自动切断装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及自动切断装置，其包括限流孔（RFO）盘（101），其设计成限制并隔离气体流。RFO盘设计成响应于特定的压降而弯曲，特定压降由于系统故障而产生。在故障出现时，RFO盘弯曲成密封位置，这阻挡了排放流通路。以这种方式，RFO盘起到自动切断装置的作用，其将气体限制在盘的上游。
【专利说明】
自动切断装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够在正常运行条件下限制气体流并且响应于下游灾难性故障而切断气体流的自动切断装置。
【背景技术】
[0002]工业加工和制造应用，例如半导体制造，通常需要安全地处理毒性、腐蚀性和/或易燃的氢化物和卤化物气体以及它们的混合物。举例而言，半导体行业通常依靠气态硅烷(SiH4)和液化压缩气体，例如三氢化砷(AsH3)和氢化磷(PH3)以用于水加工。各种半导体加工利用来自具有高达1500psig的储存压力的容器的SiH4、AsH3或PH3。由于它们的极端毒性和高蒸气压力，源于输送系统部件故障或缸换出程序期间的人为错误而引发的这些气体的不受控制的释放可导致灾难性结果。例如，易燃气体例如硅烷的释放可导致火灾，系统损坏和/或潜在的人员受伤。高毒性气体例如三氢化砷的泄漏可导致人员受伤或甚至死亡。
[0003]硅烷是毒性气体通常如何用于半导体制造业的一个示例。硅烷作为气相产物储存在处于大约1500psig或更高的加压容器中。一个140克的硅烷缸的泄漏可使具有10英尺高的天花板的30000平方英尺的建筑的整个体积污染成对生命和健康有即刻危险(IDLH)的水平。如果泄漏速率足够大，污染至IDLH水平可在几分钟内发生，这意味着在溢出源附近的区域中在持续时间内将存在致命浓度的水平。
[0004]鉴于与来自高压缸的气体和液化压缩气体的意外释放有关的安全危险，几种机械系统已设计并开发成改善它们的储存和输送。然而，系统仍然是低效率的。例如，由来自当前缸储存和输送缸的故障引发的毒性气体的释放速率受到控制，但仍然高到足以使生产环境的污染浓度水平达到IDLH水平。当前系统没有能力适当地降低释放速率，这无法增强在半导体生产环境中的氢化物和卤化物气体的安全处理。
[0005]此外，可能出现这样的情况，其中流限制不足以确保缸的区域周围的环境的安全。在缸部件(例如压力调节器和与气缸有关的阀)的灾难性系统故障，或下游气体管线或连接的故障的情况下，可能需要完全的流隔离。不能隔离由这类故障所引发的毒性气体流可导致危险浓度水平被释放至大气。
[0006]适当地限制流至安全水平并且在预定的设置点条件下隔离流的能力是所期望的。本发明的其它方面对于本领域技术人员在查阅本文所附的说明书、附图和权利要求书时将变得显而易见。
【发明内容】
[0007]本发明利用自动切断装置来隔离气体流。自动切断装置包括限流孔(RFO)盘。如将阐述的，RFO盘设计成响应于由于穿过盘中的预定开口或孔的增加的气体流而产生的跨盘的预限定的压降而弯曲。增加的气体流可由于下游灾难性故障或流控制的缺失而出现。压降导致RFO盘从打开位置向关闭及密封位置弯曲，这阻挡了排放流通路，从而防止气体超过盘向下游流动。以这种方式，RFO盘将气体限制在盘上游。
[0008]在本发明的第一方面中，提供了一种用于将加压气体流隔离于气体排放流通路的自动切断装置，该装置包括限流孔盘，盘密封就位至设置在第一位置处的第一弹性构件；设置在第二位置处的第二弹性构件，其中在盘处于松弛状态时，盘和第二弹性构件形成通向气体排放流通路的流通路；延伸穿过盘的厚度并且位于第一和第二弹性构件之间的一个或更多开口，其中气体流过一个或更多开口通向流通路，流通路构造成在盘处于松弛状态时将气体引导至气体排放流通路；其中，盘构造成响应于由穿过孔的增加的流引发的跨盘的预定压降而从松弛状态向第二弹性构件弯曲，并且与其接合以密封气体流排放通路。
