专利名称：用于泵中的阀的排序的系统和方法
技术领域：
本发明总体上涉及流体泵。更具体地，本发明的实施例涉及多级 泵。更加具体地，本发明的实施例涉及阀动作的排序，以改善在被用 于半导体制造的泵中的阀的动作引起的压力变化。
背景技术：
在许多申请中，必需对由泵出装置分配的流体量和/或速率进行精 确控制。例如，在半导体加工中，重要的是控制光化学制品(诸如光 阻材料的化学制品)被施加到半导体晶片上的量和速率。在加工过程 期间，被施加到半导体片的涂层一般需要以埃为单位度量的横越晶片 的表面的平面。必须对加工的化学制品被施加到晶片的速率进行控制， 以确保均匀地施加加工过程的流体。
现在使用在半导体工业中的许多光化学物质是非常昂贵的，时常 的消耗成本达到一升$1000。因此，优选确保使用最少但是足够量的化 学制品，并且该化学制品不会被泵出装置损坏。当前，多级泵会引起 在液体中尖锐的压力峰值。例如，负的压力峰值会促使在化学制品中 形成充气和气泡，这会在晶片涂层上产生缺陷。类似的，正的压力峰 值会导致不成熟的聚合体交联，这也会导致涂层缺陷。
如所示出的，这种压力峰值以及随后的压降会损害流体(即，不 适宜地改变该流体的物理性质)。另外，压力峰值会导致液压的增加， 这会导致分配泵比预期分配更多的流体，或者以具有不利的动力学的 方式分配该流体。
更具体地说，泵出装置内的阀的打开和关闭会引起压力峰值。因 此，对泵出装置内的阀的打开和关闭排序是必需的，这会最小化或者 减少流体内的压力变化。
发明内容
本发明公开了使泵出装置内的压力波动最小化的系统和方法。通 过避免由于关闭阀而在流体路径中形成被关闭或者被截留的空间，并 且类似地，通过避免在两个被截留的空间之间打开阀，本发明的实施 例用来减少泵出装置的流体路径内的压力变化。更具体地，本发明的 实施例根据阀的顺序来操作泵出装置的阀系统，该阀的顺序被配置成 使通过泵出装置的流体流动路径(例如，到泵出装置外部的区域)被 关闭的时间基本上最小化。
本发明的实施例提供了减少压力波动的系统和方法，其大体上消 除或者减少了先前开发的泵出系统和方法的缺点。更具体地，本发明 的实施例提供用于阀的排序的系统和方法，其基本上减小了在多级泵 运行期间的压力波动。
如果在流体路径中将形成被关闭或者被截留的空间，在其能够被
避免的情况下，本发明的实施例不会关闭阀。
如果能够避免被截留的空间，则本发明的实施例不会在两个截留 空间之间打开阀，并且如果不存在通向多级泵外部的区域的打开的流 体路径或者通向多级泵的外部的大气环境或者外部环境的打开的流体 路径，则可以避免打开阀。
在本发明的另一个实施例中，仅仅当诸如入口阀、排气阀或者出 口阀等外部阀打开时，多级泵中的内部阀将被打开或者关闭，以消除 阀打开所引起的容积改变导致的任何压力改变。
在一些实施例中，阀将从外向内打开(即外部阀应该在内部阀之 前打开)，同时阀将从内向外关闭(即内部阀应该在外部阀之前关闭)。
在又一个实施例中，在阀状态改变之间将利用充分的时间量来确 保在另一个改变开始之前，特定的阀被充分地打开或者关闭。
本发明的实施例将最小化或者减少在多级泵循环期间的压力波动。
本发明的又一个实施例将提供敏感的工艺流体的温和操控，这会 导致发生在这些流体中更少的损害事故。
0016当结合下面描述和附图考虑时，本发明的这些及其它的方 面将得到更好的理解。虽然，尽管示出了本发明的不同实施例和许多 特定细节，但是以示例的方式给出以下描述，而不构成限制。许多替 换、改变、增加或者重新配置都在本发明的范围之内，并且本发明包 括所有这些替换、改变、增加或者重新配置。
通过结合附图，并且参见以下描述将实现对本发明和其优点更加 完全的了解，其中相同的附图标记表示相同的特征，并且其中 图l是泵出系统的一个实施例的示意图； 图2是根据本发明的一个实施例的多级泵的示意图； 图3A、 3B、 4A、 4C和4D是多级泵的不同实施例的示意图； 图4B是分配块的一个实施例的示意图； 图5是用于本发明的一个实施例的阀和电机时序的示意图； 图6是泵所使用的致动顺序的一个实施例的压力分布图的示例； 图7是泵所使用的致动顺序的一个实施例的一部分的压力分布图 的示例；
图8A和8B是用于泵的运行的不同环节的阀和电机时序的一个实 施例的示意图9A和9B是用于泵的运行的不同环节的阀和电机时序的一个实 施例的示意图； 图10A和10B是泵所使用的致动顺序的一个实施例的一部分的压 力分布图的示例；和
图11是泵出系统的一个实施例的示意图。
具体实施例方式
在附图中描述了本发明的优选实施例，其中相同的数字用来表示 不同附图中相同和对应的部件。
本发明的实施例涉及利用泵精确地分配流体的泵出系统，该泵可 以是单级泵或者多级泵。更特别地，通过避免由于关闭阀而在流体路 径中形成被关闭或者被截留的空间，和类似地，通过避免在两个被截 留的空间之间打开阀，本发明的实施例可用于减少在泵出装置的流体 路径中的压力变化。更具体地说，本发明的实施例可用来根据阀的顺 序来操作泵出装置的阀系统，该阀的顺序被配置为使通过泵出装置的 流体流动路径(例如，到泵出装置的外部的区域)被关闭的时间基本 上最小化。这种泵出系统的实施例在2005年12月5日申请的、发明 人为James Cedrone、 George Gonnella和Iraj Gashgaee的美国临时 专利申请No.60/742,435中公开，该申请的全部内容在此通过引用而并 入。
图1是泵出系统10的一个这样的实施例的示意图。该泵出系统 10可包括流体源15、泵控制器20和多级泵100,它们合作以将流体 分配到晶片25上。多级泵100的运行可通过泵控制器20进行控制， 该泵控制器可机载在多级泵100上或者经由用于传送控制信号、数据 或者其它消息的一个或更多个通信链路连接到多级泵100上。另外， 泵控制器20的功能可分布在机载的控制器和另一个控制器之间。泵控 制器20可包括包含一组控制指令30的计算机可读介质27 (例如 RAM、 ROM、闪速存储器、光盘、磁驱动器或者其它计算机可读介 质)，以控制多级泵100的运行。处理器35(例如CPU、 ASIC、 RISC、 DSP或者其它处理器)可执行这些指令。处理器的一个例子是德克萨 斯器件TMS320F2812PGFA 16位DSP (德克萨斯器件是建立在德克
萨斯州，达拉斯的公司)。在图l的实施例中，控制器20经由通信链 路40和45与多级泵100通信。通信链路40和45可以是网络(例如 以太网、无线网络、全球局域网络、DeviceNet网络或者在现有技术 中已知或者开发的其它网络)、总线(例如SCSI总线)或者其它通信 链路。控制器20可被实施作为机载的PCB板、远程控制器或者其它 适当的方式。泵控制器20可包括到控制器的适当接口(例如网络接口、 输入/输出接口、模-数转换器及其它组件)，以与多级泵100通信。另 外，泵控制器20包括在现有技术中已知的多种计算机元件，包括处理 器、存储器、接口、显示设备、外部的或者其它的计算机元件，为了 简化起见未示出。泵控制器20可控制多级泵中不同的阀和电机，以使 得多级泵精确地分配流体，该流体包括低粘度流体(即小于IOO厘泊) 或者其它流体。2005年12月2日申请的、发明人为Cedrone等人， 发明名称为"I/O Interface System and Method for a Pump"的美国专 利申请No.60/741，657中，以及由 申请的、发明人为Cedrone等 人、发明名称为"I/O Interface System and Method for a Pump "的 美国专利申请ENTG1810-ll中描述的输入/输出连接器可用于使 泵控制器20连接到各种接口和制造工具上，该申请在此通过引用而全 部并入。
图2是多级泵100的示意图。多级泵100包括进给级部分105和 单独的分配级部分110。从流体流动的透视图中看出，设置在进给级 部分105和分配级部分110之间的是过滤器120，以从工艺流体中过 滤杂质。多个阀可控制流动通过多级泵100的流体，这些阀包括例如 入口阀125、隔离阀130、阻隔阀135、清洗阀140、排气阀145和出 口阀147。分配级部分110还包括压力传感器112，该压力传感器确定 在分配级110处的流体压力。由压力传感器112确定的压力可用于控 制各种泵的速度，如下所述。示例的压力传感器包括陶瓷和聚合物压 阻(pesioresistive)和电容式压力传感器，包括由德国Korb的Metallux AG制造的压力传感器。根据一个实施例，接触工艺流体的压力传感 器112的表面是全氟聚合物。泵100包括另外的压力传感器，例如读出进给腔155中的压力的压力传感器。
进给级105和分配级110包括在多级泵100中泵出流体的滚动的 隔膜泵。进给级泵150 ("进给泵150")例如包括聚集流体的进给腔 155、在进给腔155内部移动并使流体移位的进给级隔膜160、使进给 级隔膜160移动的活塞165、丝杠170和步进电机175。丝杠170通过 螺帽、齿轮或者其它的机构联接到步进电机175上，以从电机中传送 能量给丝杠170。根据一个实施例，进给电机175使螺帽旋转，进而 使丝杠170旋转，使得活塞165动作。分配级泵180 ("分配泵180 ") 可类似地包括分配腔185、分配级隔膜l卯、活塞192、丝杠195和分 配电机200。分配电机200可通过带螺紋的螺帽(例如Torlon或者其 它材料的螺帽)驱动丝杠195。
根据其它实施例，进给级105和分配级110可以是各种其它泵， 可包括气动或者液压致动泵、液压泵或者其它泵。在2005年2月4 日申请的、发明人为Zagars等人，发明名称为"Pump Controller For Precision Pumping Apparatus"的美国专利申请No.ll/051，576中描述 了用于进给级的气动泵和步进电机驱动的液压泵的多级泵的一个例 子，该申请在此通过引用而并入。然而，两级电机的使用提供了一个 优点，即不需要液压管路、控制系统和流体，从而降低了空间和潜在 的泄漏。
进给电机175和分配电机200可以为任何适当的电机。根据一个 实施例，分配电机200是永磁同步电机("PMSM")。该PMSM可通 过在电机200处的、利用场定向控制("FOC ")的数字信号处理器 ("DSP")或者现有技术中已知的其它类型的位置/速度控制器，对机 载在多级泵100上的控制器或者单独的泵的控制器(例如在图l中示 出的)进行控制。PMSM200还包括用于实时反馈分配电机200的位 置的编码器(例如精细直线旋转位置编码器)。使用位置传感器对活塞 192的位置进行精确和可重复的控制，这导致对在分配腔185中的流 体运动进行精确和可重复的控制。例如，利用2000直线编码器，其根 据一个实施例可给予8000脉沖到DSP上，可以精确地以0.045的旋
