專利名稱：鹵素氣體或鹵素化合物氣體的填充容器用閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種填充有鹵素或鹵素化合物氣體的容器所使用的直接接觸型隔膜閥(diaphragm valve)。
背景技術(shù)：
氟氣作為半導(dǎo)體器件、MEMS (微電子機(jī)械系統(tǒng))器件、液晶用TFT (薄膜晶體管)面板及太陽能電池等的半導(dǎo)體制造工序中的基板的蝕刻工藝、CVD裝置等薄膜形成裝置的清潔工藝用氣體，擔(dān)當(dāng)重要的作用。作為供給氟氣的方法之一，有將氟氣高壓填充到儲氣瓶中來進(jìn)行供給的方法。屆時，將氟氣填充在儲氣瓶中從而經(jīng)由閥供給到半導(dǎo)體制造裝置。通過提高氟氣的填充壓力，減少儲氣瓶的周轉(zhuǎn)頻度，能夠減少儲氣瓶的輸送費(fèi)用，降低作業(yè)負(fù)擔(dān)，通過使用高濃度的氟 氣，能夠有效地進(jìn)行清潔工藝，所以希望將氟氣高壓且高濃度地填充到儲氣瓶中。鑒于這種背景，在專利文獻(xiàn)I中公開了一種將高濃度的氟氣以高壓力供給到半導(dǎo)體制造系統(tǒng)中的閥。專利文獻(xiàn)I :日本特開2005 - 207480號公報專利文獻(xiàn)I所述的閥是利用閥座閥瓣(seat disk)開閉氣體的流路、利用膜片密封流路與外部的氣密狀態(tài)的閥，所以閥室內(nèi)的易于氣體滯留的死角較大。在閥室內(nèi)的易于氣體滯留的死角較大的情況下，若將高壓、高濃度的氟氣導(dǎo)入閥室內(nèi)，則閥室內(nèi)的溫度容易在隔熱壓縮的作用下上升。當(dāng)閥室內(nèi)的溫度上升時，容易發(fā)生閥室內(nèi)的表面腐蝕、樹脂材質(zhì)的劣化。結(jié)果，由表面腐蝕產(chǎn)生的生成物附著在閥室內(nèi)(特別是閥座部)，由腐蝕產(chǎn)生的生成物導(dǎo)致氣密狀態(tài)不良，所以容易泄漏。這樣，在使用閥供給氟氣等含有鹵素的腐蝕性高的氣體的情況下，腐蝕性的氣體容易引發(fā)閥內(nèi)部的表面腐蝕，所以存在所產(chǎn)生的腐蝕物附著在閥座表面部，很難維持充分的氣密性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述的問題而做成的，目的在于提供一種具有充分的氣密性的、鹵素氣體或鹵素化合物氣體用的填充容器用閥。本發(fā)明人進(jìn)行了潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)能夠通過在隔膜閥的閥座部與膜片相接觸的接觸面中，將閥座部的接觸面的表面粗糙度、閥座部的接觸面的曲率半徑及膜片與閥座部相接觸的接觸面積同膜片的氣體接觸部表面積的面積比率調(diào)整為規(guī)定范圍，來改善閥的氣密性，由此完成了本發(fā)明。即，根據(jù)本發(fā)明的第I技術(shù)方案，直接接觸型隔膜閥包括閥主體，其設(shè)有入口通路和出口通路，鹵素氣體或鹵素化合物氣體在該閥主體內(nèi)部流通；閥室，其用于與閥主體的入口通路和出口通路相連通；閥座部，其設(shè)于入口通路的內(nèi)端開口部；膜片，其設(shè)于閥座部的上方，用于保持閥室內(nèi)的氣密狀態(tài)，并且用于開閉入口通路及出口通路；閥桿，其用于使膜片的中央部向下方下降；驅(qū)動部，其用于使閥桿沿上下方向移動；該直接接觸型隔膜閥的特征在于，在閥座部與膜片相接觸的接觸面中，閥座部的接觸面的表面粗糙度Ra的值為
