JP3716026B2

JP3716026B2 - Control valve for corrosive fluid

Info

Publication number: JP3716026B2
Application number: JP04410596A
Authority: JP
Inventors: 正博南部
Original assignee: アドバンスドエナジージャパン株式会社
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1996-02-07
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2016-02-07
Also published as: JPH09210236A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塩化水素ガス、高温水蒸気等の腐食流体に使用される制御弁の技術分野に属する。
【従来の技術】
【０００２】
半導体制御装置等の真空装置のチャンバーの排気路には、圧力制御用の制御弁と真空排気ポンプからなる排気装置が設けられており、チャンバー内を所定の真空度にするため、前記制御弁の開度を調整する必要がある。
従来、この種の制御弁として、特開平４−１５０９３８号公報に記載のものがある。この制御弁１０は、図２に示すように、円板状の弁板１１を具えた蝶型制御弁である。弁板１１の回転制御は制御回路（図示省略）によって行なわれる。制御回路は、圧力センサーによって検知された制御弁の排気口側の圧力値と、予め記憶された設定圧値との差を求めて、その差がなくなるようにモータ１６を制御して制御弁の開き角度を調節する回路である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような制御弁は、次の問題点を有している。
(1) 腐食流体に使用することができない。
制御弁本体１４と制御弁軸１３との間をシールするＯリング１５が、回転する制御弁軸１３に接触している。このため、制御弁を長期間すると、Ｏリング１５が摩耗し、Ｏリング１５と制御弁軸１３との間から流体が漏れる恐れがあり、腐食流体に使用することができない。
(2) 小流量制御が困難である。
蝶型制御弁であるため、弁板１１を密閉状態から開く方向へ回転させるとき、円滑に始動できるように、弁板１１と流体通路１２との間に多少の隙間を設けなければならない。このため、流体が漏れ易く、弁板１１の開き角度の小さいときの流量調節が困難である。
【０００４】
(3) 大型、高価である。
弁板１１を回転させるモータ１６を必要とし、装置全体が大型、且つ、高価になりがちである。
(4) 大電力を必要とする。
弁板１１をモータ１６によって回転させるため、大電力を必要とする。
(5) 応答性が悪い。
制御弁内での圧力バランスを取ることができない構造になっているため、外部からの急激な圧力変化および流体の流量変化に対して、瞬時に応答することができない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、流体通路の途中に形成された弁座に主弁体が接離して腐食流体に対する開度を調節する制御弁であって、
前記主弁体を有して前記流体通路に設けられた主弁ダイヤフラムと、前記主弁体を前記弁座から離れる方向へ付勢するスプリングと、前記主弁体の前記弁座と反対側の端部に設けられたパイロット圧ダイヤフラムによって壁の一部が形成されてパイロット圧流体を受け入れるパイロット圧室と、前記パイロット圧室を大気に開放するノズルと、前記ノズルの出口に対して接離させられるパイロット弁体とを具え、且つ、前記流体通路と、前記弁座と、前記主弁体の少なくとも前記流体通路内に位置する部分と、前記主弁ダイヤフラムとが耐食性材料からなることを特徴とする腐食流体用制御弁により、前記の課題を解決した。
【０００６】
【作用】
本発明の腐食流体用制御弁は、流体通路と、弁座と、主弁体の少なくとも流体通路内に位置する部分と、主弁ダイヤフラムとに耐食性材料を使用しているので、腐食流体の流量調節を行うことができる。
