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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Ventileinheit mit einem Durchflussregelventil.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
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Beispielsweise wird bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, Flüssigkristallanzeigegeräten und dergleichen eine Mikrobearbeitung an Substraten durchgeführt. Ventileinheiten werden für die Mikrobearbeitung verwendet, um Verarbeitungsflüssigkeiten wie Ätzmittel oder Fotolackfluid zuzuführen. Als Ventileinheit zum Zuführen einer chemischen Lösung ist eine Ventileinheit bekannt, die ein Durchflussregelventil zum Einstellen der Durchflussrate von Flüssigkeit und ein Rückschlagventil mit einer Rückschlagfunktion umfasst, wie beispielsweise in
JP 7175366 B1 .
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Die Ventileinheit in
JP 7175366 B1 treibt das Durchflussregelventil mit Druckluft an. Die Öffnung des Durchflussregelventil wird mit einem Schraubmechanismus eingestellt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Ventileinheit in
JP 7175366 B1 erfordert die manuelle Arbeit eines Bedieners zur Einstellung des Durchflussregelventils. Die Einstellarbeiten am Durchflussregelventil sind äußerst anspruchsvoll und erfordern hohe Fachkenntnisse und Erfahrung. Um die Einstellung der Ventileinheit zu erleichtern, ist es daher denkbar, die Ventileinheit zu elektrifizieren und das Durchflussregelventil mit einem Schrittmotor anzutreiben.
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Wenn das Durchflussregelventil jedoch elektrifiziert ist, entsteht das Problem, dass die Zufuhr der chemischen Lösung nicht gestoppt werden kann, wenn die Stromzufuhr aus irgendeinem Grund im geöffneten Zustand des Ventils unterbrochen wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben genannten Probleme zu lösen.
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Ein Aspekt der Erfindung ist eine elektrische Ventileinheit, die ein Durchflussregelventil umfasst, wobei das Durchflussregelventil eine erste Ventilkammer, die mit einem Einlassströmungsweg in Verbindung steht, einen ersten Ventilsitz, der in der ersten Ventilkammer ausgebildet ist und eine Öffnung des ersten Strömungswegs umfasst, ein erstes Ventilelement, das dem ersten Ventilsitz zugewandt ist und einen Spalt zwischen dem ersten Ventilelement und dem Ventilsitz bildet, um die Durchflussrate einer chemischen Lösung einzustellen, ein erstes Wellenelement, das in eine zweite Richtung verschoben wird, während es das erste Ventilelement trägt, und einen ersten Motor aufweist, der das erste Wellenelement antreibt, und wobei das erste Wellenelement durch Gasdruck eine Schubkraft in Richtung des ersten Ventilsitzes in der zweiten Richtung erzeugt, wodurch das erste Ventilelement mit dem ersten Ventilsitz in Kontakt gebracht wird.
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Die elektrische Ventileinheit des obigen Aspekts kann die Zufuhr der Lösung stoppen, indem sie das Durchflussregelventil mit dem Gasdruck schließt, wenn die Zufuhr der elektrischen Energie gestoppt wird.
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Die obigen und weitere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als anschauliches Beispiel gezeigt wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Versorgungssystems für chemische Lösungen zeigt.
- 2 ist eine Querschnittsansicht einer elektrischen Ventileinheit von 1.
- 3A ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht eines Durchflussregelventils von 2 und 3B ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht eines Rücksaugventils von 2.
- 4A ist eine Querschnittsansicht des Durchflussregelventils in geöffneter Stellung und 4B ist ein Diagramm, das die Funktionsweise des Durchflussregelventils während der Gasdruckversorgung erläutert.
- 5A ist eine Querschnittsansicht des Durchflussregelventils in geöffneter Position gemäß der zweiten Ausführungsform, und 5B ist ein Diagramm, das die Funktionsweise des Durchflussregelventils von 5A während der Gasdruckversorgung erläutert.
- 6A ist eine Querschnittsansicht des Durchflussregelventils in der offenen Position gemäß der dritten Ausführungsform und 6B ist eine Querschnittsansicht des Durchflussregelventils entlang VIB-VIB von 6A.
- 7 ist ein Diagramm, das die Funktionsweise des Durchflussregelventils von 6A während der Gasdruckversorgung erklärt.
- 8A ist eine Querschnittsansicht des Durchflussregelventils in der offenen Position gemäß der vierten Ausführungsform, und 8B ist eine Querschnittsansicht entlang VIIIB-VIIIB von 8A.
- 9 ist ein Diagramm, das die Funktionsweise des Durchflussregelventils von 8A während der Gasdruckversorgung erklärt.
- 10A ist eine Querschnittsansicht des Durchflussregelventils in der offenen Position gemäß der fünften Ausführungsform, und 10B ist ein Diagramm, das die Funktionsweise des Durchflussregelventils von 10A während der Gasdruckversorgung erläutert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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(Erste Ausführungsform)
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Eine elektrische Ventileinheit 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird in einem Versorgungssystem 12 für chemische Lösungen verwendet, wie in 1 als Beispiel gezeigt. Das dargestellte Versorgungssystem 12 für chemische Lösungen umfasst einen Tank 14 für chemische Lösungen, einen Abscheidetank 16, eine Abgabepumpe 18, die elektrische Ventileinheit 10, eine Düse 20, einen Steuerkreis 21 und eine Gasversorgungsquelle 45.
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Der Tank 14 für chemische Lösungen speichert eine chemische Lösung. Der Tank 14 für chemische Lösungen wird beispielsweise mit Stickstoffgas versorgt, und die chemische Lösung wird durch den Gasdruck in den Abscheidebehälter 16 überführt. Der Abscheidebehälter 16 entfernt Luftblasen aus der chemischen Lösung und speichert eine vorgegebene Menge der chemischen Lösung. Die Dosierpumpe 18 ist mit einer stromabwärts gelegenen Seite des Abscheidebehälters 16 verbunden. Die Dosierpumpe 18 saugt die chemische Lösung aus dem Abscheidebehälter 16 an und leitet die chemische Lösung zur Düse 20. Die elektrische Ventileinheit 10 ist in einem Zufuhrstrompfad 18a für die chemische Lösung vorgesehen, der die Dosierpumpe 18 und die Düse 20 verbindet.
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Die Gasversorgungsquelle 45 umfasst beispielsweise einen Speichertank und ein Ventil, das bei einem Stromausfall geöffnet wird. Wenn die Stromversorgung des Versorgungssystem 12 für chemische Lösungen unterbrochen wird, wird das Ventil der Gasversorgungsquelle 45 geöffnet, um der elektrischen Ventileinheit 10 das im Speichertank gespeicherte Druckgas zuzuführen.
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Der Steuerkreis 21 umfasst beispielsweise einen Prozessor und einen Speicher, der die vom Prozessor ausgeführten Anweisungen speichert. Der Prozessor führt die im Speicher gespeicherten Anweisungen aus und veranlasst dadurch den Steuerkreis 21, den Betrieb jedes Teils des Versorgungssystems 12 für chemische Lösungen und den Betrieb der elektrischen Ventileinheit 10 zu steuern.