O.I μ m 10. O μ m，閥座部的接觸面的曲率半徑R為IOOmm 1000mm，膜片與閥座部相接觸的接觸面積Sb同膜片的氣體接觸部表面積Sa的面積比率Sb/Sa為02% 10%。在上述閥中，優(yōu)選膜片的縱彈性模量為150GPa 250GPa。另外，上述閥中，上述鹵素氣體為氟氣，該閥能夠安裝于以氟氣的濃度為20體積％ 100體積％、氟氣壓力為OMPaG 14. 7MPaG的條件填充有氟氣的儲氣瓶容器從而進(jìn)行使用。此外，本發(fā)明的第2技術(shù)方案提供具有上述閥的氣體填充容器。


圖I是本發(fā)明的實施方式的閥的整體圖。圖2是圖I的閥的閥室附近的放大圖。 圖3是圖I的閥的閥室的第一橫剖俯視圖。圖4是圖I的閥的閥室的第二橫剖俯視圖。
具體實施例方式下面，根據(jù)

本發(fā)明的實施方式。圖I是本發(fā)明的實施方式的閥I的縱剖視圖。閥I是能夠使膜片離開閥座部或與閥座部抵接、從而進(jìn)行開閉的直接接觸型隔膜閥。直接接觸型隔膜閥是普遍公知的，本發(fā)明的特征涉及膜片和閥座部的構(gòu)造。首先，說明閥I的構(gòu)造。如圖I所示，閥I包括閥主體2，其設(shè)有入口通路5和出口通路6 ;閥室7，其用于與入口通路5和出口通路6相連通；閥座部12，其設(shè)于入口通路5的內(nèi)端開口部；膜片8，其設(shè)于閥座部12的上方，用于保持閥室12內(nèi)的氣密狀態(tài)，并且用于開閉入口通路5和出口通路6 ;閥桿9，其用于使膜片8的中央部向下方下降；驅(qū)動部10，其用于使閥桿9沿上下方向移動。此外，如圖I所示，在閥主體2的下部形成有腿螺紋部3 (日文腳Λ I；部)，閥主體2利用設(shè)于該腿螺紋部3的外周的內(nèi)螺紋部分安裝于氣體填充容器4的氣體取出口。在腿螺紋部3的下表面上形成有成為氣體的流通路徑的入口通路5，在該入口通路5的前方依次形成有閥室7和氣體的出口通路6。圖2是圖I所示的閥室7附近的詳細(xì)圖。另外，圖3和圖4是閥室7的橫剖俯視圖。如圖2所示，與閥室7相連通的入口通路5的內(nèi)端部開設(shè)有開口，在該內(nèi)端開口部的周圍形成有凹狀的閥座部12。在該閥座部12的上方配置有膜片8，該膜片8的中央部構(gòu)成為能夠與閥座部12抵接或離開閥座部12。此外，該膜片8的周緣部由閥蓋11按壓固定于閥室7的周壁，構(gòu)成為利用該膜片8保持閥室7的氣密性。在膜片8的上表面中央部載置有用于使膜片8與閥座部12抵接或離開閥座部12的閥桿9。此外，在該閥桿9的上端部借助驅(qū)動軸固定有閥桿操作用的驅(qū)動部10。構(gòu)成為能夠利用閥桿9和驅(qū)動部10從而使膜片8離開閥座部12或與閥座部12抵接并開閉氣體流路，其中，上述閥桿9升降自如地配置在膜片8的上方，用于使膜片8的中央部向下方下降，上述驅(qū)動部10使閥桿9下降或上升。詳細(xì)而言，當(dāng)利用自驅(qū)動部10供給的驅(qū)動力向下方按壓操作閥桿9時，膜片8克服由氣體壓力產(chǎn)生的向上的力、膜片8的彈性回彈力地閉閥從而與閥座部12抵接。與此相對，當(dāng)解除向閥桿9作用的按壓力時，膜片8的中央部彈性恢復(fù)為向上凸?fàn)?，氣體的入口通路5與閥室7相連通。