專利名稱：流體通路的無水擊打開方法、采用了該方法的藥液供給方法、以及無水擊打開裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水擊防止系統(tǒng)的改進，以便能夠完全防止快速打開流體通路時水擊的產(chǎn)生。更具體地說，本發(fā)明涉及一種無論流體壓力的大小如何均能夠使上游側(cè)流體通路中不產(chǎn)生水擊而迅速且可靠地將流體通路打開的流體通路打開方法、采用了該方法的藥液供給方法、以及流體通路的無水擊打開裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，在將有水等液體流通的通路快速關(guān)閉時，會產(chǎn)生所謂水擊現(xiàn)象，即，關(guān)閉位置上游側(cè)的通路內(nèi)部壓力振動式升高，產(chǎn)生該水擊現(xiàn)象時，上游側(cè)通路的內(nèi)部壓力升高，會導(dǎo)致與之相連的設(shè)備或裝置受損等各種不良現(xiàn)象產(chǎn)生。
因此，作為防止水擊產(chǎn)生的措施，過去已開發(fā)出各種各樣的技術(shù)。
但是，這些技術(shù)基本上都無非是(1)將流體通路的關(guān)閉時間設(shè)定得較長，或者，(2)打開旁通通路而將通路內(nèi)產(chǎn)生的振動壓力釋放到外部、或吸收到另外設(shè)置的儲能器內(nèi)；前一種方法因流體通路關(guān)閉需要的時間較長而無法滿足快速關(guān)閉的要求，而后一種方法則存在著附加設(shè)備費用高的問題。
此外，上述水擊所帶來的問題，在需要處理較大流量流體的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，迄今為止一直是突出的問題，而近年來，在需要處理小流量流體的領(lǐng)域，例如半導(dǎo)體制造中的晶片清洗裝置和藥品制造等領(lǐng)域中，從設(shè)備維護和提高產(chǎn)品質(zhì)量以及提高所謂制造工序中的生產(chǎn)能力特性的角度來說，也強烈要求在快速關(guān)閉供給流體時防止水擊的產(chǎn)生。
特開平7-190235號公報[專利文獻(xiàn)2]特開2000-10602號公報[專利文獻(xiàn)3]特開2002-295705號公報另一方面，本申請發(fā)明人等為了解決以往的防水擊產(chǎn)生技術(shù)所存在的上述問題，即，(1)在以將流體通路的切斷時間設(shè)定得較長為基本思想的技術(shù)中，無法充分滿足應(yīng)急性要求、以及(2)在以吸收或釋放振動壓力為基本思想的技術(shù)中，附加設(shè)備費用高等問題，先前曾開發(fā)出成本低而且能迅速且可靠地將流體通路在無水擊產(chǎn)生的情況下快速關(guān)閉的技術(shù)，并已將其公開。
即，該技術(shù)使設(shè)置在流體通路中的閥的關(guān)閉動作分多階段進行，從而能夠在無水擊產(chǎn)生的情況下以極短的時間(例如1000msec以內(nèi))將流體通路快速關(guān)閉。此外，在該技術(shù)中，通過實際進行閥的關(guān)閉試驗，預(yù)先求出可實現(xiàn)流體通路的無水擊關(guān)閉的閥關(guān)閉條件，利用存儲有該關(guān)閉條件的電/氣轉(zhuǎn)換裝置使閥主體的致動器動作，從而能夠迅速且可靠地實現(xiàn)流體通路的無水擊關(guān)閉。
本申請發(fā)明人等先前所開發(fā)的流體通路無水擊關(guān)閉技術(shù)，是一種能夠迅速且可靠地在無水擊產(chǎn)生的情況下將流體通路快速關(guān)閉的、具有良好的實用效果的技術(shù)。
但近年來，在半導(dǎo)體制造裝置、化學(xué)產(chǎn)業(yè)、藥品產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域中，人們強烈要求不僅能夠在流體通路快速關(guān)閉時而且能夠在流體通路快速打開時可靠防止水擊的產(chǎn)生，因此，出現(xiàn)了下述問題如果僅采取現(xiàn)有的、使流體通路快速關(guān)閉時無水擊產(chǎn)生的措施，將無法完全達(dá)到要求。這是由于，若流體通路打開時產(chǎn)生水擊，則有可能導(dǎo)致微粒進入流體通路內(nèi)等各種問題產(chǎn)生。
此外，隨著半導(dǎo)體清洗裝置等向?qū)鹌来芜M行處理的形式轉(zhuǎn)變(單片化)，不僅液體供給系統(tǒng)的質(zhì)量要提高，而且為了提高所謂生產(chǎn)能力特性，縮短各處理的時間也成為了需要解決的課題。再有，在上述新處理形式的半導(dǎo)體制造裝置中，是對晶片逐片地進行處理的，因此，閥的開關(guān)頻度必然增加，而這種情況下也同樣要求閥穩(wěn)定地開閉，即要求不產(chǎn)生水擊現(xiàn)象。這樣，作為液體供給系統(tǒng)，人們強烈要求其在處理時不會產(chǎn)生壓力變動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決半導(dǎo)體制造裝置或清洗裝置等存在的上述問題，提供一種能夠?qū)⒘黧w供給通路在無水擊狀態(tài)下可靠地快速打開的流體通路的無水擊打開方法、采用了該方法的液體供給方法、以及流體通路的無水擊打開裝置。
本申請發(fā)明人等著眼于下述閥的多階段打開方法，即，使關(guān)閉通路的閥的閥芯快速移動到全開位置近前的規(guī)定位置，經(jīng)過短時間后再使閥芯向全開位置移動，并且，采用該打開方法進行了多次水擊產(chǎn)生機理分析試驗。本申請發(fā)明人等從上述試驗的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在閥的打開過程中，通過使開閥時第1階段的閥芯停止位置處于特定范圍內(nèi)的位置上，能夠防止水擊的產(chǎn)生。
本發(fā)明是根據(jù)上述發(fā)現(xiàn)創(chuàng)造出來的，技術(shù)方案1的發(fā)明是一種流體通路的無水擊打開方法，利用設(shè)置在管路內(nèi)部壓力大致恒定的流體通路中的致動器動作式閥，將流體通路打開，其中，以下述內(nèi)容作為發(fā)明的基本構(gòu)成，即，首先將提供給所述致動器的驅(qū)動用輸入增大或減小到規(guī)定的設(shè)定值而使閥芯向開閥方向移動，將提供給致動器的驅(qū)動用輸入短時間保持在所述設(shè)定值上，之后，進一步增大或減小該驅(qū)動用輸入而使閥變成全開狀態(tài)，從而在不產(chǎn)生水擊的情況下將流體通路打開。
技術(shù)方案2的發(fā)明，在技術(shù)方案1所述的發(fā)明中，閥是常閉型氣動隔膜閥、或者閥動作時閥內(nèi)容積不變的定容積型的常閉型氣動隔膜閥。
