，導管44可延伸通過閥外殼38以直達至擋葉的內部46。可提供其他配置，如在軸40的端部提供入口，以導管耦合通過軸40直達至擋葉32的內部。
顯示於圖5至圖8的例示實施例中，擋葉32的內部46提供一適合的結構，用以將於入口48被導入的熱氣引導至孔，孔係被提供在或接近於擋葉的外周邊。如圖6以及圖7最佳地顯示，例示的擋葉32可被形成為包含兩個相當平坦的圓板60、62，其可組合以形成一中空的內部。每個板各自地以一外周邊緣64、66被構成，各邊緣提供徑向導向的洞70，當兩個板被組合以形成徑向導向的開孔72時，這些洞70會彼此對齊，如圖4以及圖5的最佳例示。這些板和洞可被構成俾使當板被組裝時，開孔72的位置相對於擋葉的寬度而居中(centered)(被定位而位於一中心平面，其穿經板之間、平行於板，且平均地從板分隔，這些板形成擋葉的正面以及背面)。或者，一些或全部的洞70可被定位在中心平面的一或另一側上，其 係依組裝閥的所欲的氣體流動動力表現而定。擋葉板亦可包含安裝洞74(圖4以及圖5的每個板62、64上可看見三個安裝洞74)。
可提供另一個結構以進一步將擋葉內部46中的熱氣 流量引導至開孔72。此種結構可為一分歧管(如圖5以及圖8中以元件符號58顯示之處)，其形成(例如一圓環面(toroid))以環繞擋葉32的內部46的內周圍。分歧管設計為組合在板62、64之間。分歧管58在板被組裝之前，可以其中一板形成，當板被組裝時作為一定位以及支持在板之間的獨立部件，分歧管亦可被固定至額外的支持結構(如一板，或例如圖8中以元件符號58顯示處)，以及固定於兩個板62、64之間。分歧管包含一或更多通道或氣體分配流量槽，用以提供至內部46至擋葉開孔72之間的流體連接。流量槽係配置致使能提供實質上平均通過開孔72的流量。在例示的實施例中，圓環面形狀的分歧管58包含至少一流體連通於內部46的入口孔(如圖8以元件符號80顯示之處)，用以接收從內部46被引導直達至分歧管的流量槽之熱氣。分歧管亦包含數個對齊於擋葉中的開孔72之孔82(當擋葉被組裝時)。以此種方式，在48處被導入的氣體穿經進入擋葉的內部46。氣體從內部流進入至入口孔80通過分歧管的氣體分配流量槽、通過分歧管的孔82，及流出擋葉的開孔72。
所顯示之實施例中，一個小的控制間隙56(如圖9及 圖10所示)係被設於擋葉32的周邊以及側壁36之間俾使縱然當閥被完全關閉時，熱氣流出開孔72而進入控制間隙56(在擋葉的外周邊以及內側壁36之間)。控制間隙56的尺寸係依據擋葉32相對於側壁36之間的位置而變化。如圖9所示，代替一密封件，當閥組裝件被用於控制第一氣體流通過閥的流量時，開孔72提供一氣體注射 器配置，用以選擇地在特定的環繞擋葉的外部分之區域注射一第二氣體進入控制間隙56。開孔72應徑向地彼此接近以確保熱氣係實質上地均勻地環繞擋葉的整個外周邊而被提供。如下所示，第二氣體流量有益於降低關閉的閥的流導。
通常在一操作中，於不同的製程控制系統(諸如一 CVD系統)實行製程的期間，閥係被用於控制氣體的流率。被使用在藉由製程控制系統執行製程的氣體係多且不同的。使用於此種製程的多個重要的工業化學製品係在或大約於正常室溫以及壓力中存在於液相，但於標準大氣壓力下處於升高的溫度至約250度C時會轉變成為汽相。對許多工業應用來說，在汽相中處理這些化學製品是較佳的，同時其能將過多的、非必要的熱能輸出最小化。然而，要達到此種平衡，用以調節這些汽相化學製品流量之節流以及鐘擺閥中會有幾個特別問題。除非閥的全部濕表面皆維持在被調節的化學製品的液汽相轉變溫度的溫度之上，否則會有在閥內部的空間之冷凝的危害而導致閥可能的腐蝕、流體流的汙染物以及液體池化進而對閥操作有不利的影響。有關於此，從擋葉注射的第二氣體必須在一溫度(此溫度高於控制氣體(controlled gas)流通過閥而會冷凝之溫度)俾使控制氣體維持在汽相。通常，這需要第二氣體的溫度被加熱至一高於控制氣體之溫度的溫度以確保控制氣體維持在汽相。此外，第二氣體必須為惰性(inert)俾使第二氣體不會與控制氣體反應，且不會干擾在控制製程中使用的控制氣體。