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Die elektrische Ventileinheit 10 ist beispielsweise ein Modul, in das ein Durchflussregelventil 22 und ein Rücksaugventil 24 integriert sind. In der elektrischen Ventileinheit 10 regelt das Durchflussregelventil 22 die Zufuhr und das Stoppen der chemischen Lösung und die Durchflussrate der chemischen Lösung. Das Rücksaugventil 24 führt einen Rücksaugvorgang zum Zurücksaugen der chemischen Lösung aus, die an der Spitze der Düse 20 verbleibt, nachdem die Zufuhr der chemischen Lösung gestoppt wurde. Im Versorgungssystem 12 für die chemische Lösung wird eine genaue Einstellung der Zufuhrmenge der chemischen Lösung durch die elektrische Ventileinheit 10 durchgeführt. Die Konfiguration jedes Teils der elektrischen Ventileinheit 10 wird nachstehend beschrieben.
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In der folgenden Beschreibung werden die Begriffe der ersten Richtung und der zweiten Richtung verwendet, um die Positionsbeziehung und den Betrieb jedes Teils der elektrischen Ventileinheit 10 anzugeben, wie in 2 gezeigt. Die erste und die zweite Richtung stehen senkrecht zueinander. Die erste Richtung ist die Richtung, in der ein Einlassanschluss 34 und ein Auslassanschluss 36 der chemischen Lösung angeordnet sind, und stimmt im Allgemeinen mit der Durchflussrichtung der chemischen Lösung überein. Die zweite Richtung ist senkrecht zur ersten Richtung und stimmt im Allgemeinen mit der Verschiebungsrichtung eines ersten Ventilelements 44 überein. Eine der zweiten Richtungen wird auch als nach unten gerichtet, abwärts oder Unterseite bezeichnet, und die andere der zweiten Richtungen wird auch als aufwärts oder nach oben bezeichnet. In dieser Beschreibung bedeuten die Begriffe „oben“ und „unten“ im Wesentlichen die Anordnungsbeziehung oder die Bewegungsrichtung der Elemente innerhalb der elektrischen Ventileinheit 10 und schränken die Anordnungsrichtung der elektrischen Ventileinheit 10 nicht ein.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst die elektrische Ventileinheit 10 einen Hauptkörper 26, der das Durchflussregelventil 22 und das Rücksaugventil 24 aufnimmt, eine Antriebseinheit 32, die einen ersten Motor 28 und einen zweiten Motor 30 aufnimmt, und ein Gasströmungswegelement 33. Das Gasströmungswegelement 33 ist ein plattenartiges Element, das zwischen dem Hauptkörper 26 und der Antriebseinheit 32 angeordnet ist. Das Gasströmungswegelement 33 ist mit einem Gasströmungsweg 33a versehen, der das Strömen von zugeführtem Druckgas ermöglicht, wenn ein Stromausfall auftritt.
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Der Hauptkörper 26 weist die Einlassöffnung 34 und die Auslassöffnung 36 auf, die entlang der ersten Richtung angeordnet sind. Die Einlassöffnung 34 öffnet sich an einem ersten Endabschnitt 26a des Hauptkörpers 26 in der ersten Richtung. Ein Rohr (Schlauch) für chemische Lösungen, der sich von der Spenderpumpe 18 (siehe 1) erstreckt, ist mit der Einlassöffnung 34 verbunden. Die Einlassöffnung 34 leitet die chemische Lösung in die elektrische Ventileinheit 10 ein. Die Auslassöffnung 36 öffnet sich an einem zweiten Endabschnitt 26b des Hauptkörpers 26 in der ersten Richtung. Die Auslassöffnung 36 ermöglicht das Ablassen der chemischen Lösung aus der elektrischen Ventileinheit 10. Ein Chemikalienrohr, das die Düse 20 (siehe 1) und die elektrische Ventileinheit 10 verbindet, ist mit dem Auslassanschluss 36 verbunden.
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Der Hauptkörper 26 weist zwischen dem Einlassanschluss 34 und dem Auslassanschluss 36 das Durchflussregelventil 22 und das Rücksaugventil 24 auf. Das Durchflussregelventil 22 befindet sich neben dem Einlassanschluss 34 und das Rücksaugventil 24 befindet sich neben dem Auslassanschluss 36.
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Wie in 3A dargestellt, weist das Durchflussregelventil 22 eine erste Ventilkammer 38, einen ersten Ventilsitz 40, eine erste Zylinderkammer 42, das erste Ventilelement 44, ein erstes Wellenelement 46 und einen ersten Schraubenmechanismus 48 auf. Die erste Ventilkammer 38 ist im Inneren des Hauptkörpers 26 ausgebildet und befindet sich in der zweiten Richtung in der Nähe eines unteren Endes des Hauptkörpers 26. Ein unterer Endabschnitt der ersten Ventilkammer 38 ist mit einer Öffnung versehen, die mit einem Einlassströmungsweg 54 in Verbindung steht. Der Einlassströmungsweg 54 ist ein Strömungsweg, der sich in einer ersten Richtung von der Einlassöffnung 34 erstreckt und es ermöglicht, dass die Einlassöffnung 34 und die erste Ventilkammer 38 miteinander in Verbindung stehen.
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Der erste Ventilsitz 40 ist in der ersten Ventilkammer 38 vorgesehen. Der erste Ventilsitz 40 hat eine röhrenförmige Form, die sich nach oben und kurz vor dem unteren Ende der ersten Ventilkammer 38 erstreckt. Ein erster Strömungsweg 56 ist in einem zentralen Abschnitt des ersten Ventilsitzes 40 ausgebildet. Eine erste Öffnung 56a des ersten Strömungswegs 56 ist am oberen Ende des ersten Ventilsitzes 40 ausgebildet. Der erste Strömungsweg 56 ist innerhalb des Hauptkörpers 26 L-förmig gebogen und erstreckt sich in der ersten Richtung zur Auslassöffnung 36. Der erste Strömungsweg 56 ermöglicht es der ersten Ventilkammer 38 und einer zweiten Ventilkammer 64 des Rücksaugventils 24, miteinander in Verbindung zu stehen (siehe 2).
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Die erste Zylinderkammer 42 ist oberhalb der ersten Ventilkammer 38 ausgebildet. Die erste Zylinderkammer 42 erstreckt sich in der zweiten Richtung innerhalb des Hauptkörpers 26 und öffnet sich zu einem oberen Abschnitt 26c des Hauptkörpers 26. Die erste Zylinderkammer 42 nimmt das erste Wellenelement 46 in einer Weise auf, die eine Verschiebung in der zweiten Richtung ermöglicht.
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Das Gasströmungswegelement 33 ist auf dem Hauptkörper 26 angeordnet. Das Gasströmungswegelement 33 weist ein erstes Durchgangsloch 33b auf, das mit einem oberen Teil der ersten Zylinderkammer 42 in Verbindung steht. Der Gasströmungsweg 33a des Gasströmungswegelements 33 steht über das erste Durchgangsloch 33b mit der ersten Zylinderkammer 42 in Verbindung.
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Das erste Ventilelement 44 ist zwischen der ersten Ventilkammer 38 und der ersten Zylinderkammer 42 angeordnet. Das erste Ventilelement 44 ist aus einem elastischen Material wie Gummi geformt. Das erste Ventilelement 44 weist einen Schaftabschnitt 44a und eine Membran 44b auf. Der Schaftabschnitt 44a befindet sich an einem zentralen Abschnitt des ersten Ventilelements 44 und erstreckt sich in einer stabartigen Form in der zweiten Richtung. Wenn der Schaftabschnitt 44a nach unten gedrückt wird, kommt er mit dem ersten Ventilsitz 40 in Kontakt, um die erste Öffnung 56a flüssigkeitsdicht zu verschließen. Wenn der Schaftabschnitt 44a und der erste Ventilsitz 40 getrennt werden, fließt die chemische Lösung aus der ersten Ventilkammer 38 in Richtung des ersten Strömungswegs 56 mit einer Strömungsrate, die einem Spalt zwischen dem Schaftabschnitt 44a und dem ersten Ventilsitz 40 entspricht.