技術(shù)方案3的發(fā)明，在技術(shù)方案1所述的發(fā)明中，將設(shè)定值的短時間保持時間設(shè)定在1秒以內(nèi)，并且，將流體通路的壓力升高值設(shè)定在閥打開前的壓力值的10％以內(nèi)。
技術(shù)方案4的發(fā)明以下述內(nèi)容作為發(fā)明的基本構(gòu)成，即，閥主體；致動器，驅(qū)動閥主體；振動傳感器，拆裝自如地固定于閥上游側(cè)配管管路；電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置，被輸入閥開閉指令信號，并且，根據(jù)預(yù)先存儲在其數(shù)據(jù)存儲部中的控制信號Sc對輸入給致動器的致動器動作壓力Pa進行控制；運算控制裝置，被輸入來自所述振動傳感器的振動檢測信號Pr、提供給致動器的階躍壓力設(shè)定信號Ps、階躍壓力的保持時間設(shè)定信號Ts以及容許上限振動壓力設(shè)定信號Prm，并且，具備對所述振動檢測信號Pr與容許上限振動壓力設(shè)定信號Prm進行比較、而對所述階躍壓力設(shè)定信號Ps進行修正的比較運算電路，將由所述保持時間設(shè)定信號Ts和修正后的階躍壓力設(shè)定信號Ps構(gòu)成的控制信號Sc輸出到所述電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置的數(shù)據(jù)存儲部中。
技術(shù)方案5的發(fā)明，在技術(shù)方案4所述的發(fā)明中，運算控制裝置包括階躍壓力設(shè)定電路、保持時間設(shè)定電路、容許上限振動壓力設(shè)定電路、振動壓力檢測電路以及比較運算電路，并且，在剛剛使致動器動作壓力階躍變化后的振動檢測信號Pr超過容許上限振動壓力設(shè)定信號Prm的情況下，對階躍壓力設(shè)定信號Ps向升高方向進行修正，而在致動器動作壓力從中間的階躍動作壓力剛剛變到零后的振動檢測信號Pr超過容許上限振動壓力設(shè)定信號Prm的情況下，對階躍壓力設(shè)定信號Ps向下降方向進行修正。
技術(shù)方案6的發(fā)明，在技術(shù)方案4所述的發(fā)明中，電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置包括存儲來自運算控制裝置的控制信號Sc的數(shù)據(jù)存儲部、信號轉(zhuǎn)換部以及電/氣轉(zhuǎn)換部，并且，依據(jù)預(yù)先存儲在數(shù)據(jù)存儲部中的、不會產(chǎn)生水擊時的控制信號Sc’，從信號轉(zhuǎn)換部向電/氣轉(zhuǎn)換部輸出致動器動作壓力控制信號Se，基于所述控制信號Se從電/氣轉(zhuǎn)換部輸出致動器動作壓力Pa。
技術(shù)方案7的發(fā)明，以下述內(nèi)容作為發(fā)明的基本構(gòu)成，即，致動器動作式閥，設(shè)置在流體通路中；電/氣轉(zhuǎn)換裝置，向致動器動作式閥提供兩階段式致動器動作壓力Pa；振動傳感器，拆裝自如地固定于所述致動器動作式閥的上游側(cè)管路；調(diào)節(jié)箱，被輸入由振動傳感器檢測到的振動檢測信號Pr，并且，向電/氣轉(zhuǎn)換裝置輸出對所述兩階段式致動器動作壓力Pa的階躍動作壓力Ps’的大小進行控制的控制信號Sc，通過該控制信號Sc的調(diào)整而使電/氣轉(zhuǎn)換裝置輸出下述階躍動作壓力Ps’的兩階段式致動器動作壓力Pa，所述階躍動作壓力Ps’使得振動檢測信號Pr大致為零。
技術(shù)方案8的發(fā)明是一種流體通路的無水擊打開方法，在設(shè)置在流體通路中的致動器動作式閥的上游側(cè)拆裝自如地安裝振動傳感器，將來自振動傳感器的振動檢測信號Pr輸入給調(diào)節(jié)箱，并且，將來自調(diào)節(jié)箱的控制信號Sc輸入給電/氣轉(zhuǎn)換裝置，將根據(jù)所述控制信號Sc而在電/氣轉(zhuǎn)換裝置中產(chǎn)生的兩階段式致動器動作壓力Pa提供給致動器，利用兩個階段的動作打開致動器動作式閥，其中，以下述內(nèi)容作為發(fā)明的基本構(gòu)成，即，在所述調(diào)節(jié)箱中對提供給致動器的兩階段式致動器動作壓力Pa與振動檢測信號Pr二者的相對關(guān)系進行對比，在致動器動作壓力Pa的第1升高階段有振動產(chǎn)生時，使階躍動作壓力Ps’降低，而在致動器動作壓力Pa的第2升高階段有振動產(chǎn)生時，使階躍動作壓力Ps’升高，通過反復(fù)多次借助所述階躍動作壓力Ps’的升高或降低進行調(diào)整，求取使得振動檢測信號Pr大致為零的兩階段式動作壓力Pa的階躍動作壓力Ps’，基于使電/氣轉(zhuǎn)換裝置輸出下述階躍動作壓力Ps’的兩階段式動作壓力Pa時的控制信號Sc的數(shù)據(jù)，將所述致動器動作式閥打開，所述階躍動作壓力Ps’使得該振動的產(chǎn)生大致為零。
技術(shù)方案9的發(fā)明是一種流體通路的無水擊打開方法，在設(shè)置在流體通路中的致動器動作式閥的上游側(cè)拆裝自如地安裝振動傳感器，將來自振動傳感器的振動檢測信號Pr輸入給調(diào)節(jié)箱，并且，將來自調(diào)節(jié)箱的控制信號Sc輸入給電/氣轉(zhuǎn)換裝置，將根據(jù)所述控制信號Sc而在電/氣轉(zhuǎn)換裝置中產(chǎn)生的兩階段式致動器動作壓力Pa提供給致動器，利用兩個階段的動作打開致動器動作式閥，其中，以下述內(nèi)容作為發(fā)明的基本構(gòu)成，即，在所述調(diào)節(jié)箱中對提供給致動器的兩階段式致動器動作壓力Pa與振動檢測信號Pr二者的相對關(guān)系進行對比，在致動器動作壓力Pa的第1降低階段有振動產(chǎn)生時，使階躍動作壓力Ps’升高，而在致動器動作壓力Pa的第2降低階段有振動產(chǎn)生時，使階躍動作壓力Ps’降低，通過反復(fù)多次借助所述階躍動作壓力Ps’的降低或升高進行調(diào)整，求取使得振動檢測信號Pr大致為零的兩階段式動作壓力Pa的階躍動作壓力Ps’，基于使電/氣轉(zhuǎn)換裝置輸出下述階躍動作壓力Ps’的兩階段式動作壓力Pa時的控制信號Sc的數(shù)據(jù)，將所述致動器動作式閥打開，所述階躍動作壓力Ps’使得該振動的產(chǎn)生大致為零。
技術(shù)方案10的發(fā)明，在技術(shù)方案8或9所述的發(fā)明中，在將輸出使得振動的產(chǎn)生大致為零的兩階段式動作壓力Pa時的控制信號Sc的數(shù)據(jù)輸入到電/氣轉(zhuǎn)換裝置的存儲裝置中之后，將振動傳感器和調(diào)節(jié)箱拆下。
