Brevet FR2569174A1 — publié le 19860221

Distributeur de commande dt'eau avec dispositif d'tactionnement pneumatique. Ltinvention concerne un distributeur de commande dteau actionné pneumatiquement convenant à l'utilisation dans des installations de fabrication de dispositifs à circuits intégrés à semi-conducteur. Il est connu que les installations de fabrication de dispositifs à circuits intégrés nécessi- tent une grande quantité dteau pure dans les processus de nettoyage de pastilles. De lteau pure pour la fabrication de circuits intégrés est préparée par une installation de purifi- cation dteau et fournie à l'installation de fabrication de circuits intégrés par un système de tuyauterie. Le système de tuyauterie forme généralement une boucle fermée qui comprend un premier tuyau principal servant à amener de l'eau pure dtune installation de purifica- tion dteau à une installation de circuits intégrés et un deuxième tuyau principal servant à ramener de lleau pure non utilisée de ltinstallation de circuits inté- grés à ltinstallation de purification dteau, Des dis- tributeurs de commande dteau actionnés par air sont classiquement utilisés en des points dtutilisation du système de tuyauterie pour distribuer de lleau pure à des sections désirées d'tne chaîne de fabrication de circuits intégrés quand le distributeur de commande dleau est dans un état fermé, l'eau pure non utilisée retourne à une installation de purification d'eau pour être purifiée jusqu'au dégré de pureté désiré. Le distributeur classique de commande d'eau contient un soufflet qui empêche l'eau pure de toucher la tige de piston du dispositif d'actionnement à air et qui est formé par exemple de polytétrafluoréthylène. En général, on applique une huile lubrifiante à la surface de la tige de piston pour assurer son mouvement régulier. Un long usage du distributeur de commande dteau entraine parfois une fissure dans le soufflet par suite de fatigue. Pour cette raison, 2 - lthuile de fuite endommage sérieusement l'ensemble du système de tuyauterie à eau pure et altère soudainement la pureté de lteau pure, entraînant un rendement médio- credes dispositifs à circuits intégrés. Etant donné qu'un distributeur de commande d'eau de la technique antérieure muni d'un dispositif dtac- tionnement à air présente un orifice faisant communi- quer l'intérieur du soufflet avec l'atmosphère, la détérioration du soufflet peut être détectée par le fait que de lteau pure fuit par l'ouverture. Toutefois, il est difficile de détecter la dété- rioration du soufflet avant que des impuretés ne passent dans le système de tuyauterie à eau pure. En conséquence, un but de l'invention est de fournir un distributeur de commande dteau perfectionné, actionné pneumatiquement, convenant à l'utilisation dans le domaine de la fabrication des dispositifs de circuits intégrés à semi-conducteur, Un autre but est de fournir un distributeur de commande dteau actionné pleumatiquement contenant deux soufflets. Un autre but est encore de fournir un distribu- teur de commande dleau actionné pneumatiquement qui puisse empêcher l'huile lubrifiante dtarriver dans un système de tuyauterie à eau pure. Selon un aspect de l'invention, on prévoit un distributeur de commande dteau actionné pneumatique- ment, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'actionnement par air comportant un cylindre pneu- matique, un anneau de piston pneumatique placé dans le cylindre et une tige de piston reliée à Itanneau de piston; une partie de valve commandant l'écoule- ment d'eau par lesmoyens d'actionnement par air et com- prenant un cylindre de valve, deux sièges de valve fixes placés dans le cylindre de valve, face à face et paral- lèlement entre eux, un obturateur placé entre les siè- ges fixes et une tige de valve reliée à l'obturateur; un cylindre intermédiaire monté entre le cylindre -3- pneumatique et la partie de valve; une tige intermé- diairede valve reliée en série entre la tige de piston et la tige de valve; un premier soufflet présentant une extrémité montée hermétiquement sur la partie supérieure de la tige intermédiaire de valve et l'autre extrémité montée hermétiquement sur la paroi intérieure du cylindre intermédiaire; et un deuxième soufflet présentant une extrémité montée hermétiquement sur la partie inférieure de l'arbre intermédiaire et l'autre extrémité montée hermétiquement sur la paroi intérieure du cylindre intermédiaire, de sorte