作為驅(qū)動部10所用的驅(qū)動方式，沒有特別限定，可以使用借助空氣壓力等進(jìn)行的空氣驅(qū)動式(空氣致動(air actuator)方式)、借助馬達(dá)等進(jìn)行的電氣驅(qū)動式、或手動式等。在通常的直接接觸型隔膜閥中，多采用利用空氣、氮?dú)獾鹊膲毫M(jìn)行的氣壓驅(qū)動式的方式作為驅(qū)動方式(驅(qū)動部10)。在采用氣壓驅(qū)動式的情況下，多利用供給到驅(qū)動部的空氣等的驅(qū)動壓力(例如O. 5MPa O. 7MPa左右)將作用于膜片8的壓力固定，所以很難調(diào)整作用于膜片8的壓力。在閥的閥室7的氣密性的觀點(diǎn)上，調(diào)整膜片8與閥座部12的接觸狀態(tài)是非常重要的，當(dāng)作用于膜片8的壓力變得過大時，膜片8的破損、損傷增大，相反，在 壓力變得過小時，氣密不良，容易發(fā)生泄漏。因此，如圖3和圖4所示，優(yōu)選通過調(diào)整膜片的氣體接觸部面積Sa，以及閥座部的與膜片相接觸的接觸面的面積Sb，從而調(diào)整膜片8與閥座部12表面的接觸狀態(tài)。詳細(xì)而言，當(dāng)面積比Sb/Sa大于10%時，作用于接觸部的單位面積的負(fù)荷較小，氣密性不良。另一方面，當(dāng)面積比Sb/Sa小于O. 2%時，作用于接觸部的單位面積的負(fù)荷相反地較大，容易發(fā)生膜片、閥座部的破損、損傷，所以優(yōu)選使面積比Sb/Sa為O. 2% 10%，更優(yōu)選為O. 5% 5% (參照后述的實施例I 實施例5和比較例3 比較例5)。這樣，能夠利用面積比Sb/Sa對作用于膜片的壓力進(jìn)行調(diào)整，能夠防止由膜片的破損、損傷或密封性的不良引發(fā)的泄漏，保持膜片與閥座部相接觸的接觸面的平滑性，獲得良好的氣密性。以上述方式構(gòu)成的閥I優(yōu)選應(yīng)用于高壓的氟氣和氟化合物氣體，作為氟化合物氣體，能夠列舉出例如COF2XF3OF等。另外，當(dāng)然也能夠應(yīng)用于具有與氟氣同樣的腐蝕性的鹵素氣體和鹵素化合物氣體。作為其他的能夠應(yīng)用該閥I的鹵素氣體和鹵素化合物氣體，能列舉出例如 Cl2, Br2, HC1、HF、HBr, NF3 等。接下來，說明閥I向氣體填充容器4的安裝以及閥I的開閉動作(氣體的流通)。在自氣體填充容器4取出儲存氣體的情況下，通過操作設(shè)于閥I的驅(qū)動部10，使膜片8離開閥座12。由此，氣體填充容器4內(nèi)的儲存氣體自入口通路5流入閥室7。流入到該閥室7中的氣體沿膜片8的下表面(氣體接觸部表面)在閥室7內(nèi)擴(kuò)散，自出口通路6引出氣體。在要將氣體填充到氣體填充容器4中的情況下，使氣體填充裝置(未圖示)與氣體的出口通路6相連接。自氣體填充裝置供給的氣體流入出口通路6和閥室7，沿閥室7內(nèi)的膜片8的下表面(氣體接觸部表面)流動，經(jīng)由氣體的入口通路5填充到氣體填充容器4內(nèi)。在將氣體填充容器4安裝于例如半導(dǎo)體制造設(shè)備等時，通過由非活性氣體進(jìn)行的吹掃、真空排氣將殘留在閥室7、出口通路6中的空氣去除。在封閉了閥室7的狀態(tài)下，使真空排氣裝置(未圖示)與氣體的出口通路6相連接，吸引出口通路6和閥室7內(nèi)的氣體。此時，閥室7內(nèi)的氣體被吸引排除。接著，使吹掃氣體供給設(shè)備(未圖示)與出口通路6相連接，由氮?dú)獾确腔钚詺怏w構(gòu)成的吹掃氣體經(jīng)由出口通路6供給到閥室7內(nèi)。