技術(shù)方案11的發(fā)明，在技術(shù)方案8或9所述的發(fā)明中，將振動傳感器設(shè)置在與致動器動作式閥的設(shè)置位置相距1000mm以內(nèi)的上游側(cè)位置上。
技術(shù)方案12的發(fā)明，在技術(shù)方案8或9所述的發(fā)明中，將兩階段式動作壓力Pa的階躍動作壓力保持時間t設(shè)定得小于1秒。
技術(shù)方案13的發(fā)明是一種藥液供給方法，利用設(shè)置在管路內(nèi)部壓力大致恒定的流體通路中的致動器動作式閥，將流體通路打開，向下游側(cè)流體通路供給流體，其中，將藥液作為流體，首先將提供給所述致動器的驅(qū)動用輸入增大或減小到規(guī)定的設(shè)定值而使閥芯向開閥方向移動，將提供給致動器的驅(qū)動用輸入短時間保持在所述設(shè)定值上，之后，進一步增大或減小該驅(qū)動用輸入而使閥變成全開狀態(tài)，從而在打開閥時不會產(chǎn)生水擊。
技術(shù)方案14的發(fā)明，在技術(shù)方案13所述的發(fā)明中，將設(shè)定值的短時間保持時間設(shè)定在1秒以內(nèi)，并且，將流體通路的壓力升高值設(shè)定在閥打開前的壓力值的10％以內(nèi)。
在本申請的方法發(fā)明中，是在流體壓力恒定的情況下，將提供給致動器的驅(qū)動力保持在設(shè)定值上，從而在最初的開閥動作中使閥芯的移動在規(guī)定位置上暫時停止較短時間，之后，再使該閥芯向全開位置移動，利用這樣一種打開方法將閥打開，因此，若將所述驅(qū)動力的設(shè)定值設(shè)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，便能夠在極短時間(例如300～1000msec)內(nèi)并且在不產(chǎn)生水擊的情況下將流體通路快速打開。
此外，在本申請發(fā)明的無水擊打開裝置中，在配管管路L1上拆裝自如地安裝振動傳感器18，將由振動傳感器18檢測到的振動檢測信號Pr反饋給運算控制裝置16，經(jīng)由電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置17對施加在閥主體10的致動器11上的致動器動作壓力Pa進行控制，從而實現(xiàn)閥的無水擊打開。
因此，即便不在閥主體10上設(shè)置行程位置檢測裝置，或者不保持配管管路L1中安裝有壓力檢測器的狀態(tài)，也能夠?qū)崿F(xiàn)閥的無水擊打開，并且，在針對作為對象的配管管路L1求出最佳的無水擊開閥條件(即，致動器動作壓力Pa的控制條件)之后，便可以將振動傳感器18和運算控制裝置16拆下而用在其它配管管路中，因而從經(jīng)濟性上來說也是極為有利的。
再有，在本發(fā)明的流體通路的無水擊打開裝置中，是在實際工作狀態(tài)下的配管管路的閥主體10附近設(shè)置振動傳感器18，并且，由電/氣轉(zhuǎn)換裝置20將規(guī)定的兩階段式致動器動作壓力Pa施加在閥主體10的致動器11上，來實際使閥主體10進行開閉動作，根據(jù)閥主體10的實際動作確定上述兩階段式致動器動作壓力Pa的階躍動作壓力Ps’的最佳值，并將所確定的致動器動作壓力Pa存儲在電/氣轉(zhuǎn)換裝置20的存儲裝置中。
因此，利用來自電/氣轉(zhuǎn)換裝置20的致動器動作壓力Pa，可使閥主體10更為可靠且迅速地在流體通路中不產(chǎn)生水擊的情況下實現(xiàn)快速打開。
除此之外，所述兩階段式致動器動作壓力Pa的確定/設(shè)定(調(diào)節(jié))，可經(jīng)過5～6次的閥主體10實際動作而簡單地完成。而且，通過將具有大小適當(dāng)?shù)碾A躍動作壓力Ps’的致動器動作壓力Pa施加在致動器11上，閥主體10第1次實際打開時壓力振動的振幅值也可以抑制到較低的值，可以在不會對配管管路產(chǎn)生大的不良影響的情況下預(yù)先準(zhǔn)確求出上述致動器動作壓力Pa的最佳值。
除此之外，通過利用計算機，不僅能夠極為簡單且迅速地進行所述兩階段式致動器動作壓力Pa的確定/設(shè)定(調(diào)節(jié))，而且還能夠更廉價地制造出無水擊打開裝置。


圖1是對流體通路的水擊產(chǎn)生狀態(tài)進行研究時使用的試驗裝置的回路結(jié)構(gòu)圖。
圖2是試驗裝置中使用的電/氣轉(zhuǎn)換裝置的說明圖，(a)是基本結(jié)構(gòu)圖，(b)是方框結(jié)構(gòu)圖。
圖3是表示電/氣轉(zhuǎn)換裝置5的輸入信號I(輸入電壓V)和輸出壓力Pa(kgf/cm2·G)的關(guān)系的線圖。
圖4是線圖，表示管路內(nèi)部壓力P1恒定的情況下進行多階段式打開時，隨著向致動器供給的供給壓力Pa的變化，閥上游側(cè)管路L1的振動的變化狀態(tài)，(a)是使Pa從0kgf/cm2·G直接變成5kgf/cm2·G而打開時的線圖，(b)是使Pa從0kgf/cm2·G降低到3.1kgf/cm2·G后再變成0時的線圖。
圖5是線圖，表示改變水箱壓力(管路內(nèi)部壓力P1)的情況下，進行多階段式打開(Pa＝0-2.5-5kgf/cm2·G)時管路內(nèi)部壓力P1的變化狀況，(a)是水箱內(nèi)部壓力P1＝0.245MPa·G時的線圖，(b)和(c)分別是P1＝0.255和P1＝0.274時的線圖。
圖6是圖5(c)的放大圖。
圖7是線圖，表示進行閥的多階段式關(guān)閉時，水箱內(nèi)部壓力PT與能夠防止水擊產(chǎn)生的致動器動作壓力Pa之間的關(guān)系，(a)是水箱內(nèi)部壓力為0.098MPaG、(b)為0.196MpaG、(c)為0.294MPaG時的線圖。
圖8是表示圖7中的致動器動作壓力Pa與振動檢測時刻之間的關(guān)系的說明圖。
圖9是本發(fā)明的流體通路的無水擊打開裝置的第1實施例的總體結(jié)構(gòu)圖。
圖10是對圖9的無水擊打開裝置中的致動器動作壓力Pa的控制(圖10(a))與振動產(chǎn)生的一個例子(圖10(b))進行展示的說明圖。
圖11是本發(fā)明第2實施例的無水擊打開裝置的總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖12是調(diào)節(jié)箱的PC畫面顯示的概略圖。
圖13是電/氣轉(zhuǎn)換裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖14是自動調(diào)節(jié)操作的流程圖。
圖15是進行自動調(diào)節(jié)操作時驅(qū)動壓力Pa與所產(chǎn)生的振動之間的關(guān)系的說明圖。
圖16是表示階躍式驅(qū)動壓力Pa的階躍壓力保持時間t與壓力升高值ΔP之間的關(guān)系的線圖。
圖17是將本發(fā)明的藥液供給方法應(yīng)用于半導(dǎo)體制造裝置用的晶片單片清洗機時的系統(tǒng)圖。