【０００７】
また、主弁ダイヤフラムは、流体通路に設けられて、主弁体と基部との間を密閉し、主弁体と基部との間からの腐食流体の漏れを防止する。さらに、主弁体は主弁ダイヤフラムによって基部に設けられているため、速やか且つ円滑に作動する。しかも、主弁ダイヤフラムに対して摺動する部品がなく、主弁ダイヤフラムは、摩耗させられることなく、長期間、主弁体と基部との間の密閉状態を保持する。
【０００８】
本発明の腐食流体用制御弁の主弁体は、通常、スプリングによって弁座から離れる方向に付勢されて、主弁体の一端と弁座との間に隙間が生じている。
また、パイロット弁体とノズルの出口との間にも隙間が生じている。この隙間の大きさはコイルへの通電制御によって変えることができる。
【０００９】
パイロット圧室には、常時パイロット圧流体が流入しており、パイロット圧ダイヤフラムにパイロット圧流体の圧力が加わっている。パイロット圧室に流れ込んだパイロット圧流体はノズルの出口から大気中に流出する。パイロット圧流体の流出量は、ノズルの出口とパイロット弁体との隙間によって決まる。
【００１０】
ノズルの出口とパイロット弁体との間の隙間が広いとパイロット圧流体の流出量が多くなり、パイロット圧室内の圧力は低くなる。逆に、隙間が狭いと流出量が少なくなり、パイロット圧室内の圧力は高くなる。
【００１１】
前記隙間の大きさは、コイルへの通電制御によって、制御される。
その制御の結果、パイロット圧室内の圧力が低くなると、主弁体がスプリングによって弁座から離間させられ、主弁体の一端と弁座との間の隙間が広くなり、流体通路内の腐食流体の流量は多くなる。
逆に、パイロット圧室内の圧力が高くなると、主弁体がスプリングに抗して弁座に接近させられ、主弁体の一端と弁座との間の隙間が狭くなり、流体通路内を流れる流量は少なくなる。
【００１２】
制御弁内の圧力関係は次のようになっている。
流体通路の流入口内の圧力をＰ１、流出口内の圧力をＰ２、パイロット圧室内の圧力をＰｓ、スプリングの弾力をＦ、主弁ダイヤフラムの有効面積をＡ１、弁座の有効面積をＡ２、パイロット圧ダイヤフラムの有効面積をａとすると、
Ｐ１（Ａ１−Ａ２）＋Ｐ２・Ａ２＋Ｐｓ・ａ−Ｆ＝０
Ｐ１＝［Ｆ／（Ａ１−Ａ２）］−［ａ／（Ａ１−Ａ２）］・Ｐｓ−［Ａ２／（Ａ１−Ａ２）］・Ｐ２の関係にある。
【００１３】
弁座の有効面積Ａ２が主弁ダイヤフラムの有効面積Ａ１に比べて小さい場合には、上式右辺第３項は無視することができ、流入口内の圧力Ｐ１は、流出口内の圧力Ｐ２の影響を受けないことが分かる。従って、流体は、流出口内の圧力の影響を受けることなく流体通路を流れる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１に基づいて説明する。
制御弁２０は、基部２１の流体通路２２の途中に形成された弁座２３に主弁体２４が接近離間して、塩化水素ガス、高温水蒸気等の腐食流体に対する開度を調節する制御弁である。
【００１５】
弁座２３と主弁体２４は、ポペットタイプの弁を構成している。
なお、後述するベース２５、主弁ダイヤフラム３２がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：商品名テフロン）であり、主弁板５０がポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の耐食性プラスチック製であるため、制御弁２０は、腐食流体に使用することができる。
【００１６】
基部２１は、ベース２５とカバー２６が重ね合わされて形成されている。
基部２１には、流体通路２２が形成されている。流体通路２２の途中には、弁座２３が形成されている。基部２１には、主弁体２４を収納する空洞２７が形成されている。
【００１７】
主弁体２４は、上部に鍔２９を有する主弁本体３０と板状の主弁板５０とで構成されている。主弁本体３０と主弁板５０はボルト２８によって一体化されている。鍔２９とカバー２６との間には、主弁体２４を上方へ付勢するスプリング３１が設けられている。
