專(zhuān)利名稱(chēng)：泵送設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及泵送設(shè)備。
背景技術(shù)：
真空泵是公知的，該真空泵在其真空腔室內(nèi)沒(méi)有油并因此應(yīng)用于例如半導(dǎo)體制造工業(yè)的清潔環(huán)境中。在這種環(huán)境下，如果在真空腔室內(nèi)有潤(rùn)滑材料，這種材料可能轉(zhuǎn)移回到半導(dǎo)體加工腔室內(nèi)，并因此使得加工中的產(chǎn)品污染。這種“干燥”真空泵通常是在泵每級(jí)的真空腔室內(nèi)采用相互嚙合的轉(zhuǎn)子的多級(jí)正位移泵。轉(zhuǎn)子可在每個(gè)腔室內(nèi)具有相同類(lèi)型的型面，或者在各個(gè)腔室中的型面各不相同。
在任何Roots泵、螺旋或Northey(“爪”)式裝置中，每個(gè)腔室通常通過(guò)泵的兩個(gè)單獨(dú)加工的定子部件限定，其中泵的轉(zhuǎn)子部件位于兩個(gè)定子部件之間限定的空腔內(nèi)。在定子部件之間需要設(shè)置密封件，以便防止泵送的過(guò)程氣體從空腔泄漏并防止環(huán)境空氣進(jìn)入空腔。O形圈密封件通常設(shè)置用來(lái)實(shí)施該密封功能。這種密封件通常由例如氟橡膠的含氟彈性體材料制成。
干躁真空泵經(jīng)常用于需要泵送大量的特別是鹵素氣體或溶劑的腐蝕性流體的場(chǎng)合。這種材料侵蝕O形圈密封件，因此這些密封件變得過(guò)度塑性或非常脆，可不利地影響設(shè)置在定子部件之間的密封件的整體性。
對(duì)于密封件侵蝕的強(qiáng)度取決于多個(gè)變量，其例如包括泵送流體的性質(zhì)、O形圈密封件形成的材料以及泵的溫度。因此，非常難以預(yù)測(cè)更換密封件以及維護(hù)泵整體性的適當(dāng)周期。外部檢查密封件很少有效。
當(dāng)從半導(dǎo)體加工設(shè)備中泵送例如氟的反應(yīng)氣體時(shí)，這些問(wèn)題特別突出。這里，即使準(zhǔn)確知道進(jìn)入加工腔室的氣流也不能預(yù)測(cè)進(jìn)入泵的反應(yīng)氣體的量或性質(zhì)，因此不能預(yù)測(cè)密封件的有效壽命。推薦的維護(hù)通常包括經(jīng)常性的密封件泄漏檢測(cè)，但操作起來(lái)成本高并且不方便，因此時(shí)常被忽略。
原理上，可以使用其他類(lèi)型的傳感器以試圖測(cè)量密封件的綜合暴露水平以及密封件狀態(tài)。例如，可以采用光譜或化學(xué)技術(shù)測(cè)量氣體組分。但是，這種技術(shù)需要復(fù)雜的校正過(guò)程并操作起來(lái)成本高。
在至少其優(yōu)選實(shí)施例中，本實(shí)用新型尋求解決這些和其他問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種泵送設(shè)備，該泵送設(shè)備能夠檢測(cè)設(shè)置在泵的工作容積和泵的外部容積之間的關(guān)鍵密封件的退化，以便簡(jiǎn)化更換密封件所需適當(dāng)間隔的預(yù)測(cè)。這克服了傳統(tǒng)真空泵所需經(jīng)常檢查密封件是否泄漏的操作，而這種操作成本高并且不方便。
按照本實(shí)用新型的泵送設(shè)備，其包括泵工作客積、圍繞工作容積的密封腔室、供應(yīng)流體到腔室的導(dǎo)管，導(dǎo)管包括限制流體流動(dòng)腔室的速度的流動(dòng)阻抗，并且用于確定流動(dòng)阻抗上的壓力差的裝置。
通過(guò)提供這里描述的設(shè)備，可以連續(xù)檢測(cè)內(nèi)部密封件6的狀態(tài)，而不進(jìn)行實(shí)際檢查。一旦檢測(cè)到此密封件退化，可以啟動(dòng)報(bào)警，從而進(jìn)行維護(hù)以更換該密封件。同時(shí)第二密封件5繼續(xù)進(jìn)行其密封功能，使得真空泵的操作不中斷，直到需要進(jìn)行維護(hù)的適當(dāng)時(shí)刻為止。


現(xiàn)在只通過(guò)實(shí)例并參考附圖描述本實(shí)用新型的優(yōu)選特征，附圖中圖1是表示密封組件的定子部件的前視圖；圖2是圖1密封組件的側(cè)視圖；圖3表示監(jiān)測(cè)密封組件整體性的設(shè)備；以及圖4是表示密封組件內(nèi)氣體壓力變化相對(duì)于時(shí)間的圖表。