附圖標(biāo)記說明PT-水箱內(nèi)部壓力，L1-閥上游側(cè)管路，P1-管路內(nèi)部壓力，Pa-致動器動作壓力，Pao-供給氣壓，ΔG-閥行程，S-閥開閉指令信號，1-水箱，2-水箱加壓源，3-壓力傳感器，4-閥，4a-致動器，5-電/氣轉(zhuǎn)換裝置，6-閥驅(qū)動用氣體源，7-信號產(chǎn)生器，8-長余輝示波器，10-閥主體，11-致動器，16-運算控制裝置，17-電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置，18-振動傳感器，19-調(diào)節(jié)箱，20-電/氣轉(zhuǎn)換裝置，T-打開時間檢測信號，P1-檢測壓力信號，PM-容許壓力升高值設(shè)定信號，Pr-振動檢測信號，Prm-容許上限振動壓力設(shè)定信號，Ps-階躍壓力設(shè)定信號，Ts-階躍壓力保持時間設(shè)定信號(打開時間設(shè)定信號)，Sc-控制信號，Se-致動器動作壓力控制信號，So-閥的NO/NC切換信號，t-階躍壓力保持時間，Ps’-階躍動作壓力，A0-流體供給系統(tǒng)，B0-晶片的單片清洗機，W-晶片，A、B、C、D-混合藥液。
具體實施例方式
首先，本申請發(fā)明人等為了對半導(dǎo)體制造裝置的液體供給系統(tǒng)中產(chǎn)生水擊的狀況進行研究，對利用氣動隔膜閥將流體通路從全閉切換到全開時流路的壓力變化進行了觀察。
圖1是進行上述研究時使用的試驗裝置的回路結(jié)構(gòu)圖，圖1中，1是水箱，2是水箱加壓源，3是壓力傳感器，4是閥，5是電/氣轉(zhuǎn)換裝置，6是閥驅(qū)動用氣體源，7是信號產(chǎn)生器，8是長余輝示波器。
所述水箱1是具有約30升容量的密閉結(jié)構(gòu)型水箱，其內(nèi)部儲存有約25升流體(25℃的水)。
此外，利用來自加壓源2的N2，可在100～300KPaG的范圍內(nèi)調(diào)整自如地對水箱1加壓。
所述壓力傳感器3是能夠以較高的靈敏度檢測閥4上游的水壓的傳感器，本試驗裝置中使用的是擴散半導(dǎo)體方式的壓力傳感器。
作為所述閥4，使用的是隔膜式氣動閥，其規(guī)格是流體入口壓力0.1MPa，流體出口壓力0.3MPa，流體溫度10～100℃，CV值0.27，操作氣壓0.3～0.6MPa，液體接觸部的材質(zhì)(閥體PTFE，隔膜PTFE)，通路內(nèi)徑4mm。
即，該閥4是常閉型的、以合成樹脂隔膜為閥芯的氣動隔膜閥，隔膜閥芯在彈簧(未圖示)的彈力作用下始終位于閥座上，保持閉閥狀態(tài)。而當(dāng)供給動作用氣壓而使致動器4a動作時，隔膜閥芯從閥座上離開而保持開閥狀態(tài)。
因此，要使該常閉型氣動隔膜閥打開，需要向致動器4a供給開閥用的動作氣壓。
此外，在本申請發(fā)明中，當(dāng)然也可以替代上述常閉型氣動隔膜閥而使用常開型氣動隔膜閥，在這種情況下，通過增大提供給致動器4a的動作氣壓而使閥保持關(guān)閉狀態(tài)。
所述電/氣轉(zhuǎn)換裝置5，用于將與對閥的開度進行指示的輸入信號相對應(yīng)的驅(qū)動壓力(氣壓)提供給閥4的致動器4a，在本試驗裝置中，使用的是其結(jié)構(gòu)如圖2所示的電/氣轉(zhuǎn)換裝置5。
即，當(dāng)輸入信號I輸入到控制電路A中時，給氣用電磁閥B打開，供給壓力C的一部分通過給氣用電磁閥B后變成輸出壓力Pa提供給閥4的致動器4a。
該輸出壓力Pa經(jīng)壓力傳感器E反饋到控制電路A中進行修正動作，直到得到與輸入信號I相對應(yīng)的輸出壓力Pa為止。另外，圖2中，F(xiàn)是排氣用電磁閥，G是排出氣體，H是電源，J是與輸入信號I相對應(yīng)的輸出信號，該輸出信號J(即輸入信號I)作為輸入電壓輸入到后述的長余輝示波器8中。
圖3是表示所述電/氣轉(zhuǎn)換裝置5的輸入信號I值(輸入電壓V)與輸出壓力Pa之間的關(guān)系的線圖，在輸入電壓5V(動作用氣壓P＝約5kgf/cm2·G)時，閥4保持全開狀態(tài)。
所述閥動作用氣體源6使用的是壓縮機，可供給規(guī)定壓力的空氣。此外，所述信號產(chǎn)生器7產(chǎn)生輸入給電/氣轉(zhuǎn)換裝置5等的輸入信號I等，將所需要的電壓輸出作為輸入信號I輸出給電/氣轉(zhuǎn)換裝置5。
再有，所述長余輝示波器8，被輸入來自壓力傳感器3的上游側(cè)管路L1內(nèi)的檢測壓力信號P1(電壓V)、和輸入給電/氣轉(zhuǎn)換裝置5的輸入信號I(輸入電壓V)，可對管路L1的壓力P1變化和輸入信號(輸入電壓V)I的變化等進行觀測/記錄。另外，在本試驗裝置中，使用的是長余輝示波器8，時間軸的刻度是500msec/格。
參照圖1，首先，使水箱1內(nèi)的壓力PT保持在恒定的壓力0.172MPa·G，向致動器4a供給0.490MPa·G的氣壓Pa而使閥4從全閉狀態(tài)變成全開狀態(tài)。另外，此時的閥4與水箱1之間的配管管路L1的內(nèi)徑為4.0mm，長度為約1.0m，水的流量Q＝約3.45l/min。圖4是利用長余輝示波器8對向閥4的致動器4a供給的供給氣壓Pa和上游側(cè)管路L1的內(nèi)部壓力P1的變化進行觀測時所得到的線圖。
由上述圖4(a)可知，在經(jīng)過0(全閉)→0.490MPa·G(全開)的過程而使閥4變成全開時，如圖4(a)所示，振動輸出表現(xiàn)出了最大振幅為約12V的變化。
相對于此，當(dāng)所供給的壓力Pa按照0→0.29→0.490(圖4-(b))變化時，管路振動幾乎不產(chǎn)生變化，可知能夠完全防止水擊的產(chǎn)生。
即，可知，在管路L1的內(nèi)部壓力P1恒定的情況下，(1)通過使閥從全閉狀態(tài)瞬間快速打開到一定開度，然后經(jīng)過較短時間再使閥變成全開狀態(tài)，能夠在約500～1000msec的時間內(nèi)不產(chǎn)生水擊地將流體通路打開，以及(2)如果上述閥芯的初次停止位置、即閥開度大于或小于一定值，則無法防止水擊的產(chǎn)生。
另外，圖5(a)、(b)、(c)展示的是使階躍壓力Ps為0.245MPa·G、0.255MPa·G以及0.274MPa·G時閥4的上游側(cè)管路L1內(nèi)的壓力變動狀況，此時，致動器動作壓力Pa按照0→0.2450.49MPa·G的狀態(tài)變化，用1000msec的時間使閥4完全打開。
此外，圖6是上述圖5(c)的放大圖，由該圖可知，通過使致動器動作壓力Pa按照0→0.294→0.490MPa·G的順序在約1000msec的時間內(nèi)升高而使閥4經(jīng)過兩個階段的操作完全打開，能夠使上游側(cè)配管L1的振動大致為零。