吹掃氣體充分遍及到閥室7內(nèi)的各個角落處，與殘留在閥室7內(nèi)的氣體、顆?；旌喜⒅脫Q。隨后，在反復(fù)進(jìn)行真空排氣處理和吹掃處理從而自閥室7、出口通路6充分地去除空氣中所含的氧、水分等雜質(zhì)后，使半導(dǎo)體制造設(shè)備等與出口通路6相連接。安裝有閥I的氣體填充容器4只要具有高壓氣體的耐腐蝕性即可，沒有特別限定，能夠使用通常的容器，在填充例如高壓的氟、氟化合物的情況下，只要是具有耐氟氣腐蝕性的容器即可，可以使用不銹鋼、碳鋼、錳鋼等金屬。閥主體2的材質(zhì)只要具有針對鹵素氣體的耐腐蝕性即可，沒有特別限定，并能通過機(jī)械加工而制作該閥主體2。在使用例如氟氣、氟化合物氣體的情況下，作為閥主體2的材質(zhì)，氣體接觸部的材質(zhì)特別優(yōu)選使用碳為0.01質(zhì)量％以上且小于I質(zhì)量％的金屬或合金。此外，出于減小水分等的氣體分子、顆粒吸附在氣體接觸部表面上的影響，提高金屬表面的耐腐蝕性的目的，優(yōu)選對氣體接觸部表面實施機(jī)械研磨、磨粒研磨、電解研磨、復(fù)合電解研磨、化學(xué)研磨和復(fù)合化學(xué)研磨等。 另外，膜片8的材質(zhì)也是只要具有對鹵素氣體的耐腐蝕性即可，沒有特別限定，但優(yōu)選碳為O. I質(zhì)量％以下、鎳為70質(zhì)量％以上、鉻為O質(zhì)量％ 25質(zhì)量％、銅為O質(zhì)量％ 25質(zhì)量％，鑰為O質(zhì)量％ 25質(zhì)量％，鈮為O質(zhì)量％ 10質(zhì)量％。能夠使用例如哈斯特洛伊耐蝕耐熱鎳基合金、鎳鉻鐵耐熱耐蝕合金等作為膜片8的材質(zhì)。閥座部12的材質(zhì)也是只要具有對鹵素氣體的耐腐蝕性即可，可以是金屬、樹脂等，沒有特別限制，考慮到水分等的氣體分子、顆粒的吸附的影響，優(yōu)選用具有對鹵素氣體的耐腐蝕性的金屬。此外，特別優(yōu)選使設(shè)置在閥主體2的閥室7內(nèi)的膜片8的下表面(氣體接觸部)與閥座12相接觸的接觸面更加平滑。特別是，優(yōu)選在閥座部12與膜片8相接觸的閥座部接觸面12a中，使閥座部接觸面12a的表面粗糙度為O. I μ m 10. Oy m，特別優(yōu)選為O. 2 μ m 5. Oym0當(dāng)表面粗糙度比10. Oym大時，附著物容易附著在閥座部接觸面12a和膜片8的接觸面上，所以不理想。這里，表面粗糙度(Ra值)指按照日本JIS B0601 :2001所述的算術(shù)平均粗糙度，能夠用觸針式表面粗糙度測量儀測量。另外，如圖2所示，優(yōu)選的是，閥座部接觸面12a的截面形狀中的接觸面為圓弧狀，與膜片8的下表面(氣體接觸部)相接觸的閥座部接觸面12a具有規(guī)定的曲率半徑R，優(yōu)選使圖2所示的閥座部接觸面12a的曲率半徑R為IOOmm 1000mm，特別優(yōu)選為150mm 450mmo對與膜片8的下表面(氣體接觸部)相接觸的閥座部接觸面12a進(jìn)行平坦加工的方法沒有特別限定，只要能夠獲得規(guī)定的表面粗糙度和曲率半徑即可，能夠列舉出例如機(jī)械研磨、磨粒研磨、電解研磨、復(fù)合電解研磨、化學(xué)研磨、復(fù)合化學(xué)研磨等。另外，在開閉閥I的閥室內(nèi)的氣體流路，調(diào)整氣密狀態(tài)的方面，膜片8是重要的要素，為了保持膜片8與閥座部12表面的良好的平滑性和氣密狀態(tài)，優(yōu)選使膜片8的縱向彈性系數(shù)為150GPa 250GPa。