CN109555861A - 分配阀设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在分配速率上具有较小波动的分配阀设备。分配阀设备是通过阀构件和阀构件座彼此接触而隔断流体的分配阀设备，其特征在于阀构件座的与阀构件接触的部分由具有2GPa或更大的拉伸弹性模量的材料制成。可替代地，分配阀设备是是通过阀构件和阀构件座彼此接触而隔断流体的分配阀设备，其特征在于阀构件座的与阀构件接触的部分由具有2GPa或更大的压缩弹性模量的材料制成。

Description

分配阀设备
相关申请的交叉引用
该非临时申请根据35 U.S.C§119(a)要求2017年9月27日提交的日本专利申请No.2017-185770的优先权，其全部内容通过引用方式并入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于排出液体的分配阀设备。
背景技术
以恒定速率供应诸如水、油、树脂等液体的分配器用于多种领域，包括半导体工艺、医疗领域等。关于半导体工艺，许多分配器用于底部填充工艺。许多分配器也用于在半导体器件包的内部填充树脂。此外，关于LED元件制造工艺，分配器用在对LED芯片涂覆由混合荧光材料和树脂获得的荧光液体的过程中。在这种分配器中，分配阀设备用作响应于溶液的供应而将恒定量的溶液分配到精确位置的核心设备(参见，例如，JP2015-182043A)。
发明内容
本发明要解决的问题
即使使用能够以高精度并以恒定速率分配液体的固定分配阀设备，在阀设备关闭一段时间之后进行分配时，往往分配比设定液体量更大量的液体。可以认为，这是因为当分配阀设备关断液体时，不锈钢阀构件以较大的力压在阀构件座上，以防止液体泄漏，从而阀构件座的与阀构件接触的部分稍微弹性地变形并且变得凹陷，因此在随后的分配中液体流动路径变得比设定的液体路径宽出所述凹陷的程度。更具体地，通常，在液体分配状态下，如图2A所示，在阀构件座12和阀构件11之间形成具有预定宽度的流动路径，如图2B所示，在关断状态下，阀构件11保持压靠在阀构件座12上。然后，在关断状态一段时间之后转换到液体分配状态之后紧接下来的状态下，阀构件座12的与阀构件11接触的部分12a弹性变形，如图2C所示。在弹性变形的恢复时间期间，路径流具有比预定宽度更宽的宽度，因此，分配比期望量更大量的液体。
当通过减小阀构件的提升量来设定高进给压力以使液体流动路径变窄时，阀构件座的变形量与液体流动路径的闸口宽度的比例变大，并且因此液体量波动往往变大。另一方面，当通过增加阀构件的提升量来设定低进给压力以加宽液体流动路径时，阀构件移动的量变大，因此在液体流动路径中存在更高的气体夹杂物的风险。因此，在初始分配阶段期间需要初步分配操作以执行精确分配。然而，这降低了可操作性并且浪费了所分配的材料。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种在分配速率上具有较小波动的分配阀设备。
解决问题的手段
作为本发明人进行认真研究的结果，已经发现的是，特别是在初始分配阶段期间，例如恢复液体分配时，通过使用难以弹性变形的材料用于阀构件座材料使得压靠阀构件的阀构件座的变形程度小，可以抑制分配速率的波动。
更具体地，提供以下分配阀设备：
[1]一种通过阀构件和阀构件座彼此接触而隔离流体的分配阀设备，其特征在于，阀构件座的与阀构件接触的部分由具有2GPa或更大的拉伸弹性模量的材料制成。
[2]一种通过阀构件和阀构件座彼此接触而隔离流体的分配阀设备，其特征在于，与阀构件接触的阀构件座的一部分由具有2GPa或更大的压缩弹性模量的材料制成。
[3]根据[1]或[2]所述的分配阀设备，其特征在于，所述阀构件是针阀构件。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的分配阀设备，其特征在于，所述分配阀设备是固定分配阀设备。
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的分配阀设备，其特征在于，构成阀构件座的与阀构件接触的部分的材料是选自聚醚醚酮、聚酰亚胺和不锈钢中的一种材料。