圖7(a)、(b)、(c)展示的是在水箱內(nèi)部壓力為0.098、0.196、0.294MPa·G的情況下，對階躍壓力Ps與上游側(cè)配管L1內(nèi)的振動壓力之間的關(guān)系進行研究的結(jié)果，由圖可知，在上述各種情況下，存在有使振動壓力達(dá)到最小的階躍壓力Ps。此外，階躍壓力Ps的保持時間為1000msec。
圖8是上述圖7的試驗中提供給致動器4a的供給壓力Pa的說明圖，展示了階躍壓力Ps與第1階段(A點)及第2階段(B點)的位置關(guān)系。
圖9和圖10展示的是本發(fā)明的流體通路無水擊打開裝置的第1實施例的基本結(jié)構(gòu)，主要是在難以向已有的上游側(cè)配管L1上安裝壓力檢測器Pc或向閥主體10上安裝閥行程檢測器(位置檢測器)的情況下采用。
參照圖9和圖10，該無水擊打開裝置組合了閥主體10、致動器11、電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置17、能夠?qū)χ聞悠鲃幼鲏毫a的階段性切換及切換后的壓力保持時間Ts等進行控制的運算控制裝置16、以及拆裝自如地固定在上游側(cè)配管管路L1上的振動傳感器18，能夠?qū)κ┘釉陂y主體10的致動器11上的致動器動作壓力Pa的階段性切換(圖10(a)的0到Ps的切換(階躍壓力Ps))和階躍壓力Ps的保持時間Ts適當(dāng)進行選擇，而預(yù)先對閥主體10的可實現(xiàn)無水擊打開的打開條件進行設(shè)定和存儲。
即，在圖9和圖10中，16是運算控制裝置，17是電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置，18是振動傳感器，6是閥驅(qū)動用氣體源，10是閥主體，11是致動器，來自閥驅(qū)動用氣體源6的驅(qū)動壓力Pao(本實施例中為約0.6MPa)由電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置17轉(zhuǎn)換成圖10(a)所示狀態(tài)的階躍式動作壓力Pa，施加在致動器11上。
此外，施加在致動器11上的致動器動作壓力Pa及其保持時間Ts，受到運算控制裝置16所產(chǎn)生的控制信號Sc的控制，該控制信號Sc是通過以后述的方法針對各閥上游側(cè)配管管路L1進行閥主體10的打開動作試驗而預(yù)先求得的，在通過閥主體10的打開動作試驗完成了所述控制信號Sc的確定之后，將該振動傳感器18和運算控制裝置16從上游側(cè)配管管路L1上拆下。
即，在所述運算控制裝置16中設(shè)置有階躍壓力設(shè)定信號Ps的設(shè)定電路16a、壓力保持時間設(shè)定信號Ts的設(shè)定電路16b、容許上限振動壓力設(shè)定信號Prm的設(shè)定電路16c、管路振動壓力檢測電路16d以及比較運算電路16e等，分別被輸入振動檢測信號Pr、階躍壓力設(shè)定信號Ps、階躍壓力保持時間設(shè)定信號Ts以及容許上限振動壓力設(shè)定信號Prm，所述振動檢測信號Pr是振動傳感器18檢測到的、由閥主體10打開時內(nèi)部壓力P1的變動引起的信號。
此外，在所述比較運算電路16e中對振動檢測信號Pr和容許上限振動壓力設(shè)定信號Prm進行比較，若二者之間存在差異，則如后所述對階躍壓力設(shè)定信號Ps進行修正，將包含有該修正后的階躍壓力設(shè)定信號Ps和保持時間設(shè)定信號Ts的控制信號Sc輸出給電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置17的數(shù)據(jù)存儲部17a。
此外，在所述電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置17中，設(shè)置有數(shù)據(jù)存儲部17a、信號轉(zhuǎn)換部17b(信號產(chǎn)生器7)、以及電/氣轉(zhuǎn)換部17c(電/氣轉(zhuǎn)換裝置5)等，通過將信號轉(zhuǎn)換部17b產(chǎn)生的致動器動作壓力控制信號Se輸入給電/氣轉(zhuǎn)換部17c，而對供給致動器11的致動器動作壓力Pa如圖10(a)所示那樣進行階段性切換。
此外，還向該電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置17輸入閥開閑指令信號S、以及用于與閥主體10的動作狀況(NO或NC)相對應(yīng)的切換信號So。
參照圖9，首先將振動傳感器18固定在配管管路L1上。其次，向運算控制裝置16輸入適當(dāng)?shù)碾A躍壓力設(shè)定信號Ps、階躍壓力保持時間設(shè)定信號Ts以及容許上限振動壓力設(shè)定信號Prm，并且，適當(dāng)設(shè)定電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置17的閥主體切換信號So以及致動器動作用流體供給壓力Pao。
之后，輸入閥開閉指令信號S，向閥主體10的致動器11供給例如圖10(a)所示形態(tài)的致動器動作壓力Pa。
此時，若在時刻t1使致動器動作壓力Pa 從0升高到Ps，則閥主體10的流體通路打開到中間位置，進而在經(jīng)過設(shè)定保持時間Ts后的時刻t2，致動器動作壓力Ps變?yōu)镻amax，閥主體10變成全開狀態(tài)。
在此期間，若因產(chǎn)生水擊而使配管管路L1的內(nèi)部壓力P1變化，則其變化狀況會被振動傳感器18檢測到，并將振動檢測信號Pr輸入給運算控制裝置16。
在運算控制裝置16中，對檢測信號Pr和容許上限振動壓力設(shè)定信號Prm進行比較，如果A1位置(時刻t1)上未產(chǎn)生振動或者振動的大小在容許值以內(nèi)、A2位置(時刻t2)上振動超過了容許值Prm，則對階躍壓力設(shè)定信號Ps進行修正以使得致動器動作壓力Pa稍微升高，將該修正后的階躍壓力設(shè)定信號Ps及其保持時間設(shè)定信號Ts作為控制信號Sc從運算控制裝置16輸出給電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置17，之后再次進行同樣的閥主體10打開動作試驗。
反之，如果A1位置(時刻t1)上產(chǎn)生的振動超過了容許上限振動壓力設(shè)定信號Prm，則對設(shè)定信號Ps進行修正而使得所述階躍壓力設(shè)定信號Ps稍微降低，作為控制信號Sc從運算控制裝置16輸出給電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置17，之后再次進行同樣的閥主體10打開動作試驗。
