密封真空泵隔离阀制造技术

本发明专利技术公开一种密封真空泵隔离阀。真空泵隔离VPI阀置于真空泵和真空室之间。在真空泵正常操作期间，VPI阀打开，从而允许真空泵和真空室之间的流体连通。当真空泵例如由于断电变得不可操作时，VPI阀关闭，从而将真空室与真空泵隔离。VPI阀的关闭由真空泵的排气压力驱动。VPI阀由于导向阀的打开而暴露于排气压力下，该导向阀的打开可以由于真空泵停止操作而发生。通过该构造，VPI阀密封并且其操作无需环境空气。

Sealed vacuum pump isolation valve

The invention discloses a sealed vacuum pump isolation valve. The vacuum pump isolation VPI valve is placed between the vacuum pump and the vacuum chamber. During the normal operation of the vacuum pump, the VPI valve opens, allowing the fluid to connect between the vacuum pump and the vacuum chamber. When the vacuum pump, for example, is out of operation because of power failure, the VPI valve closes, isolating the vacuum chamber from the vacuum pump. The closure of the VPI valve is driven by the exhaust pressure of the vacuum pump. The VPI valve is exposed to the exhaust pressure due to the opening of the guide valve. The opening of the guide valve can occur due to the stop operation of the vacuum pump. Through this structure, the VPI valve is sealed and its operation does not require ambient air.

