专利名称：自动调节阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体生产中超纯水供应设备，尤其涉及一种自动调节阀。
背景技术：
在半导体集成电路的制造工艺中，80%以上的工序都需要使用水进行清洗，在清 洗过程中，晶片及工件与水直接接触。并且在这些需使用水清洗的工序中，大约有一半以上 的工序在晶片与水接触后紧接着就进入高温过程，若此时水中含有杂质就会进入硅片而导 致集成电路器件性能下降、成品率降低。确切一点说，向生产线提供稳定优质的水将涉及到 企业的成本问题。为了解决因清洗而造成的污染问题，目前采用的办法是将普通的水进行纯化，制 备成超纯水。所谓超纯水是指将水中的导电介质几乎全部去除，又将水中不离解的胶体物 质、气体和有机物均去除至很低程度的水。在25°C时，超纯水的电阻率大于18ΜΩ. cm，或接 近18. 3ΜΩ.αιι的极限值。通常来说，超纯水由厂务制备，再通过超纯水输送管路输送至各个生产设备，以供 使用；并且，输送到每个生产设备处的输送管路分别由一个阀门控制。现有的阀门通常为手动阀，请参考图1至图2，其中，图1为现有的手动阀处于关闭 状态的结构示意图，图2为现有的手动阀处于开启状态的结构示意图，如图1至图2所示， 现有的手动阀100包括阀壳110，所述阀壳110的顶部设置有第一通孔，所述阀壳110内设置有管道120， 所述管道120上设有第二通孔，所述管道120的一端接进水口接头121，另一端接出水口接 头 122 ；阀芯130，所述阀芯130通过所述第二通孔插入所述管道120内，控制所述管道 102的通断；以及阀控制件，所述阀控制件位于所述阀壳110内，所述阀控制件包括活塞腔140、位 于所述活塞腔140内的活塞143、弹簧141以及第一连接杆144 ；所述弹簧141连接所述活 塞腔140的顶部与所述活塞143，所述活塞143与所述活塞腔140之间密封；所述第一连接 杆144固定在所述活塞143上，并且所述第一连接杆144的一端与所述阀芯130连接，另一 端穿通所述活塞腔140的顶部，并通过所述第一通孔穿通所述阀壳110的顶部；所述活塞腔 140上设置有通气孔142，并且所述通气孔142位于所述活塞143的下方，所述通气孔142 外接气源。现有的手动阀100的工作原理为当需使用超纯水时，控制所述气源通过所述通气孔向所述活塞腔140内通入气 体，在气体的压力下，所述活塞143向上运动，压缩所述弹簧141，并带动所述第一连接杆 144向上运动，进一步带动所述阀芯130向上运动，使其通过所述第二通孔移出所述管道 120，从而使得手动阀100处于开启状态，超纯水从所述进水口接头121流入到所述管道120 内，并通过所述出水口接头122流出，以供使用；[0011]当超纯水使用完毕时，关闭气源，在所述弹簧141的弹力作用下，所述活塞143向 下运动，并带动所述第一连接杆144向下运动，进一步带动所述阀芯130向下运动，使其通 过所述第二通孔插入所述管道120内，从而使得手动阀100处于关闭状态。然而，现有的手动阀100存在如下问题(1)当阀芯130移出所述管道120后，所述手动阀100处于开启状态，当阀芯130 插入所述管道120后，所述手动阀100处于关闭状态，即所述手动阀100要么处于完全开启 状态，要么处于完全关闭，因而不能调节超纯水的流速；(2)随着使用时间的增长，所述阀控制件存在损耗，例如弹簧141的弹性变差，活 塞143与活塞腔140之间的密封性降低，因而手动阀100可能处于不正常工作状态，但是却 没有检测装置对其进行检测。而在半导体集成电路的制造工艺中，有的半导体制程要求超纯水的流速不断变 化，从而达到更好的效果，例如当晶片从酸处理槽移至干燥槽后，先需大量的超纯水进行冲 洗，且超纯水的流速要大，随后再用少量的超纯水进行冲洗。并且有的制程需要超纯水的流 速在短时间内变化很多次，因而现有的手动阀100不能满足要求。因此，有必要对现有的手动阀进行改进。