[0009]在本发明的第二方面中，提供了一种用于将加压气体流隔离于气体排放流通路的自动切断装置，该装置包括限流孔盘，盘在第一弹性构件和第二弹性构件之间保持静止，盘的外周密封于第一弹性构件以防止围绕外周的气体流；沿盘的顶表面设置的第二弹性构件，第二弹性构件设置在第一弹性构件的径向内侧，其中在盘处于松弛状态时，盘和第二弹性构件形成通向气体排放流通路的流通路；延伸穿过盘的厚度并且位于第一和第二弹性构件之间的一个或更多开口，其中气体流过一个或更多开口通向流通路，流通路构造成在盘处于松弛状态时将气体径向向内引导超过第二弹性构件通向排放流通路；其中盘构造成响应于跨盘的预定压降而从松弛状态向第二弹性构件弯曲以密封气体流排放通路。
[0010]在本发明的第三方面中，提供了一种用于将高压缸内的气体流隔离的系统，该系统包括:用于保持加压气体的缸；部分地由附连至缸的上部分的阀体限定的气体排放通路，所述阀体包含构造成从关闭位置向打开位置移动的密封构件，在关闭位置中，穿过阀的流通路被阻挡，在打开位置中，允许气体流过阀体；设置在阀体密封构件上游的限流孔盘，所述盘附连在第一弹性构件和第二弹性构件之间，第一弹性构件沿盘的外周设置而第二弹性构件设置成在第二弹性构件的径向内侧，并且沿盘的顶表面；由第二弹性构件和盘的顶表面限定的流通路，流通路构造成在盘处于松弛状态时，将气体引导至气体排放流通路，沿盘的厚度延伸并且位于第一和第二弹性构件之间的一个或更多开口，一个或更多开口形成通向流通路的入口 ；其中盘构造成从松弛状态向第二弹性构件弯曲以便密封气体排放通路，该密封防止气体流穿过排放通路。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]通过以下本发明的优选实施例的详细描述结合附图，本发明的目的和优点将更好理解，贯穿附图，类似的数字指示相同的特征，并且其中:
图1示出了并入本发明的原理的自动切断装置，其中装置处于打开状态以允许气体流过壳体内所含有的柔性盘的开口；
图2示出了图1的装置，其中盘已向上弯曲成关闭位置以阻挡气体流；
图3示出了自动切断装置的备选实施例，其中可利用弹簧来抵抗盘的弯曲；
图4示出了自动切断装置的另一个实施例，其中内弹性构件和外弹性构件沿盘的顶部部分设置；
图5示出了在弯曲构造中的图4的盘；
图6示出了创造性的盘是如何在改变气体流速率的条件下响应的图示；
图7示出了流限制器是如何在改变气体流速率条件下响应的图示；以及图8示出了一种备选设计，其中底件和柄件彼此螺接。
【具体实施方式】
[0012]图1示出了根据本发明的原理的自动切断装置100的一个实施例。装置100可定位在气体供给缸内或缸的下游。优选地，装置100定位在缸的内部内并且在阀体(未示出)的上游。装置100包括RFO盘101，在正常运行条件下其作为流限制器运行。一般而言，并且如将更详细地阐述的，RFO盘101设计成响应于由装置100下游的灾难性故障产生的跨盘101的预定的压降而弯曲。RFO盘101弯曲成阻挡盘101下游的气体流的配置。弯曲的盘101限制气体的能力提供增强的安全水平。
[0013]图1示出了盘101在松弛状态下的配置。松弛状态出现在正常运行条件下，这定义成没有灾难性故障出现。在正常运行条件下，跨盘101的压降(P1-P2)是不大的。在一个示例中，压降是1psig或更小。跨盘101流动的气体流过开口 130和131，并且随后沿气体排放流通路115流动。在这样的松弛状态下，盘101提供用于气体流入排放通路115的流通路。跨松弛盘的通常正常运行流速率可能在大约Isccm至大约2500sCCm的范围内，并且优选地在大约1sccm至大约200sccm的范围内，并且更优选地在大约3sccm至大约5sccm的范围内。跨盘101的压降在这类正常运行流速率下保持在盘101被触发以弯曲的临界水平以下。
[0014]盘101分别设置在第一和第二弹性构件102和103之间。第一弹性构件102在底件110处密封于盘101的外周，由此防止超过盘101的外周的气体流。第二弹性构件103设置在第一弹性构件102内侧。第二弹性构件103未密封于盘101。因此，如图2中将阐释的那样，盘101可以向上方向向构件103弯曲。在图1的松弛状态下，盘101与第二弹性构件103分开预限定的间隙，以允许通过流通路122的气体流，如沿图1中的盘101向内指向的水平箭头所示。开口 130和131沿盘101的整个厚度延伸。开口 130和131定位在第一和第二弹性构件102和103之间。开口 130和131提供气体可跨盘101流动通路，如在图1中的开口 130和131处的竖直指向箭头所示。在穿过开口 130和131后，气体可流过流通路122。在正常运行条件下，流通路122沿盘101向内向气体流排放通路115的入口引导气体。在到达通路115的入口时，气体向上从其中流过，如图1中的竖直指向的粗箭头所示。
