流量限制器制造技术

具有第一盘和第二盘的流量限制器，其中第一盘具有至少一个入口和至少一个出口以及流动路径，第二盘没有流动路径。第一盘和第二盘是叠置在一起的。质量流量控制器包括输入、输出、流动路径、压力传感器以及上述流量限制器。

【技术实现步骤摘要】

本公开讲授了与用于流速测量的流量限制器相关的技术，例如，该流量限制器为质量流量控制器的一部分。所公开讲授的内容帮助在流量限制器中设置流动路径，所述流动路径干净并且在其性能上没有偏差。I.e.
技术介绍
1.介绍流量限制器被用于许多用途，包括质量流量控制器。传统的流量限制器由烧结的合金金属或过滤器构成，其中它们的流阻在生产过程中不能对照性能中可允许的设计值范围加以控制。设计者经常需要从现有已生产的产品中选择合适的流量限制器，从而得到适用的流量限制器。此外，流量限制器可能在流量测量的用途中表现出非线性特征。传统的流量限制器是由烧结的合金金属或网状元件(mesh-like element)制造的。这些流量限制器在流量控制装置中被用作流动压力下的缓冲器。例如，流量计就能够利用流量限制器的压差和流动特征。对于这种由烧结的合金材料制成的流量限制器，难以控制孔隙密度的等级。此外， 这类产品必须从现货供应制造的产品中选择，以获得某个特定范围的流阻。2.传统烧结的流量限制器中的问题烧结的元件据认为不像热质量流量控制器中的限制器设计那样干净。烧结的元件的性能通常在流量高于5SLM以上时恶化。烧结的元件限制器因为流体通过它时呈现出声速(而不是层流)特性，会损失很大一部分所需非线性性质。这是因为通过流量限制器的较高流量所使用的水力直径增加。烧结的元件通常在质量流量控制器的较低入口压力下不工作。这样就使较高入口压力成为必需，而这通常对于在目前市场上广泛接受的情况来说是个障碍。因此希望有较低压降。II.
技术实现思路
所公开讲授内容提供了用于克服上述相关技术流量限制器和质量流量控制器的某些缺陷而确保某些优点的技术。根据所公开讲授内容的一个方面，提供了一种具有第一盘和第二盘的流量限制器，所述第一盘具有至少一个入口和至少一个出口以及流动路径，而所述第二盘没有流动路径。所述第一盘和第二盘是叠置在一起的。根据另一方面，提供了一种质量流量控制器，其包括输入端、输出端、流动路径、压力传感器及上述流量限制器。所公开讲授内容的再一方面是一种制造流量限制器的方法，其包括在第一盘中形成至少一个流动路径。第二盘不含流动路径并且叠置在第一盘上。III.附图说明通过参考附图详细描述其优选实施例，所公开的讲授内容的上述目的和优点将变得更为清楚，其中图1(a)至(C)显示所述盘的一个示例性实施例。图2显示叠置盘式限制器的一个示例性实施例。图3显示一曲线图，表明具有叠置限制器的MFC的一个示例性实施例的六种气体的流量数据。图4(a)至(C)显示三个示例流动盘的示例性实施例。图5显示一表格，表明若干可能的限制器类型的示例性结合。图6显示用于比较的多孔金属限制器和管式限制器的数据。图7图解说明10件示例F1J4盘在扩散焊接之前的流量的非线性性质和可变性。图8A图解说明另一类型的盘在扩散焊接之前的非线性性质和可变性。图8B显示得自#2盘的另一示例性实施例的数据，其中直到的读取范围之内性能得到显著改善。图9图解说明用于比较的烧结的元件盘式限制器的流量曲线和可变性。图10图解说明300SCCM限制器的后扩散焊接。图11图解说明900SCCM限制器、3件叠置在限制器中的300sCCm盘的后扩散焊接。图12A-B显示相同流量类型内各个限制器间的偏差。图13显示在利用900sCCm限制器构造质量流量控制器并以相同的校准和设定点操作6种气体情况下的结果。图14显示两个曲线图，表明所公开盘式限制器的示例性实施例的测试和模拟结^ οIV.具体实施例方式IVA.大纲所公开的非烧结的流量限制器具有对应于光亮钢板的厚度形成的流动路径。该流动路径是通过蚀刻处理形成的。这样一个具有流动路径的板被另一个没有蚀刻路径的板所覆盖。这类流动路径元件类似于三明治那样被叠置，从而取得所需流速。盘形的流动路径元件利用扩散焊接被附着到没有流动路径的元件。