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种自动调节阀，以解决现有技术中的手动阀没有自 动调节流量装置，不能满足某些半导体制程需不断改变超纯水的流速的要求，并且没有检 测装置，不能检测手动阀工作状态的问题。为解决上述问题，本实用新型提出一种自动调节阀，该自动调节阀包括手动阀以 及分别与所述手动阀相连的自动调节流量装置及检测装置。可选的，所述手动阀包括阀壳，所述阀壳的顶部设有第一通孔，所述阀壳内设置有管道，所述管道上设有第 二通孔，所述管道的一端接进水口接头，另一端接出水口接头；阀芯，所述阀芯通过所述第二通孔插入所述管道内，控制所述管道的通断；以及阀控制件，所述阀控制件位于所述阀壳内，所述阀控制件包括活塞腔、位于所述活 塞腔内的活塞、弹簧以及第一连接杆；所述弹簧连接所述活塞腔的顶部与所述活塞，所述活 塞与所述活塞腔之间密封；所述第一连接杆固定在所述活塞上，并且所述第一连接杆的一 端与所述阀芯连接，另一端穿通所述活塞腔的顶部，并通过所述第一通孔穿通所述阀壳的 顶部；所述活塞腔上设置有通气孔，并且所述通气孔位于所述活塞的下方，所述通气孔外接 气源。可选的，所述自动调节流量装置包括流量调节装置，所述流量调节装置包括圆板、第二连接杆以及旋钮，所述圆板位于 所述管道内，所述圆板的直径与所述管道的内径相等；所述旋钮位于所述阀壳的顶部，所述 旋钮上设有第一齿轮；所述第二连接杆的一端与所述圆板相连，另一端穿通所述阀壳后与 所述旋钮相连；电动机，所述电动机上设有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合；编码器，所述编码器与所述电动机相连；[0027]流量计，所述流量计与所述出水口接头相连；以及等比例微分积分模块，所述等比例微分积分模块分别与所述流量计、电动机及编 码器相连。可选的，所述检测装置包括光传感器以及标识装置，所述光传感器固定在所述阀 壳的顶部，所述标识装置与所述光传感器相连；所述光传感器包括光发射端及光接收端，所 述光发射端与所述光接收端之间设有一空隙，所述空隙位于所述第一通孔的上方。可选的，所述标识装置包括第一灯泡及第二灯泡，所述第一灯泡与所述光发射端 相连，所述第二灯泡与所述光接收端相连。本实用新型由于采用以上的技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和 积极效果(1)本实用新型提供的自动调节阀包括流量调节装置，所述流量调节装置包括圆 板、第二连接杆以及旋钮，所述第二连接杆连接所述旋钮与所述圆板，所述圆板位于所述管 道内，通过旋转所述旋钮，带动所述第二连接杆转动，并进一步带动所述圆板转动，通过控 制所述圆板与所述管道的夹角来调节所述超纯水的流速，当所述圆板与所述管道平行时， 所述超纯水的流速最大，当所述圆板与所述管道垂直时，所述超纯水的流速最小，从而实现 了流速的调节；(2)本实用新型提供的自动调节阀包括自动调节流量装置，所述自动调节流量装 置可根据所述流量计的当前流速和设定流速，自动对所述流量调节装置进行调整，从而自 动调节超纯水的流速；(3)本实用新型提供的自动调节阀包括检测装置，当所述阀芯位于所述管道内，所 述手动阀处于关闭状态时，所述光传感器的光发射端发射的光线可以通过所述空隙传送到 所述光接收端，所述光接收端接收到光线后，所述第二灯泡亮；当所述阀芯移出所述管道， 所述手动阀处于开启状态时，所述第一连接杆插入所述空隙内，阻挡所述光发射端发射的 光线，使其不能传送到所述光接收端，所述第二灯泡灭；从而可以通过所述检测装置判断所 述手动阀是否处于正确的状态。