【００１８】
主弁ダイヤフラム３２は、可撓性を有する膜状の部材である。
主弁ダイヤフラム３２は、ベース２５とカバー２６との間にボルト３６，３６によって挟持されて、ベース２５とカバー２６との間をシールするとともに、流体通路２２の内壁３４の一部を形成している。主弁ダイヤフラム３２には、主弁体２４が設けられている。主弁ダイヤフラム３２の裏側は、空気抜き孔３３によって外部に開放されている。
【００１９】
主弁体２４は、主弁ダイヤフラム３２によって基部２１に設けられている。
この構成によって、次の利点が生じる。
(1) 主弁ダイヤフラム３２が主弁体２４と基部２１との間を従来のＯリング１５（図２参照）の代わりに密閉し、主弁体２４と基部２１との間からの腐食流体の漏れを防止する。
(2) 主弁ダイヤフラム３２に対して摺動する部品がなく、主弁ダイヤフラム３２は、摩耗することがなく、主弁体２４と基部２１との間を長期間密閉する。
(3) 主弁体が速やか且つ円滑に作動し、腐食流体用制御弁２０の応答性が向上する。
【００２０】
パイロット圧ダイヤフラム３５は、布入りのゴム製の膜状の部材であり、可撓性を有して耐久性に優れている。
パイロット圧ダイヤフラム３５は、カバー２６とパイロット弁基部５４との間にボルト３７，３７によって挟持されて、主弁体２４の上部に取り付けられて、カバー２６とパイロット弁基部５４との間をシールする。
【００２１】
パイロット圧ダイヤフラム３５によって仕切られた空洞２７の上部の部屋は、窒素、エア等の正圧のパイロット圧流体が流れ込むパイロット圧室３８である。
空洞２７の下部の部屋は、空気抜き孔３３によって外部に開放されている。この空気抜き孔３３によって、主弁体２４の上下動作が円滑になる。
パイロット圧室３８は、オリフィス４０によってパイロット圧流体源に接続され、ノズル４１によって大気に開放されている。
【００２２】
ノズル４１の出口の上方には、コイル部４２が具えられている。
コイル部４２のコア４３はマグネット４４、ヨーク４５、ハウジング４６を介してパイロット弁基部５４に固定されている。コア４３を受け入れているコイル４７にはノズル４１の出口と対向するパイロット弁体４８を有している。コイル４７は、板ばね５３によってハウジング４６に支持されている。コイル４７はコネクター４９を介して外部に電気的に接続されている。
コネクター４９には、制御用電子回路（図示省略）が内蔵されている。
【００２３】
制御用電子回路は、制御対象の圧力を検知し、検知された圧力と設定圧とを比較し、その差がなくなるようにコイル４７の電流制御を行なうべく、ノズル４１とパイロット弁体４８との間の隙間を調節する回路であるが、詳細な説明は省略する。
【００２４】
次に、腐食流体用制御弁２０の動作を説明する。
通常、主弁体２４はスプリング３１によって弁座２３から離れる方向に付勢されて、主弁板５０と弁座２３との間に隙間が生じている。
また、パイロット弁体４８とノズル４１の出口との間にも隙間が生じている。この隙間の大きさはコイル４７への電流制御によって変えることができる。
【００２５】
パイロット圧室３８には、常時パイロット圧流体が流入しており、パイロット圧ダイヤフラム３５にパイロット圧流体の圧力が加わっている。なお、パイロット圧室３８に流れ込んだパイロット圧流体はノズル４１から大気中に流出されている。パイロット圧流体の流出量は、ノズル４１の出口とパイロット弁体４８との隙間の大きさによって決まる。隙間が広いとパイロット圧流体の流出量が多くなり、パイロット圧室３８内の圧力は低くなる。逆に、隙間が狭いと流出量が少なくなり、パイロット圧室３８内の圧力は高くなる。
【００２６】
そこで、コイル４７への通電を制御することによって、ノズル４１の出口とパイロット弁体４８の隙間を制御することができる。
パイロット圧室３８内の圧力が低くなると、主弁体２４がスプリング３１によって弁座２３から離間させられ、主弁板５０と弁座２３との間の隙間が広くなり、流体通路２２内の腐食流体の流量は多くなる。