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Die Membran 44b bedeckt einen oberen Abschnitt der ersten Ventilkammer 38 und trennt die erste Ventilkammer 38 und die erste Zylinderkammer 42 voneinander. Die Membran 44b verhindert das Austreten der chemischen Lösung in die erste Zylinderkammer 42.
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Das erste Wellenelement 46 trägt das erste Ventilelement 44 und verschiebt das erste Ventilelement 44 in die zweite Richtung. Das erste Wellenelement 46 weist einen ersten Halterabschnitt 46a und einen ersten Kolbenabschnitt 46b auf. Der erste Halterabschnitt 46a befindet sich am unteren Abschnitt des ersten Schaftelements 46 und hält den Schaftabschnitt 44a des ersten Ventilelements 44. Der erste Kolbenabschnitt 46b befindet sich über dem ersten Halterabschnitt 46a und ist mit dem ersten Halterabschnitt 46a verbunden.
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Der erste Kolbenteil 46b steht in luftdichtem Kontakt mit einer Innenwand 42c der ersten Zylinderkammer 42 und gleitet auf der Innenwand 42c der ersten Zylinderkammer 42. Der erste Kolbenteil 46b unterteilt die erste Zylinderkammer 42 in eine erste leere Kammer 42a auf einer oberen Seite und eine zweite leere Kammer 42b auf einer unteren Seite. Die erste leere Kammer 42a steht mit dem Gasströmungsweg 33a in Verbindung, und die zweite leere Kammer 42b ist über einen Belüftungsweg (nicht dargestellt) zur Umgebung hin offen.
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Der erste Kolbenabschnitt 46b weist an seinem Mittelteil eine erste Aufnahmekammer 46c zur Aufnahme des ersten Schraubmechanismus 48 auf. Die erste Aufnahmekammer 46c ist eine leere Kammer mit einer im Wesentlichen zylindrischen Form. Eine obere Endwand 46d ist an einem oberen Ende der ersten Aufnahmekammer 46c ausgebildet, und eine untere Endwand 46e ist an einem unteren Ende davon ausgebildet. Die Oberflächen der oberen Endwand 46d und der unteren Endwand 46e sind glatt gestaltet.
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Der erste Schraubmechanismus 48 weist einen Innengewindeabschnitt 58 und eine Gewindestange 60 auf. Der Innengewindeabschnitt 58 ist aus einem elastisch verformbaren Element geformt und zylindrisch. Ein innerer Umfangsabschnitt 58c des weiblichen Schraubabschnitts 58 ist mit einer Schraubennut versehen und greift in ein Schraubengewinde ein, das auf einer äußeren Umfangsfläche 60a der Gewindestange 60 ausgebildet ist. Der weibliche Schraubabschnitt 58 wandelt die Drehverschiebung der Gewindestange 60 in eine lineare Verschiebung in der zweiten Richtung um und verschiebt den ersten Kolbenabschnitt 46b in der zweiten Richtung.
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Ein oberer Endabschnitt 58a des weiblichen Schraubenteils 58 steht in Kontakt mit der oberen Endwand 46d der ersten Aufnahmekammer 46c. Der obere Endabschnitt 58a ist relativ zur oberen Endwand 46d radial verschiebbar. Ein unterer Endabschnitt 58b des Innengewindeabschnitts 58 steht in Kontakt mit der unteren Endwand 46e der ersten Aufnahmekammer 46c. Der untere Endabschnitt 58b ist radial verschiebbar in Bezug auf die untere Endwand 46e. Wenn auf den ersten Kolbenabschnitt 46b eine Schubkraft in der zweiten Richtung ausgeübt wird, dehnt sich der Innengewindeabschnitt 58 im Durchmesser so aus, dass die Schraubennut des inneren Umfangsabschnitts 58c auf dem Schraubengewinde der Gewindestange 60 gleitet, die später beschrieben wird. Die erste Aufnahmekammer 46c ermöglicht es dem Innengewindeabschnitt 58, sich im Durchmesser auszudehnen. Der weibliche Schraubenteil 58 wird durch den Druck des ersten Kolbenabschnitts 46b verschoben, so dass er in die zweite Richtung in Bezug auf die Gewindestange 60 gleitet, und wird zusammen mit dem ersten Kolbenabschnitt 46b in die zweite Richtung nach unten verschoben. Das heißt, wenn das Durchflussregelventil 22 der vorliegenden Ausführungsform mit dem Gasdruck in der ersten freien Kammer 42a, die sich über dem ersten Kolbenabschnitt 46b befindet, versorgt wird, gleitet der erste Schraubenmechanismus 48 in die zweite Richtung, wodurch das erste Wellenelement 46 und der erste Motor 28 (siehe 2) entkoppelt werden.
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Wie in 2 gezeigt, erstreckt sich die Gewindestange 60 in der zweiten Richtung nach oben. Der obere Abschnitt der Gewindestange 60 verläuft durch das erste Durchgangsloch 33b des Gasströmungswegelements 33 und ist mit der Drehwelle 28a des ersten Motors 28 verbunden. Die Gewindestange 60 dreht sich mit der Drehwelle 28a integral.
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Der erste Motor 28 ist beispielsweise ein Schrittmotor und dreht sich mit einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen und einer vorgegebenen Drehzahl auf der Grundlage eines Steuersignals. Der erste Motor 28 ist in der Antriebseinheit 32 untergebracht.
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Wie in 3B gezeigt, weist das Rücksaugventil 24 eine zweite Ventilkammer 64, eine zweite Zylinderkammer 66, ein zweites Ventilelement 68, ein zweites Wellenelement 70 und einen zweiten Schraubenmechanismus 72 auf. Die zweite Ventilkammer 64 befindet sich unterhalb des Hauptkörpers 26. Die zweite Ventilkammer 64 ist mit einer Öffnung versehen, die mit dem ersten Strömungsweg 56 in Verbindung steht, und mit einer Öffnung, die mit einem Auslassströmungsweg 76 in Verbindung steht. Die zweite Ventilkammer 64 steht über den ersten Strömungsweg 56 mit der ersten Ventilkammer 38 in Verbindung. Die zweite Ventilkammer 64 steht auch über einen Auslassströmungsweg 76 mit der Auslassöffnung 36 in Verbindung.
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Die zweite Zylinderkammer 66 ist oberhalb der zweiten Ventilkammer 64 ausgebildet. Die zweite Zylinderkammer 66 erstreckt sich in die zweite Richtung. Ein oberer Abschnitt der zweiten Zylinderkammer 66 steht mit dem zweiten Durchgangsloch 33c des Gasströmungswegelements 33 in Verbindung.
