蝶式压力控制阀制造技术

本发明专利技术提供一种蝶式压力控制阀，其是适合于在真空范围内进行压力控制的蝶式压力控制阀，设置空间小，能够用小的操作力进行高速控制，在闭阀时能维持闭阀状态而发挥高密封性，在进行流量控制时从微小流量到大流量都能进行准确控制，能够发挥与一般的蝶阀同样的耐久性，而且能够单独发挥隔离功能而控制从大气压到低真空的软排气的排气时间。蝶式压力控制阀具有阀开闭机构。阀开闭机构在借助向空气流路的空气供给而使座环从阀体离开的状态下使该阀体无滑动地旋转，在使阀体旋转到闭阀状态时，借助对空气流路的空气供给和弹簧的作用力使座环接近或远离阀体，来控制流路内的压力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高耐久性的带隔离功能的蝶式压力控制阀，其 是用于在例如半导体制造工序中确保高密封性并且控制微小流量 的排气的蝶式压力控制阀，特别适合于从大气压到低真空的软排气 控制、和从真空状态高速地稳定控制处理气体压力的压力控制。
技术介绍
以往，例如在半导体制造工序中提出了下述方案在作为真空 容器的真空腔与真空泵之间，设置带隔离功能的压力控制阀。真空 用隔离阀(以下称作隔离阀)是这样一种阔，其进行从真空腔的排 气和排气停止，来对真空腔内部进行压力控制以使其接近规定的真 空压力。在使用隔离阀进行压力控制的情况下，要求能够实施软排 气控制和处理气体控制这两种控制。在利用隔离阀进行压力控制的情况下，如果在从大气压起进行 的真空排气中阀开度急剧变大，则真空腔内的压力会急剧变化，从 而产生紊流，由此有颗粒飞散的可能。为了防止这种问题，以往是利用与主阔并列设置的小口径的旁 通阀来进行软排气，但如果利用带隔离功能的压力控制阀，则在大 口径阀的闭阀附近的开度下，流路每稍微变化会使流体产生泄漏， 这种情况下，需要利用微小开度进行压力控制。作为隔离阀，例如，有振子式闸阀或直动式闸阅以及L型阀以 及蝶阀等。振子式闸阀或直动式闸阀是闭阀位置处的间隙变大的构造，所 以多用于大口径的高真空排气系统的压力控制。另外，作为L型阀，例如，有专利文献1中的真空压力控制系 统的真空比例控制阀。该文献1的真空压力控制系统具有作为L型 锥阀的真空比例控制阀、真空压力传感器、控制器。真空比例控制阀具有阀座密封功能、软排气功能、压力控制功能，利用这些功能， 由 一 台阀进行真空压力控制。另一方面，作为具有隔离功能的蝶阀，有能通过座环的开闭来 进行隔离的蝶阀(例如参照专利文献2)。该文献2的蝶阀是下述构造在阀主体内部的阀体转动空间内设置有阀体退避空间,阀体转 动时，是在防止与阀体转动空间内表面接触的同时转动。并且，阀 座借助向压力空间内的压力供给在阀体转动空间内前进，压接在阀 体上来密封流路。由此，该蝶阀通过防止阀体旋转时与阀主体以及 阀座的接触来防止阀体的磨损和损伤，提高了密封性。这种情况下，一4殳来说，蝶阀与相同口径的其他结构的阀相比 来说面间尺寸较小，与锥阀型的流量控制阀相比向配管安装的宽度 减小。因此，如果将蝶阀用作隔离阀，则可提高面积占用性，特别 是在用于半导体制造领域的情况下，能够将排气系统整体小型化。 进而，蝶阀还能实现轻量化，所以还能削减材料。另外，作为其他蝶阀，有专利文献3的蝶阀的阀体开闭机构。 在该蝶阀的阀体开闭机构中，阀座密封部在与阀体的外周面紧密接 触的密封位置和从阀体的外周面离开的退避位置之间滑动自如，向 阀座密封部与阀主体之间的间隙中喷射清洗用流体。由此，该蝶阀 能够除去欲侵入到阀座密封部和阀主体之间的个体物件，防止阀座 密封部或阀主体的磨损和损耗，提高密封性。另夕卜，蝶阀由于是阀轴相对于阀座旋转而开闭流路的构造，所 以在挡板(阀体)上没有密封部件从而没有隔离功能的情况下，能 够高速动作而进行流量控制。这里，例如在挡板上具有密封部件而 具备隔离功能的蝶阀中，密封部件的旋转摩擦变大，即使涂敷了真 空润滑脂，密封面也会产生滑动磨损而使得耐久性变差。例如，该 蝶阀在经过数万次的旋转动作后会达到使用极限，进而，在加热型 的情况下耐久性会更差。但是，没有隔离功能的蝶阀只要提高旋转 动作的部位的密封性即可，密封面的耐久性则没有特别要求，所以 即使大约100万次左右的旋转动作也能耐受。在使用没有隔离功能的蝶阀而控制真空压力的情况下，有时组 合该虫莱阀和其他阀而设置阀系统，来利用该阀系统控制真空压力。作为这种阀系统，例如有图11所示的阀系统。