具體實(shí)施方式
圖1表示來(lái)自干躁泵的排放級(jí)的定子部件1的表面3。第二定子部件(未示出)的表面與定子部件1的相應(yīng)表面3接觸，并且空腔2形成在相鄰定子部件之間。腔室2設(shè)置成在泵組裝時(shí)容納泵的轉(zhuǎn)子部件(未示出)，并通常稱(chēng)為泵的工作容積。干躁泵通常包括多個(gè)這種空腔，每個(gè)空腔2通過(guò)口4與相鄰的空腔連通。
第一O形圈密封件5圍繞空腔2的周邊設(shè)置。O形圈密封件5最好由例如氟橡膠的含氟材料制成，并在相鄰定子部件之間提供液密密封，使得當(dāng)泵使用時(shí)，防止通過(guò)空腔2泵送的過(guò)程或清理氣體從空腔2泄漏，并防止環(huán)境空腔進(jìn)入空腔2。但是，如上所述，這種氣體是特別侵蝕性的，并容易造成泵的許多部件損壞。通常，O形圈密封件5是在這種環(huán)境下第一失效的部件。因此，在第一O形圈密封件5和空腔2的周邊設(shè)置與第一O形圈密封件5類(lèi)似的第二O形圈密封件6。O形圈密封件5、6通過(guò)相鄰凹槽8、8a之間形成的淺通道或凹槽7分開(kāi)，凹槽8、8a用來(lái)在相鄰定子部件之間定位O形圈密封件5、6，這些凹槽表示在圖2中。通道7使得例如氮的氣體的少量流體截留在一起限定氣體密封腔室的兩個(gè)相鄰定子部件以及O形圈密封件5、6之間。氣體從圖3標(biāo)號(hào)16表示的氣體儲(chǔ)槽經(jīng)由導(dǎo)管9通過(guò)口7a進(jìn)入通道7。
如圖3所示，導(dǎo)管9包括流動(dòng)阻抗10和單向閥11。兩個(gè)壓力傳感器12、13設(shè)置成與流動(dòng)阻抗10的各端流體連通。
流動(dòng)阻抗10可由略微多孔的燒結(jié)材料制成，該材料防止氣體流過(guò)，使得當(dāng)流動(dòng)阻抗10放置在導(dǎo)管9內(nèi)時(shí)用作阻擋，使得只有氣體細(xì)流通過(guò)其中。流動(dòng)阻抗10可另外通過(guò)微計(jì)量閥來(lái)提供，或通過(guò)穿過(guò)固體材料的細(xì)小毛細(xì)孔來(lái)提供。
在泵內(nèi)壓力升至氣體供應(yīng)裝置以上的情況下，單向閥11防止供應(yīng)儲(chǔ)槽的污染。在氣體供應(yīng)裝置臨時(shí)中斷或其他原因受到影響的情況下，閥11還用來(lái)減小閥11下游導(dǎo)管9內(nèi)的壓力波動(dòng)。
壓力傳感器12、13各自測(cè)量流動(dòng)阻抗10的任一側(cè)上的壓力P2和P1，并將指示測(cè)量壓力的信號(hào)傳遞到控制器14。
氣體供應(yīng)到導(dǎo)管9通過(guò)氣體模塊15來(lái)控制。在此配置中，氣體模塊15是調(diào)節(jié)從儲(chǔ)槽到導(dǎo)管9的氣體供應(yīng)的有效歧管。氣體模塊15構(gòu)造成發(fā)送信號(hào)到控制器14以便指示供應(yīng)到導(dǎo)管9內(nèi)的氣體的一種或多種特性，例如流速和壓力。這種氣體模塊可用來(lái)將氣體分配到泵內(nèi)的不同位置，例如氣體用作從泵清除雜質(zhì)的清洗氣體的地方。
使用時(shí)，加壓氣體(通常在大約6psi)沿著導(dǎo)管9通過(guò)流動(dòng)阻抗10進(jìn)入通道7，直到在流動(dòng)阻抗10下游的氣體和流動(dòng)阻抗10上游的氣體之間實(shí)現(xiàn)壓力平衡為止。由于在流動(dòng)阻抗10下游通道7內(nèi)存在加壓氣體，在泵使用時(shí)，由于當(dāng)泵處于正常穩(wěn)定狀態(tài)操作的條件下，空腔2(泵的工作容積)內(nèi)的泵送氣體將是負(fù)壓(通常800mbar)，第二O形圈密封件6上將經(jīng)受大的壓力差。在這種情況下，當(dāng)?shù)诙﨩形圈密封件6是新的并沒(méi)有缺陷時(shí)，來(lái)自壓力傳感器12、13的信號(hào)輸出將大致相同并不波動(dòng)。但是，在第二O形圈密封件6由于泵送氣體變得足夠損壞，以至于損壞第二O形圈密封件6的整體性時(shí)，加壓氣體可開(kāi)始從通道7泄漏到腔室2，由于在通道7內(nèi)存在相對(duì)高壓的氣體以及在空腔2內(nèi)存在相對(duì)低壓的氣體，泄漏將趨于平衡這些壓力。由于在導(dǎo)管9內(nèi)存在流動(dòng)阻抗10，壓力傳感器12測(cè)量的壓力P2將開(kāi)始下降，如圖4所示，而壓力傳感器13測(cè)量的壓力P1將保持在供應(yīng)壓力上。壓力P1和P2中的差別因此表示氣體泄漏到空腔2內(nèi)，因此表示第二O形圈密封件6失效。如果壓力差超過(guò)預(yù)定值，這使得從壓力傳感器12、13接收信號(hào)輸出的控制器14例如經(jīng)由顯示器輸出指示第二O形圈密封件6失效的報(bào)警。