[0015]还是参考图1，所示的RFO盘101插入底件110中。在底件110内，盘101在其外周密封于设置在底件110的槽117内的第一弹性构件102。底件110可包含微粒过滤器170，其落位在其底部，在通向自动切断装置100的气体入口 114处。在图1和图2中示出，气体入口 114由竖直指向的粗箭头指示。
[0016]上柄件111匹配在底件110上，并且匹配在盘101的顶部部分上。上柄件111包含第二弹性构件103，其设置在柄件111的槽118内。底件110和上柄件110两者都包含在件110和111匹配时，彼此对齐以产生气体入口 114和气体排放流通路115的通路。
[0017]图2示出了自动切断装置100，其中盘101已弯曲以阻挡气体流进入气体排放通路115。盘101弯曲抵靠第二弹性构件103以阻挡沿流通路122和排放通路115的流。盘101可设计成在任意的流速率下弯曲，这取决于几个设计参数，包括但不限于，孔尺寸，孔的数量和盘厚度。在一个实施例中，盘101可设计成在跨盘101的流速率在大约200SCCm至大约lOOOOsccm的范围内时触发。在另一个实施例中，盘101可设计成在气体流速率在大约45sCCm或更大时弯曲。在正常运行条件下，盘101上游的压力(Pl)和盘101下游的压力(P2)将基本相同，这是因为跨盘101的低流速率气体。然而，在由盘101下游的灾难性故障引起的流过盘101的开口 130和131的流增加(例如，缸部件故障或下游机械故障)或流控制损失时，盘的下游压力(P2)相对快地降低。跨盘101产生了增大的压降，这导致盘101向着弹性构件103弯曲。随盘101响应于该压差弯曲或向上移动，其将与位于上柄件111上的第二弹性构件103接触并接合。在盘101已与构件103接合时，盘101阻挡流通路122和通向气体排放通路115的入口 114。因此，如图2中所示，沿排放通路115的气体流停止。在图2的盘101的配置中，盘101下游的压力(P2)可降至大约大气压，而盘101上游的压力(Pl)基本保持在大约缸的气压。跨盘101的这个大的压降保持盘101抵靠第二弹性构件103。盘101保持在关闭和弯曲位置上。在压降去除时，盘101被重新配置到其正常松弛定向。
[0018]在灾难性故障的情况中，不限于任何具体理论，所相信的是跨孔盘101的阻流效应可发生以产生导致盘101弯曲和阻挡气体流的必要的力差。在盘101下游出现灾难性故障时(例如，缸部件故障或缸下游的机构故障)，在RFO装置100下游形成泄漏。跨RFO盘101产生高于正常运行条件下的气体流速率并且最终通过泄漏。质量守恒要求气体以较高速率跨RFO盘101来补充。因此，跨盘101的气体流速率增加。然而，RFO盘101内的孔130和131限制跨盘101的气体补充。被称为阻流效应的限制流速率的状态的气体可最终发展跨过盘101，其中流速率不再随盘101下游压力(P2)进一步下降而增长。跨盘101气体流速率达到最大数值，如由盘101内的气体流通路孔130和131指示。因此，P2相对快地降低，并且由于阻流效应，可能不会由较高流速率的气体补偿。达到了导致盘101向弹性构件103弯曲的跨盘101的预定压降(P1-P2)。随盘101响应于该压差弯曲或向上移动，其将与在上柄件111上的第二弹性构件103接触并接合。在盘101已与构件103接合时，盘101阻挡通路122和通向气体排出通路115的入口 114。由此，沿排放通路115的气体流停止，如图2中所示。盘101保持在关闭弯曲位置上，直到压力Pl去除或盘下游的压力P2加压。任何一种情况允许盘101放松并且重新配置成其正常松弛位置，如图1中所示。