转度数进行测量和控制。此外，PMSM可在几乎没有振动的情况下低 速运行。进给电机175还可以是PMSM或者步进电机。还应该指出的 是进给泵包括原位传感器，以指示何时进给泵处于它的原始位置。
图3A是用于多级泵100的泵组件的一个实施例的示意图。多级 泵100包括分配块205，其限定了通过多级泵100的多个流体流动路 径并至少部分限定了进给腔155和分配腔185。根据一个实施例，分 配泵块205可以为PTFE、改进的PTFE或者其它材料的单一块。因 为这些材料不与或者最低限度地与许多工艺流体反应，这些材料的利 用可使得流体通道和泵腔被直接加工到分配块205中，同时额外的硬 件最少。从而，通过提供集成的流体歧管，分配块205降低了对管道 的需要。
分配块205包括不同的外部入口和出口 ，例如包括通过其接收流 体的入口 210，在排气环节期间排出流体的排气出口 215，和在分配环 节期间通过其分配流体的分配出口 220。在图3A的例子中，分配块 205不包括外部清洗出口，因为清洗后的流体返回到进给腔中(如图 4A和4B所示)。然而，在本发明的其它实施例中，流体可在外部被 清洗。2005年12月2日申请的、发明人为Iraj Gashgaee、发明名称 为 "O-Ring-Less Low Profile Fitting and Assembly Thereof 的美国 临时专利申请No.60/741，667，描述了装配的实施例，其可被利用来使 分配块205的外部入口和出口与流体路径连接，该申请在此通过引用 而全部并入。
分配块205将流体输送给进给泵、分配泵和过滤器120。根据本 发明的一个实施例，泵盖225可以防止进给电才几175和分配电才几200 受到损害，而活塞外壳227可对活塞165和活塞192提供保护并且由 聚乙烯或者其它聚合物形成。阀板230提供用于阀系统(例如，图2 的入口阀125、隔离阀130、阻隔阀(barrier valve ) 135、清洗阀140 和排气阀145)的阀套，该阀系统可被构造成将流体引导到多级泵100 的各个部件。才艮据一个实施例，入口阀125、隔离阀130、阻隔阀135、 清洗阀140和排气阀145的每个至少部分集成到阀板230中并且是隔
膜阀，所述隔膜阀根据压力或者真空是否被施加到相应的隔膜上而被
开启或者关闭。在其它的实施例中， 一些阀可以在分配块205的外部 或者被设置在另外的阀板中。根据一个实施例，PTFE薄板夹在阀板 230和分配块205之间以形成不同阀的隔膜。阀板230包括用于每个 阀的阀控制入口，以将压力或者真空施加到相应的隔膜上。例如，入 口 235对应于阻隔阀135，入口 240对应于清洗阀140,入口 245对应 于隔离阀130，入口 250对应于排气阀145,入口 255对应于入口阀 125(在这种情况下，出口阀147是在外部)。通过有选择性地将压力 或者真空施加到入口上，打开和关闭相应的阀。
经由阀门控制供给管路260来将阀门控制气体和真空提供给阀板 230，它们从阀门控制歧管(在顶盖263或者外壳盖225下面的区域中) 流出，通过分配块205到阀板230上。阀门控制气体进给入口 265将 压缩气体提供给阀门控制歧管，并且真空入口 270将真空(或者低气 压)提供到该阀门控制歧管。该阀门控制歧管用作三通阀，以经由供 给管路260将压缩气体或者真空输送到阀板230的适当入口中，以致 动相应的阀。在一个实施例中，利用了在 申请的、发明人为
Gashgaee等人/发明名称为"Fixed Volume valve System"的 [ENTG1770-1的美国专利申请No. 中描述的阀板，其降低了阀 的滞留容积，消除了真空波动带来的容积变化，降低了真空度要求并 且减小了阀隔膜上的应力。
图3B是多级泵100的另一个实施例的示意图。在图3B所示的许 多特征与结合上述图3A描述的特征类似。然而，图3B的实施例包括 多个特征以防止液滴进入容纳电子器件的多级泵100的区域中。例如， 当操作者从入口 210、出口 215或者排气口 220连接或者断开管时会 产生液滴。该防滴漏的特征被设计成能防止潜在的有害化学物品液滴 进入该泵中，特别是电子器件腔中，并且不要求该泵是"防水的"(例 如，可浸没在液体中而不会发生泄漏)。根据其它的实施例，该泵可以 完全被密封。
根据一个实施例，分配块205可包括从与顶盖263配合的分配块205的边缘向外伸出的垂直伸出的凸缘或者唇部272。根据一个实施 例，在顶部边缘上，顶盖263的顶部与唇部272的顶面齐平。这会导 致分配块205和顶盖263的顶部分界面附近的液滴倾向于流动到分配 块205上，而不是通过该分界面。然而，在侧面上，顶盖263与唇部 272的基底齐平或者从唇部272的外表面向内偏移。这会导致液滴倾 向于沿顶盖263和唇部272产生的转角流动，而不是在顶盖263和分 配块205之间流动。另外，橡胶密封件放置在顶盖263的顶部边缘和 背板271之间，以防止液滴从顶盖263和背板271之间泄漏。
分配块205还包括倾斜构件273,其包括限定在分配块205中的 倾斜表面，其向下倾斜并且远离容纳电子器件的泵100的区域。因此， 在分配块205顶端附近的液滴会从电子器件中引走。另外，泵盖225 还从分配块205的外侧边缘向内稍微偏移，从而使得沿泵100的侧面 的液滴倾向于流过泵盖225和泵100的其它部分的分界面。
根据本发明的一个实施例，金属軍与分配块205无论在任何地方 接口，金属罩的垂直面可以从分配块205的相应垂直面向内稍微偏移 (例如，1/64英寸或者0.396875毫米)。另外，多级泵100可包括密 封件、倾斜构件和其它构件，以防止液滴进入容纳电子器件的多级泵 IOO的部分。而且，如图4A所示，如下面所描述的，背板271可以包 括构件，以使多级泵100进一步"防滴漏"。
图4A是多级泵100的一个实施例的示意图，其中将分配块205 制造成透明的，以显示出通过其中而限定的流体流动通道。分配块205 限定用于多级泵100的多个腔和流体流动通道。根据一个实施例，进 给腔155和分配腔185可以4皮直接加工到分配块205中。另外，多个 流体通道可,皮加工到分配块205中。流体流动通道275(如图5C所示) 从入口 210通到入口阀。流体流动通道280从入口阀通到进给腔155， 以完成从入口 210到进给泵150的路径。在阀套230中的入口阀125 调节入口 210和进给泵150之间的流动。流动通道285将流体从进给 泵150输送到阀板230中的隔离阀130。该隔离阀130的输出通过另 一个流动通道(未示出)输送到过滤器120中。流体从过滤器120流动通过流动通道，该流动通道使过滤器120连接到排气阀145和阻隔 阀135。该排气阀145的输出是通向排气出口 215，同时阻隔阀135 的输出经由流动通道290输送到分配泵180。在分配环节期间，分配 泵可以经由流动通道295将流体输出到出口 220，或者在清洗环节期 间，使流体通过流动通道300输出到清洗阀上。在清洗环节期间，流 体可以通过流动通道305返回到进给泵150。因为流体流动通道可以 直接地形成在PTFE (或者其它的材料)块中，所以分配块205可用作 在多级泵100的各个部件之间的工艺流体的管路，从而避免或者减少 对另外的管道的需要。在其它情况下，管道可插入到分配块205中以 限定流体流动通道。图4B示出了根据一个实施例的分配块205的示 意图，该分配块被制成透明的，以显示出其中的多个流动通道。
返回到图4A，图4A还示出了被移除了泵盖225和顶盖263以示 出进给泵150的多级泵100,该多级泵IOO包括进给级电机l卯、包括 分配电机200的分配泵180和阀门控制歧管302。根据本发明的一个 实施例，利用插入到分配块205中相应空腔中的杆(例如，金属杆)， 使进给泵150的部分、分配泵180和阀板230可与分配块205联接。 每个杆可以包括一个或更多个螺紋孔以容纳螺钉。例如，分配电机200 和活塞壳体227可以经由一个或更多个螺钉(例如，螺钉275和螺钉 280)被安装到分配块205上，这些螺钉贯穿分配块205中的螺紋孔以 柠入杆285中的相应孔中。应该注意的是，用于将部件联接到分配块 205的这种机构是举例说明的并且可以采用任何适当的附接机构。
根据本发明的一个实施例，背板271可以包括向内延伸的突出部 (例如，支架274)，顶盖263和泵盖225可安装到其上。因为顶盖263 和泵盖225与支架274 (例如，在顶盖263的底部和后部边缘以及泵 盖225的顶部和后部边缘)搭接，所以可以防止液滴流入顶盖263的 底部边缘和泵盖225的顶部边缘之间或者在顶盖263和泵盖225的后 部边缘处的任何间隙之间的电子器件区域中。
才艮据本发明的一个实施例，歧管302可以包括一组电》兹阀，以选 择性地将压力/真空引导到阀板230中。当特定的电磁线圏正引导真空或者压力到阀中时，根据执行过程，该电磁线圏将产生热量。根据一
个实施例，歧管302被安装在远离分配块205、尤其是分配腔185的 PCB板(其安装到背板271上，在图4C中较佳的示出)的下面。歧 管302可以安装到支架上，支架又安装到背板271上或者以别的方式 与背板271联接。这有助于防止来自歧管302中的电磁线圏的热量影 响在分配块205中的流体。背板271可由不锈钢、机械加工的铝或者 其它材料制成，该背板可以消散来自歧管302和PCB中的热量。采用 另 一种方式，背板271可以用作用于歧管302和PCB的热消散支架。 泵100还可以被安装到一表面或其它结构上，热量可通过背板271被 传导到该表面或者其它结构。因此，背板271和与其附接的结构可用 作用于歧管302和泵100的电子器件的散热器。