所述的設(shè)備可因此提供泵內(nèi)部關(guān)鍵密封件狀態(tài)的可靠指示。這種指示使得維護(hù)周期加長(zhǎng)，并且操作成本減小，而沒(méi)有人為干擾。由于可以改善這些關(guān)鍵部件退化的預(yù)見(jiàn)性，因此可以減小潛在的危險(xiǎn)泄漏的可能性。
因此，導(dǎo)管供應(yīng)氣流到圍繞泵工作容器的的密封腔室。導(dǎo)管包括限制氣體流到密封腔室的速度的流動(dòng)阻抗。來(lái)自設(shè)置在流動(dòng)阻抗任一側(cè)上的壓力傳感器的信號(hào)輸出用來(lái)檢測(cè)氣體從密封腔室到泵工作容積的泄漏，因此指示圍繞工作容積的密封件的狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種泵送設(shè)備，其特征在于，該泵送設(shè)備包括泵工作容積、圍繞工作容積的密封腔室、用于供應(yīng)流體到腔室的導(dǎo)管，該導(dǎo)管包括限制流體流到腔室的速度的流動(dòng)阻抗，以及用于確定流動(dòng)阻抗上壓力差的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的泵送設(shè)備，其特征在于，阻抗通過(guò)導(dǎo)管內(nèi)的限制裝置來(lái)提供。
3.如權(quán)利要求1所述的泵送設(shè)備，其特征在于，阻抗上流體流速使得阻抗一側(cè)上的流體壓力的波動(dòng)不快速地傳遞到阻抗另一側(cè)上的流體。
4.如權(quán)利要求1所述的泵送設(shè)備，其特征在于，阻抗通過(guò)包括多孔燒結(jié)材料、形成在非多孔塊體內(nèi)的毛細(xì)管以及閥的組中的一個(gè)來(lái)提供。
5.如權(quán)利要求1所述的泵送設(shè)備，其特征在于，確定壓力差的裝置包括至少一個(gè)壓力傳感器。
6.如權(quán)利要求5所述的泵送設(shè)備，其特征在于，所述至少一個(gè)壓力傳感器包括構(gòu)造成輸出指示阻抗上游導(dǎo)管內(nèi)的流體壓力信號(hào)的第一壓力傳感器和構(gòu)造成輸出指示阻抗下游導(dǎo)管內(nèi)的流體壓力信號(hào)的第二壓力傳感器。
7.如權(quán)利要求6所述的泵送設(shè)備，其特征在于，包括從第一壓力傳感器和第二壓力傳感器接收信號(hào)并根據(jù)由該信號(hào)指示的流體壓力差產(chǎn)生報(bào)警的控制器。
8.如權(quán)利要求7所述的泵送設(shè)備，其特征在于，當(dāng)阻抗上的壓力差超過(guò)預(yù)定值時(shí)產(chǎn)生報(bào)警。
9.如權(quán)利要求1所述的泵送設(shè)備，其特征在于，導(dǎo)管連接到儲(chǔ)槽上以便供應(yīng)流體。
10.如權(quán)利要求9所述的泵送設(shè)備，其特征在于，儲(chǔ)槽構(gòu)造成供應(yīng)清洗氣體到泵送設(shè)備的泵。
11.如權(quán)利要求1所述的泵送設(shè)備，其特征在于，密封腔室通過(guò)兩個(gè)O形圈密封件來(lái)部分限定。
12.如權(quán)利要求11所述的泵送設(shè)備，其特征在于，O形圈密封件由彈性體材料形成。
專(zhuān)利摘要一種泵送設(shè)備，包括泵工作容積、圍繞工作容積的密封腔室、用于供應(yīng)流體到腔室的導(dǎo)管，該導(dǎo)管包括限制流體流到腔室的速度的流動(dòng)阻抗，以及用于確定流動(dòng)阻抗上壓力差的裝置。
文檔編號(hào)F16J15/06GK2844879SQ200420117449
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2004年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月3日
發(fā)明者M·基, N·赫頓, F·J·安德伍德, P·諾思 申請(qǐng)人:英國(guó)氧氣集團(tuán)有限公司