例示的熱擋葉閥之結構以及一般操作可藉由參考圖3、 圖4、圖5以及圖9至圖13而了解。擋葉32在圖3中係顯示為完全「關閉」位置，以及在圖4中係顯示為完全「開啟」位置。藉由 軸40在這兩個位置之間約90度的轉動，擋葉32在這兩個位置之間被轉動。在開啟位置，擋葉32的中心平面大致上平行於通道34的縱向軸線。轉動擋葉32至如圖3所示的關閉位置，導致洞72係鄰近於側壁36的表面，於洞72及側壁36之間係控制間隙56。這讓熱的惰氣被對著側壁36注射以保持此區域沒有任何冷凝物。通常，當控制通過閥的氣體之流量時，熱氣會被提供，且因此可作為一遮蔽氣體(shield gas)。控制氣體可為一例如在一控制製程期間流通過閥的製程氣體(process gas)，也可為在不同的沉積製程期間之一沖洗氣體(purge gas)。或者，在這兩個製程運行的期間可提供熱氣。
圖3至圖8清楚顯示，藉由熱氣穿經通過擋葉的內部 36、分歧管及從開孔72而出所製造的熱能係藉由透過擋葉32以及側壁36的傳導而有效地傳遞。
開孔72可被形成以在任何方向注射熱氣流量。如圖 10所示，控制氣體通過形成於擋葉32以及側壁36之間的間隙56而環繞擋葉32流動。在此實施例，開孔72被形成致使能在一更下游的方向注射熱氣致使其被引導至最可能堆積冷凝物的側壁36。或者，開孔72被形成致使能在一更上游的方向或垂直於側壁36注射熱氣。
可對擋葉做不同的修改且仍能達到所欲的結果。例如， 如圖12所示，擋葉可被構成為三個主要部件，其係有不同外部尺寸的擋葉的數個板。如所示，圖12的擋葉設計包含擋葉90的一個上游板92以及下游板94。上游板92可具有一大於下游板94的外部直徑。兩個板92、94被一分隔件環96隔開，分隔件環96設有數個徑向蝕槽(radially-etched channel)致使能形成被氣體注射通過的數 個開孔102。由於此種結構，形成於上游板92以及側壁36之間的控制間隙98係小於形成於下游板94以及側壁36之間的控制間隙100。這種結構助於降低遮蔽氣體從閥的上游轉移至製程系統的可能性。
另一個例子中，擋葉110可由如圖13所示的兩個主 要板所構成。如圖所示，上游板112以及下游板114組合(不須分隔件)。在此例子中，當兩個板組合時，上游板114提供一接近且環繞板的外周之環狀溝116致使能形成一分配槽。關於此，這些板中的一個之邊緣118可被做得更薄致使能產生氣體注射洞120。再者，上游板112可設有一外部直徑，其係大於下游板114的外部直徑。
儘管已描述有關於一擋葉閥的前述改良，顯然，這些 改良可被應用於其他型態的閥。例如，參考圖14至圖16，這些所述的構造係被應用於一鐘擺或閘閥。
在例示的實施例中，鐘擺或閘閥組裝件120包含一外 殼122，其包含一內部空間124以及一對開孔126、128，流體可通過開孔126、128進入以及離開內部空間。一閥座130被設置在環繞開孔128的邊之內部空間。一為圓盤132形式的閘相對外殼122而被安裝俾使圓盤於內部空間124的一完全開啟位置以及一完全關閉位置之間可移動。圓盤132被構成俾使當圓盤被移動至關閉位置時，圓盤係從閥座130分隔致使能提供一間隙142以使熱氣被注射進入間隙。一界定一縱向軸線138的縱向軸(圖15中以元件符號134標示)係固定地耦合至樞轉臂136以及圓盤132且至少部分地安裝在外殼122內。