图4C是多级泵100的示意图，其示出了用于将压力或者真空提 供到阀板230上的供给管路260。如结合图3进行描述，在阀板230 中的阀可被构造成使流体流入多级泵100的各个组件中。阀的致动可 由阀门控制歧管302控制，该阀门控制歧管302将压力或者真空引导 到每个供给管路260中。每个供给管路260可以包括具有小孔的配件 (示例的配件以318示出)。该孔的直径小于配件318附接到其上的相 应供给管路260的直径。在一个实施例中，该孔的直径大约为0.010 英寸。因此，配件318的孔可以用来在供给管路260中设置一节流装 置。在每个供给管路260中的孔有助于减轻施加到供给管路的压力和 真空之间的剧烈的压差效应，并且因此可以在施加到阀的压力和真空 之间平稳过渡。换句话说，该孔有助于减少在下游的阀的隔膜上的压 力变化的影响。这允许该阀可更平稳和更緩慢地打开和关闭，这会带 来在系统中的更平稳的压力过渡，这是由阀的打开和关闭引起的，并 且实际上增加了阀本身的寿命。
图4C还示出了与歧管302联接的PCB397。根据本发明的一个实 施例，歧管302可以接受来自PCB板397的信号，以使电磁线圈打开 /关闭，从而将真空/压力引导到各个供给线路260中，从而控制多级 泵100的阀。再次，如图4C所示，歧管302可以位于从分配块205开始的PCB 397的远端处，以减少在分配块205中热量对流体的影响。 另外，基于PCB设计和空间限制的可行程度，发热的组件可以位于远 离分配块205的PCB的侧面，再一次减少热量的影响。来自歧管302 和PCB397的热量可由背板271消散。另一方面，图4D是泵100的 一个实施例的示意图，其中歧管302直接安装到分配块205上。
现在有效地描述多级泵100的运行过程。在多级泵100的运行期 间，打开或者关闭多级泵100的阀，以允许或者限制到多级泵100的 各个部分的流体流动。根据一个实施例，这些阀可以是气动(即，气 体驱动)隔膜阀，其根据是引入压力还是真空而打开或者关闭。然而， 在本发明的其它的实施例中，可采用任何适当的岡。
下面描述多级泵100运行的各个阶段的概要。然而，多级泵IOO 可以根据多种控制模式对多级泵100进行控制，以便安排阀的顺序和 控制压力，所述多种控制模式包括但不限于在2006年8月11日申请 的、发明人为Michael Clarke、 Robert F. McLoughlin和Marc Laverdiere 、发明名称为"Systems and Methods For Fluid Flow Control in an Immersion Lithography System" 的美国专利申"i青 No.ll/502， 729中描述的控制模式，该申请在此通过引用而全部并入。 根据一个实施例，多级泵100可以包括准备环节、分配环节、填充环 节、预先过滤环节、过滤环节、排气环节、清洗环节和静态清洗环节。 在进给环节期间，入口阀125被打开并且进给级泵150移动(例如， 牵引)进给级隔膜160以将流体吸到进给腔155中。 一旦足够数量的 流体已经充满进给腔155,则入口阀125被关闭。在过滤环节期间， 进给级泵150移动进给级隔膜160以使来自进给腔155的流体移位。 打开隔离阀130和阻隔阀135，以允许流体通过过滤器120流到分配 腔185中。根据一个实施例，可以首先打开隔离阀130(例如，在"预 先过滤"环节)，以允许在过滤器120中形成压力，然后打开阻隔阀 135以使流体流入分配腔185中。根据其它实施例，隔离阀130和阻 隔阀135两者可以被打开并使进给泵移动，从而在过滤器的分配侧上 形成压力。在过滤环节期间，分配泵180可以处于其原始位置。如2004
年11月23日申请的、发明人为Laverdiere等人、发明名称为"System and Method for a Variable Home Position Dispense System"的美国临 时专利申请No.60/630， 384和2005年11月21日申请的、发明人为 Laverdiere等人、发明名称为"System and Method for Variable Home Position Dispense System，，的PCT申请PCT/US2005/042127所描述的， 分配泵的原始位置可以为在分配循环中在分配泵处产生最大可用容积 的位置，但是小于分配泵能提供的最大可用容积，这两个申请在此通 过引用而并入。该原始位置可基于分配循环的各个参数进行选择，以 减少多级泵100的未被使用的滞留容积。进给泵150同样地可以处于 原始位置，其提供一小于其最大可用容积的容积。
在排气环节的开始时，隔离阀130打开，阻隔阀135关闭而排气 阀145打开。在另一个实施例中，阻隔阀135可以在排气环节期间保 持打开并且在排气环节的结束时关闭。在这个时间段，如果阻隔阀135 打开，可通过控制器获知压力，因为由压力传感器112测量的分配腔 中的压力将受到过滤器120中的压力影响。进给级泵150将压力施加 到流体中，以通过打开的排气阀145从过滤器120中去除气泡。可以 控制进给级泵150，使得以预定速率进行排气，允许更久的排气时间 和较低的排气速率，从而允许排气消耗量的精确控制。如果进给泵是 气动型泵，可以在排气流体路径中设置流体流动的节流装置，并且给 予不受控制的方法一定的控制，可以增大或减小施加到进给泵的压缩 空气的压力，以便保持"排气，，设定值压力。
在清洗环节开始时，隔离阀130关闭，如果阻隔阀135在排气环 节打开，则该阻隔阀135会关闭，排气阀145关闭，并且清洗阀140 打开，入口阀125打开。分配泵180将压力施加到分配腔185中的流 体上，以通过清洗阀140排出气泡。在静态清洗环节期间，分配泵180 停止，但是清洗阀140仍然打开以持续进行放气。在清洗或者静态清 洗环节期间，移除的任何过量的流体可从多级泵100中流出(例如， 返回到流体源或者丢弃)或者再循环到进给级泵150。在准备环节期 间，入口阀125、隔离阀130和阻隔阀135可打开，并且清洗阀140
关闭，从而使得进给级泵150达到该源(例如，该源的瓶)的环境压 力。根据其它的实施例，全部的阀在准备环节关闭。
在分配环节期间，出口阀147打开并且分配泵180将压力施加到 分配腔185中的流体中。因为出口阀147比分配泵180更緩'隄地对控 制作出反应，因此可首先打开出口阀147,并且在某一预定时段之后， 分配电机200启动。这阻止分配泵180推动流体通过部分打开的出口 阀147。而且，这会阻止由阀门打开引起的流体上移到分配喷嘴，以 及随后跟随由电机的动作引起的正向流体运动。在其它实施例中，出 口阀147打开并且分配泵180的分配同时开始。
可以执行另外的反吸环节，在该反吸环节中，去除分配喷嘴中过 剩的流体。在反吸环节期间，出口阀147关闭，并且采用辅助电机或 者真空装置从出口喷嘴中抽吸过剩的流体。可选择地，出口阀147可 以仍然打开并且分配电机200可以反向，使得这些流体返回到分配腔 中。该反吸环节有助于防止过剩的流体滴到晶片上。
简要地参见图5，该图提供了对于图2的多级泵IOO运行的各个 环节的阀和分配电机时序的示意图。在环节改变期间，当几个阀显示 为同时关闭时，可使阀的关闭时间略孩i地间隔开(例如，IOO毫秒)， 以减少压力峰值。例如，在排气和清洗环节之间，隔离阀130在排气 阀145关闭之前不久被关闭。然而，应当指出，在本发明的多个实施 例中可利用其它的阀的时序。另外，多个环节可共同执行(例如填充/ 分配阶段可以被同时执行，在这种情况下，入口和出口阀两者可以在 分配/填充环节中打开)。还应该指出的是不必对每个循环重复具体的 环节。例如，可以不必每个循环都实施清洗和静态清洗环节。同样地， 可以不必每个循环都实施排气环节。
各个阀的打开和关闭会导致在多级泵100内部流体的压力峰值。 因为在静态清洗环节期间出口阀147被关闭，例如，在静态清洗环节 结束时，清洗阀140的关闭会导致在分配腔185中的压力增加。因为 当每个阀关闭时其会使少量的流体移位，所以会发生这种情况。更具 体地，在很多情况下，在流体从腔185中被分配之前，利用清洗循环 和/或静态的清洗循环来从分配腔185中排出空气，以便于在从多级泵 100的流体的分配中防止'减射或者其它的扰动。然而，在静态的清洗 循环结束时，清洗阀140关闭，以便密封分配腔185,为分配的开始 做准备。随着清洗阀140关闭，其迫使一定量的额外流体(近似等于 清洗阀140的滞留容积)进入分配腔185中，这又导致在分配腔185 中流体的压力增加超过旨在用于流体分配的基准压力。该过大的压力 (在该基准压力之上)会引起随后流体分配的问题。这些问题在低压 应用中被加重，因为清洗阀140的关闭引起的压力增量会是分配所需 的基准压力的更大百分比。
更具体地说，因为由于清洗阀140的关闭会发生压力增加，流体 会"飞溅"到晶片上，在随后的分配环节，如果压力没有减少，可能 会发生两倍分配或者其它的不合需要的流体动力学。另外，因为在多 级泵100的运行期间，此压力增加不是常数，这些压力增量会导致在 连续的分配环节期间，分配的流体量或者其它的分配特征的变化。在 分配中这些变化又会导致晶片废品的增加以及晶片的重新加工。本发 明的实施例解决由于在系统内部各个阀的关闭而导致的压力增加，从 而实现了分配环节开始时所需的启动压力，通过在分配之前在分配腔 185中实现几乎任何基准压力，可解决从系统到系统的装置中不同的 排出压力和其它差别。
在一个实施例中，考虑到在分配腔185中流体的不必要的压力增 量，在静态清洗环节期间，可以使分配电机200反向，以使活塞192 退回一预定距离，以补偿由阻隔阀135、清洗阀140和/或任何其它会 导致分配腔185中的压力增加的源的关闭所引起的任何压力增加。如 2005年12月2日申请的、发明人为George Gonnella和James Cedrone、发明名称为"system and Method for Control of Fluid Pressure，，的美国专利申请No.ll/292，559和2006年2月28日申请的、 发明人为George Gonnella和James Cedrone、 发明名称为"system and Method for Monitoring Operation of a Pump"的美国专利申请 No.ll/364， 286中所描述的，分配腔185中的压力可通过调节进给泵
150的速度得到控制，这些申请被并入本申请中。
因此，本发明的实施例提供具有平緩流体输送特征的多级泵。通 过在分配环节之前补偿分配腔中的压力波动，可以避免或者减轻对压 力峰值的潜在损害。本发明的实施例还采用其它泵控制机构和阀门时 序，以有助于减少在处理流体上压力和压力变化的有害影响。