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Das zweite Ventilelement 68 ist zwischen der zweiten Ventilkammer 64 und der zweiten Zylinderkammer 66 angeordnet. Das zweite Ventilelement 68 weist einen zweiten Schaftabschnitt 68a und eine zweite Membran 68b auf. Der zweite Schaftabschnitt 68a befindet sich in einem zentralen Abschnitt des zweiten Ventilelements 68. Das zweite Ventilelement 68 erstreckt sich in einer stabähnlichen Form in der zweiten Richtung und ist an seinem oberen Abschnitt mit dem zweiten Wellenelement 70 verbunden. Die zweite Membran 68b besteht aus einer flexiblen Membran und trennt die zweite Ventilkammer 64 und die zweite Zylinderkammer 66 flüssigkeits- und luftdicht voneinander.
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Das zweite Wellenelement 70 weist einen Halterabschnitt 70a zum Halten des zweiten Schaftabschnitts 68a und einen zweiten Kolbenabschnitt 70b auf, der in der zweiten Zylinderkammer 66 gleitet. Der Halterabschnitt 70a ist integral mit dem zweiten Kolbenabschnitt 70b verbunden und wird mit dem zweiten Kolbenabschnitt 70b integral verschoben. In dieser Ausführungsform unterteilt der zweite Kolbenabschnitt 70b die zweite Zylinderkammer 66 in eine dritte freie Kammer 66a auf einer oberen Seite und eine vierte freie Kammer 66b auf einer unteren Seite. Die dritte freie Kammer 66a steht über das zweite Durchgangsloch 33c mit dem Gasströmungsweg 33a in Verbindung. Die vierte freie Kammer 66b ist durch ein Entlüftungsloch (nicht dargestellt) zur Umgebung hin geöffnet.
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In einem zentralen Abschnitt des zweiten Kolbenabschnitts 70b ist ein Schraubenloch 70c ausgebildet, das einen Teil des zweiten Schraubenmechanismus 72 bildet. Auf der inneren Umfangsfläche des Schraubenlochs 70c ist eine Schraubennut ausgebildet. In das Schraubenloch 70c ist eine zweite Gewindestange 78 eingesetzt, die einen weiteren Teil des zweiten Schraubenmechanismus 72 bildet. Die zweite Gewindestange 78 ist mit einem Schraubengewinde versehen und greift in das Schraubenloch 70c ein. Die zweite Gewindestange 78 erstreckt sich in die zweite Richtung. Wie in 2 dargestellt, ist der obere Teil der zweiten Schraubenstange 78 mit der Drehwelle 30a des zweiten Motors 30 verbunden.
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Der zweite Motor 30 ist beispielsweise ein Schrittmotor und führt einen Rücksaugvorgang durch Anheben und Absenken des zweiten Ventilelements 68 unter einem vorgegebenen Steuersignal aus.
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Die elektrische Ventileinheit 10 der vorliegenden Ausführungsform ist wie oben beschrieben konfiguriert. Der Betrieb der elektrischen Ventileinheit 10 wird nachstehend beschrieben.
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Im Anfangszustand der elektrischen Ventileinheit 10, wie in 3A gezeigt, steht das erste Ventilelement 44 des Durchflussregelventils 22 in Kontakt mit dem ersten Ventilsitz 40 und verschließt die erste Öffnung 56a des ersten Durchflusswegs 56. Daher verhindert die elektrische Ventileinheit 10 im Anfangszustand den Durchfluss der chemischen Lösung.
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Das Durchflussregelventil 22 wechselt von einem in 3A gezeigten Anfangszustand (geschlossener Ventilzustand) in einen in 4A gezeigten Ventilöffnungszustand zum Zuführen der chemischen Lösung auf der Grundlage eines Steuersignals der Steuereinheit. Zu diesem Zeitpunkt dreht sich der erste Motor 28 (siehe 2) um einen vorbestimmten Drehwinkel, wodurch das erste Ventilelement 44 vom ersten Ventilsitz 40 getrennt wird. Somit lässt die elektrische Ventileinheit 10 die chemische Lösung mit einer Durchflussrate, die dem Spalt zwischen dem ersten Ventilelement 44 und dem ersten Ventilsitz 40 entspricht, in Richtung der Düse 20 strömen.
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Wenn die Zufuhr der vorbestimmten Menge der chemischen Lösung abgeschlossen ist, verschiebt die elektrische Ventileinheit 10 das Durchflussregelventil 22 in den in 3A gezeigten geschlossenen Ventilzustand, basierend auf dem Steuersignal der Steuerung. Danach führt die elektrische Ventileinheit 10 einen Rücksaugvorgang durch. Der Rücksaugvorgang wird durch Drehen des zweiten Motors 30 des Rücksaugventils 24 in 2 durchgeführt, um das zweite Ventilelement 68 in eine Richtung zu verschieben, in der es nach oben gezogen wird. Wenn das zweite Ventilelement 68 nach oben gezogen wird, vergrößert sich das Volumen der zweiten Ventilkammer 64 und die in der Düse 20 (siehe 1) verbleibende chemische Lösung wird in das Rücksaugventil 24 gezogen (gesaugt). Dadurch wird ein Tropfen der chemischen Lösung an der Düse 20 und eine Partikelbildung aufgrund des Austrocknens der chemischen Lösung an der Düse 20 verhindert.
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Dann schaltet die elektrische Ventileinheit 10 auf die Zufuhr der nächsten chemischen Lösung um, und das Durchflussregelventil 22 führt einen Ventilöffnungsvorgang aus. Zu diesem Zeitpunkt wird das zweite Ventilelement 68 des Rücksaugventils 24 in die Ausgangsposition zurückgeführt. Danach wiederholt die elektrische Ventileinheit 10 den Öffnungs-/Schließvorgang des Durchflussregelventils 22 und den Rücksaugvorgang des Rücksaugventils 24, um wiederholt den Zuführvorgang der chemischen Lösung durchzuführen.
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Als Nächstes wird der Betrieb der elektrischen Ventileinheit 10 in dem Fall beschrieben, dass ein Stromausfall im geöffneten Zustand des Ventils auftritt.
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Wenn ein Stromausfall im geöffneten Zustand des Ventils gemäß 4A auftritt, wird die Zufuhr des Antriebsstroms zum ersten Motor 28 gemäß 2 unterbrochen. Daher kann das erste Ventilelement 44 während eines Stromausfalls nicht durch den ersten Motor 28 in die geschlossene Position verschoben werden. In diesem Fall wird das Ventil der Gasversorgungsquelle 45 in 1 geöffnet und komprimiertes Gas, beispielsweise Stickstoffgas, wird von dem Speichertank zu der elektrischen Ventileinheit 10 zugeführt. Das komprimierte Gas strömt in die erste freie Kammer 42a der ersten Zylinderkammer 42 über den Gasströmungsweg 33a in 4B.
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Wie in 4B gezeigt, wird, wenn der Gasdruck (komprimiertes Gas) der ersten freien Kammer 42a oberhalb des ersten Kolbenteils 46b zugeführt wird, der Druck in der ersten freien Kammer 42a größer als der Druck in der zweiten freien Kammer 42b. Dadurch wird eine Abwärtskraft auf den ersten Kolbenabschnitt 46b (erstes Wellenelement 46) erzeugt. Dieser Schub wird auf den Eingriffsbereich zwischen der Schraubennut des Innengewindes 58 und dem Schraubengewinde der Gewindestange 60 ausgeübt. Wenn ein Schub ausgeübt wird, der größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, dehnt sich der innere Umfangsbereich 58c des Innengewindes 58 im Durchmesser so aus, dass die Schraubennut auf dem Schraubengewinde der Gewindestange 60 gleitet. Dadurch wird der Innengewindeabschnitt 58 so verschoben, dass er in der zweiten Richtung in Bezug auf die Gewindestange 60 gleitet, und wird zusammen mit dem ersten Kolbenabschnitt 46b in der zweiten Richtung nach unten verschoben.
