[发明专利]用于质量流量控制器的被动阻尼系统

说明书

一种质量流量控制器(100)，包括：入口(120)；流体通道，流体在所述流体通道中流过；质量流量传感器(140)，所述质量流量传感器配置成提供信号，所述信号与流过所述流体通道的所述流体的质量流量相对应；控制阀(170)，所述控制阀配置成调节从质量流量控制器(1)的出口(130)流出的所述流体的流量；以及被动阻尼系统(180)，所述被动阻尼系统(180)联接到所述控制阀(170)，并且配置成消散由控制阀组件(150)引入的流体流致振动。所述被动阻尼系统(180)包括阻尼垫(212，312)，所述阻尼垫位于阀座(230)的接收部(228A,228B)和隔膜背衬(222)之间。所述被动阻尼系统(180)还可以包括阻尼垫圈(210，310)。所述被动阻尼系统(180)还可以包括一个或多个柱塞球(208)，或一个或多个波形弹簧(300)，所述一个或多个柱塞球位于所述阻尼垫(212，312)和所述阀座(230)之间。

相关申请的交叉引用

本申请主张2017年10月4日提交的题为“Passive Damping System for MassFlow Controller”(用于质量流量控制器的被动阻尼系统)的第62/568,152号美国临时专利申请的优先权。出于各种目的，所述美国临时专利申请的全部内容以引用方式完全并入本文中。

技术领域

本公开总体上涉及在质量流量控制器运行期间产生的非线性伪影，并且具体地涉及一种被动阻尼系统，所述被动阻尼系统用于高效地和有效地阻尼在质量流量控制器运行期间产生的非线性伪影。

背景技术

本公开的主题总体上涉及质量流量控制器系统和运行，并且更具体地涉及对质量流量控制器经受的振动的被动阻尼。

许多工业过程需要精确控制各种工艺流体。例如，在半导体工业，质量流量计(MFM)被用于精确地测量向工艺室引入的工艺流体的量。除了测量质量流量外，质量流量控制器(MFC)还被用于精确地测量和控制向工艺室引入的工艺流体的量。应当理解，如本文所使用的，术语“流体”适用于受控流动可以涉及的任何类型的气体、液体或蒸气。

单个MFC中的流量的变化可以从每分钟几立方厘米到每分钟几百升，压力条件的范围可以从低于大气压到超过100PSIA，并且气体的范围可以从氦气到相对较重的六氟化硫。这种广泛地明显不同的条件可以在MFC的阀腔中产生流体动力学，从而在宽频域(例如，400Hz至1000Hz)上引起振动。在这些频率中的一个或多个频率下，当流体流过MFC的控制阀时，所述MFC可能经受普遍的共振。一旦流动激励接近MFC系统的固有频率，由流体流动动力学引起的这种振动就被传送到整个MFC。施加到MFC的这种振动可能限制MFC的受控流量的精度。

发明内容

本公开描述了一种被动阻尼系统，所述被动阻尼系统配置成与质量流量控制器的部件界面连接，以阻尼在所述控制器的阀运作期间引入的非线性伪影。

在一方面，本公开涉及一种质量流量控制器，包括：入口，所述入口配置成接收流体；流体通道，所述流体在所述流体通道中通过所述质量流量控制器；质量流量传感器，所述质量流量传感器配置成提供信号，所述信号与流过所述流体通道的所述流体的质量流量相对应；控制阀，所述控制阀配置成调节从所述质量流量控制器的出口流出的所述流体的流量；以及被动阻尼系统，所述被动阻尼系统配置成消散由所述控制阀引入的流体流致振动。

在一些实施例中，所述质量流量控制器还包括具有接收部的阀座。在这些实施例中，所述被动阻尼系统还包括阻尼垫，所述阻尼垫位于所述阀座的接收器部和所述控制阀的隔膜背衬之间。在某些实施例中，被动阻尼系统还包括阻尼垫圈。在某些实施例中，所述被动阻尼系统还包括一个或多个柱塞球，所述一个或多个柱塞球位于所述阻尼垫和所述阀座之间。在某些实施例中，所述柱塞球是弹簧加载的。在某些实施例中，所述柱塞球由不锈钢或其他材料制成。在某些实施例中，所述被动阻尼系统还包括波形弹簧，所述波形弹簧位于所述阻尼垫和所述阀座之间。