que le premier et le deuxième soufflets forment un espacement isolant la tige de piston de la tige de valve. Les buts, particularités et avantages ci-dessus de l'invention, ainsi que d'autres, apparaîtront mieux d'après la description détaillée ci-après en se référant aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une perspective complète montrant un distributeur de commande d1eau à trois voies ac- tionné par air selon l'invention; La figure 2 est une coupe suivant la ligne IA-IB de la figure 1 et La figure 3 est une coupe suivantla ligne IIA-IIB de la figure 1. On décrira, à propos des figures 1, 2 et 3, un distributeur de commande d'eau àtrois voies actionné par air selon l'invention. Sur la figure 1, un distributeur de commande d'eau 100 comprend une partie d'actionnement 200 entrai- née par air comprimé, un cylindre intermédaire 300 et une partie de valve 400 servant à commander l'écoule- ment d'eau pure. La partie d'actionnement 200 présente deux entrées d'air 202 et 204 qui introduisent de l'air fortement comprimé. Le cylindre intermédiaire 300 pré- sente un orifice de dégagement d'air 304. La partie de valve 400 est munie dtun raccord principal 402 pour ltentrée d'eau pure et des raccords 404, 406 pour l'ame- née dteau pure. Le raccord 402 sera raccordé à une - 4 - conduite principale d'amenée du système de tuyauterie à eau pure. Par contre, le raccord 404 sera raccordé à une conduite principale de retour du système de tuyauterie par un tuyau de branchement et le raccord 406 sera rac- cordé à des robinets de l'installation de circuits intégrés par un autre tuyau de branchement. Sur les figures 2 et 3, la partie d'actionnement 200 comprend un cylindre pneumatique 212, un anneau de piston 214 placé à l'intérieur du cylindre 212, une tige de pis- ton 216 reliée de façon fixe à l'anneau de piston 214, un chapeau de cylindre 218 bouchant le bloc de cylindre 212. Un polychlorure de vinyle, par exemple, convient au bloc de cylindre 212, à l'anneau de piston 214 et au cha- peau de cylindre 218. On peut utiliser de préférence une résine de polyfluorure de vinylidène pour la tige de pis- ton 216. Un anneau torique 220 est placé dans une gorge de l'anneau de piston 214 qui est sollicité vers le bas par les ressorts de rappel 222. La tige de piston 216 est supportée par une partie de guidage de piston 224 du bloc de cylindre 212 et rendue étanche par un anneau torique 226 en caoutchouc fluoré. Le bloc de cylindre 212 présente aussi un orifice de dégagement d'air 206 servant à faire communiquer un espace intérieur du bloc de cylindre 212 avec l'atmosphère. Le bloc de cylindre intermédiaire 302 est monté en série sur le bloc de cylindre pneumatique 212 et présente un orifice 304 permettant à l'air contenu de s'échapper dans l'atmosphère. Le bloc de cylindre intermédiaire 302 est de préférence formé de polychlo- rure de vinyle. Un premier soufflet 306 est placé dans le bloc de cylindre intermédiaire 302 de manière à isoler l'espace intérieur de celui-ci de la tige de pis- ton 216. Une extrémité du soufflet 306 est montée hermétiquement de façon fixe sur la partie terminale inférieure de la tige de piston 216 et l'autre extré- mitée est montée sur la partie supérieure, à l'inté- rieur du bloc de cylindre intermédiaire 302. Le souf- flet 306 est formé de polytétrafluoréthylène qui est chimiquement stable et ses deux parties terminales -- 5 -- épaisses peuvent être formées solidairement. Une tige intermédiaire 310 est reliée en série à la tige de pis- ton 216. Par exemple, une résine de polyfluorure de vinylidène convient à la tige intermédiaire 310. Un deuxième soufflet 308 est prévu, l'une de ses extrémitésétant montée de façon fixe sur la partie inférieure du cylindre intermédiaire 302 et l'autre extrémité étant reliée de façon fixe à la partie infé- rieure de la tige intermédiaire 310. Un espacement fermé 312 est formé par les deux soufflets 306 et 308. Le deuxième soufflet 308 est de préférence en poly- tétrafluoréthylène et peut être formé dlune seule piè- ce de manière à présenter deux parties terminales épaisses. La partie de valve 400 comprend un cylindre de valve 408 présentant un siège fixe 410, une partie de base de valve 412 présentant un deuxième siège fixe 418, une tige de valve 414 et un obturateur 416. La tige de valve 414 est reliée en série à ltextrémité inférieure de la tige intermédiaire 310. L'obturateur 416 est monté sur la partie inférieure