在一个示例性实施例中，流动路径的横断面区域，也称窗口，是由板厚以及板厚中的蚀刻深度决定的。通过减少或增加这类窗口的数目，流速的调整和流量限制器两端的压差即可得到控制。此外，在蚀刻宽度和板厚方面进行改变可以控制流动路径的截面积。流速和流量限制器两端的压差也可通过增加或减少被蚀刻板的数量和板厚来控制。这样一种流量限制器具有非线性特征，这允许其工作于低流速范围中，从而使得在低压力下工作的压力表所作压力测量中的误差减少。此种流量限制器可应用于所有流体材料，并且能够以各种组合与用于流体流量测量的压力表使用。IV. B.示例性实施例一示例性实施例示于图1中。所公开的叠置盘式限制器的所示实施例由流动盘和间隔盘组成。流动盘具有完全被蚀通部分(例如部分100)。这些被蚀去部分通常宽度恒定并从内部部位Iio延伸到外部部位120。间隔盘(图1(b))没有被蚀通部分。它们被置于流动盘的任一侧，如图2所示。 由流动盘的被蚀部分形成流动路径，此流动路径为直接位于流动盘上方和下方的间隔盘所限定。间隔盘通常具有大于流动路径110的开始位置的内部直径ID130以及小于流动路径 120的结束位置的外部直径0D，从而让气体能够进入和离开流动路径。这种被蚀通的流动盘与间隔盘相结合，提供了对流动路径水力直径的较好控制。 作为必然结果，还取得了对于从限制器到限制器的偏差的较好控制。一个替换性实施方式是流动盘与流动盘在性质上并非线性而是符合如图1 (C)所示的曲线流动路径。这样就能够在给定有限直径流动盘的条件下，使流动路径(多个)的长度达到最大。在另一个替换性实施例中，利用了优化几何结构，其中流动路径符合阿基米德涡螺旋线图案(即极坐标符号表示法为r = da )。在另一实施例中，取得了主要可压缩的层流，使得装置展现出有益的非线性性质。 这允许有较宽动态范围。在一个示例性实施例中，单个流动路径或多个流动路径被设置于单个盘上。流动路径可以是或可以不是相同的。随后多个盘被叠置在一起，其中间隔盘交错于流动盘之间。 这为制作跨越大动态范围的若干不同的限制器提供了基础。这样一种可用动态范围减少了所需的校准工作。如上所述，多个流动盘可在由小结合件所保持的单个板被蚀刻。上述板可包括对流动盘和间隔盘来说共同的工具孔。上述流动盘和间隔盘通过工具销来对准，以确保各盘相对于彼此的正确位置。上述板被点焊或通过其他方式固定，以使它们固定到位，直到它们在适当的相对位置被扩散焊接在一起。在替换性实施例中，上述的盘可通过扩散焊接以外的其他方式保持在一起(例如机械夹紧)。夹紧机构具有除去不需要的气体或缓慢干燥的法耶德表面(fayed surface) 0上述盘的扩散焊接使得金属表面结合在一起，避免了不希望的法耶德表面。所推荐的厚度大于0.002"(英寸)的盘可被退火以使得处理期间的晶粒生长最小化，而低于0. 002"的盘可被加工硬化50%或更高，以提高盘的刚度从而改善处理。如上所述，所述盘式限制器由被交错地置于间隔盘之间的流动盘组成。三个示例流动盘示于图4中。它们仅在每个盘上流动路径的数目方面不同。aFl.l、F1.8*F1.22 示于图4(a)-(c)中。取决于限制器1的所需流量额定值，要包括这些流动盘中的三个，以使所有示例性限制器的尺寸为2，500SCCM及以下。在这样一个示例性结构中，最小的40SCCM限制器将有1个流动本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种流量限制器，包括：第一盘，其具有至少一个入口和至少一个出口及连接所述入口和所述出口的流动路径；其中所述流动路径在厚度方向上完全穿过所述第一盘；没有流动路径的第二盘；其中多个所述第一盘和多个所述第二盘交错叠置在一起从而形成层叠结构；所述第一盘和所述第二盘是非烧结的金属；所述流动路径的横截面积由所述第一盘的厚度调节。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·T·马德，W·W·怀特，V·米勒，C·戴维斯，木村美良，安田忠弘，
申请(专利权)人：霍里巴斯特克公司，
类型：发明
国别省市：JP