图1为现有的手动阀处于关闭状态的结构示意图；图2为现有的手动阀处于开启状态的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的自动调节阀处于关闭状态的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的自动调节阀处于开启状态的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的自动调节阀作进一步详细说明。 根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用 非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例 的目的。本实用新型的核心思想在于，提供一种自动调节阀，该自动调节阀包括手动阀以 及分别与所述手动阀相连的自动调节流量装置及检测装置，所述自动调节流量装置对所述手动阀内的超纯水的流速进行自动调节，所述检测装置检测所述手动阀的开关状态，从而 克服了现有的手动阀不能自动调节流速的缺点，并且通过所述检测装置可及时地判断所述 手动阀是否正常。请参考图3至图4，其中图3为本实用新型实施例提供的自动调节阀处于关闭状态 的结构示意图，图4为本实用新型实施例提供的自动调节阀处于开启状态的结构示意图， 如图3至图4所示，本实用新型提供的自动调节阀200包括手动阀以及与所述手动阀分别 相连的自动调节流量装置及检测装置。进一步地，所述手动阀包括阀壳210，所述阀壳210的顶部设置有第一通孔，所述阀壳210内设置有管道220， 所述管道220上设有第二通孔，所述管道220的一端接进水口接头221，另一端接出水口接 头 222 ；阀芯230，所述阀芯230通过所述第二通孔插入所述管道220内，控制所述管道 220的通断；以及阀控制件，所述阀控制件位于所述阀壳210内，所述阀控制件包括活塞腔240、位 于所述活塞腔240内的活塞243、弹簧241以及第一连接杆244 ；所述弹簧241连接所述活 塞腔240的顶部与所述活塞243，所述活塞243与所述活塞腔240之间密封；所述第一连接 杆244固定在所述活塞243上，并且所述第一连接杆244的一端与所述阀芯230连接，另一 端穿通所述活塞腔240的顶部，并通过所述第一通孔穿通所述阀壳210的顶部；所述活塞腔 240上设置有通气孔242，并且所述通气孔242位于所述活塞243的下方，所述通气孔242 外接气源。进一步地，所述自动调节流量装置包括流量调节装置，所述流量调节装置包括圆板250、第二连接杆251以及旋钮252，所 述圆板250位于所述管道220内，所述圆板250的直径与所述管道220的内径相等；所述旋 钮252位于所述阀壳210的顶部，所述旋钮上设有第一齿轮；所述第二连接杆251的一端 与所述圆板250相连，另一端穿通所述阀壳210后与所述旋钮252相连；通过旋转所述旋 钮252，带动所述第二连接杆251转动，并进一步带动所述圆板250转动，通过控制所述圆板 250与所述管道220的夹角来调节所述超纯水的流速，当所述圆板250与所述管道220平行 时，所述超纯水的流速最大，当所述圆板250与所述管道220垂直时，所述超纯水的流速最电动机290，所述电动机290上设有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮 合，所述电动机290的旋转运动带动所述旋钮252旋转；编码器291，所述编码器291与所述电动机290相连，所述编码器291控制所述电 动机290的旋转角度；流量计270，所述流量计270与所述出水口接头222相连，所述流量计270可显示 当前流速，并可设定流速；以及等比例微分积分模块280，所述等比例微分积分模块280分别与所述流量计270、 电动机290及编码器291相连；所述等比例微分积分模块280读取所述流量计270的当前 流速及设定流速，根据所述设定流速与所述当前流速的差值计算出所述圆板250需旋转的 方向及角度；并将所述圆板250需旋转的方向发送给所述电动机290，将所述圆板250需旋转的角度发送给所述编码器291 ；所述编码器291根据所述圆板250需旋转的角度计算出 所述电动机290需旋转的角度，并发送给所述电动机290。进一步地，所述检测装置包括光传感器260以及标识装置，所述光传感器260固定 在所述阀壳210的顶部，所述标识装置与所述光传感器260相连；所述光传感器260包括光 发射端261及光接收端262，所述光发射端261与所述光接收端262之间设有一空隙263， 所述空隙263位于所述第一通孔的上方。