逆に、パイロット圧室３８内の圧力が高くなると、主弁体２４がスプリング３１に抗して弁座２３に接近させられ、主弁板５０と弁座２３との間の隙間が狭くなり、流体通路２２内を流れる流量は少なくなる。
【００２７】
流体通路２２の流出口５１は排気ダクト或いは真空ポンプに接続され、流体通路２２の流入口５２は半導体製造装置のような制御対象に接続されている。また、オリフィス４０はパイロット圧源に接続されている。流出口５１内と、流入口５２内の圧力は負圧である。
【００２８】
制御弁２０内の圧力関係は次のようになる。
流体通路の流入口内の圧力をＰ１、流出口内の圧力をＰ２、パイロット圧室内の圧力をＰｓ、スプリングの弾力をＦ、主弁ダイヤフラムの有効面積をＡ１、弁座の有効面積をＡ２、パイロット圧ダイヤフラムの有効面積をａとすると、
Ｐ１（Ａ１−Ａ２）＋Ｐ２・Ａ２＋Ｐｓ・ａ−Ｆ＝０
Ｐ１＝［Ｆ／（Ａ１−Ａ２）］−［ａ／（Ａ１−Ａ２）］・Ｐｓ−［Ａ２／（Ａ１−Ａ２）］・Ｐ２の関係にある。
【００２９】
弁座２３の有効面積Ａ２が主弁ダイヤフラム３２の有効面積Ａ１に比べて小さい場合には、上式右辺第３項は無視することができ、流入口５２内の圧力Ｐ１は、排気ダクト内の圧力或いは真空ポンプの圧力、すなわち、流出口５１内の圧力Ｐ２の影響を受けないことが分かる。
なお、スプリング３１の弾力Ｆとパイロット圧室内の圧力Ｐｓを適宜設定することにより、主弁体２４の動きを最適な動きに調整することが可能であることは勿論である。
【００３０】
本発明の制御弁は、次の効果を奏する。
(1) 腐食流体の接触部分が耐食性材料からなるので、腐食性流体に使用することができる。
(2) 主弁体が主弁ダイヤフラムによって基部に設けられているため、主弁体の動作が速やか且つ円滑になり、腐食流体の圧力変化に対する応答性を向上させることができる。さらに、小流量制御が容易になる。
(3) 主弁ダイヤフラムに対して接触して摺動する部品がないため、主弁ダイヤフラムに摩耗が生じることなく、長期間、主弁体と基部との間の密閉状態を保持し、腐食流体の漏れを防止することができる。
【００３１】
さらに、本発明の制御弁は、次の効果を奏する。
(4) 主弁体を作動させるパイロット圧流体の流出量制御を電磁式で行なっているため、小電力ですむとともに、制御弁全体を小型にすることができる。また、制御弁の全体的製造コストを下げることができる。
(5) 制御弁内の圧力バランスを取ることができるので、外部からの急激な圧力変化および腐食流体の流量変化に対して、瞬時に応答し、設定圧を安定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の制御弁の流体通路に沿った正面断面図。
【図２】従来の制御弁の概略図。
【符号の説明】
２０腐食流体用制御弁２１基部２２流体通路
２３弁座２４主弁体３１スプリング
３２主弁ダイヤフラム３４内壁
３５パイロット圧ダイヤフラム
３８パイロット圧室４１ノズル４８パイロット弁体[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of control valves used for corrosive fluids such as hydrogen chloride gas and high-temperature steam.
[Prior art]
[0002]
In the exhaust path of the chamber of a vacuum device such as a semiconductor control device, an exhaust device comprising a control valve for pressure control and a vacuum exhaust pump is provided, and in order to obtain a predetermined degree of vacuum in the chamber, It is necessary to adjust the opening.
