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用于质量流量控制器的填充件及质量流量控制器
发布日期:2021/1/4 16:03:24
技术领域
本发明涉及流量计技术领域,具体地,涉及一种用于质量流量控制器的填充件及质量流量控制器。
 
背景技术
通常可以将用于对气体质量流量进行测量及控制的器具称为质量流量控制器Mass Flow Controller,简称MFC)。其主要包括流入接口、流体通道、流量检测裝置、流量调节装置、流出接口及电路等,工作原理是:流体从流入接口进入流体通道,经过流量调节装置调节后,再流经流量检测装置,流量检测裝置检验达到预设值后再经流出接口流出(否则继续通过流暈调节裝置对流经质暈流暈控制器的气体进行调节)其中,气体从流入接口进入直从流出接口流出之间的耗时称为质量流量控制器的响应时间。
现有技术中的质量流量控制器,其流体通道包括基座和供气体流动的通路,该通路分别与流量调节裝置和流量检测裝置连通,且在流量调节裝置与流量检测裝置之间的通路距离较长,受整体结构限制,其传输距离不能有效减少,从而使得质量流量控制器的相应时长较长,尤其对于较小的流量,质量流量控制器的响应时间往往无法达到用户需求。
 
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种用于质量流量控制器的填充件及质量流量控制器。为实现本发明的目的,一方面提供一种用于质量流量控制器的填充件,所述质量流量控制器包括流体通道、流量调节裝置和流量检测装置,所述填充件设置在所述流体通道位于所述流量调节裝置和所述流量检测装置之间的通道段中,用于减小所述通道段的流通体积。
可选地,所述填充件的外周面与所述通道段的内周壁完全贴合,且在所述填充件中设置有至少一个可供流体通过的通孔。
可选地,所述填充件的外周面的形状被设置为:在所述填充件的外周面与所述通道段的内周壁之间形成有至少一条可供流体通过的子通道。
可选地,所述填充件的外周面包括沿其周向依次连接的多个子侧面;
在多个所述子侧面中,有至少一个子侧面与所述通道段的内周壁之间形成间隙,用作所述子通道,其余子侧面与所述通道段的内周壁完全贴合。
可选地,所述填充件的外周面在所述通道段的径向截面上的形状包括多边形、椭圆形或者长圆形
可选地,在所述填充件的外周面上形成有一个或多个用作所述子通道的通槽,所述填充件的外周面除所述通槽之外的部分与所述通道段的内周壁完全贴合。
可选地,所述填充件采用金属丝网卷制或缠绕而成。
可选地,所述子通道沿所述通道段径向的宽度小于等于2毫米
可选地,所述通槽在所述通道段的径向截面上的形状包括弧形、锥形或者矩形。
可选地,所述通槽的深度小于等于2毫米。
为实现本发明的目的,另一方面还提供一种质量流量控制器,包括流入接口、流体通道、流量传感器、流量调节裝置及流出接口,所述流体通道内设有上述的填充件。本发明具有以下有益效果:
本发明提供的的用于质量流量控制器的填充件,设置在流体通道位于流量调节装置和流量检测装置之间的通道段内,可以影响质量流量控制器的响应时间,可以通过减小通道段中的气体流通体积,減少通道段中气体流通时间,从而达到提高小流量质量流暈控制器响应速度的目的,满足采用压电阀的质量流量控制器快速响应的要求,尤其适用于几sccm(标准毫升/分钟)到几百sccm流量的快速响应控制。同时也没有增加通道的加工难度,增加的填充件加工也比较简单,制造容易,成本较低。
 
附图说明
图1为本发明实施例提供的具有填充件的质量流量控制器的剖视结构示意图
图2A为本发明实施例提供的具有通孔的填充件的主视结构示意图;
图2B为本发明实施例提供的具有通孔的填充件的沿通道段径向的横截面示意图
图3A为本发明实施例提供的具有两个子侧面的填充件的主视结构示意图;
图3B为本发明实施例提供的具有两个子侧面的填充件的沿通道段径向的横截面示意图;
图4A为本发明实施例提供的具有三个子側面的填充件的主视结构示意图
图4B为本发明实施例提供的具有三个子侧面的填充件的沿通道段径向的横截面示意图;
图5A为本发明实施例提供的具有多个子侧面的填充件的主视结构示意图;
图5B为本发明实施例提供的具有多个子侧面的填充件的沿通道段径向的横截面示意图
图6A为本发明实施例提供的具有弧形通槽的填充件的主视结构示意图
图6B为本发明实施例提供的具有弧形通槽的填充件的沿通道段径向的横截面示意图
图7A为本发明实施例提供的具有锥形通槽的填充件的主视结构示意图
图7B为本发明实施例提供的具有锥形通槽的填充件的沿通道段径向的横截面示意图
 