该阀系统1具有 没有隔离功能的压力控制用蝶阀2、流路开闭用的真空阀3、小口 径的流量调整阀4。蝶阀2和真空阀3相对于真空流路5串联连接， 流量调整阀4相对于真空流路5而与真空阀3并联连接，能够旁通 该真空阀3,通过利用流量调整阀4进行流量调整来进行软排气的 排气时间调整。该阀系统1中，利用真空阀3对流路进行开闭才喿作，进而在真 空阀3的开阀时对蝶阀2进行开闭控制而进行压力控制。另外，在 进行软排气的情况下，是将真空阀3设成关闭状态，在该状态下， 打开小口径的流量调整阀4来进行从大气压到低真空的软排气。根据该结构，阀系统1能够调整软排气的排气时间，而这在单独依靠 蝶阀的情况下是难以实现的。专利文献1日本特开2006 - 18767号公报专利文献2曰本实用新案登录第2516307号公报专利文献3曰本特许第3826114号公报但是，振子式或直动式的闸阀是适合大口径的高真空排气系统 的压力控制的构造，这些闸阀的主体构造与蝶阀的主体构造相比更 为复杂，不是能用于中小型压力控制并且能借助一体型发挥软排气 功能的构造。而且，L型的锥阀中，阀体能够以在流路方向上往复的方式移 动，为了确保阀体的可动区域和该阀体上升时的流路较宽，阀整体 会变得大型。因此，有占地面积性变差、排气系统整体大型化的倾 向。进而，锥阀是利用电动气动定位器控制大口径气缸的开闭动作 的方式，所以不能高速地进行控制。例如，在专利文献l的真空压力控制系统中，真空比例控制阀 的阀开闭行程变大，而且，作为阀密封件使用的是波紋管，所以要 使其动作需要高推力。由此，为了使该真空比例控制阀动作，需要增大空气压力缸的推力。而且，该真空压力控制系统是真空比例控制阀以平面进行密封 的阀座构造，所以在用于软排气的微小控制时，如果是空气压力控 制则控制性较差，另外，还会产生由阀座的粘着引起的振动(hunting)等问题。因此，也有采用借助马达的机械驱动进行的控 制的情况，但这种情况下会更加大型化，构造也更为复杂。另一方面，在使用蝶阀作为真空控制之用的情况下，为了使该 蝶阀作为隔离阀而发挥作用，在阀体上设置密封部件，而且，为了 提高阀座密封性，需要增大阀体与阀座密封部之间的紧固压力，提 高紧密接触性。但是，这种情况下，紧闭阔座时的摩擦力矩变大。因此，在利用该具有高阀座密封性能的蝶阀来进行压力控制的 情况下，需要将马达输出和齿轮的减速比设定得较大来增大输出力 矩。但是，如果增加输出力矩，则动作速度变慢，不能进行高速控 制，而且，如果马达大型化或增加齿轮数目，则阀整体将大型化。 进而，阀体和阀座变得容易磨损，防漏性能变差。因此，具有隔离 功能的蝶阀的阀体旋转动作极限是大约10万次左右，进而，在加 热型的情况下，极限动作次数将进一步降低，从而有耐久性降低的 问题。因此，专利文献2的蝶阀通过在阀体转动空间中设置阀体退避 空间来防止阀体的磨损而提高密封性能，但由于将阀主体向扩径方 向较大地形成来设置阀体退避空间，主体整体大型化，安装宽度也 增加。因此，该专利文献2的蝶阀不能维持作为蝶阀的优点的小型 化。另夕卜，专利文献3的蝶阔阀体开闭机构使阀座密封部从阀体退 避，但为了在阀体旋转时防止该阀体和阀座密封部的干涉，需要使 阀座密封部从阅体离开较大，结果，小流量时的流导变大。从而该 蝶阀难以进行微小流量时的压力控制，不适合真空压力控制。另 一方面，阀体上没有密封部件而不具有隔离功能的蝶阀是以 防止主体和阀座的密封部的磨损为主要目的。因而，在与安装于 100A的主配管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蝶式压力控制阀，具有阀开闭机构，该阀开闭机构具有：能在相对于主体内的流路垂直的方向上旋转的阀体、能在上述流路的方向上往复移动而使阀座密封部接近或远离上述阀体的座环、向使上述座环从上述阀体离开的方向供给空气的空气流路、以及对上述座环向上述阀体方向施力的弹簧，该阀开闭机构是如下所述的机构：在借助向上述空气流路供给空气而使上述座环从上述阀体离开的状态下使该阀体无滑动地旋转，在使上述阀体旋转到闭阀状态时，借助向上述空气流路的空气供给和上述弹簧的作用力使上述座环接近或远离上述阀体，来控制上述流路内的压力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岩渕俊昭，
申请(专利权)人：株式会社开滋SCT，
类型：发明
国别省市：JP[]