專利名稱：?jiǎn)㈤]閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種啟閉閥，該啟閉閥可打開(kāi)/關(guān)閉壓力流體或氣體的流體通道或排泄通道。
通常，生產(chǎn)半導(dǎo)體例如半導(dǎo)體晶片和液晶基片的設(shè)備裝有真空泵，該真空泵通過(guò)由管子和閥構(gòu)成的通道與多個(gè)處理腔相通并相互連接。并通過(guò)閥的接通/切斷作用來(lái)控制通道的接通/關(guān)閉。
通常，上述半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備由成膜裝置和蝕刻裝置構(gòu)成，每個(gè)裝置都設(shè)有包括未示出的護(hù)套加熱器的加熱裝置，以避免通道閉塞或產(chǎn)生障礙物從而使形成于真空腔中的任何物品在溫度低于真空腔溫度的情況下粘結(jié)到管子和閥上。
使用恒溫器或熱電偶來(lái)控制構(gòu)成加熱裝置的加熱元件的溫度。通過(guò)控制流經(jīng)加熱元件的電流來(lái)控制溫度。
在這種結(jié)構(gòu)中，在使用恒溫器時(shí)，其壽命不能令人滿意。另外，在使用熱電偶時(shí)，控制裝置較昂貴，并需要很大的設(shè)備投資。而且，所需的安裝空間也較大。
本發(fā)明的總的目的是提供一種啟閉閥，該啟閉閥通過(guò)利用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來(lái)控制溫度，從而降低其成本，并有效地利用安裝空間。
本發(fā)明的上述的和其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所進(jìn)行的描述中清楚地看出，在附圖中，通過(guò)示例性的實(shí)例示出了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例。


圖1是沿本發(fā)明實(shí)施例的啟閉閥軸向的豎直剖視圖，其示出了示意結(jié)構(gòu)；圖2所示是啟閉閥的閥盤與閥座分離從而使第一孔口和第二孔口連通時(shí)的工作狀態(tài)；圖3是圖1所示的啟閉閥的平面圖；圖4是安裝在啟閉閥閥體側(cè)表面的熱敏電阻的電路布置圖5是設(shè)有用于保護(hù)熱敏電阻的保護(hù)機(jī)構(gòu)的電路布置圖；圖6是熱敏電阻與保護(hù)機(jī)構(gòu)相互靠近布置的電路布置圖；圖7是溫度與熱敏電阻的電阻之間的關(guān)系特性曲線圖。
如圖1所示，標(biāo)號(hào)10表示本發(fā)明實(shí)施例的啟閉閥。
啟閉閥10包括閥體12、閥蓋14和加熱機(jī)構(gòu)16，閥體12大致呈有角度的桶形形狀，閥蓋14設(shè)置在閥體12的上部，而加熱機(jī)構(gòu)16位于閥體12的外表面上。閥體12中形成腔體18。第一孔口20和第二孔口22相互垂直設(shè)置，并分別在腔體18中相連通。
閥體12最好由內(nèi)閥體12a和外閥體12b構(gòu)成，內(nèi)閥體12a由不銹鋼制成，外閥體12b由具有良好導(dǎo)熱系數(shù)的鋁合金制成，并通過(guò)模鑄或鑄造成形的方式整體形成在內(nèi)閥體12a的外表面上。另外，外閥體12b可通過(guò)用螺釘固定被分成兩個(gè)部件并由鋁合金組成的熱導(dǎo)體(未示出)來(lái)形成。
在此結(jié)構(gòu)下，通過(guò)加熱由鋁合金制成的外閥體12b，就可使整個(gè)閥體12的加熱溫度均勻。
作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力缸機(jī)構(gòu)24設(shè)置在閥蓋14內(nèi)。動(dòng)力缸機(jī)構(gòu)24包括活塞30、與活塞30相連的活塞桿(閥桿)32和用于封閉缸腔28的蓋件33，活塞30可在從壓力流體入口26進(jìn)入的壓力流體作用下沿缸腔28滑動(dòng)?；钊芊饧?4安裝在活塞30外圓周面的環(huán)形槽中。環(huán)形磁鐵36安裝在靠近活塞密封件34的部分處的環(huán)形槽中。