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图来对本发明提供的用于质量流量控制器的填充件及质量流量控制器进行详细描述。
如图1所示,本实施例提供一种用于质量流量控制器的填充件10,质量流量控制器包括流体通道20、流量调节裝置30和流量检测装置40等其中,填充件10设置在流体通道20位于流量调节装置30和流量检測装置40之间的通道段C中,用于减小通道段C的流通体积。
本实施例提供的用于质量流量控制器的填充件10,设置在流体通道20位于流量调节装置30和流量检测装置40之间的通道段C内,当气体流经质量流量控制器时,气体按照图1中A→B→C→D→E→F的方向流动,由于通道段B和流入接口60的空腔A在流量调节裝置30前面,对质量流量控制器的响应时间没有影响,通道段E和流出接口70的空腔F在流量检测元件(D可以理解为流量检测元件内的流体空腔)的后面,对质量流量控制器的响应时间也没有影响,所以,将填充件10设置在图中流量调节装置30和流量检测装置40之间的通道段C内,可以影响质量流量控制器的响应时间,可以通过减小通道段C中的气体流通体积,减少通道段C中气体流通时间,从而达到提高小流量质量流暈控制器响应速度的目的,满足采用压电阀的质量流量控制器快速响应的要求,尤其适用于几sccm到几百scm流量的快速响应控制。同时也没有增加通道的加工难度,增加的填充件10加工也比较简单,制造容易,成本
较低。
需要说明的是,本实施例提供的填充件10,虽主要应用于调节控制气体流量的质量流量控制器,但也可以应用在其它装置中,以减小特定通道段C中的流体流通体积,本实施例对此不作具体限定,且流体也不局限于气体,液体也同样适用。
在一具体实施方式中,如图2A和图2B所示,填充件10的外周面可以与通道段C的内周壁完全贴合,且在填充件10中设置有至少一个可供流体通过的通孔。如此,气体流通的通路为填充件10中设置的通孔的内径,可有效减小通道段C的流通体积,可以减小通道段C中的气体流通体积,减少通道段C中气体流通时间,从而达到提高小流量质量流量控制器响应速度的目的,可以通过设定通孔的个数和直径大小来调节质量流量控制器适用的流量调节范围,受加工方式和精度要求,该结构比较适用于几百sccm流量的快速响应控制。
在另一具体实施方式中,填充件10的外周面的形状可以被设置为:在填充件10的外周面与通道段C的内周壁之间形成有至少一条可供流体通过的子通道。如此,气体流通的通路为填充件10的外周面与通道段C的内周壁之间形成的子通道,可有效减小通道段C的流通体积,可以减小通道段C中的气体流通体积,减少通道段C中气体流通时间,从而达到提高小流量质量流量控制器响应速度的目的,可以通过设定子通道的个数和横截面积大小来调节质量流量控制器适用的流量调节范围,该结构加工较为简单,可适用于几sccm至几十sccm流量的快速响应控制。
进一步地,如图3A-图5B所示,填充件10的外周面可以包括沿其周向依次连接的多个子侧面;在多个子側面中,有至少一个子侧面与通道段C的内周壁之间形成间隙,用作子通道,其余子侧面与通道段C的内周壁完全贴合。由于子侧面是在填充件10的外表面上加工结构,加工方法较为简单,且加工成本较为低廉。具体地,子侧面可以是将圆柱面切削出的平面,该平面与通道段C的内壁之间的间隙用作子通道,可根据需要切削一个或多个平面形成一个或多个子侧面及子通道,子通道沿通道段C径向的宽度可小于等于2毫米,更适用于几sccm至几十scm流量的快速响应控制。
另外,可根据加工的难易程度和控制流量大小选择填充件10的横截面积,相应的,填充件10的外周面在通道段C的径向截面上的形状可以但不限于多边形、椭圆形或者长圆形等,任何其他规则或不规则的横截面,只要能使得填充件10与通道段C内壁之间有供流体通过的通道即可,本实施例对此不作具体限定。
在另一具体实施方式中,如图6A-图7B所示,可以在填充件10的外周面上形成有一个或多个用作子通道的通槽,填充件10的外周面除通槽之外的部分与通道段C的内周壁完全贴合。如此,气体流通的通路为开设在填充件10外周面上的通槽,可以达到尽可能大地减少无效流通面积的目的,减少通道段C中气体流通时间,从而达到提高小流量质量流量控制器响应速度的目的,可以通过设定通槽的个数和横截面积大小来调节质量流量控制器适用的流量调节范围,采用此结构填充件10的质量流量控制器的响应时间可以达到500ms。
优选地,通槽的深度可以小于等于2毫米,以尽量减少通道段C中的无效流通面积,提高小流量质量流量控制器的响应速度。
需要说明的是,通槽在通道段C的径向截面上的形状可以但不限于是弧形、锥形、矩形等,也可以是其它任意规则或者不规则的形状,本实施例对此不做具体限定。具体地,若通槽在通道段C的径向截面上的形状为锥形,则锥形通槽的锥角可以大于10°小于等于以便于加工,且能够取得较小的气体流通体积。
在另一具体实施方式中,填充件10也可以不是实体的,而是采用金属丝或者金属丝网卷制或缠绕而成,将其安装在通道段C中,同样可以减小通道段C中的无效流通体积,提高质暈流量控制器的响应时间。
基于上述填充件实施例相同的发明构思,作为另一技术方案,本实施例还提供一种质量流量控制器,包括流入接口60、流体通道20、流量传感器50、流量调节装置30及流出接口70,该流体通道20内上述各实施方式中的填充件10。具体地,流量调节装置30为压电阀流量调节装置。上述各实施方式中的填充件同样适用于该,本实施例对此不再赘述。
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