提供一轉動平移機構140(圖15所示)致使(a)軸134以及圓盤132可在一第一角位置(圓盤係在完全開啟位置)以及一第二角 位置(圓盤係實質上軸向地對齊開孔128，但從閥座130分隔)之間繞著縱向軸線138轉動，以及(b)軸以及圓盤在一實質上平行於縱向軸線的方向縱向地移動俾使當軸134持續轉時，圓盤可在第二角位置以及關閉位置之間移動。轉動平移機構140係被用於耦合軸以及外殼且被配置致使能控制軸以及圓盤在第一角位置以及第二角位置之間的轉動移動以及控制軸和圓盤在第二角位置以及關閉位置(圓盤132藉由控制間隙142而從座130分隔)之間的縱向移動以及持續的轉動移動。請參考美國專利第6,089,537號，該文獻之內容併入本文作為參考資料。
如圖16所示，圓盤132包含一環繞圓盤132周邊的 環形氣體分配流量槽144。熱氣可被導入內分配流量槽144而通過軸134內一流體連接於流量槽144的通道146。當在關閉位置時，一遮蔽氣體可被注射進入控制間隙142。圓盤的外周邊(不與閥座130接觸)設有開孔148俾使當圓盤在或接近於關閉位置時，各氣體可在閥座130處被注射。
雖然係特別設計用於調節液相物質的流量(這些物質 係在一升高的溫度時係為蒸汽狀態)，熱的閥組裝件對於氣體以及液體之流體流量皆適於使用。閥可被做得較小或較大以適合不同的流體流率。
圖17顯示一改良後的閥組裝件之應用。例示的系統 係一利用一鐘擺閥組裝件型態(有關於圖13至圖16)的高純度氣體輸送系統(high purity gas delivery system)。圖17所例示的鐘擺閥組裝件120藉由控制圓盤132在完全開啟位置以及完全關閉位置之間的位置而幫助控制製程室(process chamber)150以及真空泵(vacuum pump)152之間的氣體流量。當在關閉位置時，圓盤132藉由控制間隙142而從閥座130分隔俾使一遮蔽氣體可被注射進入此空間。
因此，當閥控制本體係在或接近於其關閉位置時，提 供一被注射的熱氣，降低閥本體的汙染物，以在其需要維修前延長閥的使用期限。在某種程度的汙染後，流量的特性受到影響(導致不可重複的製程參數(non-repeatable process parameters))，且終將(閥流量控制元件無法被適當地定位時)需要閥的維修以及清潔。清潔的方法簡單且相當低成本。閥組裝件中不須要設有加熱器。不須使用大的馬達轉矩(motor torque)以清潔閥流量控制元件以及閥本體且因此降低成本。若需要加熱，將輸送(藉由熱氣)至需要的流量區域。
此外，在流導控制間隙(conductance controlling gap)(在擋葉以及鐘擺閥中)中導入一注射氣體流量係提供一種用於控制以及降低關閉的閥流導之技術(不須使用額外的諸如為密封件以及電子加熱器的機械及或電子裝置)。注射的熱氣加入製程氣體流量會在控制間隙增加整體質量流量。所增加的質量流量產生一橫越間隙的大的△P(差壓)，藉此呈現一明顯低的關閉流導予製程室。因氣體可被導入至排氣管路(exhaust line)，閥組裝件係使用於排氣管路，估計少量的氣體會到達製程室(依閥上游的流量狀態而定)。須注意的是，當閥被關閉或接近關閉時，僅需提供熱氣。為了建立一高流導(如當一室在抽氣(pumped down)時)，當閥開啟時，氣體流量可被關上(turned off)。
如上所述的設備以及製程可在不背離有關本發明之 範疇下被改變或修改，如上述所包含的事項應係解讀為例示說明而非以此為限。
30‧‧‧擋葉閥
32‧‧‧擋葉
34‧‧‧通道
36‧‧‧側壁
38‧‧‧外殼
40‧‧‧軸
42‧‧‧緊固件配置
44‧‧‧導管
46‧‧‧內部
48‧‧‧入口