[0019]根据图1和图2中所示的实施例，对于给适合的自动切断装置定尺寸的标准将取决于各种参数。例如，待设置在气体缸内部内的自动切断装置的设计将优选地考虑在正常运行条件下离开缸的气体流速率，流速率的临界，超过该临界则来自缸的流应当被隔离，以及施加在盘的入口处的最大缸压力。在一个示例中，正常流速率在大约3sccm至大约5sccm的范围内，并且超过其则流将被隔离的流速率在从大约45SCCm至大约50SCCm的范围内。施加在盘入口处的最大缸压(Pl)在大约1250psig。给定这些运行条件，盘适合的设计将允许在跨盘的流速率大约3sCCm至大约5sCCm时，盘保持基本不弯曲或松弛，并且在流速率达到大约45sccm至大约50sccm时,盘从松弛转变成弯曲配置以切断气体流。流过盘的一个或更多开口的气体可利用孔板计算来评估，如本领域中已知的。基于孔板计算，在跨盘流速率在大约45sccm或更大时，10微米的单个开口产生大约200psig的压降。因此，在该示例中，盘优选地选择成可在大约200psig的压降和对应的45sccm或更大的流下弯曲。
[0020]各种参数可决定盘的弯曲行为。一个参数可包括，例如，结构的适当材料的选择和是否这类材料应当热处理。设计考虑各种材料，例如如镍、铬、不锈钢以及其合金。各个材料将需要不同的厚度以对于具有限定的压力Pl的特定气体在预定的气体流速率下弯曲。其它参数的示例可包括盘的厚度，盘的强度、盘内的孔的数量和尺寸，跨盘的孔的净有效流面积以及压力沿盘的表面施加的总作用面积。在一个示例中，孔尺寸可在大约I微米至大约1000微米的范围内，并且优选地在大约10微米至大约1000微米的范围内。再进一步，其它的盘参数可包括在第一和第二弹性构件之间盘所需弯曲的距离。在第一和第二弹性构件之间的距离越大，盘将需要弯曲越多以便接触弹性体103并从而隔离流。
[0021]再进一步，适合的盘的设计应当还考虑所供应的气体的类型。所供应的气体的类型可影响盘所需的厚度。盘的低入口压力(Pl)可允许相对较薄的盘被采用。例如，诸如三氢化砷的气体是液化气体，其具有由它们的蒸气压力所限制的压力。三氢化砷在70 T下施加大约200psig的蒸气压力。因为该相对低的供应压力在RFO盘底部施加小量的力(Pl)，故可使用薄的盘。然而，诸如BF3或SH4的气体以1250psig或更高的压力填充入缸中，故这些应用可需要较厚的盘。
[0022]自动切断装置的最佳设计将涉及平衡这些参数以允许盘响应于在灾难性故障期间跨盘产生的预定的流速率而弯曲。这些参数彼此交互以决定自动切断装置的最终设计和结构。在一个示例中，具有单个10微米开口的盘由未热处理的316不锈钢形成，并且具有250微米的厚度与0.75英寸的直径，其可选择以设置在第一弹性构件102和第二弹性构件103之间，如图1中所示。第一弹性构件102具有大约0.614英寸的内径和0.070英寸的厚度。第二弹性构件103具有大约0.364英寸的内径和大约0.070英寸的厚度。由于这样的设计，316不锈钢盘优选地在大约3-5sccm的流速率下保持放松,但在跨盘的单个开口的特定气体的速率在大约45sCCm或更大时弯曲成图2的关闭配置。
[0023]还可利用其它设计以实现盘的预定的弯曲。图3示出了自动切断装置300的备选实施例，其中如果盘320在正常流速率运行条件下过早地向上弯曲，则可利用弹簧310以反抗盘320的弯曲。呈卷的弹簧310拥有预定的张力，其在盘320以向上方向向着第二弹性构件330弯曲时施加向下的阻力。因此，并入弹簧310的自动切断装置300允许使用薄盘320而不会由于在正常气流速率期间产生的相对较小的力过早弯曲。然而，如果跨盘320的压差足够大并且到达预定临界，则盘320与弹簧310的组合优选地设计成使得盘320将抵抗弹簧320的向下阻力并且能够向上弯曲抵靠第二弹性构件330以阻挡气体流进入排放通路315。因此，可微调弹簧310在盘320被触发以弯曲时的反应。
