[发明专利]动态流体阀及其建立方法

说明书

技术领域

本发明涉及基材加工领域，更具体地涉及用于建立流体阀的设备与方法，所述流体阀用于加工空间气氛与外部气氛的分离，同时允许基材在它们之间进行交换。

背景技术

基材加工设备可以包含加工空间，在运行时所述加工空间维持了可以将基材插入其中或从中取出的气态气氛。所述加工空间气氛通常可以具有不同于设备外部气氛的特性。例如，所述加工空间气氛可以在化学组成、温度和/或压力上与外部气氛不同。

在所述加工空间气氛维持与外部气氛不同压力的情况下，它们之间的任意开放连接经受压差，该压差倾向于驱动气氛流体从较高压力的气氛通过所述连接流向较低压力的气氛。该气氛流体的流动会导致接收气氛的污染且可能导致供给气氛的损耗。此外，在所述外部和所述加工空间之间通过开放连接进行交换的基材也经受压差。尽管压差可能较小，但是它仍会对基材具有明显的影响。当基材质量也小且被无接触（例如，没有限制其运动的机械接触）地加工时，这特别地明显。

为了防止外部气氛与加工空间气氛混合，同时使得基材在它们之间进行交换，通常所述外部可以与所述加工空间通过锁气室或者类似的装置相连接。所述锁气室可以提供与所述外部和所述加工空间选择性连通的中间空间。因此，基材可以在外部和加工空间之间通过所述中间空间进行交换，而不使外部空间和加工空间相互直接开放连通。通过对中间空间进行合适地加压，锁气室还可以防止基材经受压差，即防止不同终端在同一时间经受不同的压力。然而，锁气室等具有运行较缓慢的缺点。这部分是由于它们的机械特性，部分是由于它们真正地设计目的是用于基材在外部和加工空间之间的单一或者批量交换的事实所导致的。作为结果，使用锁气室可能伴随对设备的加工能力的有害影响。也就是说，锁气室可能限制将基材插入加工空间或者从加工空间取出的速率。

本发明的目的是提供一种克服或者缓解上述一个或多个问题的设备和方法，且使得外部和加工空间之间的开放连通包含不同压力的气氛，所述开放连通允许基材在外部和加工空间之间进行连续交换。

发明内容

本发明的一个方面涉及基材加工设备。该设备包含加工空间和压力调节装置，所述压力调节装置配置成维持所述加工空间中的加工空间气氛的加工空间气氛压力不同于基材加工设备的外部中的外部气氛的外部气氛压力。该设备还包括沿着通路方向延伸的通路，通过所述通路使得基材加工设备的外部与加工空间开放连通，基材可通过所述通路在外部和加工空间之间交换。该设备还包括交换流体注入装置，所述交换流体注入装置配置成在至少一个交换流体注入点将交换流体注入到通路中，从而使交换流体流动通过至少一部分通路。在外部气氛压力大于加工空间气氛压力的情况下所述流动朝向外部，而在外部气氛压力小于加工空间气氛压力的情况下所述流动朝向加工空间。

所述交换流体注入装置可以包括交换流体注入通道，所述交换流体注入通道终止于交换流体注入点。至少交换流体注入通道的下游部分，即与交换流体注入点相邻的部分可以与通路方向成锐角（所述锐角优选在0-45度的范围内），从而使注入到通路中的交换流体在较高压力气氛方向上具有速度分量。

本发明的另一个方面涉及一种方法。该方法包括提供具有加工空间气氛压力的加工空间气氛，以及提供具有外部气氛压力的外部气氛，所述外部气氛压力不同于所述加工空间气氛压力。该方法还包括提供通路，通过所述通路使得外部气氛与加工空间气氛开放连通，基材可通过所述通路在外部气氛和加工空间气氛之间交换。该方法还包括在至少一个交换流体注入点向通路中注入交换流体，从而使交换流体流动通过至少一部分通路。在外部气氛压力大于加工空间气氛压力的情况下所述流动朝向外部气氛，而在外部气氛压力小于加工空间气氛压力的情况下所述流动朝向加工空间气氛。

本发明的特征在于使得外部气氛与加工空间气氛相互连接的通路。所述通路在运行时可以机械“打开”，使得基材在两个气氛之间自由地交换。