因此，本发明旨在使泵出装置中的压力波动最小化的系统和方法。 通过避免由于关闭阀而形成在流体路径中的被关闭或者被截留的空 间，并且类似的，通过避免在两个被截留的岡之间打开阀，本发明的 实施例用于减少在泵出装置的流体路径内的压力变化。更具体的，本 发明的实施例用于根据阀的顺序来运行泵出装置的阀系统，该阀的顺 序被配置为使通过泵出装置的流体流动路径(例如到泵出装置外部的 区域)被关闭的时间最小化。
可参见图6更好地理解这些压力变化的降低，该图示出了根据本 发明的一个实施例运行多级泵时在分配腔185处的压力分布。在点440 处，分配开始并且分配泵180推动流体到出口之外。在点445处，该 分配结束。在分配腔185处的压力在填充阶段期间保持相当恒定，同 时此阶段通常不涉及分配泵180。在点450处，过滤阶段开始并且进 给级电机175以预定速率前进，以推动来自进给腔155的流体。如图 6中示出，在点455处，在分配腔185中的压力开始上升达到一预定 的设定值，当分配腔185中的压力达到该设定值时，分配电机200以 恒定速率反转，以增加在分配腔185中的可用容积。在点455并且点 460之间压力分布的相对平坦的部分中，每当压力下降低于设定值时， 进给电机175的速度增大，当达到设定值时，进给电机175的速度降 低。这保持分配腔185中的压力在近似恒定压力处。在点460处，分 配电机200达到它的原始位置并且过滤阶段结束。在点460的尖锐压 力峰值是由在过滤结束时阻隔阀135的关闭引起的。
在排气和清洗环节之后，并且在静态清洗环节结束之前，清洗阀 140关闭，从而导致在压力分布中起始于点1500处的压力的峰值。从 压力分布的点1500和1502之间可以看出，在分配腔185中的压力可
由于此关闭而经历显著的增加。由于清洗阀140的关闭，压力的增加 通常不是一致的，并且取决于系统的温度和多级泵100采用的流体粘 度。
考虑到发生在点1500和1502之间的压力增加，分配电机200可 以反向以使活塞192退回一预定距离，以补偿由阻隔阀135、清洗阀 140和/或任何其它源的关闭所引起的任何压力增加。在一些情况下， 因为清洗阀140会花费一些时间来关闭，因此希望在使分配电机200 反向之前延迟一定量的时间。因此，在压力分布上点1500和1504之 间的时间反映了关闭清洗阀140的信号和分配电机200的反转之间的 延迟。此时间延迟足以使清洗阀140完全关闭，并且使在分配腔185 内的压力大体上确定，该时间延迟可大约为50毫秒。
因为清洗阀140的滞留容积可以是已知量(例如在制造公差内)， 该分配电机200可以被反向，以使活塞192退回一补偿距离，从而增 加近似等于清洗阀140的滞留容积的分配腔185的容积。因为分配腔 185和活塞192的尺寸也是已知量，分配电才几200可以4皮反向一特定 量的电机增量值，其中通过使分配电机200反向此电机增量值，分配 腔185的容积可增加近似清洗阀140的滞留容积。
经过分配电才几200的反转而使活塞192退回的作用使分配腔185 中的压力从点1504减少到在点1506处分配所希望的近似基准压力。 在许多情况下，此压力修正足够在随后的分配阶段中获得满意的分配。 然而，根据用于分配电机200的电机的类型或者用于清洗阀140的阀 的类型，使分配电机200反向以增加分配腔185的容积会形成在分配 电机200的驱动机构中的空间或者"反冲"。此"反冲"意味着，当分 配电机200被正向启动，以在分配环节期间推动流体流出分配泵180 时，在分配电机200的组件例如电机螺帽部件之间会存在一定量的松 弛或者空间，其必须在分配电机200的驱动部件物理接合之前被收紧， 从而使得活塞192移动。当确定使活塞192沿正向移动多远以获得所 需分配压力时，因为此反沖的量是可变的，难以解决该反沖。因此， 在分配电机200的驱动组件中的此反沖会导致在每个分配环节期间流
体分配量的可变性。
因而，希望的是在分配环节之前确保分配电机200的最后的运动 是沿正向，以便使在分配电机200的驱动部件中的后沖量减小到大体 上微不足道的或者不存在的水平。因此，在一些实施例中，为了解决 在分配泵的驱动电机组件中不需要的后沖，可使分配电机200反向， 以使活塞192退回一预定距离，从而补偿由阻隔阀135、清洗阀140 和/或会导致在分配腔185中的压力增加的任何其它源的关闭引起的任 何压力增加，并且另外使分配电机反向，以使活塞192退回一另外的 过调距离，以增加一过调容积到分配腔185中。然后，分配电才几200 沿正向接合，以使活塞192沿正向移动大体上等于该过调距离。这导 致在分配腔185中近似为所需的基准压力，同时还确保在分配之前分 配电机200的最后的运动是沿正向，从而基本上消除了来自分配电机 200的驱动组件的任何后冲。
仍然参见图6，如上所述，起始于压力分布中的点1500处的压力 峰值可由清洗阀140的关闭引起。为了解决在点1500和1502之间发 生的压力增加，在一延迟之后，使分配电机200反向，以使活塞192 退回一预定距离加上另一过调距离，该预定距离用来补偿由清洗阀 140 (和/或任何其它源)关闭引起的任何压力增加。如上所述，该补 偿距离可使分配腔185的容积增加近似等于清洗阀140的滞留容积。 该过调距离还可使分配腔185的容积增加近似等于清洗阀140的滞留 容积，或者增加根据具体的实施过程更小或者更大的容积。
通过分配电才几200的反向，活塞192退回一补偿距离加上过调多巨 离所产生的效果会导致在分配腔185中的压力从1504下降到1508。 然后，分配电机200沿正向接合，以使活塞192沿正向上移动大体上 等于该过调距离。在一些情况下，希望使分配电机200沿正向接合之 前使分配电机200达到大体上的完全停止。此延迟为大约50毫秒。经 过分配电机200的正向接合，活塞192的正向移动的结果导致在点 1512处、分配腔185中的压力从点1510大约增加到分配所需的基准 压力，同时确保在分配环节之前分配电机200的最后移动是沿正向，200680050814.X
说明书第19/35
基本上消除了来自分配电机200的驱动组件的所有后冲。在图3的时 序图中描述了在静态清洗环节的结束时，分配电机200的反向和正向
运动o
将参考图7更清楚地描述本发明的实施例，该图7表示了根据本 发明的一个实施例，在多级泵运行的某些环节期间在分配腔185处示 例的压力分布。线1520表示液体分配所需的基准压力，其可以为任何 所需的压力，通常大约为Opsi(例如表压)或者大气压力。在点1522 处，在清洗环节期间，在分配腔185中的压力可正好在基准压力1520 之上。分配电机200可在清洗环节结束时停止，这会导致在分配腔185 中的压力从点1524处开始下降到大约在点1526处的基准压力1520。 然而，在静态清洗环节结束之前，在泵100中的阀例如清洗阀140关 闭，这会导致在压力分布的点1528和1530之间的压力峰值。
然后，分配电才几200反向，以使活塞192移动一补偿距离和过调 距离(如上所述)，从而使在分配腔185中的压力下降到低于在压力分 布的点1532和1534之间的基准压力1520。为了将分配腔185中的压 力返回到近似为基准压力1520，以从分配电机200的驱动组件中消除 后冲，可以使分配电机200沿正向接合大体上等于过调距离。该移动 使在分配腔185中的压力返回到在压力分布的点1536和1538之间的 基准压力1520。因此，在分配腔185中的压力大体上返回到分配所希 望的基准压力，来自分配电机200的驱动组件中的后冲被除去，并且 可在继续的分配环节期间实现所希望的分配。
虽然已经主要结合对在静态清洗环节期间清洗阀的关闭所引起的 压力增加的改进，对本发明的上述实施例进行了描述，显然，这些相 同的技术可应用到几乎任何源引起的压力增加或者降低，无论在多级 泵100内部或者外部，在多级泵IOO运行的任何阶段期间，并且尤其 可用于对分配腔185中的压力变化的修正，其中该压力变化是由从分 配腔185流入或者流出的流动路径中阀的打开或者关闭所引起的。
另外，显然，这些相同技术可通过补偿在与多级泵100结合使用 的其它设备中的压力变化，可实现分配腔185中的理想的基准压力。
为了更好地补偿在装置中的这些压力变化或者在处理过程、环境或者
多级泵100的内部或者外部使用的装置中的其它变化，本发明的某些 方面或者变量，诸如在分配腔185中所需的基准压力、补偿距离、过 调距离、延迟时间等可由泵100的使用者进行配置。
而且，本发明的实施例可利用压力换能器112类似地实现在分配 腔185中所需的基准压力。例如，为了补偿清洗阀140 (和/或任何其 它来源)的关闭引起的任何压力增加，活塞192可退回(或者正向移 动)直到实现在分配腔185中所需的基准压力(采用压力换能器112 测量)。类似地，为了使在分配电机200的驱动组件中的反冲量减少到 大体上微不足道的或者不存在的程度，在分配之前，活塞193退回直 到在分配腔185中的压力低于基准压力，然后沿正向接合直到在分配 腔中的压力达到分配所需的基准压力。
如上所述，不仅可解决在液体中的压力变化，而且此外，通过避 免由于关闭阀而形成截留空间和打开在截留空间之间的阀，还可减少 在工艺流体中的压力峰值或者其它的压力波动。在多级泵100的一个 完整的分配循环期间(例如从分配环节到分配环节)，在多级泵100 内的阀可多次改变状态。在这些多次改变期间，会产生不需要的压力 峰值和降低。这些压力波动不仅损害敏感的工艺化学制品，而且，另 外，这些阀的打开和关闭会使流体的分配中断或者发生变化。例如， 通过打开联接到分配腔185中的一个或更多个内部阀所引起的、滞留 容积中的突然的压力增量会导致在分配腔185内部流体中的相应压 降，并且会导致气泡在液体中形成，这又会影响随后的分配。
为了改善在多级泵100内部各个阀的打开和关闭引起的压力变 化，各个阀的打开和关闭和/或电机的接合和脱离将被定时以减少这些 压力峰值。通常，根据本发明的实施例，为了减少压力变化，如果可 以避免在流路中产生被关闭或者被截留空间，阀将决不会关闭，其中 接着重要的部分是，如果可以避免被截留的空间，在两个截留空间之 间的阀将不会打开。反之，如果不存在通向多级泵100外部的区域的 打开的流动路径，或者通向多级泵IOO外部的大气或者环境的打开的
流动路径(例如，出口阀147、排气阀145或者入口阀125打开)，应 该避免打开任何阀。
