用于质量流量控制器的被动阻尼系统技术方案

一种质量流量控制器(100)，包括：入口(120)；流体通道，流体在所述流体通道中流过；质量流量传感器(140)，所述质量流量传感器配置成提供信号，所述信号与流过所述流体通道的所述流体的质量流量相对应；控制阀(170)，所述控制阀配置成调节从质量流量控制器(1)的出口(130)流出的所述流体的流量；以及被动阻尼系统(180)，所述被动阻尼系统(180)联接到所述控制阀(170)，并且配置成消散由控制阀组件(150)引入的流体流致振动。所述被动阻尼系统(180)包括阻尼垫(212，312)，所述阻尼垫位于阀座(230)的接收部(228A,228B)和隔膜背衬(222)之间。所述被动阻尼系统(180)还可以包括阻尼垫圈(210，310)。所述被动阻尼系统(180)还可以包括一个或多个柱塞球(208)，或一个或多个波形弹簧(300)，所述一个或多个柱塞球位于所述阻尼垫(212，312)和所述阀座(230)之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于质量流量控制器的被动阻尼系统相关申请的交叉引用本申请主张2017年10月4日提交的题为“PassiveDampingSystemforMassFlowController”(用于质量流量控制器的被动阻尼系统)的第62/568,152号美国临时专利申请的优先权。出于各种目的，所述美国临时专利申请的全部内容以引用方式完全并入本文中。
本公开总体上涉及在质量流量控制器运行期间产生的非线性伪影，并且具体地涉及一种被动阻尼系统，所述被动阻尼系统用于高效地和有效地阻尼在质量流量控制器运行期间产生的非线性伪影。
技术介绍
本公开的主题总体上涉及质量流量控制器系统和运行，并且更具体地涉及对质量流量控制器经受的振动的被动阻尼。许多工业过程需要精确控制各种工艺流体。例如，在半导体工业，质量流量计(MFM)被用于精确地测量向工艺室引入的工艺流体的量。除了测量质量流量外，质量流量控制器(MFC)还被用于精确地测量和控制向工艺室引入的工艺流体的量。应当理解，如本文所使用的，术语“流体”适用于受控流动可以涉及的任何类型的气体、液体或蒸气。单个MFC中的流量的变化可以从每分钟几立方厘米到每分钟几百升，压力条件的范围可以从低于大气压到超过100PSIA，并且气体的范围可以从氦气到相对较重的六氟化硫。这种广泛地明显不同的条件可以在MFC的阀腔中产生流体动力学，从而在宽频域(例如，400Hz至1000Hz)上引起振动。在这些频率中的一个或多个频率下，当流体流过MFC的控制阀时，所述MFC可能经受普遍的共振。一旦流动激励接近MFC系统的固有频率，由流体流动动力学引起的这种振动就被传送到整个MFC。施加到MFC的这种振动可能限制MFC的受控流量的精度。
技术实现思路
本公开描述了一种被动阻尼系统，所述被动阻尼系统配置成与质量流量控制器的部件界面连接，以阻尼在所述控制器的阀运作期间引入的非线性伪影。在一方面，本公开涉及一种质量流量控制器，包括：入口，所述入口配置成接收流体；流体通道，所述流体在所述流体通道中通过所述质量流量控制器；质量流量传感器，所述质量流量传感器配置成提供信号，所述信号与流过所述流体通道的所述流体的质量流量相对应；控制阀，所述控制阀配置成调节从所述质量流量控制器的出口流出的所述流体的流量；以及被动阻尼系统，所述被动阻尼系统配置成消散由所述控制阀引入的流体流致振动。在一些实施例中，所述质量流量控制器还包括具有接收部的阀座。在这些实施例中，所述被动阻尼系统还包括阻尼垫，所述阻尼垫位于所述阀座的接收器部和所述控制阀的隔膜背衬之间。在某些实施例中，被动阻尼系统还包括阻尼垫圈。在某些实施例中，所述被动阻尼系统还包括一个或多个柱塞球，所述一个或多个柱塞球位于所述阻尼垫和所述阀座之间。在某些实施例中，所述柱塞球是弹簧加载的。在某些实施例中，所述柱塞球由不锈钢或其他材料制成。在某些实施例中，所述被动阻尼系统还包括波形弹簧，所述波形弹簧位于所述阻尼垫和所述阀座之间。在另一方面，本公开涉及一种质量流量控制器，包括：入口，所述入口配置成接收流体；流体通道，所述流体在所述流体通道中通过所述质量流量控制器；质量流量传感器，所述质量流量传感器配置成提供信号，所述信号与通过所述流体通道的所述流体的质量流量相对应；控制阀，所述控制阀配置成调节从所述质量流量控制器的出口流出的所述流体的流量；以及阻尼垫，所述阻尼垫位于固定体的接收器部和所述控制阀之间。在一些实施例中，阻尼垫在固定体的接收器部与控制阀的背衬板之间。此外，垫圈设置在所述阻尼垫和所述固定体之间。在某些实施例中，弹簧装置设置在所述垫圈和所述固定体之间。在某些实施例中，所述阻尼垫从所述控制阀延伸到大约所述固定体处。在另一方面，本公开涉及一种质量流量控制器，包括：入口，所述入口配置成接收流体；流体通道，所述流体在所述流体通道中通过所述质量流量控制器；质量流量传感器，所述质量流量传感器配置成提供信号，所述信号与通过所述流体通道的所述流体的质量流量相对应；控制阀组装件，所述控制阀组装件配置成调节从所述质量流量控制器的出口流出的所述流体的流量；以及弹簧装置，所述弹簧装置位于阀座的接收器部和所述控制阀之间。在某些实施例中，所述弹簧装置在所述阀座的所述接收器部和隔膜背衬之间。在某些实施例中，弹簧装置包括一个或多个柱塞球。在某些实施例中，弹簧装置包括一个或多个波形弹簧。在某些实施例中，垫圈位于所述弹簧装置和隔膜背衬之间。在某些实施例中，阻尼垫位于所述弹簧装置和隔膜背衬之间。在详细描述中说明了附加的实施例、优点和新颖特征。附图说明下面参考附图详细描述本公开的主题的说明性实施例，这些附图通过引用并入本文中，并且其中：图1示出了根据本公开的实施例具有被动阻尼系统的质量流量控制器；图2示出了根据本公开的实施例图1的被动阻尼系统的柱塞球实施例；图3示出了根据本公开的实施例图1的被动阻尼系统的弹簧加载实施例；以及图4示出了根据实施例图1的被动阻尼系统的软垫圈实施例。具体实施方式本公开的实施例包括一种用于提高质量流量控制器的精度的系统，所述系统通过减小在所述质量流量控制器的控制阀处流体流动力所致的振动进行。本公开的实施例及其优点最好参照附图的图1至图4来理解。本公开的实施例可以不限于任何特定类型的质量流量感测技术。它们可以包括：使用热传感器的基于热的感测方法、使用压力传感器和限流器以计算流量的基于压力的感测方法，以及科里奥利型感测方法。通过查看以下附图和详细描述，本公开的实施例的其他特征和优点对于本领域普通技术人员将会或将变得显而易见。所有此类的附加特征和优点旨在都被包含在本公开的实施例的范围内。此外，示出的附图仅仅是示例性的，并非旨在表明或暗示对于可以实现不同实施例的环境、结构、设计或过程的任何限制。图1示出了根据公开的实施例热质量流量控制器(MFC)100的示例，但是可以包括其他类型的质量流量感测方法。质量流量控制器100包括块体110，所述块体110是平台，在其上安装MFC100的部件。热质量流量计140和包括控制阀170的阀组装件150安装在块110上在流体入口120和流体出口130之间。热质量流量计140包括旁路142以及热流量传感器146，通常大部分流体流动通过所述旁路142，所述流体的较小部分流动通过所述热流量传感器146。用已知的流体调整旁路142，以确定在各种已知的流量下在所述质量流量传感器中流动的流体与在旁路142中流动的流体之间的适当关系，从而可以从热流量传感器输出信号确定流过所述流量计的总流量。然后，热流量传感器146和旁路142可以与控制阀170和控制电子器件160配对，并且随后在已知条件下再次进行调整。然后，对控制电子器件160和控制阀170的响应进行表征，以获知系统对设定点或输入压力的改变的整体响应，并且所述响应可以用于控制所述系统以提供期望的响应。热流量传感器146被包含在传感器壳体102(示出的部分被移除以示出热流量传感器146)内，该传感器壳体102安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种质量流量控制器，包括：/n入口，所述入口配置成接收流体；/n流体通道，所述流体在所述流体通道中通过所述质量流量控制器；/n质量流量传感器，所述质量流量传感器配置成提供信号，所述信号与流过所述流体通道的所述流体的质量流量相对应；/n控制阀，所述控制阀配置成调节从所述质量流量控制器的出口流出的所述流体的流量；以及/n被动阻尼系统，所述被动阻尼系统配置成消散由所述控制阀引入的流体流致振动。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171004 US 62/568,152;20181003 US 16/151,0991.一种质量流量控制器，包括：
入口，所述入口配置成接收流体；
流体通道，所述流体在所述流体通道中通过所述质量流量控制器；
质量流量传感器，所述质量流量传感器配置成提供信号，所述信号与流过所述流体通道的所述流体的质量流量相对应；
控制阀，所述控制阀配置成调节从所述质量流量控制器的出口流出的所述流体的流量；以及
被动阻尼系统，所述被动阻尼系统配置成消散由所述控制阀引入的流体流致振动。