Conventionally, this type of control valve is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-150938. As shown in FIG. 2, the control valve 10 is a butterfly control valve including a disc-shaped valve plate 11. The rotation control of the valve plate 11 is performed by a control circuit (not shown). The control circuit obtains a difference between the pressure value on the exhaust port side of the control valve detected by the pressure sensor and a preset pressure value stored in advance, and controls the motor 16 so as to eliminate the difference, thereby controlling the control valve. This circuit adjusts the opening angle.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a control valve has the following problems.
(1) Cannot be used for corrosive fluids.
An O-ring 15 that seals between the control valve main body 14 and the control valve shaft 13 is in contact with the rotating control valve shaft 13. For this reason, if the control valve is used for a long period of time, the O-ring 15 may be worn and fluid may leak from between the O-ring 15 and the control valve shaft 13 and cannot be used as a corrosive fluid.
(2) Small flow rate control is difficult.
Since it is a butterfly control valve, when the valve plate 11 is rotated from the sealed state to the opening direction, a slight gap must be provided between the valve plate 11 and the fluid passage 12 so that the valve plate 11 can be started smoothly. For this reason, fluid easily leaks, and it is difficult to adjust the flow rate when the opening angle of the valve plate 11 is small.
[0004]
(3) Large and expensive.
A motor 16 for rotating the valve plate 11 is required, and the entire apparatus tends to be large and expensive.
(4) Requires high power.
Since the valve plate 11 is rotated by the motor 16, a large electric power is required.
(5) Poor response.
Since the pressure balance in the control valve cannot be achieved, it is impossible to respond instantaneously to sudden pressure changes and fluid flow rates from the outside.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a control valve in which a main valve body is brought into contact with and separated from a valve seat formed in the middle of a fluid passage to adjust an opening degree against a corrosive fluid,
A main valve diaphragm having the main valve body provided in the fluid passage, a spring for urging the main valve body in a direction away from the valve seat, and a main valve body opposite to the valve seat. A pilot pressure chamber having a part formed by a pilot pressure diaphragm provided at an end to receive pilot pressure fluid, a nozzle that opens the pilot pressure chamber to the atmosphere, and an outlet of the nozzle A pilot valve body, and the fluid passage, the valve seat, a portion of the main valve body located in at least the fluid passage, and the main valve diaphragm are made of a corrosion-resistant material. The above problems have been solved by the control valve for corrosive fluid.
[0006]
[Action]
The control valve for corrosive fluid of the present invention uses a corrosion-resistant material for the fluid passage, the valve seat, the portion of the main valve body located in at least the fluid passage, and the main valve diaphragm. Adjustments can be made.
[0007]
The main valve diaphragm is provided in the fluid passage, seals between the main valve body and the base, and prevents leakage of corrosive fluid from between the main valve body and the base. Further, since the main valve body is provided at the base portion by the main valve diaphragm, it operates quickly and smoothly. In addition, there is no part that slides with respect to the main valve diaphragm, and the main valve diaphragm maintains a sealed state between the main valve body and the base portion for a long time without being worn.
[0008]
The main valve body of the control valve for corrosive fluid of the present invention is normally urged away from the valve seat by a spring, and a gap is formed between one end of the main valve body and the valve seat.
There is also a gap between the pilot valve body and the nozzle outlet. The size of the gap can be changed by controlling energization of the coil.
[0009]
The pilot pressure fluid always flows into the pilot pressure chamber, and the pressure of the pilot pressure fluid is applied to the pilot pressure diaphragm. The pilot pressure fluid flowing into the pilot pressure chamber flows out into the atmosphere from the outlet of the nozzle. The outflow amount of the pilot pressure fluid is determined by the gap between the nozzle outlet and the pilot valve body.