根据本发明的实施例，表示用于多级泵100内部阀的打开和关闭 的通用指导方针的另一个方法是在多级泵100的运行期间，仅仅当多 级泵100中的外部阀例如入口阀125、排气阀145或者出口阀147打 开时，内部阀例如阻隔阀135或者清洗阀140才打开或者关闭，其目 的是排除由阀的打开所导致的任何容积变化(近似等于打开的内部阀 的滞留容积)所引起的压力变化。可以另一种方式来考虑这些指导方 针，当打开多级泵100内部的阀时，阀应该从外到内打开(即外部阀 应该在内部阀之前打开)，同时当关闭多级泵100内部的阀时，阀应该 从内到外关闭(即内部阀应该在外部阀之前关闭)。
另外，在一些实施例中，在某些变化之间可利用足够量的时间， 以确保特定的阀充分地打开和关闭，电机充分的启动或停止，或者在 另一个变化(例如阀门打开或关闭，电机启动或停止)发生之前(例 如启动)，在系统内部或者一部分系统的压力大体上为零psi (例如表 压)或者其它的非零的水平。在很多情况下，在100和300毫秒之间 的延迟应该足够提供多级泵100内部的阀大体上充分地打开或者关 闭，然而，在这些技术的具体应用或者实施过程中釆用的实际的延迟 至少部分取决于多级泵100所采用的流体粘度以及多个其它的因素。
可结合图8A和8B更充分的理解上述指导方针，这些图提供用于 多级泵100运行的各个环节的阀和电机时序的一个实施例的示意图， 其用于改善在多级泵100运行期间压力的变化。应该注意的是图8A 和8B不是按比例绘制，并且每个数字表示的环节可能每个具有不同 的或者唯一的时间长度(包括零时间)，而与在这些图中它们的描绘无 关，并且这些数字表示的环节每个的长度是基于多个因素，例如使用 者执行的方法、在多级泵100中利用的阀的类型(例如，需要多久来 打开或者关闭这些阀)等等。
参见图8A，在时间2010处，准备环节信号可表示多级泵100准 备实施分配，在时间2010后的某一时间，在时间2020处，发送一个或更多个信号以打开入口阀125，从而4吏分配电才几200沿正向运4亍以 分配流体，并且使得填充电机175反向，以将流体吸到填充腔155中。 在时间2020之后，^f旦是在时间2022之前(例如，在环节2期间)，可 发送一个信号来打开出口阀147,从而使得流体可从出口阀147中被 分配。
在阅读本发明之后明显的是，基于启动泵的不同的阀或者电机所 需的时间、结合多级泵100或者其它因素实施的方法、阀信号和电机 信号的时序可发生改变。例如，在图8A中，在发送信号以使分配电 机200沿正向运行之后，可发送信号来打开出口阀147，在此例子中， 出口阀147可比分配电机200更迅速地运行，因此希望的是对出口阀 147的打开和分配电机200的启动进行定时，从而使得它们大体上一 致以实现更好的分配。然而，其它的阀和电机可以具有不同的启动速 度等等，因此采用这些不同的阀和电机时可利用不同的时序。例如， 打开出口阀147的信号可比启动分配电机200的信号更早或者大体上 同时发送，类似的，关闭出口阀200的信号与使分配电机200停止的 信号相比，可发送更早、更迟或者同时。
因此，在时间周期2020和2030之间，从多级泵200中分配流体。 根据多级泵200实施的方法，分配电机200的运行速率在时间周期 2020和2030 (例如在环节2-6的每个)之间是可变化的，从而使得不 同量的流体可在时间周期2020-2030之间的不同点处净皮分配。例如， 分配电机可以根据多项式函数进行操作，从而使得分配电机200在环 节2期间比环节6期间更迅速地运行，可以同单位度量的，环节2比 环节6会有更多的流体从多级泵200分配。在分配环节已经发生之后， 在时间2030之前，发送信号来关闭出口阀147，在此之后，在时间3030 处，发送信号来停止分配电机200。
类似地，在时间2020和2050之间(例如，环节2-7)，进给腔155 可通过填充电机175的反向而充满液体。然后，在时间2050处，发送 信号来停止填充电机175,在这之后，填充环节结束。为了允许在填 充腔155内部的压力大体上返回到零psi(例如表压)，入口阀可在采取
任何其它的动作之前，在时间2050和时间2060(例如环节9、延迟0 ) 之间保持打开。在一个实施例中，此延迟为大约10毫秒。在另一个实 施例中，在时间2050和时间2060之间的时间周期是可变的，这取决 于在填充腔155中的压力读数。例如，可利用压力换能器来测量在填 充腔155中的压力。当该压力换能器显示填充腔155中的压力已经达 到零psi时，在时间2060开始环节10。
然后，在时间2060,发送信号来打开隔离阀130,在足够久的适 当延迟之后，允许隔离阀130完全地打开(例如大约250毫秒)，在时 间2070处，发送信号来打开阻隔阀135。在足够久的适当延迟之后， 使阻隔阀135完全打开(例如大约250毫秒)，在时间2080处，发送 信号来关闭入口阀125。在一适当延迟以使入口阀125完全关闭(例 如大约350毫秒)之后，在时间2090处，发送信号来启动填充电机 175，并且在时间2100处，发送信号来启动分配电才几200，从而4吏得 填充电机175在预先过滤和过滤环节(例如环节13和14)期间是启 动状态，而分配电机200在过滤环节(例如环节14)期间是启动状态。 在时间2090和时间2100之间的时间周期是预先过滤环节，其可为一 设定的时间周期或者电机移动的 一设定距离，以使得被过滤的流体的 压力达到预定的设定值，或者利用如上所述的压力换能器进行确定。
可选择的，可利用压力换能器来测量流体的压力，并且当压力换 能器显示流体压力已经达到设定值时，在时间2100处，过滤环节14 开始。这些工艺的实施例可在下面的申请中更详细地描述 ，这些申请 为2005年12月2日申请的、发明人为George Gonnella和James Ced訓e、发明名称为"System and Method for Control of Fluid Pressure"的美国专利申请No.ll/292，559以及发明人为George Gonnella和James Cedrone、发明名称为 "System and Method for Monitoring Operation of a Pump"的美国专利申请No.ll/364，286，这 些申请在此通过引用而并入。
在过滤环节之后，在时间2110处，发送一个或更多个信号来使填 充电机175和分配电机200停止。在时间2100和时间2110之间的长 度(例如过滤环节14)可根据所需的过滤速率、填充电机175和分配 电机200的速度、流体的粘度等等发生改变。在一个实施例中，当分 配电机200达到原始位置时，在时间2110处，过滤环节结束。
在使得填充电机175和分配电机200完全停止的一个适当延迟之 后，其有可能根本不需要时间(例如无延迟)，在时间2120处，发送 信号来打开排气阀145。参见图8B，在使得排气阀145完全打开的适 当延迟(例如大约225亳秒)之后，在时间2130处，可将信号发送到 填充电机175，以启动用于排气环节(例如环节17)的步进电机175。 虽然阻隔阀135可在排气环节期间保持打开，以在排气环节期间通过 压力换能器112对多级泵100内的流体压力进行监控，但是在时间 2130处，在排气环节开始之前也可关闭阻隔阀135。
为了结束排气环节，在时间2140处，发送信号来使填充电机175 停止。如果需要的话，例如，如果在排气环节期间流体的压力高的情 况下，在时间2140和2142之间采用一个延迟(例如大约100毫秒)， 以使得流体压力适当地耗散。在一个实施例中，可利用在时间2142 和2150之间的时间周期，使压力换能器112归零，并且该时间周期可 以为大约10毫秒。
然后，在时间2150处，发送信号来关闭阻隔阀125。在时间2150 之后，允许适当的延迟，从而使得阻隔阀125可完全关闭(例如大约 250毫秒)。然后，在时间2160处，发送信号来关闭隔离阀130，并且 在适当延迟之后，允许隔离阀130完全地关闭(例如大约250毫秒)， 在时间2170处，发送信号来关闭排气阀145。允许一个适当的延迟(例 如大约250亳秒)以使得排气阀140完全关闭，在此之后，在时间2180 处，发送信号来打开入口阀125，并且在适当的延迟后，允许入口阀 完全打开(例如大约250毫秒)，在时间2190处，发送信号来打开清 洗阀140。
在一个适当延迟以允许排气阀145完全打开(例如大约250毫秒) 之后，在时间2200处，发送信号给分配电机200以启动用于清洗环节 (例如环节25)的分配电机200，并且在与方法相关的清洗环节的时
间周期之后，在时间2210处，发送信号来停止分配电才几200并且结束 清洗环节。在时间2210和2212之间，允许一个充分的时间周期(例 如采用压力换能器112预先确定或者确定)，从而使得分配腔185中的 压力大体上停留在零psi (例如大约10毫秒)。随后，在时间2220， 发送信号来关闭清洗阀140，并且在使清洗阀140完全关闭(例如大 约250毫秒)的充分延迟之后，在时间2230处，发送信号来关闭入口 阀125。在启动分配电机200以修正由多级泵100内的阀的关闭引起 的任何压力变化之后(如上所述)，在时间2010处，多级泵100再次 准备实施分配。
应该注意的是，在准备环节和分配环节之间存在一些延迟。当多 级泵100进入准备环节，阻隔阀135和隔离阀130关闭时，可能引导 流体进入填充腔155，而不会影响随后的多级泵的分配，而与在这些 填充期间或者这些填充之后分配是否开始无关。
可参见图9A和9B更清楚地描述当多级泵100处于准备状态时， 对填充腔155进行填充，这些图提供了用于多级泵IOO运行的各个环 节的阀和电机时序的另一个实施例的示意图，其用于改善在多级泵 IOO运行期间压力的变化。
参见图9A，在时间3010处，准备环节信号显示多级泵100准备 实施分配，在此之后的某一时间，在时间3012处，发送信号来打开出 口阀147。在允许出口阀147打开的适当延迟之后，在时间3020处， 发送一个或更多个信号来^f吏分配电才几200沿正向运行，以从出口阀147 分配流体，并且使填充电机175反向，来将流体吸到填充腔155中(入 口阀125从先前的填充环节开始仍然是打开的，如下面更充分的描 述)。在时间3030处，发送信号来停止分配电机200,并且在时间3040 处，发送信号来关闭出口阀147。
在阅读本发明之后明显的是，基于启动不同的阀或者泵的电机所 需的时间，结合多级泵100或者其它因素实施的方法，阀信号和电机 信号的时序可发生改变。例如(如图8A中描述)，在发送信号使分配电 才/L 200沿正向运行之后，可发送信号以打开出口阀147，因此在该例