可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承活塞桿32的支承部件38設(shè)置在閥蓋14的下側(cè)。支承部件38設(shè)有軸孔40和桿密封件42，活塞桿32插入到軸孔40中，桿密封件42安裝在軸孔40的內(nèi)圓周面上，并包圍活塞桿32的外圓周面。
閥盤46連接在活塞桿32面向閥體12的腔體18內(nèi)部的一端，閥盤46通過(guò)貼靠在閥體12內(nèi)部的環(huán)形座44上，從而切斷第一孔口20和第二孔口22之間的聯(lián)通。密封環(huán)48設(shè)置在閥盤46的環(huán)形槽中，并與座44接觸，從而起到密封作用。
彈簧50設(shè)置在閥體12的腔體18中，其第一端部固定在支承部件38的臺(tái)階部分上，其第二端部固定在閥盤46上。閥盤46在彈簧50的彈性力作用下被推向座44。
金屬波紋管52設(shè)置在閥體12的腔體18中，其第一端部固定在支承部分38上，其第二端部固定在閥盤46上。波紋管52將活塞桿32和彈簧50罩住，從而實(shí)現(xiàn)密封。
如圖3所示，加熱機(jī)構(gòu)16最好包括第一至第三加熱器(加熱機(jī)構(gòu))54a-54c、第一至第三熱敏電阻56a-56c和薄板形的熱傳遞元件58a-58c，第一至第三加熱器分別設(shè)置在沿閥體12圓周方向除了第二孔口22以外的三個(gè)側(cè)表面上，第一至第三熱敏電阻可分別控制第一至第三加熱器54a-54c的加熱溫度，熱傳遞元件58a-58c分別設(shè)置在呈平板形結(jié)構(gòu)的第一至第三熱敏電阻56a-56c與閥體12的平的側(cè)表面之間。熱傳遞元件58a-58c最好由具有良好導(dǎo)熱系數(shù)的材料制成，例如由鋁合金制成。
第一至第三熱敏電阻56a-56c中的每一個(gè)都由具有圖7所示的電阻-溫度特性的PTC(正溫度系數(shù))型熱敏電阻構(gòu)成。第一至第三熱敏電阻56a-56c分別通過(guò)導(dǎo)線與電源60相連(見(jiàn)圖4)。
第一至第三熱敏電阻56a-56c以相同的方式構(gòu)成。因此，這里僅對(duì)第一熱敏電阻56a進(jìn)行詳細(xì)描述，而第二和第三熱敏電阻56b、56c就不再詳細(xì)描述了。
設(shè)置第一熱敏電阻56a使溫度與電阻值根據(jù)圖7所示的電阻-溫度特性曲線變化。對(duì)于電阻-溫度特性曲線，在電阻值突然增大時(shí)的溫度表示居里(Curie)點(diǎn)(H點(diǎn))溫度。居里點(diǎn)范圍內(nèi)的溫度可由第一熱敏電阻56a控制。也就是，當(dāng)電阻值較低時(shí)，流過(guò)較大的電流來(lái)加熱閥體12。另外，當(dāng)電阻值較高時(shí)，就減小電流，從而使閥體12的加熱能量成功地得到抑制。
本發(fā)明實(shí)施例的啟閉閥10基本上就由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成。下面將對(duì)其工作過(guò)程、功能和效果進(jìn)行描述。
如圖1所示，在此假定初始位置是活塞30位于下限位置的狀態(tài)，且閥盤46貼靠在座44上切斷了第一孔口20與第二孔口22之間的聯(lián)通。
通過(guò)啟動(dòng)未示出的壓力流體供應(yīng)源使壓力流體(例如壓縮空氣)從壓力流體入口26進(jìn)入缸腔28。在壓力流體作用下，活塞30被向上壓。在此情況下，活塞30和活塞桿32一起向上運(yùn)動(dòng)。與活塞桿32的第一端部相連的閥盤46抵抗彈簧50的彈性力作用而與座44分離。因此，如圖2所示，在閥盤46與座44之間形成間隙，從而處于第一孔口20和第二孔口22通過(guò)間隙相互連通的狀態(tài)。
當(dāng)壓力流體入口26在一個(gè)未示出的方向控制閥的切換作用下處于與大氣連通的開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，活塞30、活塞桿32和閥盤46在彈簧50的彈性力作用下一起向下運(yùn)動(dòng)。閥盤46貼靠在座44上，從而回到初始狀態(tài)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一至第三加熱器54a-54c分別沿圓周方向設(shè)置在閥體12的三個(gè)側(cè)表面上。第一至第三熱敏電阻56a-56c控制第一至第三加熱器54a-54c的加熱溫度。當(dāng)作為加熱目標(biāo)的閥體12的溫度達(dá)到居里點(diǎn)范圍內(nèi)溫度時(shí)，第一至第三熱敏電阻56a-56c中的每一個(gè)的電阻值就增大，而電流減小。