【技术实现步骤摘要】
密封真空泵隔离阀
本专利技术大体上涉及一种隔离阀，该隔离阀在真空泵停止运转的情况下与真空泵一起使用以保护关联的真空系统。更具体地，本专利技术涉及受真空泵内部的气体压力驱动而关闭的隔离阀。
技术介绍
各种系统包括需要在高真空(非常低，低于大气压)水平(例如，低于10-3Torr)下操作的一个或多个内部室。这些系统例如包括光谱测定系统、泄漏测试系统、显微镜(例如电子显微镜)系统、微细加工(例如真空沉积)系统等。这些系统的内部真空室由一个或多个真空泵抽真空。例如，真空系统可以包括“粗抽”泵或“前级”泵，这些泵构造用于使真空系统降低至粗真空度，例如降至约10-3Torr。真空系统还可以包括一个或多个高真空泵，这些高真空泵构造成使真空系统进一步降低至高真空度。在这种系统中，粗抽泵用作真空泵的第一级并且可能需要由高真空泵实施的高真空抽空的另一级的操作。真空系统可以包括真空泵隔离(VPI)阀，该阀构造成在前级泵断电的情况下自动将高真空系统的部件与高压(例如环境压力或大气压)隔离并且保护高真空系统的部件免受高压的影响，然后仅在前级泵重启后重新打开并且产生足够的真空度，该真空度对于高真空系统的部件的进一步操作而言是安全的。例如，诸如涡轮分子泵之类的高真空泵如果在全速操作时暴露于约200mTorr以上的压力下，将被损坏到难以修理。通常，VPI阀与前级泵分离并与环境(即，前级泵外部的环境和真空系统的其余部分)相连通。因此，使用常规VPI阀导致非密封的系统。图1是利用常规VPI阀114的真空系统100的示例的示意图。真空系统100包括前级泵118，该前级泵经由VPI阀与真空系统100的高真空级122连通。前级泵118通常是机械泵，例如涡旋泵、旋转叶片泵、隔膜泵、罗茨鼓风机(容积式瓣(positivedisplacementlobe))等。高真空级122包括与前级泵118连通的一个或多个真空室126，即要抽真空的内部空间。高真空级122还包括一个或多个高真空泵130(例如，涡轮分子泵、溅射离子泵等)，该高真空泵构造用于将一个(或多个)真空室126抽空至超过仅由前级泵118可实现的真空度的真空度。在真空系统110的正常操作期间，VPI阀114打开，即，提供从高真空级122到前级泵118的入口134的不受限制的工作气流路径。VPI阀114通常可移动活塞，该活塞在真空系统100的正常操作期间打开(抬起)。前级泵118将其出口138处的气体排放到排气管线142中。真空系统100还包括提供环境和VPI阀114之间(具体地说，环境与VPI阀活塞的和工作气流路径相对的一侧之间，该工作气流路径位于高真空级122和前级泵118之间)的选择性连通的另一个阀，例如电磁阀146。电磁阀146需要电力被主动地保持在将VPI阀114与环境隔离的关闭状态，在这种意义上，电磁阀146通常是常开阀。可以使用相同的电源来向电磁阀146和前级泵118供电。在真空系统100的正常操作期间，电磁阀146关闭。然而，如果前级泵118断电，则电磁阀146打开，从而允许环境空气150流入VPI阀114中。由于前级泵118停止运转，VPI阀114的活塞两端的最终压差迫使活塞就位，从而关闭高真空级122和前级泵118之间的工作气流路径并且将高真空级122与产生的较高压力隔离。在美国专利No.4,785,851中描述了上述VPI构造的更具体的示例。从前述可以看出，由于操作的隔离/保护阶段需要暴露于环境中，真空系统100的常规构造是非密封的。然而，存在暴露于环境下是不利的许多应用，例如需要使氦气或某些化学品再循环的应用，在该应用中，空气不应进入该系统并且工作气体不应离开该系统。因此，需要使用密封的VPI阀的真空系统。
技术实现思路
为了解决本领域技术人员可能已经观察到的全部或部分上述问题和/或其他问题，本公开提供了方法、过程、系统、装置、仪器和/或装置，如在下述实施方式中通过示例的方式所描述的。根据一个实施例，真空泵隔离(VPI)阀包括：泵入口壳体，其包围入口内部；阀元件，其设置在入口内部，阀元件构造用于在VPI阀的打开状态和VPI阀的关闭状态之间切换并且构造用于响应于压力而切换到关闭状态，其中，在打开状态下，阀元件允许经由入口内部在真空泵和真空室之间的流体流动，并且在关闭状态下，阀元件阻止在真空泵和真空室之间的流体流动；和导向阀，其构造用于将入口内部与真空泵的内部排气管线相连通，导向阀能够在打开导向阀位置和关闭导向阀位置之间切换，其中，在打开导向阀位置，导向阀允许来自内部排气管线的排气向阀元件施加有效地将阀元件切换至关闭状态的压力，并且在关闭导向阀位置，导向阀阻止从内部排气管线到阀元件的排气流动。根据另一个实施例，真空泵包括：根据本文所公开的任何实施例的VPI阀；泵体，其中，内部排气管线设置在泵体内；第一排气输送管线，其在内部排气管线和导向阀之间提供流体连通；以及第二排气输送管线，其在导向阀和控制容积室之间提供流体连通。根据另一个实施例，真空隔离(VPI)阀包括：阀座，其设置在入口内部中；活塞，其设置在入口内部中，活塞能够在打开活塞状态和关闭活塞状态之间移动，其中，在打开活塞状态下，活塞允许经由入口内部在真空泵和真空室之间的流体流动，并且在关闭活塞状态下，活塞接触阀座并阻止真空泵和真空室之间的流体流动；控制容积室，其设置在入口内部中并且至少部分由活塞界定，其中，活塞的移动改变控制容积室的容积；和导向阀，其构造成与控制容积室和真空泵的内部排气管线相连通，导向阀能够在打开导向阀位置和关闭导向阀位置之间切换，其中，在打开导向阀位置，导向阀允许来自内部排气管线的排气将控制容积室加压至有效地使活塞移动到关闭活塞状态的压力，并且在关闭导向阀位置，导向阀阻止从内部排气管线到控制容积室的排气流动。根据另一个实施例，真空泵包括：根据本文所公开的任何实施例的VPI阀；泵体，其中，内部排气管线设置在泵体内；第一排气输送管线，其在内部排气管线和导向阀之间提供流体连通；和第二排气输送管线，其在导向阀和入口内部之间提供流体连通。根据另一实施例，真空系统包括：真空泵，其包括内部排气管线；真空室；和根据本文所公开的任何实施例的VPI阀。真空泵可以包括泵送级，其设置在泵体中并且与入口内部和内部排气管线相连通。泵送级可以包括一个或多个静止泵送元件和移动泵送元件。可以通过真空泵的马达(例如，电动机)来驱动(激励)移动的一个(或多个)泵送元件。在一些实施例中，真空泵是涡旋泵。涡旋泵可以具有涡旋泵送级。如本领域技术人员所理解的，涡旋泵送级可以包括静止涡旋盘和能够被驱动为相对于静止涡旋盘进行轨道运动的轨道运行涡旋盘。通过查看以下附图和详细描述，本专利技术的其它装置、设备、系统、方法、特征和优点对本领域技术人员而言将会或将变得显而易见。所有这些附加系统、方法、特征和优点旨在包含于本说明书内、落入本专利技术的范围内并且由所附权利要求来保护。附图说明通过参考以下附图可以更好地理解本专利技术。附图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在说明本专利技术的原理上。在附图中，相同的附图标记表示不同视图中的相应部分。图1是利用常规的真空泵隔离(VPI)阀的真空系统的示例的示意图。图2是根据本文所公开的实施例的真空系统的示例的示意图。图3A是根据本文所公本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空泵隔离VPI阀，其包括：泵入口壳体，其包围入口内部；阀元件，其设置在所述入口内部中，所述阀元件构造用于在所述VPI阀的打开状态和所述VPI阀的关闭状态之间切换，并且构造用于响应于压力而切换到所述关闭状态，其中，在所述打开状态下，所述阀元件允许经由所述入口内部在真空泵和真空室之间的流体流动，并且在所述关闭状态下，所述阀元件阻止在所述真空泵和所述真空室之间的流体流动；和导向阀，其构造用于将所述入口内部与所述真空泵的内部排气管线相连通，所述导向阀能够在打开导向阀位置和关闭导向阀位置之间切换，其中，在所述打开导向阀位置，所述导向阀允许来自所述内部排气管线的排气向所述阀元件施加有效地将所述阀元件切换至所述关闭状态的压力，并且在所述关闭导向阀位置，所述导向阀阻止从所述内部排气管线到所述阀元件的排气流动。