在縱向彈性系數(shù)比150GPa小的情況下、在反復(fù)使用了的情況下等，由于強(qiáng)度的問題，膜片8容易破損，不理想，在縱向彈性系數(shù)比250GPa大的情況下，不易獲得與閥座部12的良好的密合性，所以不理想。優(yōu)選膜片8的與閥座部12相接觸的表面也與同膜片8相接觸的閥座部12同樣地，進(jìn)行了平坦加工。優(yōu)選使膜片8的與閥座部12相接觸的表面的表面粗糙度Ra的值(日本JIS B0601 :2001)為例如O. Iym ΙΟμπι。另外，對膜片8進(jìn)行平坦加工(日文平坦加工)的方法沒有特別限定，只要能夠獲得規(guī)定的表面粗糙度即可。另外，優(yōu)選膜片8的厚度例如為O. Imm O. 5mm,具有規(guī)定的強(qiáng)度的尺寸。另外，從提高閥裝置中的氣體接觸部的耐腐蝕性的觀點(diǎn)出發(fā)，也可以進(jìn)行氟化鈍化處理(fluorine Passivationtreatment) 這里所說的氟化鈍化處理是導(dǎo)入氟氣而預(yù)先在材料的表面生成氟化合物的處理，通過利用氟化處理在材料的表面形成薄的氟化合物，能夠提高對氟的耐腐蝕性。實施例下面，利用實施例詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于該實施例。為了調(diào)查本發(fā)明的實施方式的閥I的氣密性，使用稀釋氟氣作為鹵素氣體，進(jìn)行了閥I的反復(fù)開閉試驗。各實施例的詳細(xì)如下所述。另外，閥I的用于開閉膜片8的閥桿9的驅(qū)動部10采用的是利用了空氣的壓力的空氣壓驅(qū)動方式。另外，滾壓加工是通常公知的方法，表示使用輥不去除表面層地施加壓力，進(jìn)行磨光，去除金屬等的表面的凹凸而使其 平滑的方法。實施例I使隔膜閥與47L的錳鋼制容器相連接，以10. OMPaG的壓力將20% F2/N2氣體填充到該容器內(nèi)，上述隔膜閥包括SUS304制的外殼(閥主體)，利用滾壓加工使該外殼的閥座部的表面積Sb為O. 05cm2、表面粗糙度Ra值為O. 8 μ m、曲率半徑R為200mm ;鎳鉻鐵耐熱耐蝕合金制的膜片(縱向彈性系數(shù)為207GPa)，其氣體接觸面的表面積Sa為2. 25cm2。填充后，使隔膜閥與能進(jìn)行真空置換的氣體設(shè)備相連接，利用閥的開閉將氣體封入到隔膜閥內(nèi)，隨后關(guān)閉閥，反復(fù)進(jìn)行3000次的真空置換操作。試驗結(jié)束后，將容器內(nèi)置換為5. OMPaG的氦氣，利用檢漏器測量了泄漏量，為lX10_8Pam3/S以下，確認(rèn)沒有泄漏。實施例2使隔膜閥與47L的錳鋼制容器相連接，以14. 7MPaG的壓力將20% F2/N2氣體填充到該容器內(nèi)，上述隔膜閥包括SUS304制的外殼，利用滾壓加工使該外殼的閥座部的表面積Sb為O. 02cm2、表面粗糙度Ra值為O. 8 μ m、曲率半徑R為200mm ;哈斯特洛伊耐蝕耐熱鎳基合金制的膜片(縱向彈性系數(shù)為205GPa)，其氣體接觸面的表面積Sa為2. 25cm2。填充后，使隔膜閥與能進(jìn)行真空置換的氣體設(shè)備相連接，利用閥的開閉將氣體封入到隔膜閥內(nèi)，隨后關(guān)閉閥，反復(fù)進(jìn)行3000次的真空置換操作。