本发明的效果
根据本发明的分配阀设备，可以抑制液体分配速率的波动，并且可以进行精确的液体分配。另外，现在不需要在初始分配阶段期间的初步分配操作(在现有技术中，对于精确分配，该初步分配操作是必需的)，并且因此可以实现操作性的改进和分配材料的节省。
附图说明
图1是分配阀设备的示意图。
图2A至2C是示出传统分配阀设备的原理的示意图，其中通过阀构件按压使阀构件座变形，流动路径被加宽，因此液体量增加。
具体实施方式
图1是示出根据本发明的实施方式的分配阀设备1的结构的横截面示意图。更具体地，分配阀设备1设置有在阀体10中的阀构件11和阀构件座12。供给口13和分配口14之间的流体的流动路径由彼此接触的阀构件11和阀构件座12隔断。本实施方式的分配阀设备1的特征在于，阀构件座12的与阀构件11接触的部分12a由具有2GPa或更大的拉伸弹性模量的材料制成。
另外，分配阀设备1是通过阀构件11和阀构件座12彼此接触而隔断流体的分配阀设备，其特征在于，阀构件座12的与阀构件11接触的部分12a由具有2GPa或更大的压缩弹性模量的材料制成。
阀构件11优选为针阀构件。此外，分配阀设备1优选地是固定分配阀设备。
阀构件座12的与阀构件11接触的部分12a的材料没有特别限制，只要其拉伸弹性模量为2GPa或更大即可；但是，优选的是，这种材料是选自聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺和不锈钢中的一种材料。
阀构件座12的与阀构件11接触的部分12a的拉伸弹性模量优选为3GPa或更大，更优选为4GPa或更大，甚至更优选为100GPa或更大。阀构件座12的与阀构件11接触的部分12a的拉伸弹性模量优选地更高，因为它将更不易变形；然而，优选使用拉伸弹性模量等于或小于阀构件11的与阀构件座12接触的部分的拉伸弹性模量的材料，以避免损坏阀构件11。
阀构件座12可以由单一材料或多种材料的组合制成。例如，具有拉伸弹性模量小于2GPa的材料可以用于阀构件座12的与阀构件11接触的部分12a以外的部分。
应该注意的是，在ASTM D651中规定了树脂材料的拉伸弹性模量，在JIS Z 2280:1993中规定了金属材料的拉伸弹性模量。这里的拉伸弹性模量是室温下的值。
阀构件座12的与阀构件11接触的部分12a的材料没有特别限制，只要其压缩弹性模量为2GPa或更大即可；但是，优选的是，这种材料是选自聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺和不锈钢中的一种材料。
阀构件座12的与阀构件11接触的部分12a的压缩弹性模量优选为3GPa或更大，更优选为4GPa或更大，甚至更优选为100GPa或更大。阀构件座12的与阀构件11接触的部分12a的压缩弹性模量优选地更高，因为它将更不易变形；然而，优选使用压缩弹性模量等于或小于阀构件11的与阀构件座12接触的部分的压缩弹性模量的材料，以避免损坏阀构件11。
阀构件座12可以由单一材料或多种材料的组合制成。例如，具有小于2GPa的压缩弹性模量的材料可以用于阀构件座12的与阀构件11接触的部分12a之外的部分。
应该注意的是，在ASTM D651中规定了树脂材料的压缩弹性模量。这里的压缩弹性模量是室温下的值。
阀构件座12的与阀构件11接触的部分12a优选地由具有2GPa或更大的拉伸弹性模量和2GPa或更大的压缩弹性模量的材料制成。
阀构件座12优选地形成为环形并且布置在分配口14和阀构件11之间。应该注意的是，阀构件11、阀构件座12和分配口14的中心优选地设置在同一条直线上。
[实例]
在下文中，将基于实例和参考例来描述本发明；然而，本发明不限于这些实例。
<实例1>
由Iwashita Engineering，Inc.制造的高精度液体分配阀设备AV502的由聚丙烯(PP)制成的环形阀构件座(其上压有阀构件(SUS304))被替换为形成相同形状的由PEEK制成的阀构件座(由VICTREX制造，其拉伸弹性模量为3.7GPa，压缩弹性模量为4.1GPa)。
通过AV502阀设备的液体输入口以0.30MPa的供应压力供应硅酮树脂。调节位于AV502阀设备上部的用于调节的游标手柄，并设定圆筒的开度，使得持续10秒的液体分配速率约为0.3g。