Claims (19)

  1. 一閥組裝件，包含：一包含一通道的閥本體，通過該通道，一第一氣體可被傳送通過該閥組裝件；一閥流量控制元件，相對於該閥本體，在一開啟位置以及一關閉位置之間係可移動，其中在開啟位置係以一最大流量流通過該通道，其中在關閉位置係以一最小流量流通過該通道，該閥流量控制元件係成形俾使提供一可讓該第一氣體流通過在該閥本體以及該閥流量控制元件之間的控制間隙，且該控制間隙的尺寸依據該閥流量控制元件相對於該閥本體的位置而變化；以及一氣體注射器配置，當該閥組裝件被使用於控制該第一氣體流通過該通道的流量時，該氣體注射器配置係用於選擇地注射一第二氣體進入該控制間隙，其中該閥組裝件具有一閥流導(valve conductance)，其係依該閥流量控制元件相對於該閥本體的位置而定，以及該氣體注射器配置注射該第二氣體進入該控制間隙致使當該閥流量控制元件係在或接近於該關閉位置時降低該閥的閥流導，其中該氣體注射器配置包含在該閥流量控制元件內的數個次要通道，用以引導該第二氣體至該控制間隙。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之閥組裝件，其中該閥組裝件係一蝴蝶閥以及該閥流量控制元件係一可移動的擋葉。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之閥組裝件，其中該閥組裝件係一鐘擺閥(pendulum valve)以及該閥流量控制元件係一可移動的圓盤。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之閥組裝件，其中該閥流量控制元件包含至少兩個板，該板被建構以及配置致使能界定至少部分的該注射器配置的次要通道。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之閥組裝件，更包含一設置於該兩個板之間的分隔件。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之閥組裝件，其中該配置包含數個在該閥流量控制元件中的孔，用以引導該第二氣體進入該控制間隙。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之閥組裝件，其中該閥流量控制元件中的孔被配置致使能在一徑向地朝外的方向從該閥流量控制元件引導該第二氣體。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之閥組裝件，其中該閥流量控制元件中的孔被配置致使能如同該第一氣體的流量而在相同的下游方向引導該第二氣體。
  9. 一閥組裝件，包含：一包含一通道的閥本體，通過該通道，一第一氣體可被傳送通過該閥組裝件；一閥流量控制元件，相對於該閥本體，在一開啟位置以及一關閉位置之間係可移動，其中在開啟位置係以一最大流量流通過該通道，其中在關閉位置係以一最小流量流通過該通道，該閥流量控制元件係成形俾使提供一可讓該第一氣體流通過在該閥本體以及該閥流量控制元件之間的控制間隙，且該控制間隙的尺寸依據該閥流量控制元件相對於該閥本體的位置而變化；以及 一氣體注射器配置，當該閥組裝件被使用於控制該第一氣體流通過該通道的流量時，該氣體注射器配置係用於選擇地注射一第二氣體進入該控制間隙，其中該第二氣體係在一比該第一氣體高的溫度俾使該第一及第二氣體係在一高於該第一氣體的冷凝溫度(condensation temperature)之溫度混合。
  10. 一種在原位清潔一閥組裝件的方法，該閥組裝件包含一閥本體以及一用於控制一第一氣體流通過該閥組裝件的流量之閥流量控制元件，包含：當該閥組裝件被用於控制該第一氣體流通過該通道的流量時，選擇地注射一第二氣體進入一可讓該第一氣體流通過在該閥本體以及該閥流量控制元件之間的控制間隙，其中該閥組裝件具有一閥流導，其係依該閥流量控制元件相對於該閥本體的位置而定，且選擇地注射之步驟乃包括注射該第二氣體進入該控制間隙致使當該閥流量控制元件係在或接近於該關閉位置時降低該閥的閥流導；以及更包含傳送該氣體通過該閥流量控制元件內的次要通道致使能引導該第二氣體至該控制間隙。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該第二氣體係一種不與該第一氣體反應的氣體。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該閥組裝件係一蝴蝶閥以及該閥流量控制元件係一可移動的擋葉。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該閥組裝件係一鐘擺閥。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該閥流量控制元件包 含至少兩個板，該板被建構以及配置致使能界定至少部分的次要通道。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，更包含一設置於該兩個板之間的分隔件。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中注射該第二氣體進入該控制間隙之步驟包含引導該第二氣體通過該閥流量控制元件內的孔進入該控制間隙。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中注射該第二氣體之步驟包含引導該第二氣體在一徑向地朝外的方向從該閥流量控制元件通過該孔。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中注射該第二氣體之步驟包含引導該第二氣體在一如同該第一氣體的流動的相同下游方向通過該孔。
  19. 一種在原位清潔一閥組裝件的方法，該閥組裝件包含一閥本體以及一用於控制一第一氣體流通過該閥組裝件的流量之閥流量控制元件，包含：當該閥組裝件被用於控制該第一氣體流通過該閥本體中之該通道的流量時，選擇地注射一第二氣體進入一可讓該第一氣體流通過在該閥本體以及該閥流量控制元件之間的控制間隙，其中該第二氣體係在一比該第一氣體高的溫度俾使該第一及第二氣體係在一高於該第一氣體的冷凝溫度之溫度混合。
TW103102582A 2013-01-29 2014-01-24 流體控制閥 TWI550220B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/753,019 US9133960B2 (en) 2013-01-29 2013-01-29 Fluid control valves