[0024]除了弯曲以外，创造性的自动切断装置还可通过轴向平移来阻挡气体流。在这方面，图4示出了自动切断装置400的另一个实施例，其中内弹性构件430和外弹性构件440沿盘420的顶部设置。盘420被示出紧固就位至外弹性构件440。盘420和内弹性构件430之间存在预定的间隙以形成通路416。图4示出在打开配置下的盘420以用于正常流速率经过盘420。在正常运行流速率状态期间，如图4中所示，盘420保持打开，以允许气体流穿过盘420的开口 450和460，并且随后沿通路416向排放通路415。如利用图3中所示的设计，弹簧450施加向下力抵靠盘420以防止盘420过早移动至弯曲配置。
[0025]图5示出了图4的盘420处于关闭状态。具体地，在预定过多的流状态出现时(例如，以50sccm或更多)，跨盘420的压降增加至临界值，这对盘420的底部部分产生了足够的向上力。力导致盘420对抗由弹簧450施加的向下的力并且因此在弯曲期间向上向着内弹性构件430轴向平移。盘420自由地在向上方向上移动，因为弹性构件430和440两者都沿盘420的顶部部分设置。最终，该轴向平移与弯曲导致盘420与内弹性构件430接触并接合。盘420与内弹性构件430的接合阻挡通路416，从而防止气体流入排放通路415中。除了与图1的装置100 —起描述的设计参数之外，图4和图5所示的装置400可能还考虑外弹性构件440的硬度和弹簧450的刚度，以充分微调装置400的弯曲反应。
[0026]示例:
进行测试来评估创造性的自动切断装置响应于预定流速率改变幅度来隔离流的能力。用于测试的自动切断装置是图1中示出的那种。盘是圆形和平坦形状的，其具有0.010英寸的厚度。盘由未热处理的镍铬铁合金形成并且具有穿过其厚度的单个开口，开口具有10微米的尺寸。盘容纳在图1中所示的底座和柄内，并且随后连接至流管线。
[0027]自动切断装置上游的流管线连接至维持在1250psig的气压下的氮气管线。自动切断装置下游侧连接至歧管。歧管包括两个质量流控制器(MFC)。流控制器之一(1sccm的MFC)具有O-1Osccm的流速率范围。第二流控制器(100sccm的MFC)具有O-1OOOsccm的流速率范围。阀置于每个质量流控制器上游。
[0028]RFO盘上游和下游的压力使用两个单独的压力传感器(PTs)测量。MFC和PT两者连接至数据获取系统。在测试开始时，1sccm的MFC设置成5sccm的目标流速率。1sccm的MFC上游的阀是打开的。如图6中用短虚线所示的，跨盘流动的流速率测得为5sccm，指示盘没有过早地配置成弯曲状态。如图6中的实水平线所示，盘上游的压力Pl测得为保持在1250psig。盘下游的压力P2被评估在大约1245psig。图6示出了 P2在正常运行状态下稍稍小于Pl。很小的压降P1-P2为5psig,这不会导致盘弯曲,就如在3-5sccm的低流速率下运行时所需的配置那样。
[0029]为了模拟特征为高流条件的下游故障，100sccm的MFC上游的阀被打开，使穿过100sccm的MFC的流设置成大约200sccm。模拟出现阀故障的区域由图6中所示的竖直箭头标注。如图6中所示，穿过盘测量的流速率接近大约55-58sccm。随跨盘的流速率增加超过大约50sccm，盘下游的评估压力P2减小至大约1050psi。盘上游的压力，Pl保持在1250psig不变。因此,可观察到随流速率增加至大约55-58sccm,跨盘形成大约200psig的压降。这样的压降足以沿盘的底部施加向上的力，并且导致盘向上向内弹性构件弯曲(图2)。盘与内弹性构件的接合阻挡氮气流。在氮气流被盘隔离后，估算出下游压力P2迅速下降至零，就如图6所示。如图6所指示，穿过MFC的流速率相应地降至零，从而指示的盘弯曲和关闭气体流通路。盘保持在关闭弯曲位置上。因此，所示的盘能允许正常操作条件下的大约5sccm的气体流，同时能隔离大约50-60sccm的气体流。对于自动切断所观察的反应时间小于一秒，因此使从缸泄漏出的气体的量最小化。
[0030]对比示例
对比测试利用流限制器装置进行，其以类似于上文所述的方式执行。利用了常规RF0。图7示出了测试结果的图示。lOOOsccm的MFC设置成其100%的最大能力。在模拟特征为高流条件的下游故障时，限制器没有切断流。代替地，如由MFC测量的，限制器使流稳定至200sccmo流没有被隔离并且流限制器下游的压力P2没有降低至零。因此，从缸泄漏出大量的气体。