[0010]
If the gap between the nozzle outlet and the pilot valve body is wide, the amount of pilot pressure fluid flowing out increases and the pressure in the pilot pressure chamber decreases. Conversely, if the gap is narrow, the amount of outflow decreases and the pressure in the pilot pressure chamber increases.
[0011]
The size of the gap is controlled by energization control to the coil.
As a result of the control, when the pressure in the pilot pressure chamber becomes low, the main valve body is separated from the valve seat by the spring, and a gap between one end of the main valve body and the valve seat becomes wide, so that the corrosive fluid in the fluid passage The flow rate increases.
On the contrary, when the pressure in the pilot pressure chamber increases, the main valve body approaches the valve seat against the spring, and the gap between one end of the main valve body and the valve seat becomes narrower and flows in the fluid passage. The flow rate is reduced.
[0012]
The pressure relationship in the control valve is as follows.
The pressure in the inlet of the fluid passage is P1, the pressure in the outlet is P2, the pressure in the pilot pressure chamber is Ps, the spring elasticity is F, the effective area of the main valve diaphragm is A1, the effective area of the valve seat is A2, the pilot pressure If the effective area of the diaphragm is a,
P1 (A1-A2) + P2 · A2 + Ps · a−F = 0
P1 = [F / (A1-A2)]-[a / (A1-A2)]. Ps- [A2 / (A1-A2)]. P2.
[0013]
When the effective area A2 of the valve seat is smaller than the effective area A1 of the main valve diaphragm, the third term on the right side of the above equation can be ignored, and the pressure P1 in the inlet is affected by the pressure P2 in the outlet. I understand that I do not receive it. Therefore, the fluid flows through the fluid passage without being affected by the pressure in the outlet.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The control valve 20 is a control valve that adjusts the degree of opening with respect to a corrosive fluid such as hydrogen chloride gas and high-temperature steam by the main valve body 24 approaching and separating from a valve seat 23 formed in the middle of the fluid passage 22 of the base portion 21. is there.
[0015]
The valve seat 23 and the main valve body 24 constitute a poppet type valve.
The base 25 and the main valve diaphragm 32 described later are made of polytetrafluoroethylene (PTFE: trade name Teflon), and the main valve plate 50 is made of a corrosion-resistant plastic such as polyether ether ketone (PEEK). Can be used for corrosive fluids.
[0016]
The base 21 is formed by overlapping a base 25 and a cover 26.
A fluid passage 22 is formed in the base 21. A valve seat 23 is formed in the middle of the fluid passage 22. A cavity 27 for accommodating the main valve body 24 is formed in the base portion 21.
[0017]
The main valve body 24 includes a main valve main body 30 having a flange 29 on the upper portion and a plate-like main valve plate 50. The main valve body 30 and the main valve plate 50 are integrated by bolts 28. A spring 31 that urges the main valve body 24 upward is provided between the flange 29 and the cover 26.
[0018]
The main valve diaphragm 32 is a film-like member having flexibility.
The main valve diaphragm 32 is sandwiched between the base 25 and the cover 26 by bolts 36, 36 to seal between the base 25 and the cover 26 and to form a part of the inner wall 34 of the fluid passage 22. Yes. A main valve body 24 is provided in the main valve diaphragm 32. The back side of the main valve diaphragm 32 is opened to the outside by an air vent hole 33.
[0019]
The main valve body 24 is provided on the base 21 by a main valve diaphragm 32.
This configuration has the following advantages.
(1) The main valve diaphragm 32 seals the space between the main valve body 24 and the base portion 21 in place of the conventional O-ring 15 (see FIG. 2), and the corrosive fluid from between the main valve body 24 and the base portion 21 is sealed. Prevent leakage.
(2) There are no parts that slide with respect to the main valve diaphragm 32, and the main valve diaphragm 32 does not wear and seals between the main valve body 24 and the base portion 21 for a long period of time.
(3) The main valve element operates quickly and smoothly, and the responsiveness of the corrosive fluid control valve 20 is improved.