試驗結(jié)束后，將容器內(nèi)置換為5. OMPaG的氦氣，利用檢漏器測量了泄漏量，為lX10_8Pam3/s以下，確認(rèn)沒有泄漏。實施例3使隔膜閥與47L的錳鋼制容器相連接，以14. 7MPaG的壓力將20% F2/N2氣體填充到該容器內(nèi)，上述隔膜閥包括SUS316制的外殼，利用滾壓加工使該外殼的閥座部的表面積Sb為O. 0065cm2、表面粗糙度Ra值為O. 8 μ m、曲率半徑R為200mm ;哈斯特洛伊耐蝕耐熱鎳基合金制的膜片(縱向彈性系數(shù)為205GPa)，其氣體接觸面的表面積Sa為2. 25cm2。填充后，使隔膜閥與能進(jìn)行真空置換的氣體設(shè)備相連接，利用閥的開閉將氣體封入到隔膜閥內(nèi)，隨后關(guān)閉閥，反復(fù)進(jìn)行3000次的真空置換操作。試驗結(jié)束后，將容器內(nèi)置換為5. OMPaG的氦氣，利用檢漏器測量了泄漏量，為lX10_8Pam3/S以下，確認(rèn)沒有泄漏。實施例4使隔膜閥與47L的錳鋼制容器相連接，以10. OMPaG的壓力將20% F2/N2氣體填充到該容器內(nèi)，上述隔膜閥包括SUS304制的外殼，利用滾壓加工使該外殼的閥座部的表面積Sb為O. 05cm2、表面粗糙度Ra值為O. 2 μ m、曲率半徑R為200mm ;哈斯特洛伊耐蝕耐熱鎳基合金制的膜片(縱向彈性系數(shù)為205GPa)，其氣體接觸面的表面積Sa為2. 25cm2。填充后，使隔膜閥與能進(jìn)行真空置換的氣體設(shè)備相連接，利用閥的開閉將氣體封入到隔膜閥內(nèi)，隨后關(guān)閉閥，反復(fù)進(jìn)行3000次的真空置換操作。試驗結(jié)束后，將容器內(nèi)置換為5. OMPaG的氦氣，利用檢漏器測量了泄漏量，為lX10_8Pam3/S以下，確認(rèn)沒有泄漏。實施例5
使隔膜閥與47L的錳鋼制容器相連接，以10. OMPaG的壓力將20% F2/N2氣體填充到該容器內(nèi)，上述隔膜閥包括SUS304制的外殼，利用滾壓加工使該外殼的閥座部的表面積Sb為O. 05cm2、表面粗糙度Ra值為8. O μ m、曲率半徑R為200mm ;哈斯特洛伊耐蝕耐熱鎳基合金制的膜片，其氣體接觸面的表面積Sa為2. 25cm2。填充后，使隔膜閥與能進(jìn)行真空置換的氣體設(shè)備相連接，利用閥的開閉將氣體封入到隔膜閥內(nèi)，隨后關(guān)閉閥，反復(fù)進(jìn)行3000次的真空置換操作。試驗結(jié)束后，將容器內(nèi)置換為5. OMPaG的氦氣，利用檢漏器測量了泄漏量，為lX10_8Pam3/s以下，確認(rèn)沒有泄漏。實施例6使隔膜閥與47L的錳鋼制容器相連接，以10. OMPaG的壓力將20% F2/N2氣體填充到該容器內(nèi)，上述隔膜閥包括SUS304制的外殼(閥主體)，利用滾壓加工使該外殼的閥座部的表面積Sb為O. 05cm2、表面粗糙度Ra值為O. 8 μ m、曲率半徑R為350mm ;鎳鉻鐵耐熱耐蝕合金制的膜片(縱向彈性系數(shù)207GPa)，其氣體接觸面的表面積Sa為2. 25cm2。填充后，使隔膜閥與能進(jìn)行真空置換的氣體設(shè)備相連接，利用閥的開閉將氣體封入到隔膜閥內(nèi)，隨后關(guān)閉閥，反復(fù)進(jìn)行3000次的真空置換操作。試驗結(jié)束后，將容器內(nèi)置換為5. OMPaG的氦氣，利用檢漏器測量了泄漏量，為lX10_8Pam3/S以下，確認(rèn)沒有泄漏。