子中，出口阀147可比分配电机200更迅速地运行，因此希望的是对 出口阀147的打开和分配电机200的启动进行定时，从而使得它们大 体上一致以实现更好的分配。然而，其它的阀和电机可以具有不同的 启动速度等等，因此采用这些不同的阀和电机时可利用不同的时序。 例如，打开出口阀147的信号可比启动分配电机200的信号更早或者 大体上同时发送，类似的，关闭出口阀200的信号与使分配电机200 停止的信号相比，可发送更早，更迟或者同时。
因此，在时间周期3020和3030之间，流体可从多级泵200中#皮 分配。根据多级泵200被实施的方法，分配电机200的运行速率在时 间周期3020和3030 (例如在环节2-6的每个中)之间是可变化的， 从而使得不同量的流体可在时间周期3020-3030之间的不同点处被分 配。例如，分配电机可以根据多项式函数进行操作，从而使得分配电 机200在环节2期间比环节6期间更迅速地运行，可以同单位度量的， 环节2比环节6会有更多的流体从多级泵200被分配。在分配环节已 经发生之后，在时间3030之前，发送信号来关闭出口阀147，在此之 后，在时间3030处，发送信号来停止分配电机200。
类似地，在时间3020和3050之间(例如，环节2-7)，可通过填 充电机175的反向使得进给腔155充满液体。然后，在时间3050处， 发送信号来停止填充电机175,在这之后，填充环节结束。为了允许 在填充腔155内的压力大体上返回到零psi(例如表压)，入口阀可在采 取任何其它的动作之前，在时间3050和时间3060 (例如环节9、延迟 O)之间保持打开。在一个实施例中，此延迟为大约10毫秒。在另一个 实施例中，在时间3050和时间3060之间的时间周期是可变的，这取 决于在填充腔155中的压力读数。例如，可利用压力换能器来测量在 填充腔155中的压力。当该压力换能器显示填充腔155中的压力已经 达到零psi时，在时间3060开始环节10。
然后，在时间3060处，发送信号来打开隔离阀130，并且在时间 3070处，发送信号来打开阻隔阀135。然后，在时间3080处，发送信 号来关闭入口阀125，在此之后，在时间3090处，发送信号来启动填 充电才几175，并且在时间3100处，发送信号来启动分配电机200，从 而使得填充电机175在预先过滤和过滤环节期间是运行的，并且分配 电机200在过滤环节期间是运行的。
在过滤环节之后，在时间3110处，发送一个或更多个信号来使填 充电机175和分配电机200停止。在时间3120处，发送信号来打开排 气阀145。参见图9B，在时间3130处，发送信号给填充电机175，以 启动用于排气环节的步进电机175。为了结束排气环节，在时间3140 处，发送信号来使填充电机175停止。然后，在时间3150处，发送信 号来关闭阻隔阀125,同时在时间3160处，发送信号来关闭隔离阀130 并且在时间3170处关闭排气阀145。
在时间3180处，发送信号来打开入口阀125，并且在此之后，在 时间3190处，发送信号来打开清洗阀140。然后，在时间3200处， 发送信号给分配电机200以启动用于清洗环节的分配电机200，并且 在清洗环节之后，在时间3210处，发送信号来停止分配电机200。
随后，在时间3220处，发送信号来关闭清洗阀140，随后，在时 间3230处，发送信号来关闭入口阀125。在启动分配电机200以修正 多级泵100内的阀的关闭引起的任何压力变化之后(如上所述)，在时 间3010处，多级泵IOO再次准备来实施分配。
一旦在时间3010处多级泵100进入准备环节，发送信号来打开入 口阀125，并且发送另一个信号来使得填充电机175反向，从而使得 液体被吸入填充阀175中，同时多级泵100处于准备状态。虽然在准 备环节期间填充腔155充满液体，此充满液体决不会对多级泵100在 进入准备环节之后在任何点分配流体的性能产生影响，因为阻隔阀 135和隔离阀130关闭时，基本上将填充腔155与分配腔185分隔开。 而且，如果在填充完成之前开始分配，该填充与来自多级泵100的流 体的分配大体上同时持续。
当多级泵IOO开始进入准备环节时，在分配腔185中的压力近似 为分配环节所需的压力。然而，因为在进入准备环节和分配环节的起 动之间会存在一些延迟，分配腔185内的压力在准备环节期间会基于
多种因素(诸如在分配腔185中分配级隔膜190的性能、温度变化或 者配合的其它因数)发生改变。因而，当分配环节开始时，在分配腔 185中的压力与分配所需的基准压力相比会漂移相当显著的程度。
可参见图10A和10B更清楚地描述此漂移。图10A描述了在分 配腔185处的压力分布的示例，其示出了在准备环节期间分配腔中压 力的漂移。大致在点4010处会发生由阀移动或者另外原因引起的任何 压力变化的修正，如以上对图22和23的描述。大致在点4020处，此 压力修正可以将分配腔185中的压力修正到分配所需的近似基准压力 (由线4030表示)，在点4020处，多级泵IOO进入准备环节。如所示 出的，在大致在点4020处进入准备环节之后，分配腔185中的压力可 由于如上所述的不同原因发生稳定的上升。然后，当随后的分配环节 发生时，与基准压力4030相比的该压力漂移会导致不令人满意的分 配。
另外，因为在进入准备环节和随后的分配环节之间的时间延迟是 可变的，并且在分配腔185中的压力漂移与该延迟时间相关，存在于 每个连续的分配环节中的分配会不同，这是由于在不同延迟期间发生 的不同的漂移量。因此，此压力漂移还会影响多级泵IOO精确地重复 分配的性能，这又会阻碍在工艺方法重复中使用多级泵100。因此， 希望的是在多级泵100的准备环节期间大体上保持一个基准压力，以 改善在随后的分配环节期间的分配以及通过分配环节的分配的可重复 性，同时实现满意的流体动力学。
在一个实施例中，为了在准备环节期间大体上保持一基准压力， 可对分配电机200进行控制以补偿或者解决存在于分配腔185中的向 上(或者向下)的压力漂移。更具体地，可利用"死区，，闭环压力控 制对分配电机200控制，以大体上保持分配腔185中的基准压力。暂 时地返回到图2，压力传感器112每隔一定时间间隔向泵控制器20报 告一个压力读数。如果报告的压力偏离所需的基准压力某个数值或者 公差，泵控制器20发送信号到分配电机200上以反转(或者正向移动) 最小的距离，分配电机200移动的该最小的距离有可能在泵控制器20
处被检测到(电机增量)，因此使活塞192和分配级隔膜190回退(或 者正向移动)，从而分配腔185内部的压力发生同量的降低(或者增加)
随着压力传感器112对分配腔185中的压力采样和汇报的频率与 分配电机200的转速相比稍微更快，在围绕发送信号到分配电机200 的某个时间窗口期间，泵控制器20可能不处理压力传感器112报告的 压力测量值，或者可使得压力传感器112停止，从而使得在泵控制器 20接收和处理另一个压力测量值之前分配电机200完成其移动。作为 选择，泵控制器20可以等待直到其已经检测到分配电机200已经完成 其移动。在许多实施例中，压力传感器112对分配腔185中的压力和 报告的压力测量值进行采样的采样间隔大约为30khz、大约为10khz 或者另一个间隔。
然而，上述实施例不是没有它们自身的问题。在一些情况下，如 上所述，当进入准备环节和随后的分配环节之间的时间延迟是可变时， 这些实施例的一个或更多个在分配中会显示出显著变化。通过在进入 准备环节和随后的分配之间利用固定的时间间隔，可将这些问题降低 到一定程度并且可重复性提高，然而，当执行一个具体处理过程时， 这并不总是可行的。
为了在多级泵100的准备环节期间大体上保持该基准压力，同时 提高分配的可重复性，在一些实施例中，可对分配电机200进行控制 以利用闭环压力控制，补偿或者解决存在于分配腔185中的压力漂移。 压力传感器112可以每隔一定时间(如上所述，在一些实施例中，此 间隔大约为30khz、大约为10khz或者另一个间隔)向泵控制器20报 告一压力读数。如果报告的压力高于(或者低于)所需的基准压力时， 泵控制器20发送信号到分配电机200上以使分配电机200反转(或者 正向移动) 一电机增量，因此使活塞192和分配级隔膜190回退(或 者正向移动)，并且降低(或者提高)分配腔185内部的压力。此压力 监控和修正基本上可以连续地发生直到启动分配环节。这样，在分配 腔185中可保持近似于所需的基准压力。
如上所述，压力传感器112对分配腔185中的压力采样和报告的
频率与分配电机200的转速相比稍微频繁。为了解决此差别，在围绕 发送信号到分配电机200的某个时间窗口期间，泵控制器20可能不处 理压力传感器112报告的压力测量值，或者可使得压力传感器112停 止，从而使得在泵控制器20接收或处理另 一个压力测量值之前分配电 机200完成其移动。作为选择，在处理由压力传感器112报告的压力 测量值之前，泵控制器20可以等待直到其已经检测到或收到通知分配 电才几200已经完成其移动。
参见图10B,可容易地看出，利用一个闭环控制系统的实施例以 大体上保持所述的基准压力的有益效果，该图描述了在分配腔185中 的压力分布的示例，其正好是准备环节期间采用的闭环控制系统的这 样一个实施例。大致在点4050处发生由阀的移动或者另外原因引起的 任何压力变化的修正，参见图6和7，如上所述。大致在点4060处， 此压力修正可将分配腔185中的压力修正到分配所需的近似基准压力 (由线4040表示)，在该点处，多级泵IOO进入准备环节。大致在点 4060处进入准备环节之后， 一个闭环控制系统实施例可解决在准备环 节期间任何压力漂移以大体上保持所需的基准压力。例如，在点4070 处，闭环控制系统可以检测到压力上升并且解决此压力上升，以大体 上保持基准压力4040。类似地，在点4080、 4090、 4100、 4110处， 该闭环控制系统可解决或者修正分配腔185中的压力漂移以大体上维 持所需的基准压力4040，而与准备环节的长度无关(注意点4080、 4090、 4100和4110是仅仅代表性的，而在图10B中描述的由闭环控 制系统实施的其它的压力修正没有给出附图标记，因此不这样进行描 述)。因而，由于在准备环节期间，通过闭环控制系统在分配腔185 中大体上保持所需的基准压力4040，因此在随后的分配环节中可实现 更令人满意的分配。