进一步地，所述标识装置包括第一灯泡264及第二灯泡265，所述第一灯泡264与 所述光发射端261相连，所述第二灯泡265与所述光接收端262相连；当所述阀芯230位于 所述管道220内，所述手动阀处于关闭状态时，所述光传感器260的光发射端261发射的光 线可以通过所述空隙263传送到所述光接收端262，所述光接收端262接收到光线后，所述 第二灯泡265亮；当所述阀芯230移出所述管道220，所述手动阀处于开启状态时，所述第 一连接杆244插入所述空隙263内，阻挡所述光发射端261发射的光线，使其不能传送到所 述光接收端262，所述第二灯泡265灭；并且在所述光发射端261发射光线时，所述第一灯 泡264亮；从而可以通过所述第一灯泡264与所述第二灯泡265的状态判断所述手动阀是 否处于正确的状态。本实用新型实施例提供的手动调节阀200的使用方法为当需使用超纯水时，设定所述流量计270的流速，所述等比例微分积分模块280读 取所述流量计270的当前流速及设定流速，其中当前流速为0，根据所述设定流速与所述当 前流速的差值计算出所述圆板250需旋转的方向及角度；并将所述圆板250需旋转的方向 发送给所述电动机290，将所述圆板250需旋转的角度发送给所述编码器291 ；所述编码器 291根据所述圆板250需旋转的角度计算出所述电动机290需旋转的角度，并发送给所述电 动机290 ；所述电动机290根据所述等比例微分积分模块280发送的方向及所述编码器291 发送的角度进行旋转，并带动所述旋钮252旋转，使得所述圆板250与所述管道220的夹角 达到所需值；控制所述气源通过所述通气孔向所述活塞腔240内通入气体，在气体的压力下， 所述活塞243向上运动，压缩所述弹簧241，并带动所述第一连接杆244向上运动，进一步带 动所述阀芯230向上运动，使其通过所述第二通孔移出所述管道220，从而使得手动阀200 处于开启状态，超纯水从所述进水口接头221流入到所述管道220内，并通过所述出水口接 头222流出，以供使用；当需改变超纯水的流速时，设定所述流量计270的流速，所述等比例微分积分模 块280读取所述流量计270的当前流速及设定流速，根据所述设定流速与所述当前流速的 差值计算出所述圆板250需旋转的方向及角度；并将所述圆板250需旋转的方向发送给 所述电动机290，将所述圆板250需旋转的角度发送给所述编码器291 ；所述编码器291根 据所述圆板250需旋转的角度计算出所述电动机290需旋转的角度，并发送给所述电动机 290 ；所述电动机290根据所述等比例微分积分模块280发送的方向及所述编码器291发送 的角度进行旋转，并带动所述旋钮252旋转，使得所述圆板250与所述管道220的夹角达到 所需值；当超纯水使用完毕时，旋转所述旋钮252，使所述圆板250与所述管道220垂直； 并且关闭气源，在所述弹簧241的弹力作用下，所述活塞243向下运动，并带动所述第一连接杆244向下运动，进一步带动所述阀芯230向下运动，使其通过所述第二通孔插入所述管 道220内，从而使得手动阀200处于关闭状态。本实用新型实施例提供的手动调节阀200的状态检测方法为开启所述光传感器260的光发射端261，使其发射光线，此时第一灯泡264亮；若所述第二灯泡265亮，则所述手动阀处于关闭状态，若所述第二灯泡265灭，则 所述手动阀处于开启状态；将所述第二灯泡265表示的手动阀开关状态与实际的手动阀开关状态相比较，判 断所述手动阀是否正常。在本实用新型的一个具体实施例中，所述标识装置为第一灯泡264及第二灯泡 265，然而应该认识到，根据实际情况，所述标识装置还可以为其它可标识不同状态的部件，