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201502403A TW201502403A (zh) 2015-01-16
TWI550220B true TWI550220B (zh) 2016-09-21

Family

ID=51221620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103102582A TWI550220B (zh) 2013-01-29 2014-01-24 流體控制閥

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9133960B2 (zh)
EP (1) EP2951473B1 (zh)
JP (1) JP6101365B2 (zh)
KR (1) KR101683029B1 (zh)
CN (1) CN104919230B (zh)
SG (1) SG11201503990PA (zh)
TW (1) TWI550220B (zh)
WO (1) WO2014120474A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2552096B (en) * 2015-02-17 2021-06-09 Halliburton Energy Services Inc 3D printed flapper valve
JP6857491B2 (ja) * 2016-02-11 2021-04-14 Ckd株式会社 真空圧力制御装置
US10107417B2 (en) * 2016-12-14 2018-10-23 Fisher Controls International Llc Single-piece valve closure members having integral flow paths formed via additive manufacturing
US10559451B2 (en) * 2017-02-15 2020-02-11 Applied Materials, Inc. Apparatus with concentric pumping for multiple pressure regimes
US11015524B2 (en) 2017-08-30 2021-05-25 Parker-Hannifin Corporation Turbine engine air control valve
US11085546B2 (en) 2018-04-10 2021-08-10 Fisher Controls International Llc Purge apparatus for use with fluid valves
MX2021005196A (es) * 2018-11-09 2021-07-15 Flowserve Man Co Metodos y valvulas que incluyen caracteristicas de descarga.
US11854839B2 (en) * 2020-04-15 2023-12-26 Mks Instruments, Inc. Valve apparatuses and related methods for reactive process gas isolation and facilitating purge during isolation

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4658853A (en) * 1985-01-09 1987-04-21 Regenerative Environmental Equipment Co., Inc. Anti-leak valving system
US7681590B2 (en) * 2005-12-08 2010-03-23 United Microelectronics Corp. Process apparatus and transportation system thereof