在关闭阀设备并关断液体一小时后，将用于关闭/打开阀设备的空气供应到AV502阀设备并分配液体。当以1分钟的间隔测量7次持续10秒的液体分配速率时，最大液体分配速率为0.32g，最小液体分配速率为0.27g，因此，其波动量为0.05g。
<实例2>
由Iwashita Engineering，Inc.制造的高精度液体分配阀设备AV502的由聚丙烯(PP)制成的环形阀构件座(其上压有阀构件(SUS304))被替换为形成相同形状的由聚酰亚胺制成的阀构件座(由DuPont制造的其拉伸弹性模量为3.2GPa，压缩弹性模量为2.4GPa)。
通过AV502阀设备的液体输入口以0.30MPa的供应压力供应硅酮树脂。调节位于AV502阀设备上部的用于调节的游标手柄，并设定圆筒的开度，使得持续10秒的液体分配速率约为0.3g。
在关闭阀设备并关断液体一小时后，将用于关闭/打开阀设备的空气供应到AV502阀设备并分配液体。当以1分钟的间隔测量7次持续10秒的液体分配速率时，最大液体分配速率为0.33g，最小液体分配速率为0.27g，因此，其波动量为0.06g。
<实例3>
由Iwashita Engineering，Inc.制造的高精度液体分配阀设备AV502的由聚丙烯(PP)制成的环形阀构件座(其上压有阀构件(SUS304))被替换为形成相同形状的由不锈钢制成的阀构件座(SUS304，其拉伸弹性模量为193GPa，压缩弹性模量为170GPa)。
通过AV502阀设备的液体输入口以0.30MPa的供应压力供应硅酮树脂。调节位于AV502阀设备上部的用于调节的游标手柄，并设定圆筒的开度，使得持续10秒的液体分配速率约为0.3g。
在关闭阀设备并关断液体一小时后，将用于关闭/打开阀设备的空气供应到AV502阀设备并分配液体。当以1分钟的间隔测量7次持续10秒的液体分配速率时，最大液体分配速率为0.31g，最小液体分配速率为0.29g，因此，其波动量为0.02g。
<比较例1>
由Iwashita Engineering，Inc.制造的高精度液体分配阀设备AV502的由聚丙烯(PP)制成的环形阀构件座(其上压有阀构件)(拉伸弹性模量为1.5GPa，压缩弹性模量为1.5GPa)按原样使用。
通过AV502阀设备的液体输入口以0.30MPa的供应压力供应硅酮树脂。调节位于AV502阀设备上部的用于调节的游标手柄，并设定圆筒的开度，使得持续10秒的液体分配速率约为0.3g。
在关闭阀设备并关断液体一小时后，将用于关闭/打开阀设备的空气供应到AV502阀设备并分配液体。当以1分钟的间隔测量7次持续10秒的液体分配速率时，最大液体分配速率为0.57g，最小液体分配速率为0.26g，因此，其波动量为0.31g。
[表1]
如表1所示，与比较例1相比，通过使用根据本发明的实例1至3，可以抑制分配速率的波动。
应该注意的是，本发明不限于上述实施方式。上述实施方式是说明性的，并且具有与权利要求中描述的技术构思基本相同的结构并且实现类似效果的任何实施方式都包含在本发明的技术范围内。

Claims (5)

1.一种通过阀构件和阀构件座彼此接触而隔断流体的分配阀设备，其特征在于，所述阀构件座的与所述阀构件接触的部分由具有2GPa或更大的拉伸弹性模量的材料制成。
2.一种通过阀构件和阀构件座彼此接触而隔断流体的分配阀设备，其特征在于，所述阀构件座的与所述阀构件接触的部分由具有2GPa或更大的压缩弹性模量的材料制成。
3.根据权利要求1或2所述的分配阀设备，其特征在于，所述阀构件是针阀构件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的分配阀设备，其特征在于，所述分配阀设备是固定分配阀设备。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的分配阀设备，其特征在于，所述阀构件座的与所述阀构件接触的部分的构成材料是选自由聚醚醚酮、聚酰亚胺和不锈钢组成的组中的一种材料。
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