比較例I使隔膜閥與47L的錳鋼制容器相連接，以10. OMPaG的壓力將20% F2/N2氣體填充到該容器內(nèi)，上述隔膜閥包括SUS304制的外殼，利用滾壓加工使該外殼的閥座部的表面積Sb為O. 05cm2、表面粗糙度Ra值為20. Oym,曲率半徑R為200mm ;鎳鉻鐵耐熱耐蝕合金制的膜片，其氣體接觸面的表面積Sa為2. 25cm2。填充后，使隔膜閥與能進(jìn)行真空置換的氣體設(shè)備相連接，利用閥的開閉將氣體封入到隔膜閥內(nèi)，隨后關(guān)閉閥，反復(fù)進(jìn)行3000次的真空置換操作。試驗結(jié)束后，將容器內(nèi)置換為5. OMPaG的氦氣，利用檢漏器測量了泄漏量，為3. 5Xl(T2Pam3/s，是氣密不良。比較例2使隔膜閥與47L的錳鋼制容器相連接，以10. OMPaG的壓力將20% F2/N2氣體填充到該容器內(nèi)，上述隔膜閥包括SUS304制的外殼，利用滾壓加工使該外殼的閥座部的表面積Sb為O. 05cm2、表面粗糙度Ra值為8. O μ m、曲率半徑R為50mm ;鎳鉻鐵耐熱耐蝕合金制的膜片，其氣體接觸面的表面積Sa為2. 25cm2。填充后，使隔膜閥與能進(jìn)行真空置換的氣體設(shè)備相連接，利用閥的開閉將氣體封入到隔膜閥內(nèi)，隨后關(guān)閉閥，反復(fù)進(jìn)行3000次的真空置換操作。試驗結(jié)束后，將容器內(nèi)置換為5. OMPaG的氦氣，利用檢漏器測量了泄漏量，為I. 3 X KT1Pam3Zs，是氣密不良。比較例3
使隔膜閥與47L的錳鋼制容器相連接，以10. OMPaG的壓力將20% F2/N2氣體填充到該容器內(nèi)，上述隔膜閥包括SUS304制的外殼，利用滾壓加工使該外殼的閥座部的表面積Sb為O. 0025cm2、表面粗糙度Ra值為O. 8 μ m、曲率半徑R為200mm ;鎳鉻鐵耐熱耐蝕合金制的膜片，其氣體接觸面的表面積Sa為2. 5cm2。填充后，使隔膜閥與能進(jìn)行真空置換的氣體設(shè)備相連接，利用閥的開閉將氣體封入到隔膜閥內(nèi)，隨后關(guān)閉閥，反復(fù)進(jìn)行3000次的真空置換操作。試驗結(jié)束后，將容器內(nèi)置換為5. OMPaG的氦氣，利用檢漏器測量了泄漏量，為7X 10_8Pam3/s，不能獲得充分的氣密性。比較例4使隔膜閥與47L的錳鋼制容器相連接，以10. OMPaG的壓力將20% F2/N2氣體填充到該容器內(nèi)，上述隔膜閥包括SUS304制的外殼，利用滾壓加工使該外殼的閥座部的表面積Sb為O. 25cm2、表面粗糙度Ra值為8. O μ m、曲率半徑R為200mm ;哈斯特洛伊耐蝕耐熱鎳基合金制的膜片，其氣體接觸面的表面積Sa為2. 25cm2。填充后，使隔膜閥與能進(jìn)行真空置換的氣體設(shè)備相連接，利用閥的開閉將氣體封入到隔膜閥內(nèi)，隨后關(guān)閉閥，反復(fù)進(jìn)行3000