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR7505730A (pt) * 1974-09-12 1976-08-03 Panamera Ag Disco de valvula para uma valvula borboleta;valvula borboleta processo para centrar um anel de vedacao de uma valvula borboleta e processo para vedar uma valvula borboleta
FR2288259A1 (fr) 1974-10-18 1976-05-14 Pont A Mousson Vanne papillon
GB1544104A (en) * 1976-02-23 1979-04-11 Shell Int Research Butterfly valves
US4164236A (en) * 1977-07-21 1979-08-14 Morris Ray E Valve assembly with seat cleaning system
US4632360A (en) 1981-08-14 1986-12-30 United Aircraft Products, Inc. Butterfly type valve seal
US5462080A (en) 1993-08-31 1995-10-31 Applied Materials, Inc. Heated removable throttle valve
US5564679A (en) 1994-07-15 1996-10-15 Mks Instruments, Inc. Chemically-resistant fluid control valves
US5485542A (en) 1994-07-18 1996-01-16 Mks Instruments, Inc. Heated fluid control valve with electric heating element and thermocouple wiring disposed in rotatable shaft
US5642751A (en) * 1995-09-14 1997-07-01 Crawley; Michael F. Valve assembly
US5827370A (en) 1997-01-13 1998-10-27 Mks Instruments, Inc. Method and apparatus for reducing build-up of material on inner surface of tube downstream from a reaction furnace
JP3134813B2 (ja) 1997-06-20 2001-02-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の燃料噴射弁
JPH1113897A (ja) * 1997-06-25 1999-01-22 Kubota Corp バタフライ弁
JPH1130340A (ja) * 1997-07-11 1999-02-02 Kubota Corp 吸気機能を備えたバタフライ弁
US6090206A (en) 1997-10-20 2000-07-18 Applied Materials, Inc. Throttle valve providing enhanced cleaning
JP3654768B2 (ja) * 1998-01-05 2005-06-02 株式会社荏原製作所 トラップシステム
JP2000074228A (ja) * 1998-08-28 2000-03-14 Kubota Corp バタフライ弁のシート構造
US6089537A (en) 1999-06-23 2000-07-18 Mks Instruments, Inc. Pendulum valve assembly
US6439255B1 (en) 2000-11-17 2002-08-27 Mks Instruments, Inc. Valve flapper with dynamic circumference seal
US6907892B2 (en) * 2001-02-07 2005-06-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Exhaust apparatus, semiconductor device manufacturing system and method for manufacturing semiconductor device
US20020185067A1 (en) 2001-06-07 2002-12-12 International Business Machines Corporation Apparatus and method for in-situ cleaning of a throttle valve in a CVD system
US6983758B2 (en) * 2002-07-05 2006-01-10 Rohm And Haas Company Prevention of unwanted material accumulations
US6776394B2 (en) 2002-12-30 2004-08-17 Mks Instruments, Inc. Pendulum valve assembly
US7032882B2 (en) * 2003-09-29 2006-04-25 Mks Instruments, Inc. Valve assembly having novel flow characteristics
FI122819B (fi) * 2006-05-18 2012-07-13 Maricap Oy Luistiventtiili
CN201103704Y (zh) * 2007-09-29 2008-08-20 董映红 蒸汽夹套蝶阀
US8256448B2 (en) * 2008-04-30 2012-09-04 Dynamic Air Inc. High temperature butterfly valves
US8763987B2 (en) * 2009-11-03 2014-07-01 Mks Instruments, Inc. Butterfly valve and system employing same and method for using same field

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4658853A (en) * 1985-01-09 1987-04-21 Regenerative Environmental Equipment Co., Inc. Anti-leak valving system
US7681590B2 (en) * 2005-12-08 2010-03-23 United Microelectronics Corp. Process apparatus and transportation system thereof

Also Published As

Publication number Publication date
TW201502403A (zh) 2015-01-16
US9133960B2 (en) 2015-09-15
EP2951473A1 (en) 2015-12-09
CN104919230B (zh) 2016-11-30
KR101683029B1 (ko) 2016-12-06
KR20150076251A (ko) 2015-07-06
JP6101365B2 (ja) 2017-03-22
CN104919230A (zh) 2015-09-16
EP2951473A4 (en) 2016-09-28
SG11201503990PA (en) 2015-06-29
WO2014120474A1 (en) 2014-08-07
US20140209181A1 (en) 2014-07-31
JP2016509172A (ja) 2016-03-24
EP2951473B1 (en) 2019-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI550220B (zh) 流體控制閥
US8776829B2 (en) Valve apparatus and water heating apparatus
KR101224337B1 (ko) 가스 운반용 일체형 진공 펌핑 시스템, 가스 운반용 장치 및 가스 운반 방법
JP5137285B2 (ja) 運動用周縁シールを有する弁フラッパ
EP3657055A1 (en) Fluid valve
US20210207986A1 (en) Bypass assembly for gas meter
KR101828427B1 (ko) 파우더 프로텍팅 3웨이 밸브
KR19990023589A (ko) 터보 분자 펌프
JP6502327B2 (ja) 回路内の液体を調整するためのシステム
US11085546B2 (en) Purge apparatus for use with fluid valves
JP5961260B2 (ja) マルチベーン型スロットルバルブ
KR101361669B1 (ko) 분체 비산형 팽창 시트 밸브
JP5938902B2 (ja) 弁装置および給湯装置
KR20220002414U (ko) 밸브
JP5391317B1 (ja) 精密な圧力及び流量調節が可能なコーン弁
JP2013108551A (ja) 弁装置および給湯装置
RU2669885C1 (ru) Регулятор расхода газа
JP5220364B2 (ja) 複合弁
JP2003083007A (ja) タービンにおける温度調節機構
KR102089525B1 (ko) 반도체 설비용 스로틀 밸브
CA2742664A1 (en) Stemless ball valve