[0020]
The pilot pressure diaphragm 35 is a cloth-like rubber film-like member, has flexibility, and is excellent in durability.
The pilot pressure diaphragm 35 is sandwiched between the cover 26 and the pilot valve base 54 by bolts 37, 37 and attached to the upper part of the main valve body 24 to seal between the cover 26 and the pilot valve base 54. .
[0021]
The upper chamber of the cavity 27 partitioned by the pilot pressure diaphragm 35 is a pilot pressure chamber 38 into which a positive pilot pressure fluid such as nitrogen or air flows.
The room below the cavity 27 is opened to the outside by the air vent hole 33. Due to the air vent hole 33, the vertical movement of the main valve body 24 becomes smooth.
The pilot pressure chamber 38 is connected to a pilot pressure fluid source by an orifice 40 and is opened to the atmosphere by a nozzle 41.
[0022]
A coil portion 42 is provided above the outlet of the nozzle 41.
The core 43 of the coil portion 42 is fixed to the pilot valve base 54 via a magnet 44, a yoke 45 and a housing 46. The coil 47 that receives the core 43 has a pilot valve body 48 that faces the outlet of the nozzle 41. The coil 47 is supported on the housing 46 by a leaf spring 53. The coil 47 is electrically connected to the outside through a connector 49.
The connector 49 contains a control electronic circuit (not shown).
[0023]
The control electronic circuit detects the pressure to be controlled, compares the detected pressure with the set pressure, and controls the current of the coil 47 so as to eliminate the difference between the nozzle 41 and the pilot valve body 48. This is a circuit for adjusting the gap between them, but detailed description thereof is omitted.
[0024]
Next, the operation of the corrosive fluid control valve 20 will be described.
Usually, the main valve body 24 is urged in a direction away from the valve seat 23 by the spring 31, and a gap is generated between the main valve plate 50 and the valve seat 23.
There is also a gap between the pilot valve body 48 and the outlet of the nozzle 41. The size of this gap can be changed by controlling the current to the coil 47.
[0025]
The pilot pressure fluid always flows into the pilot pressure chamber 38, and the pressure of the pilot pressure fluid is applied to the pilot pressure diaphragm 35. The pilot pressure fluid that has flowed into the pilot pressure chamber 38 flows out from the nozzle 41 into the atmosphere. The outflow amount of the pilot pressure fluid is determined by the size of the gap between the outlet of the nozzle 41 and the pilot valve body 48. If the gap is wide, the outflow amount of the pilot pressure fluid increases, and the pressure in the pilot pressure chamber 38 decreases. Conversely, if the gap is narrow, the amount of outflow decreases and the pressure in the pilot pressure chamber 38 increases.
[0026]
Therefore, by controlling the energization to the coil 47, the gap between the outlet of the nozzle 41 and the pilot valve body 48 can be controlled.
When the pressure in the pilot pressure chamber 38 is lowered, the main valve body 24 is separated from the valve seat 23 by the spring 31, the gap between the main valve plate 50 and the valve seat 23 is widened, and corrosion in the fluid passage 22 is performed. The flow rate of the fluid increases.
On the contrary, when the pressure in the pilot pressure chamber 38 is increased, the main valve body 24 is brought close to the valve seat 23 against the spring 31, and the gap between the main valve plate 50 and the valve seat 23 is narrowed. The flow rate flowing through the fluid passage 22 is reduced.
[0027]
The outlet 51 of the fluid passage 22 is connected to an exhaust duct or a vacuum pump, and the inlet 52 of the fluid passage 22 is connected to a control object such as a semiconductor manufacturing apparatus. The orifice 40 is connected to a pilot pressure source. The pressure in the outflow port 51 and the inflow port 52 are negative pressures.
[0028]
The pressure relationship in the control valve 20 is as follows.