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Danach wird das erste Ventilelement 44 zusammen mit dem ersten Wellenelement 46 nach unten verschoben, und das erste Ventilelement 44 kommt mit dem ersten Ventilsitz 40 in Kontakt, um den ersten Strömungsweg 56 zu schließen. Daher kann die elektrische Ventileinheit 10 die Zufuhr der chemischen Lösung stoppen, wenn ein Stromausfall auftritt.
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(Zweite Ausführung)
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Wie in 5A dargestellt, unterscheidet sich das Durchflussregelventil 22A gemäß der vorliegenden Ausführung von dem Durchflussregelventil 22 (3A) der ersten Ausführung durch ein erstes Wellenelement 46A und einen Innengewindeabschnitt 58A. Das Durchflussregelventil 22A wird nachstehend detailliert beschrieben, aber den gleichen Bauteilen in der Konfiguration des Durchflussregelventils 22A werden die gleichen Referenznummern zugewiesen wie denen in der Konfiguration des Durchflussregelventils 22, das unter Bezugnahme auf die 2 und 3A beschrieben wird, und die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
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Wie in 5A gezeigt, weist in dem Durchflussregelventil 22A der vorliegenden Ausführungsform das erste Wellenelement 46A eine Belüftungsöffnung 46f auf, die es ermöglicht, dass sich die erste Aufnahmekammer 46c zur Umgebung hin öffnet. Die Belüftungsöffnung 46f befindet sich in der Nähe des äußeren Umfangsbereichs der ersten Aufnahmekammer 46c und erstreckt sich in der zweiten Richtung, wie in der Figur gezeigt. Die Belüftungsöffnung 46f ermöglicht es der ersten Aufnahmekammer 46c und der zweiten freien Kammer 42b, miteinander zu kommunizieren. Die zweite freie Kammer 42b ist über einen Belüftungsweg (nicht dargestellt) mit der Umgebung verbunden. Dementsprechend ist die erste Aufnahmekammer 46c über die zweite freie Kammer 42b mit der Umgebung verbunden.
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Ein weiblicher Schraubenteil 58A der vorliegenden Ausführungsform weist ein erstes Dichtungselement 59a und ein zweites Dichtungselement 59b auf. Das erste Dichtungselement 59a ist am oberen Endabschnitt 58a des weiblichen Schraubenteils 58A vorgesehen. Das erste Dichtungselement 59a ist beispielsweise aus einem O-Ring oder dergleichen geformt und dichtet den Spalt zwischen der oberen Endwand 46d und dem oberen Endabschnitt 58a des Innengewindeabschnitts 58A luftdicht ab. Das zweite Dichtungselement 59b ist am unteren Endabschnitt 58b des Innengewindeabschnitts 58A vorgesehen. Das zweite Dichtungselement 59b ist beispielsweise aus einem O-Ring oder dergleichen geformt und dichtet den Spalt zwischen der unteren Endwand 46e und dem unteren Endabschnitt 58b des Innengewindeabschnitts 58A luftdicht ab.
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Das Durchflussregelventil 22A der vorliegenden Ausführungsform, das wie oben beschrieben konfiguriert ist, funktioniert wie folgt, wenn ein Stromausfall auftritt.
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Wenn bei einem Stromausfall Druckgas durch den Gasströmungsweg 33a zugeführt wird, steigt der Druck in der ersten freien Kammer 42a. Ein Teil des Druckgases tritt durch den Spalt zwischen der Gewindestange 60 und dem inneren Umfangsabschnitt 58c des Innengewindeabschnitts 58A in den inneren Umfangsabschnitt 58c des Innengewindeabschnitts 58A ein. Wie in 5B dargestellt, wird der Innengewindeabschnitt 58A infolgedessen verformt, um sich unter dem Gasdruck des komprimierten Gases radial nach außen zu spreizen, und der innere Umfangsabschnitt 58c des Innengewindeabschnitts 58A wird von der äußeren Umfangsfläche 60a der Gewindestange 60 getrennt. Somit sind das erste Wellenelement 46A und der erste Motor 28 (siehe 2) entkoppelt und somit kann das erste Wellenelement 46A in die zweite Richtung verschoben werden. Danach wird das erste Wellenelement 46A durch den Druckunterschied zwischen der ersten leeren Kammer 42a, in die die Druckluft eingeleitet wird, und der zweiten leeren Kammer 42b, die sich zur Atmosphäre hin öffnet, nach unten verschoben, wodurch das erste Ventilelement 44 mit dem ersten Ventilsitz 40 in Kontakt gebracht wird.
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Wie oben beschrieben, kann das Durchflussregelventil 22A der vorliegenden Ausführungsform auch die Flüssigkeitszufuhr stoppen, wenn ein Stromausfall auftritt.
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(Dritte Ausführungsform)
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Ein Durchflussregelventil 22B der vorliegenden Ausführungsform, das in 6A dargestellt ist, unterscheidet sich in einem Innengewindeabschnitt 58B von dem Durchflussregelventil 22 (3A). Das Durchflussregelventil 22B wird nachstehend ausführlich beschrieben, aber den gleichen Bauteilen in der Konfiguration des Durchflussregelventils 22B sind die gleichen Bezugszeichen zugewiesen wie denjenigen in der Konfiguration des Durchflussregelventils 22, das unter Bezugnahme auf die 2 und 3A beschrieben ist, und die ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen.
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Wie in 6B gezeigt, umfasst der Innengewindeabschnitt 58B der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Blöcken 58d, die in Umfangsrichtung in eine Vielzahl von Teilen unterteilt sind, sowie elastische Elemente 61. Jeder Block 58d ist, von oben gesehen, fächerartig geformt und weist in seinem inneren Umfangsbereich 58c eine Schraubennut auf, wie in der FIG. dargestellt. Der Block 58d ist so angeordnet, dass der innere Umfangsbereich 58c der äußeren Umfangsfläche 60a der Gewindestange 60 zugewandt ist. Der Block 58d ist in der ersten Aufnahmekammer 46c des ersten Kolbenabschnitts 46b untergebracht. Jeder Block 58d kann in radialer Richtung verschoben werden, während er von der oberen Endwand 46d und der unteren Endwand 46e der ersten Aufnahmekammer 46c geführt wird, wie in 6A dargestellt.
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Das elastische Element 61 kann beispielsweise aus einer Schraubenfeder bestehen. Das elastische Element 61 ist zwischen dem Außenumfang des Blocks 58d und der Seitenwand der ersten Aufnahmekammer 46c angeordnet. Das elastische Element 61 drückt den Block 58d mit seiner Federkraft in Richtung der Gewindestange 60. Die Schraubennut des Blocks 58d ist mit dem Gewinde der Gewindestange 60 in Eingriff, wenn kein Gasdruck an die erste freie Kammer 42a angelegt wird. Der aus mehreren Blöcken 58d gebildete weibliche Schraubenteil 58B ist mit der Gewindestange 60 in Eingriff, um die Drehverschiebung des ersten Motors 28 (siehe 2) in eine lineare Verschiebung umzuwandeln, wodurch das erste Wellenelement 46 in die zweite Richtung verschoben wird.