因此，通過(guò)減小流經(jīng)第一至第三加熱器54a-54c的電流來(lái)降低加熱能量，就可使閥體12的溫度停止增加。當(dāng)閥體12的溫度進(jìn)一步降低時(shí)，減小第一至第三熱敏電阻56a-56c的電阻，流經(jīng)第一至第三熱敏電阻56a-56c的電流就增大，從而使第一至第三加熱器54a-54c的加熱能量增大。
當(dāng)用于加熱閥體12的第一至第三加熱器54a-54c的加熱能量由第一至第三熱敏電阻56a-56c進(jìn)行如上控制時(shí)，就可以用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)較為便宜地進(jìn)行烘干處理來(lái)排出氣體并避免高真空裝置產(chǎn)物的粘結(jié)作用。另外，第一至第三熱敏電阻56a-56c中的每一個(gè)都呈較小尺寸的薄板形結(jié)構(gòu)。因此，不需要大的安裝空間。從而可有效地利用安裝空間。
另外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，在設(shè)有第一至第三熱敏電阻56a-56c的情況下，簡(jiǎn)化了配線結(jié)構(gòu)，并且不必對(duì)無(wú)線電干擾采取防范措施。因此，該啟閉閥的制造成本較低。當(dāng)閥體12處于低溫條件下時(shí)，由于第一至第三熱敏電阻56a-56c的電阻較小，因此可允許通過(guò)較大的電流。閥體12的加熱溫度迅速增大，這樣就可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的快速啟動(dòng)。
另外，由于開(kāi)關(guān)以類似的方式工作，因此加熱溫度不會(huì)發(fā)生波動(dòng)。降低了產(chǎn)品的粘結(jié)作用，并可延長(zhǎng)設(shè)備維護(hù)的周期間隔。
如圖5所示，為了保護(hù)第一至第三熱敏電阻56a-56c，最好設(shè)置保護(hù)機(jī)構(gòu)62a-62c，該保護(hù)機(jī)構(gòu)包括分別作用在居里點(diǎn)附近的溫度保險(xiǎn)絲和雙金屬。在此情況下，如圖6所示，最好采用下述的結(jié)構(gòu)。也就是，保護(hù)機(jī)構(gòu)62a-62c設(shè)置在第一至第三熱敏電阻56a-56c附近，而熱敏電阻設(shè)置在殼體64中。因此，這樣設(shè)置保護(hù)機(jī)構(gòu)62a-62c就可使第一至第三熱敏電阻56a-56c的溫度基本上與保護(hù)機(jī)構(gòu)62a-62c的溫度相同。并將保護(hù)機(jī)構(gòu)62a-62c設(shè)置成與閥體12電絕緣。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，外閥體12b包括具有高導(dǎo)熱系數(shù)的材料，例如在熔融狀態(tài)以接觸方式形成的鋁合金，外閥體整體地形成于內(nèi)閥體12a的外圓周面，內(nèi)閥體由具有低導(dǎo)熱系數(shù)的材料制成，例如由不銹鋼制成。但并不局限于此。外閥體12b可由分成兩個(gè)或多個(gè)部件的鋁合金組成。
因此，第一至第三加熱器54a-54c加熱由高導(dǎo)熱性材料制成的外閥體12b的外表面部分。由低導(dǎo)熱性材料制成的內(nèi)閥體12a的溫度就可均勻升高，從而可使整個(gè)閥體12的溫度均勻，原因如下。
如果整個(gè)閥體12僅由不銹鋼材料制成，由于導(dǎo)熱系數(shù)較低，因此就會(huì)由于加熱而出現(xiàn)較大的溫度分布梯度。從而使產(chǎn)品局部粘結(jié)，或者烘干處理溫度不均勻。
根據(jù)本發(fā)明，整個(gè)裝置的溫度分布基本上與由鋁合金制成的本體相同。因此，減小了產(chǎn)品的粘結(jié)作用。由于烘干處理溫度均勻，因此縮短了烘干處理的時(shí)間，并相對(duì)降低了烘干處理溫度。
權(quán)利要求