de la tige de valve 414. Le deuxième soufflet 308 est contenu dans le cylindre de valve 408. L'obturateur 416 est placé entre les sièges fixes 410 et 418 et présente, de part et diautre, des garnitures respectives 420 et 422 en caoutchouc fluoré. Le cylindre de valve 408 est muni du raccord 406 et présente un premier espacement 424 communiquant avec le passage de celui-ci. Le deuxième espacement 426, contenant l'obturateur 416, communique avec le premier espacement 424 par ltouverture centrale du siège fixe 410. Le deuxième espacement 424 communique aussi avec le passage du raccord 402. Le passage du raccord 404 communique avec l'espacement 426 par ltou- verture du siège fixe 418. Par exemple, le cylindre de valve 408 et la partie de base de valve 412 sont formés de polyéthylène. La tige de valve 414 est forméedtune résine de -6- polytrifluorochloréthylène, L'obturateur 416 est for- mé de polyéthylène. En fonctionnement, quand de lteau pure n'est pas utilisée en des points d'utilisation d'une installa- tion à circuits intégrés, l'obturateur 416 est poussé contre le siège fixe 418 par amenée d'air comprimé à une pression de 294 à 490 kPa à l'anneau de piston 214, par l'entrée d'air 202. Alors, de l'eau pure stécoule du raccord 402 au raccord 406, par les premier et deuxième espacements 424 et 426. Quand on utilise de l'eau pure aux points d'uti- lisation de ltinstallation à circuits intégrés l'obtu- rateur 416 est poussé contre le siège fixe 410 par amenée d'tair comprimé à l'anneau de piston 214 par l'entrée dtair 204. Dans ce cas, de l'eau pure s'écoule du rac- cord 402 au raccord 404 par le deuxième espacement 426 et un trou passant du siège fixe 418. Selon llinvention, étant donné que deux soufflets sont prévus de manière à séparer la tige de piston de l'un des soufflets, en contact avec de l'eau pure, on peut empêcher la pollution de l'eau pure due à une détérioration du soufflet. Dans ce mode d'exécution, lthuile lubrifiante appliquée à la tige de piston est recueillie dans le soufflet 306. Dans le cas o le soufflet 308 se fissure, l'eau pure de fuite est recueil- lie dans l'espacement intermédiaire puis évacuée par l'orifice 304. Donc, un opérateur peut facilement détec- ter la détérioration du soufflet avant que le système de tuyauterie à eau pure ne soit complètement pollué. 7- REVENDICATIONS 1.- Distributeur de commande dteau actionné pneumatiquement, caractérisé par le fait qu'il comprend: - des moyens d'actionnement par air comportant un cylindre pneumatique (212), un anneau (214) de piston pneumatique placé dans le cylindre (212) et une tige (.216) de piston reliée à l'anneau (214) de piston; - une partie de valve commandant l'écoulement d'eau par les moyens d'actionnement par air et comprenant un cylindre (408) de valve, deux sièges (410 et 418) de valve fixes placés dans le cylindre (408) de valve, face à face et parallèlement entre eux, un obturateur (416) placé entre les sièges fixes (410, 418) et une tige (414) de valve reliée à l'obturateur (416); - un cylindre intermédiaire (302) monté entre le cylindre pneumatique (212) et la dite partie de valve; - une tige intermédiaire (310) de valve reliée en série entre la tige (216) de piston et la tige (414) de valve; - un premier soufflet (306) présentant une extrémité montée hermétiquement sur la partie supérieure de la tige intermédiaire (310) de valve et l'autre extrémité montée hermétiquement sur la paroi intérieure du cylin- dre intermédiaire (302), et - un deuxième soufflet (308) présentant une extrémité montée hermétiquement sur la partie inférieure de la tige intermédiaire (310) et l'autre extrémité montée hermétiquement sur la paroi intérieure du cylindre intermédiaire (302), de sorte que le premier (306)et le deuxième soufflet (308) forment un espace- ment isollant la tige (216) de piston de la tige de valve (414). 2.- Distributeur selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que les premier et deuxième soufflets (306, 308) sont formés de polytétrafluoréthylène, que la tige intermédiaire (310) est formée de résine de polyfluorure de vinylidène et que le cylindre intermé- diaire (302) est formé de polychlorure de vinyle. -8 3.- Distributeur selon la revendication 1, caract6risé par le fait que le cylindre intermédiaire (302) présente une petite ouverture (304) qui peut faire communiquer avec l'atmosphère l'espacement isolant la tige (216) de piston de la tige (414) de valve.