通過反復(fù)進行上述動作試驗，可就規(guī)定的階躍壓力保持時間設(shè)定信號Ts(閥打開時間Ts)，確定出使設(shè)置有振動傳感器18的配管管路L1實現(xiàn)無水擊打開所需要的、致動器11的中間動作壓力Ps(階躍壓力設(shè)定信號Ps)，將表示該確定的不產(chǎn)生水擊的最佳階躍壓力設(shè)定信號Ps及其保持設(shè)定時間Ts的控制信號Sc存儲在電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置17的數(shù)據(jù)存儲部17a中，以后管路L1的打開，通過基于該存儲的控制信號Sc對致動器動作壓力Pa進行控制而進行。
另外，在上述圖9和圖10的實施例中，對致動器動作壓力Pa進行的是兩階段切換控制，但毋庸置疑，必要時也可以設(shè)計成進行3階段或4階段切換的形式。
此外，階躍保持時間設(shè)定信號Ts通常設(shè)定為0.5～1秒之間，顯然，隨著該時間Ts的縮短，要達(dá)到無水擊打開條件將變得困難。
圖11展示的是本發(fā)明的流體通路打開方法和用于該方法的無水擊打開裝置的第2實施例。
圖11中，L1是配管管路，10是閥主體，11是氣動致動器，18是振動傳感器，19是調(diào)節(jié)箱，20是電/氣轉(zhuǎn)換裝置20，無水擊打開裝置的基本結(jié)構(gòu)與圖9所示第1實施例的情況大致相同。
安裝在閥主體10上游側(cè)的振動傳感器18所輸出的振動檢測信號Pr作為反饋信號輸入到所述調(diào)節(jié)箱19中，從該反饋信號Pr檢測是否有水擊產(chǎn)生并向電/氣轉(zhuǎn)換裝置20輸出致動器動作壓力的控制信號Sc，由此使得供給氣動致動器11的兩階段式致動器動作壓力Pa達(dá)到最佳化。具體地說，如后所述，對圖15的致動器動作壓力Pa的階躍動作壓力Ps’的大小以及階躍動作壓力保持時間t的最佳值進行運算，并向電/氣轉(zhuǎn)換裝置20輸出用于使電/氣轉(zhuǎn)換裝置20向致動器11輸出該致動器動作壓力Pa的控制信號Sc。
此外，該調(diào)節(jié)箱19上設(shè)置有用于根據(jù)閥主體10的氣動致動器11的動作類型(N.O.或N.C.)對控制信號Sc進行切換的切換開關(guān)。
圖12展示的是形成調(diào)節(jié)箱19的主要部分的計算機的畫面顯示的一個例子，可通過畫面顯示閥主體10的開閉狀態(tài)、供給給氣動致動器11的致動器動作壓力Pa、配管管路L1的振動情況、階躍動作壓力Ps’及配管振動值、自動調(diào)節(jié)的條件設(shè)定、人工開閉的條件設(shè)定、閥主體10的動作類型等。
所述電/氣轉(zhuǎn)換裝置20組合了信號轉(zhuǎn)換器和電/氣轉(zhuǎn)換器。如圖13所示，包括給氣用電磁閥B、排氣用電磁閥F、壓力傳感器E、控制電路A等，基本上與圖2(a)和(b)所示的結(jié)構(gòu)相同。
即，向給氣用電磁閥B供給0.6MPa以上的氣壓，將0～0.5MPa的氣壓作為致動器動作壓力控制壓力Pa輸出給氣動致動器11。
此外，該電/氣轉(zhuǎn)換裝置20的控制電路A中設(shè)置有電路板A1和外部輸入輸出接口A0等，并且，外部輸入輸出接口A0上設(shè)有兩個連接器Ac、Ad。供電電源(DC24或12V)、開閉信號I(有電壓輸入或無電壓輸入)、壓力監(jiān)視器(0～5DCV，0～981KPaG)連接至連接器Ad，而調(diào)節(jié)箱19連接至連接器Ac。
圖14展示的是該第2實施例中的自動調(diào)節(jié)的實施流程，圖15展示的是施加在氣動致動器11上的致動器動作壓力Pa與振動產(chǎn)生之間的相對關(guān)系。
作為致動器動作壓力Pa，與圖10同樣施加的是兩階段式致動器動作壓力Pa。
參照圖14，將振動傳感器18如圖11所示固定在配管管路L1的規(guī)定位置(距閥主體10至約1000mm以內(nèi)的上游側(cè)位置，希望是向上游側(cè)離開100～1000mm的位置)上，并且分別進行調(diào)節(jié)箱19和電/氣轉(zhuǎn)換裝置20的設(shè)定。
其次，通過輸入自動調(diào)節(jié)開始信號(步驟S1)使閥保持全閉狀態(tài)約2秒(步驟S2)，之后，通過施加兩階段式致動器動作壓力Pa進行控制(步驟S3)。此外，將階躍動作壓力Ps’的保持時間t如后所述設(shè)定為0.5～1sec。
對于配管管路L1中隨著閥主體10的打開而產(chǎn)生的振動，根據(jù)振動傳感器18所輸出的振動檢測信號Pr進行檢測并加以確認(rèn)(步驟S4)，確認(rèn)振動是在圖15的A點產(chǎn)生還是在B點產(chǎn)生(步驟S5、S6)，若在A點產(chǎn)生，則使致動器動作壓力Pa的階躍動作壓力Ps’減小(步驟S7)，若在B點產(chǎn)生，則使所述階躍動作壓力Ps’增加(步驟S8)。
通過反復(fù)(通常為數(shù)次～15次)進行上述閥主體10的打開控制，最終得到具有使振動完全不會產(chǎn)生的最佳階躍動作壓力Ps’的致動器動作壓力Pa，將下述控制信號Sc輸入給電/氣轉(zhuǎn)換裝置20，來打開閥主體10，所述控制信號Sc輸出通過該自動調(diào)節(jié)得到的、能夠完全防止振動產(chǎn)生的兩階段式致動器動作壓力Pa。
進行上述自動調(diào)節(jié)時所施加的兩階段式致動器動作壓力Pa的階躍動作壓力保持時間t，越短越好，但對于氣動式致動器11來說，以t＝1秒以下為宜。
此外，在上述圖14和圖15中，對使用常閉型氣動隔膜閥、通過供給致動器動作壓力Pa而將關(guān)閉狀態(tài)下的閥主體10打開的情況進行了說明，但毋庸置疑，也可以使用常開型氣動隔膜閥、通過使致動器動作壓力Pa分兩階段降低來實現(xiàn)無水擊打開，在這種情況下，致動器動作壓力Pa的階躍動作壓力Pa’的調(diào)整與使用上述常閉閥的情況相反，在致動器動作壓力Pa的第1降低階段產(chǎn)生振動時，使階躍動作壓力Pa’升高，在致動器動作壓力Pa的第2降低階段產(chǎn)生振動時，使階躍動作壓力Pa’降低。
圖16展示的是，使用閥開閉時內(nèi)容積不改變的氣動閥(19.05mm)，將液體管線壓力為0.098MPa、0.198MPa以及0.294MPa的3種配管管路，以致動器動作壓力Pa為0MPaG-0.294MPaG-0.490MPaG的兩階段式動作壓力Pa打開時，階躍動作壓力保持時間t與液體管線壓力升高值ΔP(MPaG)之間的關(guān)系。由圖可知，若將階躍動作壓力保持時間t設(shè)定在1秒以上，可使壓力升高值ΔP大致為零，而若t在0.5秒以下，則壓力升高值ΔP將變大。