次的真空置換操作。試驗結(jié)束后，將容器內(nèi)置換為5. OMPaG的氦氣，利用檢漏器測量了泄漏量，為2X10_8Pam3/s，不能獲得充分的氣密性。比較例5使隔膜閥與47L的錳鋼制容器相連接，以14. 7MPaG的壓力將20% F2/N2氣體填充到該容器內(nèi)，上述隔膜閥包括SUS304制的外殼，利用滾壓加工使該外殼的閥座部的表面積Sb為O. 4cm2、表面粗糙度Ra值為O. 8 μ m、曲率半徑R為50mm ;鎳鉻鐵耐熱耐蝕合金制的膜片，其氣體接觸面的表面積Sa為2. 25cm2。填充后，使隔膜閥與能進(jìn)行真空置換的氣體設(shè)備相連接，利用閥的開閉將氣體封入到隔膜閥內(nèi)，隨后關(guān)閉閥，反復(fù)進(jìn)行3000次的真空置換操作。試驗結(jié)束后，將容器內(nèi)置換為5. OMPaG的氦氣，利用檢漏器測量了泄漏量，為
I.5 X 10-1PamVs,氣密不良。表I中表示以上的試驗結(jié)果。表I
權(quán)利要求
1.一種直接接觸型隔膜閥，該直接接觸型隔膜閥包括 閥主體，其設(shè)有入口通路和出口通路，鹵素氣體或鹵素化合物氣體在該閥主體內(nèi)部流通； 閥室，其用于與閥主體的入口通路和出口通路相連通； 閥座部，其設(shè)于入口通路的內(nèi)端開口部； 膜片，其設(shè)于閥座部的上方，用于保持閥室內(nèi)的氣密狀態(tài)，并且用于開閉入口通路及出口通路； 閥桿，其用于使膜片的中央部向下方下降； 驅(qū)動部，其用于使閥桿沿上下方向移動， 該直接接觸型隔膜閥的特征在于， 在閥座部與膜片相接觸的接觸面中，閥座部的接觸面的表面粗糙度Ra的值為O.I μ m 10. O μ m， 閥座部的接觸面的曲率半徑R為IOOmm 1000mm， 膜片與閥座部相接觸的接觸面積Sb同膜片的氣體接觸部表面積Sa的面積比率Sb/Sa為 O. 2% 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的直接接觸型隔膜閥，其特征在于， 膜片的縱彈性模量為150GPa 250GPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的直接接觸型隔膜閥，其特征在于， 在閥主體中流通的鹵素氣體為氟氣，該直接接觸型隔膜閥能夠安裝于以氟氣的濃度為20體積％ 100體積％、氟氣壓力為OMPaG 14. 7MPaG的條件填充有氟氣的高壓氣體填充容器上。
4.一種高壓氣體填充容器，其具有權(quán)利要求I 3中任意一項所述的直接接觸型隔膜閥。
全文摘要
本發(fā)明提供一種鹵素氣體或鹵素化合物氣體的填充容器用閥。根據(jù)本發(fā)明，直接接觸型隔膜閥包括閥主體，其設(shè)有入口通路和出口通路；閥室，其用于與閥主體的入口通路和出口通路相連通；閥座部，其設(shè)于入口通路的內(nèi)端開口部；膜片，其設(shè)于閥座部的上方，用于保持閥室內(nèi)的氣密狀態(tài)，并且用于開閉入口通路及出口通路；閥桿，其用于使膜片的中央部向下方下降；驅(qū)動部，其用于使閥桿沿上下方向移動，該直接接觸型隔膜閥的特征在于，在閥座部與膜片相接觸的接觸面中，閥座部的接觸面的表面粗糙度Ra的值為0.1μm～10.0μm，閥座部的接觸面的曲率半徑R為100mm～1000mm，膜片與閥座部相接觸的接觸面積Sb同膜片的氣體接觸部表面積Sa的面積比率Sb/Sa為0.2％～10％。本發(fā)明的閥具有充分的氣密性，可以較佳地用作鹵素氣體或鹵素化合物氣體用的填充容器用閥。
文檔編號F16K7/12GK102884348SQ20118002129
公開日2013年1月16日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者梅崎智典, 田仲健二, 八尾章史, 宮崎達(dá)夫, 毛利勇, 川島忠幸 申請人:中央硝子株式會社