【技术特征摘要】
2016.08.30 US 15/251,5671.一种真空泵隔离VPI阀，其包括：泵入口壳体，其包围入口内部；阀元件，其设置在所述入口内部中，所述阀元件构造用于在所述VPI阀的打开状态和所述VPI阀的关闭状态之间切换，并且构造用于响应于压力而切换到所述关闭状态，其中，在所述打开状态下，所述阀元件允许经由所述入口内部在真空泵和真空室之间的流体流动，并且在所述关闭状态下，所述阀元件阻止在所述真空泵和所述真空室之间的流体流动；和导向阀，其构造用于将所述入口内部与所述真空泵的内部排气管线相连通，所述导向阀能够在打开导向阀位置和关闭导向阀位置之间切换，其中，在所述打开导向阀位置，所述导向阀允许来自所述内部排气管线的排气向所述阀元件施加有效地将所述阀元件切换至所述关闭状态的压力，并且在所述关闭导向阀位置，所述导向阀阻止从所述内部排气管线到所述阀元件的排气流动。2.根据权利要求1所述的VPI阀，包括设置在所述入口内部中的阀座，其中，所述阀元件包括活塞，所述活塞能够在对应于所述VPI阀的所述打开状态的打开活塞位置和对应于所述VPI阀的所述关闭状态的关闭活塞位置之间移动，并且所述活塞在所述关闭活塞位置接触所述阀座。3.根据权利要求2所述的VPI阀，包括控制容积室，所述控制容积室设置在所述入口内部中并且至少部分由所述活塞界定，其中，所述活塞的运动改变所述控制容积室的容积。4.根据权利要求3所述的VPI阀，包括柔性隔膜，所述柔性隔膜附装到所述泵入口壳体和所述活塞，并且至少部分界定所述控制容积室，其中，所述柔性隔膜随着所述活塞的移动而移动。5.根据权利要求3所述的VPI阀，其中，所述控制容积室被包围使得所述控制容积室至少部分与所述真空室流体隔离。6.根据权利要求3所述的VPI阀，包括入口端口和限制引导孔口，所述入口端口将所述入口内部和所述真空泵之间相连通，并且所述限制引导孔口将所述入口端口和所述控制容积室之间相连通。7.根据权利要求1所述的VPI阀，包括柔性隔膜，所述柔性隔膜设置在所述入口内部中，并且构造成将所述导向阀与所述入口内部的与所述真空室相连通的部分至少部分地流体隔离。8.根据权利要求1所述的VPI阀，包括弹簧，所述弹簧构造用于将所述阀元件偏置为切换到所述打开状态。9.根据权利要求1所述的VPI阀，其中，所述导向阀构造成常开并且响应于接收电力而切换到所述关闭导向阀位置。10.一种真空泵，其包括：根据权利要求1所述的VPI阀；泵体，其中，所述内部排气管线设置在所述泵体内；第一排气输送管线，其在所述内部排气管线和所述导向阀之间提供流体连通；和第二排气输送管线，其在所述导向阀和所述控制容积室之间提供流体连通。11.根据权利要求10所述的真空泵，其中，所述导向阀构造成响应于接收电力而保持在关闭导向阀状态，并且所述真空泵还包括泵送元件、马达和电源，所述马达构造用于驱动所述泵送元件的运动，所述电源构造成向所述真空泵和所述导向阀两者供电并且响应于所述马达停止操作而切断供给至所述导向阀的电力。12.根据权利要求10所述的真空泵，其中，所述第一排气输送管线和所述第二排气输送管线与所述真空泵外部的周围环境流体隔离。13.根据权利要求10所述的真空泵，包括涡旋泵送级，所述涡旋泵送级设置在所述泵体内并且与入口内部和所述内部排气管线相连通。14.一种真空泵隔离VPI阀，其包括：阀座，其设置在入口内部中；活塞，其设置在所述入口内部中，所述活塞能够在打开活塞状态和关闭活塞状态之间移动，其中，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·加力咖，约翰·卡尔霍恩，罗纳德·J·弗尼，瓦尼·路，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US