[发明专利]一种用于MOCVD设备真空系统的单向泄压阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种泄压阀，具体为一种用于MOCVD设备真空系统的单向泄压阀。 

背景技术

MOCVD设备是生长各种Ⅲ-V族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料的设备。其薄膜工艺生长通常在高温、低压、密封的环境下进行，工艺温度通常在800℃-1200℃，真空腔室密封性要求极高，并且为了耐受高温，腔室室壁都设计为夹层水冷结构。夹层焊缝长期经受着高温的考验，一旦在加热过程中焊缝破裂出现漏水，就有可能导致水蒸汽突然汽化产生爆炸，因此在真空系统设计时要单独设计一个旁路，旁路上安装一个单向的泄压阀,也称安全阀。其作用就在于在反应室压力突然升高并大于外部大气压时，阀芯会自动被顶开泄压。正常工艺时反应室为负压，阀芯则会被反向压紧，维持反应室内的真空度。另外由于MOCVD工艺尾气气体中含有较多腐蚀性的气体和介质，因此单向泄压阀必须要具有良好的耐腐蚀性。

目前，气体真空单向阀大多只带有单向导通功能，满足一定压力下开启泄压的真空单向阀少之又少，无法满足复杂、危险工况下真空系统安全泄压的需要。 

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种用于MOCVD设备真空系统的单向泄压阀，密封性好，可实现在危险工况下安全泄压。

本发明的技术方案为，一种用于MOCVD设备真空系统的单向泄压阀，包括上下对应连接的上阀体和下阀体，并在上阀体和下阀体内安装阀座，阀座内设有阀芯组件，所述上阀体内设有上阀体主通孔和上阀体主通孔下端的上阀体圆槽，所述上阀体主通孔与上阀体圆槽的中心轴线在一条直线且上阀体圆槽的直径大于上阀体主通孔的直径；

所述下阀体内设有下阀体主通孔和下阀体主通孔上端的下阀体圆槽，所述下阀体主通孔与下阀体圆槽的中心轴线在一条直线且下阀体圆槽的直径大于下阀体主通孔的直径；所述上阀体圆槽与下阀体圆槽的直径相同且上阀体圆槽的底端与下阀体圆槽的顶端对接；

所述阀座包括阀座体、阀座体内部的阀座主通孔、阀座主通孔顶端的与阀座主通孔连通的阀座上圆槽、阀座主通孔底端的与阀座主通孔连通的阀座下圆槽，所述阀座上圆槽、阀座主通孔、阀座下圆槽的中心轴线在一条直线，且阀座上圆槽的直径大于阀座主通孔的直径，阀座主通孔的直径大于阀座下圆槽的直径；阀座体包括上阀座体和下阀座体，上阀座体的外径大于下阀座体的外径，上阀座体的外径与下阀体圆槽的直径一致，下阀座体的外径与下阀体主通孔直径一致； 

所述下阀座体装入下阀体主通孔上部，而上阀座体置于下阀体圆槽与上阀体圆槽内；

所述阀芯组件从上至下依次包括阀芯顶板、阀芯密封垫、垫片，并设有锁紧螺钉将阀芯顶板、阀芯密封垫和垫片紧固；所述阀芯顶板和阀芯密封垫的直径均大于垫片的直径，所述垫片的直径与阀座下圆槽直径一致，而阀芯顶板与阀芯密封垫的直径均小于阀座主通孔的直径；所述阀芯顶板的顶面设有阀芯顶板环形槽；

所述垫片安装在阀座下圆槽内，而阀芯密封垫和阀芯顶板均置于阀座主通孔内；

所述阀芯组件顶端安装压盖，压盖包括压盖圆盘及压盖圆盘顶端中心的压盖凸台，所述压盖圆盘的直径与阀座主通孔的直径一致；所述压盖圆盘中均匀设有多个与压盖圆盘上下两端导通的压盖通孔，而压盖圆盘的底面设有压盖环形凹槽；所述压盖圆盘与阀芯密封垫之间安装弹簧，弹簧的顶端装在压盖环形凹槽内，而弹簧的底端装在阀芯顶板环形槽；

所述压盖圆盘安装在阀座主通孔上部，压盖凸台伸入上阀体主通孔内；阀座上圆槽内卡装钢丝挡圈，钢丝挡圈置于压盖圆盘顶端。

所述的上阀体与下阀体为上下对接，并且密封，由螺杆固定联接；所述阀座的内空圆形区域成为整个单向阀的阀室，所述阀芯组件、弹簧以及压盖都位于所述阀室内。所述阀芯密封垫通过锁紧螺钉和垫片固定在所述阀芯顶板上，形成阀芯组件。所述弹簧的一端嵌在阀芯顶板环形槽内，另一端嵌在所述压盖环形凹槽内，所述钢丝挡圈经过压缩后卡在所述阀座上圆槽内，往下挤压压盖使得所述弹簧处于压缩状态，进而压紧阀芯组件，起到密封作用。本发明独特的钢丝挡圈设计，利用挡圈的微小弹力使弹簧产生微小的压缩形变，从而产生对阀芯的微小压力。这样当单向泄压阀两侧出现较小的压力差时，气流也可以顶开阀芯完成泄压功能。本发明单向泄压阀的开启压力可在25Torr-200Torr之间可调。

本发明两侧采用KF40法兰设计，口径大、密封性好、拆卸方便，几乎适用于所有真空系统。