2.如权利要求1所述的质量流量控制器，还包括具有接收部的阀座。


3.如权利要求2所述的质量流量控制器，其中所述被动阻尼系统还包括阻尼垫，所述阻尼垫位于所述阀座的所述接收器部和所述控制阀的隔膜背衬之间。


4.如权利要求3所述的质量流量控制器，其中所述被动阻尼系统还包括阻尼垫圈。


5.如权利要求3所述的质量流量控制器，其中所述被动阻尼系统还包括一个或多个柱塞球，所述一个或多个柱塞球位于所述阻尼垫和所述阀座之间。


6.如权利要求5所述的质量流量控制器，其中所述一个或多个柱塞球联接到所述阀座。


7.如权利要求5所述的质量流量控制器，其中所述柱塞球是弹簧加载的。


8.如权利要求6所述的质量流量控制器，其中所述柱塞球由不锈钢或其他金属或合金制成。


9.如权利要求3所述的质量流量控制器，其中所述被动阻尼系统还包括波形弹簧，所述波形弹簧位于所述阻尼垫和所述阀座之间。


10.一种质量流量控制器，包括：
入口，所述入口配置成接收流体；
流体通道，所述流体在所述流体通道中通过所述质量流量控制器；
质量流量传感器，所述质量流量传感器配置成提供信号，所述信号与流过所述流体通道的所述流体的质量流量相对应；
控制阀，所述控制阀配置成调节从所述质...

【专利技术属性】
技术研发人员：特拉弗斯·施密特，王嘉，罗纳德·凯勒·史密斯，塞德里克·阿拉戈纳，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US