[0031]构想对于自动切断装置的各种其它设计修改。例如，图8示出了备选设计，其中底座810和柄820可彼此螺接。尽管弹性构件801和802示为弹性O形环构件，但可构想将盘密封于底座810和柄820的其它装置。例如，可利用软金属，例如铅、镍、铜，以密封底座810与柄820。备选地，可使用聚合物封装的金属密封件，例如涂覆Teflon?(特氟龙)的不锈钢座。再进一步，密封件的横截面可按需要来修改以实现适当的密封。例如，可采用矩形和椭圆形的横截面形状设计。
[0032]在另一个设计改型中，RFO装置100可焊接就位至将其包含在内的壳体，这与如图1中所示的将盘101的外周设置成邻近密封于底件110的第一弹性构件102相反。
[0033]如在各个实施例中所描述的，自动切断装置可设置在气体输送系统内可能出现潜在的灾难性下游故障导致的流速率的增加的任何位置。例如，装置可定位在缸阀座的上游，位于缸阀体中或缸颈中。优选地，装置定位在缸体的内部内并且在诸如真空促动止回阀、调节器、质量流控制器或其它流控制装置的自动控制流装置上游。
[0034]自动切断装置还可采用各种阀和调节器装置的结合，包括例如，美国专利号 5，937，895 ;6，007，609 ;6，045，115 ;6，959，724 ;7，905，247 以及美国系列申请号11/477，906所公开的真空促动阀和调节器装置，其中每一个都通过引用其全文并入本文中。在一个实施例中，自动切断装置可设置在真空促动装置或调节器上游，设置在气缸内部内。在另一个实施例中，自动切断装置可用作美国序列申请号11/477,906中公开的玻璃毛细管的备选。
[0035]尽管示出并描述的视为本发明的特定实施例的内容，但当然将理解的是在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可容易地做出形式上或细节上的各种修改和改变。因此，旨在的是本发明不限于本文示出和描述的确切的形式和细节，也不限于小于本文公开和下文要求保护的整个发明的任何范围。
【权利要求】
1.一种用于将加压气体流隔离于气体排放流通路的自动切断装置，所述装置包括 限流孔盘，所述盘通过设置在第一位置处的第一弹性构件密封就位； 设置在第二位置处的第二弹性构件，其中在所述盘处于松弛状态时，所述盘和所述第二弹性构件形成通向所述气体排放流通路的流通路； 延伸穿过所述盘的厚度的一个或更多开口，所述一个或更多开口位于所述第一和所述第二弹性构件之间，其中，气体流过所述一个或更多开口通向所述流通路，所述流通路构造成在所述盘处于松弛状态时，将气体引导至所述气体排放流通路； 其中，所述盘构造成响应于导致跨盘的压降的预定流速率而从所述松弛状态向所述第二弹性构件弯曲，并且与其接合以密封所述气体流排放通路。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述盘构造成在阻流效应下从所述松弛状态向弯曲状态移动。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一位置为沿所述盘的外周，并且所述第二位置为沿所述盘的顶表面从所述第二位置的径向向内。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述盘包括从大约0.005英寸至大约0.050英寸的范围中的厚度。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一位置和所述第二位置每一个都为沿所述盘的顶表面，以便允许所述盘弯曲并向所述第二弹性构件轴向地平移。