然而，在随后的分配环节期间，为了实现这更令人满意的分配， 当致动分配电机200以从分配腔185中分配流体时，希望进行任何修 正来大体上保持该基准压力。更具体地说，在点4060处，正好在压力 修正发生以及多级泵100开始进入准备环节之后，分配级隔膜190处
于初始位置。为了实现从此初始位置开始的所需分配，分配级隔膜190 应该移动到分配位置。然而，在如上所述的对压力漂移的修正之后， 分配级隔膜190可以处于与初始位置不同的第二位置上。在一些实施 例中，通过使分配级隔膜190移动到实现所需分配的分配位置来解决 在分配期间存在的这种差别。换句话说，为了实现所需的分配，在准 备环节期间对于压力漂移的任何修正已经发生之后，分配级隔膜190 可从其第二位置移动到当多级泵100开始进入准备环节时的分配级隔 膜190的初始位置，随后，分配级隔膜190移动从初始位置到分配位 置的这段距离。
在一个实施例中，当多级泵IOO开始进入准备环节时，泵控制器 20计算初始距离(分配距离)以移动分配电机200来实现所需分配。 当多级泵100处于准备环节时，泵控制器20可以跟踪分配电机200 已经移动的距离(修正距离)，以便修正在准备期间发生的任何压力漂 移。在分配阶段期间，为了实现所需分配，泵控制器20发送信号给分 配电机200以移动修正距离加上(或者减去)分配距离。
然而，在其它情况下，当致动分配电机200来从分配腔185中分 配流体时，不希望解决这些压力修正。更具体地说，在点4060处，正 好在压力修正发生以及多级泵100开始进入准备环节之后，分配级隔 膜190处于初始位置。为了实现从此初始位置开始的所需分配，分配 级隔膜190应该移动一分配距离。然而，在如上所述对压力漂移进行 修正之后，分配级隔膜190可能处于与初始位置不同的第二位置上。 在一些实施例中，仅仅通过移动分配级隔膜190该分配距离(从第二 位置开始)，可以实现所需的分配。
在一个实施例中，当多级泵100开始进入准备环节时，泵控制器 20计算初始距离，以移动分配电机200来实现所需分配。然后，在分 配阶段期间，为了实现所需分配，泵控制器20发送信号给分配电机 200以移动此初始距离，而与准备环节期间分配电机200已经移动的 用以修正压力漂移的距离无关。
显然，在给定环境中利用或者应用的上述实施例之一的选择取决
于多个因素的整体，诸如其中结合所选择的实施例采用的系统、装置 或者经验状态。另外，很显然，尽管用于大体上保持基准压力的控制
描述，但是这些同样系统和方法的实施例还可同样应用到解决多级泵
100的准备环节，或者任何其它环节中的向上或者向下的压力漂移。
而且，虽然本发明的实施例已经关于多级泵ioo进行了描述，但是应 该理解的是这些发明的实施例(例如控制方法论等等)可以同样应用 到，并且有效地应用于，单级或者事实上任何其它的类型的泵出装置。 在此仅仅有效地描述这样一个单级泵出装置的一个例子，其可以
结合本发明的不同实施例来被利用。图11是泵4000的泵组件的一个 实施例的示意图。泵4000可以类似于一级，比方+兌如上所述的多级泵 的分配级，其可包括步进电机、无刷式直流电机或者其它电机驱动的 滚动的隔膜泵。泵4000包括分配块4005，该分配块405限定了通过 泵4000的多个流体流动路径和至少部分限定了 一泵腔。根据一个实施 例，分配泵块4005可以为PTFE、改进的PTFE或者其它材料的单一 块。因为这些材料不与或者最低限度的与许多工艺流体反应，这些材 料的利用可使得流动通道和泵腔与另外的最少的硬件一起直接加工到 分配块4005中。从而，通过提供集成的流体歧管，分配块4005降低 了对管道的需要。
分配块4005包括不同的外部入口和出口 ，它们包括例如通过其接 收流体的入口 4010、用于清洗/排气流体的清洗/排气出口 4015和在分 配环节期间通过其分配流体的分配出口 4020。在图11的例子中，分 配块4005包括外部清洗出口 4010,同时泵仅仅具有一个腔。2005年 12月2日申请的、发明人为Iraj Gashgaee、发明名称为"O-Ring-Less Low Profile Fitting and Assembly Thereof"的美国临时专利申请 No.60/741，667和 申请的、发明人为Iraj Gashgaee、发明名称为
"O-Ring-Less Low Profile Fittings and Fitting Assemblies"、 [ENTG1760-1的美国专利申请(它们在此通过引用而并入)描述了装 配的实施例，其可被利用来连接分配块4005的外部入口和出口到流体
管路中。
分配块4005规定了从入口到入口阀(例如，至少部分由阀板4030 限定)，从入口岡到泵腔，从泵腔到排气/清洗阀和从泵腔到出口 4020 的流体线路。泵盖4225可以防止泵的电机受到损害，同时活塞外壳 4027可提供对于活塞的保护，并且根据本发明的一个实施例，该外壳 可由聚乙烯或者其它的聚合物形成。阀板4030提供用于阀系统(例如， 入口阀125、清洗/排气阀)的阀套，其可被构造成将液体引导到流体 流动到泵4000的不同部件中。如上所述，阀板4030和对应阀可与结 合阀板230描述的方式类似地形成。根据一个实施例，入口阀和清洗/ 排气阀的每个的至少部分集成到阀板4030中并且是隔膜阀，其根据是 否利用压力或者真空到相应隔膜上而开启或者关闭。在其它的实施例 中， 一些阀可以在分配块4005的外部或者设置在另外的阀板中。根据 一个实施例，PTFE块夹在阀板4030和分配块4005之间以形成不同 阀的隔膜。阀板4030包括用于每个阀的阀门控制入口 (未显示)，以 将压力或者真空施加到相应的隔膜上。
如同多级泵100 —样，泵4000可以包括多个特征以防止液滴进入 容纳电子器件的多级泵100的区域中。该"防滴式的，，特征可以包括 突出唇部、倾斜特征、在组件之间的密封、在金属/聚合物接口处的偏 移和如上所述的其它特征，以将电子器件与液滴隔离。该电子器件和 歧管可以采用如上所述的方式被构造，以减少在泵腔中流体上的热量 的影响。因此，与用在多级泵中的用来减少形状因数和热量的作用并 防止流体进入到电子器件外壳中的类似的特征可被用在单级泵中。
另外，如上所述，许多控制方法还可结合泵4000使用以实现大体 上满意的分配。例如，本发明的实施例可用来控制泵4000的阀，以确 保根据阀的顺序操作泵装置的阀系统，该阀的顺序被构造成使通过泵 出装置的流体流动路径(例如到泵装置外部的区域)被关闭的时间基 本上最小化。而且，在某些实施例中，当泵4000运行时，在阀状态改 变之间可利用充分的时间量，以确保在另一个改变开始之前特定的阀 充分开启或者关闭。例如，泵4000的电机的移动可以被延迟一个充分
的时间量，以确保在填充环节之前泵4000的入口阀充分打开。
类似地，用于补偿或者解决发生在泵装置的腔中压力漂移的系统 和方法的实施例可大体上同样有效地应用到泵4000上。基于在分配腔 中检测到的压力，可对分配电机进行控制，以在分配之前大体上保持 分配腔中基准压力，利用控制回路来重复确定在分配腔中的压力是否 不同于所需压力(例如高于或者低于)，并且，倘若如此，调节的泵装 置的移动，以在分配腔中大体上保持所需压力。
虽然在泵4000的腔中的压力调节实际上可发生在任何时候，但是 它在分配环节开始之前尤其有效。更特别地，当泵4000开始进入准备 环节时，在分配腔185中的压力可处于基准压力，该压力近似于随后 的分配环节所需的压力(例如从校准或者先前的分配确定的分配压力) 或者它的一部分。利用此所需的分配压力可实现具有所设定的特征诸 如所需流动速率、流量等的分配。通过在出口阀打开之前的任何时间 使分配腔185中的流体达到该所需的基准压力，在分配环节之前就可 解决泵4000的部件的一致性和变化，并且实现令人满意的分配。
然而，因为在进入准备环节和分配环节的起动之间会存在一些延 迟，泵4000的腔内的压力在准备环节期间会基于多种因素发生改变。 为了解决此压力漂移，利用了本发明的实施例，从而使得在泵4000 的腔中大体上保持所需的基准压力，在随后的分配环节中可实现更令 人满意的分配。
除了在单级泵中控制压力漂移之外，本发明的实施例还用于补偿 由不同的机构或者泵4000内的部件，或者与泵4000结合使用的装置 的动作引起的分配腔中的压力波动。
本发明的一个实施例还可修正在分配环节开始(或者任何其它环 节)之前清洗或者排气阀关闭所引起的泵的腔中的压力变化。与关于 多级泵100的上述内容相类似地实现此补偿过程，通过使泵4000的电 机反向，使得当这样的阀关闭时，泵4000的腔的容积大体上增加清洗 或者入口阀的滞留容积。
因此，本发明的实施例提供了一种具有平緩的流体操控特性的泵
出装置。通过对阀的打开和关闭和/或泵出装置内部的电机的启动安排 顺序，可避免或者緩和潜在损害的压力峰值。本发明的实施例还可采 用其它的泵控制机构和阀衬垫，以帮助减少在工艺流体上的压力的有 害影响。
在上述说明书中，本发明已经具体参见具体实施例进行描述。然 而，本领域技术人员应该理解，可以进行各种改进和改变，而不脱离 在下面的权利要求中所描述的本发明范围。因此，该说明书和附图是 说明性的而不是起限制作用，所有这些改进旨在被包括在本发明的范 围内。
上面已经描述了关于具体实施例的有利之处、其它优点和解决问 题的方式。然而，可以使任何有利之处、优点或者解决方式和任何部 件出现或者变得更明显的有利之处、优点、问题的解决方式不构成任 何或者所有权利要求的关键的、必需的或者必要的特征或者部件。
权利要求
1.一种方法，该方法包括将流体引导到泵出装置中；根据阀的顺序来操作所述泵出装置的阀系统，以执行分配循环；其中所述阀的顺序被配置为使通过所述泵出装置的流动路径被关闭的时间最小化；和从所述泵出装置分配所述流体。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述阀的顺序被配置为每次操 作一个阀。
3. 如权利要求2所述的方法，其中所述阀的顺序包括在所述阀系 统中阀的操作之间的延迟。
4. 如权利要求3所述的方法，其中所述阀系统包括 与进给腔联接的入口阀； 在所述进给腔和一过滤器之间的隔离阀；与所述过滤器和所述泵出装置外部的一 区域联接的排气阀；在所述过滤器和一分配腔之间的阻隔阀；和与所述分配腔和所述泵出装置外部的 一 区域联接的清洗阀。