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Das Durchflussregelventil 22B der vorliegenden Ausführungsform, das wie oben beschrieben konfiguriert ist, funktioniert wie folgt, wenn ein Stromausfall auftritt.
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Bei einem Stromausfall wird Druckgas durch den Gasströmungsweg 33a der ersten freien Kammer 42a zugeführt. Wie in 7 dargestellt, wird aufgrund der Druckdifferenz zwischen der ersten freien Kammer 42a und der zweiten freien Kammer 42b ein Abwärtsschub auf das erste Wellenelement 46 erzeugt. Wenn eine Schubkraft mit einer vorbestimmten Größe oder mehr erzeugt wird, versucht die Schraubennut des Blocks 58d, über das Gewinde der Gewindestange 60 zu gleiten, und der Block 58d wird gegen die elastische Kraft des elastischen Elements 61 radial nach außen verschoben. Dadurch ist der weibliche Schraubenteil 58B verschiebbar und rutscht in der zweiten Richtung in Bezug auf die Gewindestange 60. Das heißt, das erste Wellenelement 46 und der erste Motor 28 werden entkoppelt.
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Dann wird das erste Wellenelement 46 nach unten verschoben und das erste Ventilelement 44, das von dem ersten Wellenelement 46 getragen wird, wird in Kontakt mit dem ersten Ventilsitz 40 gebracht, wodurch der erste Strömungsweg 56 geschlossen wird. Daher kann das Durchflussregelventil 22B der vorliegenden Ausführungsform den Fluss der chemischen Lösung blockieren, selbst wenn ein Stromausfall auftritt.
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(Vierte Ausführungsform)
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Ein Durchflussregelventil 22C der vorliegenden Ausführungsform, das in 8A gezeigt ist, unterscheidet sich von dem Durchflussregelventil 22 (3A) durch ein erstes Wellenelement 46C und einen Innengewindeabschnitt 58C. Das Durchflussregelventil 22C wird nachstehend detailliert beschrieben, aber den gleichen Bauteilen in der Konfiguration des Durchflussregelventils 22C werden die gleichen Bezugszeichen zugewiesen wie denen in der Konfiguration des Durchflussregelventils 22, das unter Bezugnahme auf die 2 und 3A beschrieben wird, und die detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
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Wie in 8B gezeigt, weist das erste Wellenelement 46C eine Vielzahl von unterteilten Aufnahmekammern 46g auf, die in Umfangsrichtung unterteilt sind. Die unterteilten Aufnahmekammern 46g sind in Umfangsrichtung in gleichen Abständen angeordnet. In dem dargestellten Beispiel sind die geteilten Aufnahmekammern 46g in 90°-Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet. Jede der geteilten Aufnahmekammern 46g erstreckt sich in der radialen Richtung des ersten Wellenelements 46C. Wie in 8A gezeigt, ist die Belüftungsöffnung 46f unterhalb der geteilten Aufnahmekammer 46g vorgesehen. Die Belüftungsöffnung 46f befindet sich am äußeren Umfangsabschnitt der geteilten Aufnahmekammer 46g und ermöglicht eine Verbindung zwischen der geteilten Aufnahmekammer 46g und der zweiten freien Kammer 42b. Daher öffnet sich der äußere Umfangsabschnitt der geteilten Aufnahmekammer 46g über die zweite freie Kammer 42b zur Umgebung.
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Der weibliche Schraubenteil 58C umfasst eine Vielzahl von Blöcken 58e und eine Vielzahl von elastischen Elementen 61C. In dem dargestellten Beispiel weist der weibliche Schraubenteil 58C vier Blöcke 58e auf. Jeder Block 58e ist in der unterteilten Aufnahmekammer 46g untergebracht. Der Block 58e weist um seinen Umfang herum ein Dichtungselement 63 auf. Das Dichtungselement 63 schließt den Spalt zwischen der geteilten Aufnahmekammer 46g und dem Block 58e luftdicht ab. Der Block 58e ist wie ein Kolben radial entlang der geteilten Aufnahmekammer 46g beweglich. Am inneren Umfangsteil 58c des Blocks 58e ist eine Schraubennut ausgebildet.
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Das elastische Element 61C ist am äußeren Umfangsbereich des Blocks 58e angeordnet. Das elastische Element 61C drückt den Block 58e mit seiner elastischen Kraft in Richtung der Gewindestange 60, die sich auf der Innenseite befindet. Die Schraubennut am inneren Umfangsabschnitt 58c des Blocks 58e steht in einem Normalzustand, in dem kein Gasdruck zugeführt wird, durch die Vorspannkraft des elastischen Elements 61C in Eingriff mit dem Schraubengewinde an der äußeren Umfangsfläche 60a der Gewindestange 60.
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Das Durchflussregelventil 22C der vorliegenden Ausführungsform, das wie oben beschrieben konfiguriert ist, funktioniert wie folgt, wenn ein Stromausfall auftritt.
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Wenn ein Stromausfall auftritt, wird Druckgas durch den Gasströmungsweg 33a der ersten freien Kammer 42a zugeführt. Wie in 9 dargestellt, strömt das komprimierte Gas zum inneren Umfangsbereich 58c des Blocks 58e. Aufgrund des Druckunterschieds zwischen der ersten freien Kammer 42a und dem äußeren Umfangsbereich (offen zur Umgebung) der geteilten Aufnahmekammer 46g wird am Block 58e ein radial nach außen gerichteter Schub erzeugt. Wenn der Schub eine vorgegebene Größe überschreitet, wird der Block 58e gegen die elastische Kraft des elastischen Elements 61C radial nach außen verschoben und der innere Umfangsabschnitt 58c des Blocks 58e wird von der äußeren Umfangsfläche 60a der Gewindestange 60 getrennt. Dadurch werden das erste Wellenelement 46C und der erste Motor 28 entkoppelt.
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Dann wird das erste Wellenelement 46C nach unten verschoben und das erste Ventilelement 44, das von dem ersten Wellenelement 46C getragen wird, wird in Kontakt mit dem ersten Ventilsitz 40 gebracht, wodurch der erste Strömungsweg 56 geschlossen wird. Daher kann das Durchflussregelventil 22C der vorliegenden Ausführungsform den Fluss der chemischen Lösung blockieren, selbst wenn ein Stromausfall auftritt.
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(Fünfte Ausführungsform)
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Ein Durchflussregelventil 22D der vorliegenden Ausführungsform, das in 10A gezeigt ist, unterscheidet sich von dem Durchflussregelventil 22 von 3A durch ein erstes Wellenelement 46D und einen Innengewindeabschnitt 58D. Das Durchflussregelventil 22D wird nachstehend ausführlich beschrieben, aber den gleichen Bauteilen in der Konfiguration des Durchflussregelventils 22D werden die gleichen Bezugszeichen zugewiesen wie denen in der Konfiguration des Durchflussregelventils 22, das unter Bezugnahme auf die 2 und 3A beschrieben wird, und die ausführliche Beschreibung davon wird weggelassen.