6.一种用于将加压气体流隔离于气体排放流通路的自动切断装置，所述装置包括 限流孔盘，所述盘在第一弹性构件和第二弹性构件之间保持静止，所述盘的外周密封于所述第一弹性构件以防止围绕所述外周的气体流； 沿所述盘的顶表面设置的第二弹性构件，所述第二弹性构件设置在所述第一弹性构件的径向内侧，其中在所述盘处于松弛状态时，所述盘和所述第二弹性构件形成通向所述气体排放流通路的流通路； 延伸穿过所述盘的厚度的一个或更多开口，所述一个或更多开口位于所述第一和第二弹性构件之间，其中气体流过所述一个或更多开口通向所述流通路，所述流通路构造成在所述盘处于所述松弛状态时将气体径向向内引导超过所述第二弹性构件通向所述排放流通路； 其中，所述盘构造成响应于引起跨所述盘的压降的预定流速率而从所述松弛状态向所述第二弹性构件弯曲以密封所述气体流排放通路。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述盘由选自由镍、不锈钢、铬和其合金组成的组的材料形成。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述盘包括等距离彼此隔开的多个开口，所述多个开口位于所述盘的所述外周周围。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一弹性构件坐落在底件中，并且所述第二弹性构件坐落在顶件中，所述底件和所述顶件匹配在一起。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述盘构造成在所述流速率超过大约40sccm或更高的流速率时弯曲。
11.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述盘在所述流速率在1sccm或更低时保持松弛。
12.一种用于将高压缸内的气体流隔离的系统，所述系统包括: 用于保持加压气体的缸； 部分地由附连至所述缸的上部分的阀体限定的气体排放通路； 设置在所述阀体上游的限流孔盘，所述阀体包含构造成从关闭位置向打开位置移动的密封构件，在所述关闭位置中，穿过所述阀的流通路被阻挡，在所述打开位置中，允许气体流过所述阀体，所述盘附连在第一弹性构件和第二弹性构件之间，所述第一弹性构件沿所述盘的外周设置，而所述第二弹性构件设置成在所述第一弹性构件的径向内侧，并且沿所述盘的顶表面； 由所述第二弹性构件和所述盘的顶表面限定的流通路，所述流通路构造成在所述盘处于松弛状态时，将气体引导至气体排放流通路； 沿所述盘的厚度延伸并且位于所述第一和所述第二弹性构件之间的一个或更多开口，所述一个或更多开口形成通向所述流通路的入口； 其中，所述盘构造成响应于跨所述盘的预定压降而从所述松弛状态向所述第二弹性构件弯曲以便密封所述气体排放通路，所述密封防止气体流穿过所述排放通路。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，流过所述盘和所述流通路的气体流以小于大约1sccm的流速率出现。
14.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述阀体包括真空促动阀。
15.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述系统还包括设置在所述盘的顶表面上方的弹簧。
16.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述第二弹性构件沿所述盘的顶表面设置。
17.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述盘包括在大约0.005英寸至大约0.050英寸之间的厚度。
18.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述第一弹性构件坐落在底件中，并且所述第二弹性构件坐落在顶件中，所述底件和顶件匹配在一起。
19.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述开口的尺寸在大约I微米至大约1000微米的范围中。
20.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述盘构造成在预定压降达到大约200psig时弯曲。
【文档编号】F16K17/30GK104271997SQ201280069216
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2012年12月13日 优先权日:2011年12月7日
【发明者】S.坎珀, D.C.海德曼, A.辛哈 申请人:普莱克斯技术有限公司