The pressure in the inlet of the fluid passage is P1, the pressure in the outlet is P2, the pressure in the pilot pressure chamber is Ps, the spring elasticity is F, the effective area of the main valve diaphragm is A1, the effective area of the valve seat is A2, the pilot pressure If the effective area of the diaphragm is a,
P1 (A1-A2) + P2 · A2 + Ps · a−F = 0
P1 = [F / (A1-A2)]-[a / (A1-A2)]. Ps- [A2 / (A1-A2)]. P2.
[0029]
When the effective area A2 of the valve seat 23 is smaller than the effective area A1 of the main valve diaphragm 32, the third term on the right side of the above equation can be ignored, and the pressure P1 in the inlet 52 is increased in the exhaust duct. It can be seen that the pressure or the pressure of the vacuum pump, that is, the pressure P2 in the outlet 51 is not affected.
Of course, by appropriately setting the elasticity F of the spring 31 and the pressure Ps in the pilot pressure chamber, the movement of the main valve body 24 can be adjusted to an optimum movement.
[0030]
The control valve of the present invention has the following effects.
(1) Since the contact part of the corrosive fluid is made of a corrosion-resistant material, it can be used for corrosive fluids.
(2) Since the main valve body is provided at the base by the main valve diaphragm, the operation of the main valve body becomes quick and smooth, and the responsiveness to the pressure change of the corrosive fluid can be improved. Furthermore, small flow rate control is facilitated.
(3) Since there is no part that comes into contact with and slides against the main valve diaphragm, the main valve diaphragm is not worn, and the sealed condition between the main valve body and the base is maintained for a long period of time. Leakage can be prevented.
[0031]
Furthermore, the control valve of the present invention has the following effects.
(4) Since the flow control of the pilot pressure fluid that operates the main valve element is performed electromagnetically, low power is required and the entire control valve can be downsized. In addition, the overall manufacturing cost of the control valve can be reduced.
(5) Since the pressure in the control valve can be balanced, the set pressure can be kept stable by responding instantaneously to sudden pressure changes from the outside and changes in the flow rate of the corrosive fluid.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view along a fluid passage of a control valve according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a conventional control valve.
[Explanation of symbols]
20 Control valve for corrosive fluid 21 Base 22 Fluid passage 23 Valve seat 24 Main valve body 31 Spring 32 Main valve diaphragm 34 Inner wall 35 Pilot pressure diaphragm 38 Pilot pressure chamber 41 Nozzle 48 Pilot valve body

Claims

流体通路の途中に形成された弁座に主弁体が接離して腐食流体に対する開度を調節する制御弁であって、
前記主弁体を有して前記流体通路に設けられた主弁ダイヤフラムと、前記主弁体を前記弁座から離れる方向へ付勢するスプリングと、前記主弁体の前記弁座と反対側の端部に設けられたパイロット圧ダイヤフラムによって壁の一部が形成されてパイロット圧流体を受け入れるパイロット圧室と、前記パイロット圧室を大気に開放するノズルと、前記ノズルの出口に対して接離させられるパイロット弁体とを具え、且つ、前記流体通路と、前記弁座と、前記主弁体の少なくとも前記流体通路内に位置する部分と、前記主弁ダイヤフラムとが耐食性材料からなることを特徴とする、腐食流体用制御弁。A control valve that adjusts the opening degree of the corrosive fluid when the main valve body contacts and separates from a valve seat formed in the middle of the fluid passage,
A main valve diaphragm having the main valve body provided in the fluid passage, a spring for urging the main valve body in a direction away from the valve seat, and a main valve body opposite to the valve seat. A pilot pressure chamber having a part formed by a pilot pressure diaphragm provided at an end to receive pilot pressure fluid, a nozzle that opens the pilot pressure chamber to the atmosphere, and an outlet of the nozzle A pilot valve body, and the fluid passage, the valve seat, a portion of the main valve body located in at least the fluid passage, and the main valve diaphragm are made of a corrosion-resistant material. Control valve for corrosive fluid.