此外，在完成上述自動調(diào)節(jié)操作而求得能夠?qū)崿F(xiàn)配管管路L1的無水擊打開的控制信號Sc(即，用于輸出能夠?qū)崿F(xiàn)無水擊打開的兩階段式致動器動作壓力Pa的控制信號Sc)后，將上述控制信號Sc(即動作壓力Pa)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送入電/氣轉(zhuǎn)換裝置20中另外存儲起來。然后，將調(diào)節(jié)箱19和振動傳感器18拆下。
在需要使閥主體10快速打開的情況下，使用預(yù)先通過自動調(diào)節(jié)求得的所述控制信號Sc的數(shù)據(jù)，由電/氣轉(zhuǎn)換裝置20向閥主體10的致動器11輸出可實現(xiàn)無水擊打開的兩階段式致動器動作壓力Pa。
在上述圖11的實施例中，完成自動調(diào)節(jié)操作而確定了致動器動作壓力Pa(階躍動作壓力Ps’及其保持時間t)后，將與該動作壓力Pa相關(guān)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送給電/氣轉(zhuǎn)換裝置20，之后，將振動傳感器18和調(diào)節(jié)箱19完全拆下，但毋庸置疑，也可以將調(diào)節(jié)箱19小型化而使其與電/氣轉(zhuǎn)換裝置20一體化。
圖17是對將本發(fā)明的藥液供給方法應(yīng)用于構(gòu)成半導(dǎo)體制造裝置的、晶片的單片清洗機時的狀態(tài)進行展示的系統(tǒng)圖，圖17中，A0是流體供給系統(tǒng)，10是設(shè)置在流體供給系統(tǒng)A0中的閥主體，B0是單片清洗機，L0是管路，W是晶片，A是混合藥液(添加了臭氧的超純水，臭氧濃度為數(shù)ppm)，B是氫氟酸、雙氧水和超純水的混合藥液(混合比為0.03∶1∶2)，C是氫氧化銨、雙氧水和超純水的混合藥液(混合比為0.05∶1∶5)，D是超純水。此外，圖17中的流體供給系統(tǒng)A0例如如上述圖1或圖9或圖11那樣構(gòu)成，經(jīng)由致動器(未圖示)使閥主體10的閥芯先向開閥方向移動一定量，該狀態(tài)保持短時間后繼續(xù)使閥芯移動到全開位置，從而將閥主體10完全打開。
由于液體供給系統(tǒng)A0的結(jié)構(gòu)及其作用與上述圖1或圖9或圖11的情況完全相同，因此，在這里將其說明省略。
此外，晶片W的清洗處理，按照先用混合藥液A進行清洗、再供給混合藥液B、接下來供給混合藥液C、混合藥液D的順序進行，經(jīng)由致動器對各閥主體10進行切換操作而供給各混合藥液A～D。
此外，在供給混合藥液A、B、C、D時，希望將閥主體10打開時產(chǎn)生的管路L1內(nèi)的壓力升高值控制在閥打開前的壓力值的10％以內(nèi)。為了將壓力升高值控制在所述10％以內(nèi)，要對所述致動器的驅(qū)動用輸入值及其保持時間進行調(diào)整。此外，通過將管路L1內(nèi)的壓力升高值控制在10％以內(nèi)，可使管路L0內(nèi)的壓力升高值也在穩(wěn)定值的10％以內(nèi)。
再者，在本實施方式中，僅就開始供給混合藥液A、B、C、D時(閥打開時)的壓力升高值的上限進行了說明，但毋庸置疑，停止供給混合藥液A、B、C、D時(閥關(guān)閉時)管路L1等的壓力升高值也有上限，以使得所述壓力升高值在設(shè)定值以內(nèi)的方式對各閥主體10進行關(guān)閉操作。
工業(yè)實用性本發(fā)明不僅能應(yīng)用于工業(yè)用的配水或蒸汽等的供給管路，而且還能應(yīng)用于一般家庭的冷熱水供給用配管管路、半導(dǎo)體制造工廠的流體(氣體和液體)供給管路、化學(xué)藥品工廠的流體供給管路等中。其中，尤其是半導(dǎo)體制造用的腔室裝置或晶片等的清洗裝置、各種蝕刻裝置等更適合采用本申請發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種流體通路的無水擊打開方法，利用設(shè)置在管路內(nèi)部壓力大致恒定的流體通路中的致動器動作式閥，將流體通路打開，向下游側(cè)流體通路供給流體，其特征是，首先將提供給所述致動器的驅(qū)動用輸入增大或減小到規(guī)定的設(shè)定值而使閥芯向開閥方向移動，將提供給致動器的驅(qū)動用輸入短時間保持在所述設(shè)定值上，之后，進一步增大或減小該驅(qū)動用輸入而使閥變成全開狀態(tài)，從而在不產(chǎn)生水擊的情況下將流體通路打開。
2.如權(quán)利要求1所述的流體通路的無水擊打開方法，其特征是，閥是常閉型氣動隔膜閥、或者閥動作時閥內(nèi)容積不變的定容積型的常閉型氣動隔膜閥。
3.如權(quán)利要求1所述的流體通路的無水擊打開方法，其特征是，將設(shè)定值的短時間保持時間設(shè)定在1秒以內(nèi)，并且，將流體通路的壓力升高值設(shè)定在閥打開前的壓力值的10％以內(nèi)。
4.一種流體通路的無水擊打開裝置，其特征是，包括閥主體；致動器，驅(qū)動閥主體；振動傳感器，拆裝自如地固定于閥上游側(cè)配管管路；電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置，被輸入閥開閉指令信號，并且，根據(jù)預(yù)先存儲在其數(shù)據(jù)存儲部中的控制信號(Sc)對輸入給致動器的致動器動作壓力(Pa)進行控制；運算控制裝置，被輸入來自所述振動傳感器的振動檢測信號(Pr)、提供給致動器的階躍壓力設(shè)定信號(Ps)、階躍壓力的保持時間設(shè)定信號(Ts)以及容許上限振動壓力設(shè)定信號(Prm)，并且，具備對所述振動檢測信號(Pr)與容許上限振動壓力設(shè)定信號(Prm)進行比較、而對所述階躍壓力設(shè)定信號(Ps)進行修正的比較運算電路，將由所述保持時間設(shè)定信號(Ts)和修正后的階躍壓力設(shè)定信號(Ps)構(gòu)成的控制信號(Sc)輸出到所述電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置的數(shù)據(jù)存儲部中。
5.如權(quán)利要求4所述的流體通路的無水擊打開裝置，其特征是，運算控制裝置包括階躍壓力設(shè)定電路、保持時間設(shè)定電路、容許上限振動壓力設(shè)定電路、振動壓力檢測電路以及比較運算電路，并且，在剛剛使致動器動作壓力階躍變化后的振動檢測信號(Pr)超過容許上限振動壓力設(shè)定信號(Prm)的情況下，對階躍壓力設(shè)定信號(Ps)進一步向閉閥方向進行修正，而在致動器動作壓力從中間的階躍動作壓力剛剛變到最大后的振動檢測信號(Pr)超過容許上限振動壓力設(shè)定信號(Prm)的情況下，對階躍壓力設(shè)定信號(Ps)進一步向開閥方向進行修正。