1.一種啟閉閥，其包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(24)；閥體(12)，該閥體具有可使壓力流體流過(guò)的第一孔口(20)和第二孔口(22)；閥桿(32)，該閥桿可在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(24)的驅(qū)動(dòng)作用下移動(dòng)；閥盤(46)，該閥盤可在所述閥桿(32)的移動(dòng)作用下開(kāi)啟/關(guān)閉位于所述第一孔口(20)和所述第二孔口(22)之間且形成于所述閥體(12)內(nèi)的連通通道；加熱機(jī)構(gòu)(16)，該加熱機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述閥體(12)的外壁面上，用于加熱所述閥體(12)；熱敏電阻(56a-56c)，其用于控制用于所述加熱機(jī)構(gòu)(16)的加熱器(54a-54c)的加熱溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟閉閥，其中，所述熱敏電阻(56a-56c)分別沿圓周方向設(shè)置在所述閥體(12)的三個(gè)平的側(cè)表面上，所述閥體(12)為有角度的桶形形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟閉閥，其中，所述閥體(12)包括內(nèi)閥體(12a)和外閥體(12b)，所述內(nèi)閥體由包含不銹鋼在內(nèi)的低導(dǎo)熱性材料制成，所述外閥體由包含鋁合金在內(nèi)的高導(dǎo)熱性材料制成，所述內(nèi)閥體(12a)和外閥體(12b)裝配而形成一個(gè)整體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟閉閥，其中，由鋁合金制成的熱傳遞元件(58a-58c)設(shè)置在所述熱敏電阻(56a-56c)和所述閥體(12)的所述外壁面之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟閉閥，其還包括用于保護(hù)所述熱敏電阻(56a-56c)的保護(hù)機(jī)構(gòu)(62a-62c)，所述保護(hù)機(jī)構(gòu)(62a-62c)緊密地布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟閉閥，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括一個(gè)動(dòng)力缸機(jī)構(gòu)(24)，所述動(dòng)力缸機(jī)構(gòu)包括一個(gè)可沿缸腔(28)滑動(dòng)的活塞(30)和一個(gè)活塞桿(32)，活塞桿的第一端部與所述活塞(30)相連，其第二端部與所述閥盤(46)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的啟閉閥，其中，用于將所述閥盤(46)推向座(44)的彈簧件(50)固定在所述活塞桿(32)上，所述彈簧件(50)和所述活塞桿(32)用波紋管(52)罩住，波紋管的第一端部固定在支承部件(38)上，其第二端部固定在所述閥盤(46)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的啟閉閥，其中，所述熱敏電阻(56a-56c)包括正溫度系數(shù)型的熱敏電阻。
全文摘要
一種啟閉閥,其包括閥體(12)、閥盤(46)、第一至第三加熱器(54a－54c)和熱敏電阻(56a－56c),所述閥體具有可使壓力流體流過(guò)的第一孔口(20)和第二孔口(22),所述閥盤可在活塞桿(32)的移動(dòng)作用下開(kāi)啟/關(guān)閉位于第一孔口(20)和第二孔口(22)之間的連通通道,所述加熱器設(shè)置在閥體(12)的外壁面上,用于加熱閥體(12),所述熱敏電阻用于控制第一至第三加熱器的加熱溫度。
文檔編號(hào)F16K51/02GK1328221SQ0112122
公開(kāi)日2001年12月26日 申請(qǐng)日期2001年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月6日
發(fā)明者石垣恒雄 申請(qǐng)人:Smc株式會(huì)社