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Wie in 10A gezeigt, umfasst das erste Wellenelement 46D einen ersten Kolbenabschnitt 80. In dem dargestellten Beispiel ist der erste Kolbenteil 80 mit dem ersten Halterabschnitt 46a (siehe 3A) integriert, der das erste Ventilelement 44 hält. Der erste Kolbenabschnitt 80 kann als separater Körper mit einem Teil, der das erste Ventilelement 44 trägt, und einem Teil, der die erste freie Kammer 42a und die zweite freie Kammer 42b trennt, ausgebildet sein. Der erste Kolbenabschnitt 80 ist innerhalb der ersten Zylinderkammer 42 angeordnet und unterteilt die erste Zylinderkammer 42 auf luftdichte Weise in eine obere erste freie Kammer 42a und eine untere zweite freie Kammer 42b. Durch die Druckdifferenz zwischen der ersten freien Kammer 42a und der zweiten freien Kammer 42b wird auf den ersten Kolbenabschnitt 80 eine Schubkraft in der zweiten Richtung ausgeübt.
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Der erste Kolbenabschnitt 80 weist an seinem oberen Teil 80a ein Eingriffsstück 82 auf, das entlang der zweiten Richtung nach oben vorsteht. Das Eingriffsstück 82 ist stabförmig mit einem konstanten Außendurchmesser ausgebildet. Am oberen Endteil des Eingriffsstücks 82 ist ein Abschnitt 82a mit erweitertem Durchmesser ausgebildet, dessen Außendurchmesser größer ist als der der anderen Abschnitte. Das Eingriffsstück 82 ist in einem Eingriffsabschnitt 84 des Innengewindeabschnitts 58D untergebracht, der später beschrieben wird.
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Der Innengewindeabschnitt 58D ist zylindrisch geformt. Der Innengewindeabschnitt 58D weist in seinem Mittelabschnitt einen Innenumfangsabschnitt 58c auf, auf dem eine Schraubennut ausgebildet ist, die mit der Gewindestange 60 in Eingriff gebracht wird. Der Außendurchmesser des Innengewindeabschnitts 58D kann kleiner sein als der Außendurchmesser des ersten Kolbenabschnitts 80, und der Außenumfangsabschnitt des Innengewindeabschnitts 58D kann von der Innenwand 42c der ersten Zylinderkammer 42 getrennt sein. Der Innengewindeabschnitt 58D weist an einem unteren Abschnitt eine Vielzahl von Eingriffsabschnitten 84 auf. Der Eingriffsabschnitt 84 weist ein Loch auf, das sich in die zweite Richtung erstreckt und das Eingriffsstück 82 aufnimmt, das sich von dem ersten Kolbenabschnitt 80 erstreckt. Der Innendurchmesser des Eingriffsabschnitts 84 ist größer als der Außendurchmesser des Eingriffsstücks 82. Der Eingriffsabschnitt 84 weist an einer vorbestimmten Position einen ringförmigen Vorsprung 84a auf, der nach innen vorsteht. Der Innendurchmesser des ringförmigen Vorsprungs 84a ist kleiner als der Außendurchmesser des Abschnitts 82a mit erweitertem Durchmesser des Eingriffsstücks 82. Im Anfangszustand befindet sich der erweiterte Durchmesserabschnitt 82a des Eingriffsstücks 82 auf dem ringförmigen Vorsprung 84a und wird von diesem erfasst. Somit bleiben der Innengewindeabschnitt 58D und der erste Kolbenabschnitt 80 in einem verbundenen Zustand.
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Das Durchflussregelventil 22D der vorliegenden Ausführungsform, das wie oben beschrieben konfiguriert ist, funktioniert wie folgt, wenn ein Stromausfall auftritt.
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Wie in 10B gezeigt, wird bei einem Stromausfall Druckgas durch den Gasströmungsweg 33a der ersten freien Kammer 42a zugeführt und es wird eine Druckdifferenz zwischen der ersten freien Kammer 42a und der zweiten freien Kammer 42b erzeugt. Der erste Kolbenteil 80 erzeugt durch die Druckdifferenz zwischen der ersten freien Kammer 42a und der zweiten freien Kammer 42b einen Abwärtsschub. Wenn der Schub des ersten Kolbenabschnitts 80 einen vorgegebenen Wert überschreitet, gleitet der erweiterte Durchmesserteil 82a des Eingriffsstücks 82 über den ringförmigen Vorsprung 84a des Eingriffsstücks 84, wie in der FIG. dargestellt, und der Innengewindeteil 58D und der erste Kolbenabschnitt 80 werden entkoppelt.
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Danach wird der erste Kolbenabschnitt 80 nach unten verschoben und drückt das erste Ventilelement 44 nach unten. Dadurch kommt das erste Ventilelement 44 mit dem ersten Ventilsitz 40 in Kontakt, um den ersten Durchflussweg 56 zu schließen. Wie oben beschrieben, kann das Durchflussregelventil 22D der vorliegenden Ausführungsform die Zufuhr der chemischen Lösung stoppen, wenn ein Stromausfall auftritt.
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Obwohl die obige Beschreibung unter Bezugnahme auf das Beispiel gegeben wurde, bei dem das Eingriffsstück 82 aus dem ersten Kolbenabschnitt 80 herausragt, ist die vorliegende Ausführungsform nicht darauf beschränkt. Das Eingriffsstück 82 kann so konfiguriert sein, dass es von dem Innengewindeteil 58D nach unten in Richtung des ersten Kolbenabschnitts 80 vorsteht. Das Eingriffsstück 82 kann separat von dem Innengewindeteil 58D und dem ersten Kolbenabschnitt 80 ausgebildet sein.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obige Offenbarung beschränkt, und es können verschiedene Konfigurationen übernommen werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgenden ergänzenden Anmerkungen werden in Bezug auf die obige Offenbarung weiter offenbart.
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(Ergänzende Anmerkung 1)
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Ein Aspekt der obigen Erfindung ist eine elektrische Ventileinheit (10), die ein Durchflussregelventil (22, 22A, 22B, 22C, 22D) umfasst, wobei das Durchflussregelventil (22, 22A, 22B, 22C, 22D) eine erste Ventilkammer (38), die mit einem Einlassströmungsweg (54) in Verbindung steht, einen ersten Ventilsitz (40), der in der ersten Ventilkammer (38) ausgebildet ist und eine Öffnung (56a) eines ersten Strömungswegs (56) umfasst, ein erstes Ventilelement (44), das dem ersten Ventilsitz (40) zugewandt ist und einen Spalt zwischen dem ersten Ventilelement (44) und dem ersten Ventilsitz bildet, um eine Durchflussrate einer chemischen Lösung einzustellen, und ein erstes Wellenelement (46, 46A, 46B, 46C, 46D), das in eine zweite Richtung verschoben wird, während es das erste Ventilelement (44) trägt, und einen ersten Motor (28) aufweist, der das erste Wellenelement (46, 46A, 46B, 46C, 46D) antreibt, und wobei das erste Wellenelement (46, 46A, 46B, 46C, 46D) durch Gasdruck eine Schubkraft in Richtung des ersten Ventilsitzes (40) in der zweiten Richtung erzeugt, wodurch das erste Ventilelement (44) mit dem ersten Ventilsitz (40) in Kontakt gebracht wird.
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Die oben beschriebene elektrische Ventileinheit kann die Zufuhr der chemischen Lösung stoppen, indem das erste Ventilelement durch den Gasdruck in die geschlossene Position verschoben wird, selbst wenn ein Stromausfall auftritt.