6.如權(quán)利要求4所述的流體通路的無水擊打開裝置，其特征是，電/氣轉(zhuǎn)換控制裝置包括存儲來自運算控制裝置的控制信號(Sc)的數(shù)據(jù)存儲部、信號轉(zhuǎn)換部以及電/氣轉(zhuǎn)換部，并且，依據(jù)預(yù)先存儲在數(shù)據(jù)存儲部中的、不會產(chǎn)生水擊時的控制信號(Sc’)，從信號轉(zhuǎn)換部向電/氣轉(zhuǎn)換部輸出致動器動作壓力控制信號(Se)，基于所述控制信號(Se)從電/氣轉(zhuǎn)換部輸出致動器動作壓力(Pa)。
7.一種流體通路的無水擊打開裝置，其特征是，包括致動器動作式閥，設(shè)置在流體通路中；電/氣轉(zhuǎn)換裝置，向致動器動作式閥提供兩階段式致動器動作壓力(Pa)；振動傳感器，拆裝自如地固定于所述致動器動作式閥的上游側(cè)管路；調(diào)節(jié)箱，被輸入由振動傳感器檢測到的振動檢測信號(Pr)，并且，向電/氣轉(zhuǎn)換裝置輸出對所述兩階段式致動器動作壓力(Pa)的階躍動作壓力(Ps’)的大小進行控制的控制信號(Sc)，通過該控制信號(Sc)的調(diào)整而使電/氣轉(zhuǎn)換裝置輸出下述階躍動作壓力(Ps’)的兩階段式致動器動作壓力(Pa)，所述階躍動作壓力(Ps’)使得振動檢測信號(Pr)大致為零。
8.一種流體通路的無水擊打開方法，在設(shè)置在流體通路中的致動器動作式閥的上游側(cè)拆裝自如地安裝振動傳感器，將來自振動傳感器的振動檢測信號(Pr)輸入給調(diào)節(jié)箱，并且，將來自調(diào)節(jié)箱的控制信號(Sc)輸入給電/氣轉(zhuǎn)換裝置，將根據(jù)所述控制信號(Sc)而在電/氣轉(zhuǎn)換裝置中產(chǎn)生的兩階段式致動器動作壓力(Pa)提供給致動器，利用兩個階段的動作打開致動器動作式閥，其特征是，在所述調(diào)節(jié)箱中對提供給致動器的兩階段式致動器動作壓力(Pa)與振動檢測信號(Pr)二者的相對關(guān)系進行對比，在致動器動作壓力(Pa)的第1升高階段有振動產(chǎn)生時，使階躍動作壓力(Ps’)降低，而在致動器動作壓力(Pa)的第2升高階段有振動產(chǎn)生時，使階躍動作壓力(Ps’)升高，通過反復(fù)多次借助所述階躍動作壓力(Ps’)的升高或降低進行調(diào)整，求取使得振動檢測信號(Pr)大致為零的兩階段式動作壓力(Pa)的階躍動作壓力(Ps’)，基于使電/氣轉(zhuǎn)換裝置輸出下述階躍動作壓力(Ps’)的兩階段式動作壓力(Pa)時的控制信號(Sc)的數(shù)據(jù)，將所述致動器動作式閥打開，所述階躍動作壓力(Ps’)使得該振動的產(chǎn)生大致為零。
9.一種流體通路的無水擊打開方法，在設(shè)置在流體通路中的致動器動作式閥的上游側(cè)拆裝自如地安裝振動傳感器，將來自振動傳感器的振動檢測信號(Pr)輸入給調(diào)節(jié)箱，并且，將來自調(diào)節(jié)箱的控制信號(Sc)輸入給電/氣轉(zhuǎn)換裝置，將根據(jù)所述控制信號(Sc)而在電/氣轉(zhuǎn)換裝置中產(chǎn)生的兩階段式致動器動作壓力(Pa)提供給致動器，利用兩個階段的動作打開致動器動作式閥，其特征是，在所述調(diào)節(jié)箱中對提供給致動器的兩階段式致動器動作壓力(Pa)與振動檢測信號(Pr)二者的相對關(guān)系進行對比，在致動器動作壓力(Pa)的第1降低階段有振動產(chǎn)生時，使階躍動作壓力(Ps’)升高，而在致動器動作壓力(Pa)的第2降低階段有振動產(chǎn)生時，使階躍動作壓力(Ps’)降低，通過反復(fù)多次借助所述階躍動作壓力(Ps’)的降低或升高進行調(diào)整，求取使得振動檢測信號(Pr)大致為零的兩階段式動作壓力(Pa)的階躍動作壓力(Ps’)，基于使電/氣轉(zhuǎn)換裝置輸出下述階躍動作壓力(Ps’)的兩階段式動作壓力(Pa)時的控制信號(Sc)的數(shù)據(jù)，將所述致動器動作式閥打開，所述階躍動作壓力(Ps’)使得該振動的產(chǎn)生大致為零。
10.如權(quán)利要求8或9所述的流體通路的無水擊打開方法，其特征是，在將輸出使得振動的產(chǎn)生大致為零的兩階段式動作壓力(Pa)時的控制信號(Sc)的數(shù)據(jù)輸入到電/氣轉(zhuǎn)換裝置的存儲裝置中之后，將振動傳感器和調(diào)節(jié)箱拆下。
11.如權(quán)利要求8或9所述的流體通路的無水擊打開方法，其特征是，將振動傳感器設(shè)置在與致動器動作式閥的設(shè)置位置相距1000mm以內(nèi)的上游側(cè)位置上。
12.如權(quán)利要求8或9所述的流體通路的無水擊打開方法，其特征是，將兩階段式動作壓力(Pa)的階躍動作壓力保持時間(t)設(shè)定得小于1秒。
13.一種藥液供給方法，利用設(shè)置在管路內(nèi)部壓力大致恒定的流體通路中的致動器動作式閥，將流體通路打開，向下游側(cè)流體通路供給流體，其特征是，將藥液作為流體，首先將提供給所述致動器的驅(qū)動用輸入增大或減小到規(guī)定的設(shè)定值而使閥芯向開閥方向移動，將提供給致動器的驅(qū)動用輸入短時間保持在所述設(shè)定值上，之后，進一步增大或減小該驅(qū)動用輸入而使閥變成全開狀態(tài)，從而在打開閥時不會產(chǎn)生水擊。
14.如權(quán)利要求13所述的藥液供給方法，其特征是，將設(shè)定值的短時間保持時間設(shè)定在1秒以內(nèi)，并且，將流體通路的壓力升高值設(shè)定在閥打開前的壓力值的10％以內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于實現(xiàn)，通過極為簡單的裝置和操作能夠在不產(chǎn)生水擊的情況下在短時間內(nèi)將流體通路快速打開。本發(fā)明的無水擊打開裝置包括致動器動作式閥，設(shè)置在流體通路中；電/氣轉(zhuǎn)換裝置，向致動器動作式閥提供兩階段式致動器動作壓力(Pa)；振動傳感器，拆裝自如地固定于所述致動器動作式閥的上游側(cè)管路；調(diào)節(jié)箱，被輸入由振動傳感器檢測到的振動檢測信號(Pr)，并且，向電/氣轉(zhuǎn)換裝置輸出對所述兩階段式致動器動作壓力(Pa)的階躍動作壓力(Ps’)的大小進行控制的控制信號(Sc)，通過該控制信號(Sc)的調(diào)整而使電/氣轉(zhuǎn)換裝置輸出下述階躍動作壓力(Ps’)的兩階段式致動器動作壓力(Pa)，所述階躍動作壓力(Ps’)使得振動檢測信號(Pr)大致為零。
文檔編號F16K47/02GK1910392SQ20058000286
公開日2007年2月7日 申請日期2005年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月20日
發(fā)明者大見忠弘, 西野功二, 永瀨正明, 土肥亮介, 池田信一, 西村龍?zhí)?申請人:株式會社富士金, 大見忠弘