5. 如权利要求4所述的方法，其中所述分配循环包括排气环节， 并且针对所述排气环节操作所述阀系统包括关闭所述隔离阀，然后关 闭所述阻隔阀，然后关闭所述入口阀，以及然后打开所述排气阀。
6. 如权利要求5所述的方法，还包括操作填充电机和分配电机， 以过滤所述流体，其中在关闭所述入口阀之后和在打开所述排气阀之 前操作所述填充电机和分配电机。
7. 如权利要求5所述的方法，还包括在所述排气环节之后，关闭 所述阻隔阀，然后关闭所述隔离阀，以及然后关闭所述排气阀。
8. 如权利要求7所述的方法，还包括在打开所述排气阀之后和在 关闭所述排气阀之前操作所述填充电机。
9. 如权利要求6所述的方法，其中所述分配循环包括清洗环节，并且针对所述清洗环节操作所述阀系统包括打开所述入口阀，然后打 开所述清洗阀。
10. 如权利要求9所述的方法，还包括在所述清洗环节之后，关闭 所述清洗阀，并且然后关闭所述入口阀。
11. 如权利要求10所述的方法，还包括在打开所述清洗阀之后和 在关闭所述清洗阀之前在所述清洗环节期间操作所述分配电机。
12. 如权利要求10所述的方法，其中所述分配循环包括填充环节 和分配环节，其中针对所述填充环节和所述分配环节操作所述阀系统 包括打开所述入口阀，然后打开所述出口阀。
13. 如权利要求12所述的方法，还包括在所述分配环节之后，关 闭所述出口阀。
14. 如权利要求13所述的方法，还包括在打开所述入口阀之后操 作所述填充电机，和在关闭所述出口阀之前操作所述分配电机。
15. 如权利要求4所述的方法，其中所述分配循环包括清洗环节， 并且针对所述清洗环节操作所述阀系统包括打开所述入口阀，然后打 开所述清洗阀。
16. 如权利要求15所述的方法，还包括在所述清洗环节之后，关 闭所述清洗阀，然后关闭所述入口阀。
17. 如权利要求16所述的方法，还包括在打开所述清洗阀之后和 在关闭所述清洗阀之前在所述清洗环节期间操作所述分配电机。
18. 如权利要求16所述的方法，其中所述分配循环包括填充环节 和分配环节，其中针对所述填充环节和所述分配环节操作所述阀系统 包括打开所述入口阀，然后打开所述出口阀。
19. 如权利要求18所述的方法，还包括在所述分配环节之后，关 闭所述出口阀。
20. 如权利要求19所述的方法，还包括在打开所述入口阀之后操 作所述填充电机，和在关闭所述出口阀之前操作所述分配电机。
21. 如权利要求4所述的方法，其中所述分配循环包括填充环节和 分配环节，其中针对所述填充环节和所述分配环节操作所述阀系统包括打开所述入口阀，然后打开所述出口阀。
22. 如权利要求21所述的方法，还包括在所述分配环节之后，关 闭所述出口阀。
23. 如权利要求22所述的方法，还包括在打开所述入口阀之后操 作所述填充电机，并且在关闭所述出口阀之前操作所述分配电机。
24. 如权利要求22所述的方法，其中所述分配循环包括排气环节， 并且针对所述排气环节操作所述阀系统包括关闭所述隔离阀，然后关 闭所述阻隔阀，然后关闭所述入口阀，以及然后打开所述排气阀。
25. 如权利要求24所述的方法，还包括操作填充电机和分配电机， 以过滤所述流体，其中在关闭所述入口阀之后和在打开所述排气阀之 前操作所述填充电机和所述分配电机。
26. 如权利要求24所述的方法，还包括在所述排气环节之后，关 闭所述阻隔阀，然后关闭所述隔离阀，以及然后关闭所述排气阀。
27. 如权利要求26所述的方法，还包括在打开所述排气阀之后和 关闭所述排气阀之前操作所述填充电机。
28. 如权利要求26所述的方法，其中所述分配循环包括清洗环节， 并且针对所述清洗环节操作所述阀系统包括打开所述入口阀，然后打 开所述清洗阀。
29. 如权利要求28所述的方法，还包括在所述清洗环节之后，关 闭所述清洗阀，以及然后关闭所述入口阀。
30. 如权利要求29所述的方法，还包括在打开所述清洗阀之后和 在关闭所述清洗阀之前在所述清洗环节期间操作所述分配电机。
31. —种系统，该系统包括泵出装置，该泵出装置包括进给腔、分配腔和可操作的阀系统， 以调节通过所述泵出装置的流体的流动；和控制器，该控制器被配置成执行用于所述泵出装置的分配循环，和关闭，以从所述泵出装置分配流体，该阀的顺序,皮配置成4吏通过泵 出装置的流体流动路径被关闭的时间最小化。
32. 如权利要求31所述的系统，其中所述阀的顺序被配置成每次 操作一个阀。
33. 如权利要求32所述的系统，其中所述阀的顺序包括在所述阀 系统中阀的操作之间的延迟。
34. 如权利要求33所述的系统，其中所述阀系统包括 与进给腔联接的入口阀； 在所述进给腔和一过滤器之间的隔离阀；与所述过滤器和所述泵出装置外部的一 区域联接的排气阀； 在所述过滤器和所述分配腔之间的阻隔阀；和 与所述分配腔和所述泵出装置外部的一区域联接的清洗阀。
35. 如权利要求34所述的系统，其中所述分配循环包括排气环节， 并且针对所述排气环节调节所述阀系统包括发送可操作的一个或更多 个信号，以关闭所述隔离阀，然后关闭所述阻隔阀，然后关闭所述入 口阀，以及然后打开所述排气阀。
36. 如权利要求35所述的系统，还包括填充电机和分配电机，所 述分配循环包括在关闭所述入口阀之后和在打开所述排气阀之前操作 所述填充电机和所述分配电机，以便过滤所述流体。
37. 如权利要求35所述的系统，其中，在所述排气环节之后调节 所述阀系统包括发送可操作的一个或更多个信号，以关闭所述阻隔阀， 然后关闭所述隔离阀，以及然后关闭所述排气阀。
38. 如权利要求37所述的系统，其中所述分配循环包括在打开所 述排气阀之后和在关闭所述排气阀之前操作所述填充电机。
39. 如权利要求36所述的系统，其中所述分配循环包括清洗环节， 并且针对所述清洗环节调节所述阀系统包括发送可操作的一个或更多 个信号，以打开所述入口阀，然后打开所述清洗阀。
40. 如权利要求39所述的系统，还包括在所述清洗环节之后，关 闭所述清洗阀，以及然后关闭所述入口阀。
41. 如权利要求40所述的系统，其中所述分配循环包括在打开所 述清洗阀之后和在关闭所述清洗阀之前在所述清洗环节期间操作所述 分配电才几。
42. 如权利要求40所述的系统，其中所述分配循环包括填充环节 和分配环节，其中针对所述填充环节和所述分配环节调节所述阀系统 包括发送可操作的一个或更多个信号，以打开所述入口阀，以及然后 打开所述出口阀。
43. 如权利要求42所述的系统，其中，在所述分配环节之后，调 节所述阀系统包括发送可操作的一个或更多个信号，以关闭所述出口 阀。
44. 如权利要求43所述的系统，其中，所述分配循环包括在打开 所述入口阀之后操作所述填充电机，和在关闭所述出口阀之前操作所 述分配电才几。
45. 如权利要求34所述的系统，其中，所述分配循环包括清洗环 节，并且针对所述清洗环节调节所述阀系统包括发送可操作的一个或 更多个信号，以打开所述入口阀，然后打开所述清洗阀。
46. 如权利要求45所述的系统，其中，在所述清洗环节之后，调 节所述阀系统包括发送可操作的一个或更多个信号，以关闭所述清洗 阀，然后关闭所述入口阀。
47. 如权利要求46所述的系统，其中，所述分配循环包括在打开 所述清洗阀之后和在关闭所述清洗阀之前在所述清洗环节期间操作所 述分配电机。
48. 如权利要求46所述的系统，其中，所述分配循环包括填充环 节和分配环节，其中针对所述填充环节和所述分配环节调节所述阀系 统包括发送可操作的一个或更多个信号，以打开所述入口阀，然后打 开所述出口阀。
49. 如权利要求48所述的系统，其中，在所述分配环节之后，调 节所述阀系统包括发送可操作的一个或更多个信号，以关闭所述出口 阀。
50. 如权利要求49所述的系统，其中，所述分配循环包括在打开 所述入口阀之后操作所述填充电机，和在关闭所述出口阀之前操作所 述分配电机。
51. 如权利要求34所述的系统，其中，所述分配循环包括填充环 节和分配环节，其中针对所述填充环节和所述分配环节调节所述阀系 统包括发送可操作的一个或更多个信号，以打开所述入口阀，然后打 开所述出口阀。
52. 如权利要求51所述的系统，其中，在所述分配环节之后，调 节所述阀系统包括发送可操作的一个或更多个信号，以关闭所述出口 阀。
53. 如权利要求52所述的系统，其中，所述分配循环包括在打开 所述入口阀之后操作所述填充电机，和在关闭所述出口阀之前操作所 述分配电机。
54. 如权利要求52所述的系统，其中，所述分配循环包括排气环 节，并且针对所述排气环节调节阀系统包括发送可操作的一个或更多 个信号，以关闭所述隔离阀，然后关闭所述阻隔阀，然后关闭所述入 口阀，以及然后打开所述排气阀。
55. 如权利要求54所述的系统，其中，所述分配循环包括操作填 充电才几和分配电才几，以过滤所述流体，其中，在关闭所述入口阀之后 和打开所述排气阀之前操作所述填充电机和所述分配电机。
56. 如权利要求54所述的系统，其中，在所述排气环节之后，调 节所述阀系统包括发送可操作的一个或更多个信号，以关闭所述阻隔 阀，然后关闭所述隔离阀，然后关闭所述排气阀。
57. 如权利要求56所述的系统，其中，所述分配循环包括在打开 所述排气阀之后和在关闭所述排气阀之前操作所述填充电机。
58. 如权利要求56所述的系统，其中，所述分配循环包括清洗环 节，并且针对所述清洗环节调节所述阀系统包括发送可操作的 一个或 更多个信号，以打开所述入口阀，然后打开所述清洗阀。
59. 如权利要求58所述的系统，其中，在所述清洗环节之后，调 节所述阀系统包括发送可操作的一个或更多个信号，以关闭所述清洗 阀，然后关闭所述入口阀。
60.如权利要求59所述的系统，其中，所述分配循环包括在打开 所述清洗阀之后和在关闭所述清洗阀之前在所述清洗环节期间操作所 述分配电机。
全文摘要
本发明公开了一种用于使泵出装置内的压力波动最小化的系统和方法。通过避免由于关闭阀而在流体路径中形成被关闭或者被截留的空间，并且类似地，通过避免在两个被截留的空间之间打开阀，本发明的实施例可用于减少在泵出装置的流体路径中的压力变化。更具体地说，本发明的实施例可用于根据阀的顺序来操作泵出装置的阀系统，该阀的顺序被配置为使通过泵出装置的流体流动路径，例如到泵装置外部的区域，被关闭的时间基本上最小化。
文档编号H02K44/02GK101356715SQ200680050814
公开日2009年1月28日 申请日期2006年11月20日 优先权日2005年12月2日
发明者G·戈纳拉, I·加什盖, J·塞德罗恩, P·马古恩 申请人:恩特格里公司