例如第一蜂鸣器及第二蜂鸣器等。综上所述，本实用新型提供了一种自动调节阀，该自动调节阀包括手动阀以及分 别与所述手动阀相连的自动调节流量装置及检测装置，所述自动调节流量装置包括流量调 节装置、电动机、编码器、流量计以及等比例微分积分模块；所述流量调节装置包括圆板以 及与所述圆板相连的旋钮，所述圆板位于所述手动阀的管道内，所述圆板的直径与所述管 道的内径相等；所述旋钮与所述电动机相连；所述等比例微分积分模块与所述编码器根据 流量计的当前流速与设定流速控制所述电动机需旋转的方向及角度，所述电动机旋转带动 所述旋钮旋转，从而实现自动调节流速。所述检测装置包括光传感器以及标识装置，所述光 传感器包括光发射端及光接收端，所述标识装置根据所述光传感器的状态及所述手动阀的 状态显示不同的标识状态。从而可以调节所述手动阀的流速并检测所述手动阀的工作状 态。显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新 型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其 等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求一种自动调节阀，其特征在于，包括手动阀，以及分别与所述手动阀相连的自动调节流量装置及检测装置。
2.如权利要求1所述的自动调节阀，其特征在于，所述手动阀包括阀壳，所述阀壳的顶部设有第一通孔，所述阀壳内设置有管道，所述管道上设有第二通 孔，所述管道的一端接进水口接头，另一端接出水口接头；阀芯，所述阀芯通过所述第二通孔插入所述管道内，控制所述管道的通断；以及阀控制件，所述阀控制件位于所述阀壳内，所述阀控制件包括活塞腔、位于所述活塞腔 内的活塞、弹簧以及第一连接杆；所述弹簧连接所述活塞腔的顶部与所述活塞，所述活塞与 所述活塞腔之间密封；所述第一连接杆固定在所述活塞上，并且所述第一连接杆的一端与 所述阀芯连接，另一端穿通所述活塞腔的顶部，并通过所述第一通孔穿通所述阀壳的顶部； 所述活塞腔上设置有通气孔，并且所述通气孔位于所述活塞的下方，所述通气孔外接气源。
3.如权利要求2所述的自动调节阀，其特征在于，所述自动调节流量装置包括流量调节装置，所述流量调节装置包括圆板、第二连接杆以及旋钮，所述圆板位于所述 管道内，所述圆板的直径与所述管道的内径相等；所述旋钮位于所述阀壳的顶部，所述旋钮 上设有第一齿轮；所述第二连接杆的一端与所述圆板相连，另一端穿通所述阀壳后与所述 旋钮相连；电动机，所述电动机上设有第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合；编码器，所述编码器与所述电动机相连；流量计，所述流量计与所述出水口接头相连；以及等比例微分积分模块，所述等比例微分积分模块分别与所述流量计、电动机及编码器 相连。
4.如权利要求2所述的自动调节阀，其特征在于，所述检测装置包括光传感器以及标 识装置，所述光传感器固定在所述阀壳的顶部，所述标识装置与所述光传感器相连；所述光 传感器包括光发射端及光接收端，所述光发射端与所述光接收端之间设有一空隙，所述空 隙位于所述第一通孔的上方。
5.如权利要求4所述的自动调节阀，其特征在于，所述标识装置包括第一灯泡及第二 灯泡，所述第一灯泡与所述光发射端相连，所述第二灯泡与所述光接收端相连。
专利摘要本实用新型公开了一种自动调节阀，该自动调节阀包括手动阀及分别与所述手动阀相连的自动调节流量装置及检测装置，所述自动调节流量装置包括流量调节装置、电动机、编码器、流量计及等比例微分积分模块；所述流量调节装置包括圆板及与圆板相连的旋钮，所述圆板位于所述手动阀的管道内，且其直径与管道的内径相等；所述旋钮与所述电动机相连；所述等比例微分积分模块与编码器根据流量计的当前流速与设定流速控制所述电动机的旋转方向与角度，所述电动机旋转带动所述旋钮旋转，从而实现自动调节流速。所述检测装置包括光传感器及标识装置，所述标识装置根据所述光传感器的状态及手动阀的状态显示不同的标识状态，从而可以检测所述手动阀的工作状态。
文档编号F16K31/53GK201772119SQ20102050630
公开日2011年3月23日 申请日期2010年8月26日 优先权日2010年8月26日
发明者刘本峰, 吴良辉, 朱小凡 申请人:武汉新芯集成电路制造有限公司;中芯国际集成电路制造(上海)有限公司