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(Ergänzende Anmerkung 2)
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Die in der ergänzenden Anmerkung 1 beschriebene elektrische Ventileinheit (10) kann einen ersten Schraubenmechanismus (48) enthalten, der die Drehverschiebung des ersten Motors (28) in eine lineare Verschiebung in der zweiten Richtung umwandelt, und die ersten Wellenelemente (46, 46A, 46B, 46C, 46D) können über den ersten Schraubenmechanismus (48) mit dem ersten Motor (28) verbunden sein. Im Normalzustand, d. h. ohne Stromausfall, kann eine solche elektrische Ventileinheit das erste Wellenelement mit dem ersten Schraubenmechanismus quantitativ steuern.
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(Ergänzende Anmerkung 3)
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In der in der ergänzenden Anmerkung 2 beschriebenen elektrischen Ventileinheit (10) kann der erste Schraubenmechanismus (48) eine mit dem ersten Motor (28) gekoppelte Gewindestange (60) und einen mit der Gewindestange (60) in Eingriff stehenden Innengewindeabschnitt (58, 58A, 58B, 58C) umfassen, der in der Lage ist, den Durchmesser in der Richtung der Durchmesservergrößerung zu vergrößern. In einer solchen elektrischen Ventileinheit wird der Durchmesser des weiblichen Schraubenteils vergrößert, wodurch die Verschiebung des ersten Wellenelements in die zweite Richtung aufgrund des Gasdrucks ermöglicht wird.
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(Ergänzende Anmerkung 4)
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In der in der ergänzenden Anmerkung 3 beschriebenen elektrischen Ventileinheit (10) können in einem Fall, in dem der Gasdruck angelegt wird, die Innengewindeabschnitte (58, 58B) und die Gewindestange (60) zweite Richtung verschieben, und zwar aufgrund des Schubs der ersten Wellenelemente (46, 46B), wodurch die ersten Wellenelemente (46, 46B) und der erste Motor (28) voneinander entkoppelt werden. Mit einer einfachen Vorrichtungskonfiguration kann diese elektrische Ventileinheit eine Struktur realisieren, die in der Lage ist, die erste Ventilkammer mit Gasdruck zu schließen.
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(Ergänzende Anmerkung 5)
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In der in der ergänzenden Anmerkung 3 beschriebenen elektrischen Ventileinheit (10) kann das erste Wellenelement (46A) eine erste Aufnahmekammer (46c) enthalten, die einen äußeren Umfangsabschnitt des Innengewindeabschnitts (58A) luftdicht aufnimmt, und der Innengewindeabschnitt (58A) kann sich in einem Fall, in dem ein innerer Umfangsabschitt (58c), in dem eine Schraubennut ausgebildet ist, dem Gasdruck ausgesetzt ist, radial nach außen ausdehnen, wodurch das erste Wellenelement (46A) und der erste Motor (28) voneinander entkoppelt werden. Diese elektrische Ventileinheit kann den Innengewindeabschnitt unter Verwendung des Gasdrucks ausdehnen und somit den Eingriffszustand zwischen dem Innengewindeabschnitt und der Gewindestange zuverlässig entkoppeln, wenn ein Stromausfall auftritt.
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(Ergänzende Anmerkung 6)
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In der in der ergänzenden Anmerkung 3 beschriebenen elektrischen Ventileinheit (10) kann der weibliche Schraubenteil (58B) eine Vielzahl von Blöcken (58d), die in einer Umfangsrichtung geteilt sind, und ein elastisches Element (61) enthalten, das die Blöcke (58d) in Richtung der Gewindestange (60) vorspannt, und in einem Fall, in dem der Gasdruck angelegt wird, können die Blöcke (58d) und die Gewindestange (60) aufgrund des Schubs des ersten Wellenelements (46B) in die zweite Richtung gleiten, wodurch das erste Wellenelement (46B) und der erste Motor (28) voneinander entkoppelt werden. Diese elektrische Ventileinheit kann einen stabileren Betrieb ausführen, da die Entkopplung zwischen dem Innengewindeabschnitt und dem ersten Motor durch Einstellen der Vorspannkraft des elastischen Elements eingestellt werden kann.
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(Ergänzende Anmerkung 7)
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In der in der ergänzenden Anmerkung 3 beschriebenen elektrischen Ventileinheit (10) kann der weibliche Schraubenteil (58C) eine Vielzahl von Blöcken (58e) enthalten, die in einer Umfangsrichtung unterteilt sind, und ein elastisches Element (61C), das die Blöcke (58e) in Richtung der Gewindestange (60) vorspannt, wobei das erste Wellenelement (46C) eine unterteilte Aufnahmekammer (46g) enthalten kann, die jeden der Blöcke (58e) in einer radial verschiebbaren und luftdichten Weise aufnimmt, und in einem Fall, in dem der Gasdruck angelegt wird, können die Blöcke (58e) in einer Richtung weg von der Gewindestange (60) gegen die Vorspannkraft des elastischen Elements (61C) verschoben werden, wodurch der Innengewindeabschnitt (58C) das erste Wellenelement (46C) und den ersten Motor (28) voneinander entkoppelt. Diese elektrische Ventileinheit kann einen stabileren Betrieb ausführen, da die Entkopplung zwischen dem Innengewindeabschnitt und dem ersten Motor durch Einstellen der Vorspannkraft des elastischen Elements eingestellt werden kann.
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(Ergänzende Anmerkung 8)
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In der in ergänzenden Anmerkung 2 beschriebenen elektrischen Ventileinheit (10) kann der erste Schraubenmechanismus (48) eine mit dem ersten Motor (28) gekoppelte Gewindestange (60) und einen mit der Gewindestange (60) in Eingriff stehenden Innengewindeabschnitt (58D) umfassen, und das erste Wellenelement (46D) und das Innengewinde (58D) können über ein Eingriffsstück (82) gekoppelt werden, und in einem Fall, in dem der Gasdruck angelegt wird, kann das Eingriffsstück (82) das erste Wellenelement (46D) und das Innengewinde (58D) durch den Schub des ersten Wellenelements (46D) voneinander entkoppeln. Diese elektrische Ventileinheit kann die Entkopplung vom ersten Motor mit einer einfachen Konfiguration einstellen und somit die Herstellungskosten senken.
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(Ergänzende Anmerkung 9)
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Die in der ergänzenden Anmerkung 1 beschriebene elektrische Ventileinheit (10) kann einen Hauptkörper (26) umfassen, der eine erste Zylinderkammer (42) umfasst, die das erste Wellenelement (46, 46A, 46B, 46C, 46D) aufnimmt, das in der zweiten Richtung verschiebbar ist, und ein Gasströmungswegelement (33), das zwischen dem Hauptkörper (26) und dem ersten Motor (28) angeordnet ist und den Gasdruck zu der ersten Zylinderkammer (42) leitet. Die elektrische Ventileinheit kann das erste Wellenelement zuverlässig antreiben, wenn ein Stromausfall auftritt.
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(Ergänzende Anmerkung 10)
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Die in einer der ergänzenden Anmerkungen 1 bis 9 beschriebene elektrische Ventileinheit (10) kann ferner ein Rücksaugventil (24) enthalten, das mit einer stromabwärtigen Seite des Durchflussregelventils (22, 22A, 22B) verbunden ist. Die elektrische Ventileinheit kann die Durchflussmengen-Einstellfunktion und die Rücksaugfunktion für die chemische Lösung kompakt realisieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 7175366 B1 [0002, 0003, 0004]