CN101110310B - 充气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种充气装置,可将供给管抽成真空后充入气体,即使不设置净化装置也不会使杂质混入气体内,并可减少向外部排出的气体量。所述充气装置包括:通过主供给阀(12)连接有供给充入气体的气体源(8)并在末端上连接有应充入所述充入气体的充入容器(2)的供给管(4);对供给管(4)内部的气体进行真空排气的真空排气构件(21);以及通过连通阀(16、17)与供给管(4)相连的缓冲容器(14),在连通阀(16、17)的开闭下,利用供给管(4)与缓冲容器(14)的压力差将充入气体的一部分回收到缓冲容器(14)中,再利用供给管(4)与缓冲容器(14)的压力差将缓冲容器(14)内的充入气体的一部分向供给管(4)供给。

Description

充气装置
技术领域
本发明涉及一种充气装置。
背景技术
等离子体显示板(PDP)需要在两块玻璃的间隙中充入发光气体。为了在等离子体显示板中充入发光气体,在发光气体的供给管上连接等离子体显示板,并在对供给管及等离子体显示板的内部进行了真空排气后向供给管供给发光气体,从而将发光气体引入等离子体显示板中,对等离子体显示板进行密封。
在下一次向等离子体显示板充入发光气体时,必须在将充入了发光气体的等离子体显示板从供给管上取下后连接新的等离子体显示板,并再次对供给管及等离子体显示板的内部进行真空排气。此时,残留在供给管内的发光气体全部向外部排出。
由于等离子体显示板的间隙为狭窄空间,因此在现有的充气装置中,残留在供给管内而向外部排出的发光气体量有时甚至是充入等离子体显示板中的发光气体量的几倍。由于发光气体昂贵,因此期望减少使用量。
在专利文献1中公开了在白炽灯中充入稀有气体的装置,在该装置中设有残留气体回收构件,该回收构件对残留在向白炽灯供给气体的中心阀内的稀有气体进行回收,并将其回送到气体供给源的箱体中。
专利文献1中并未提示,残留气体回收构件适用的是真空泵那样的装置。若在等离子体显示板的制造装置中设置真空泵而向气体供给源回送发光气体,则会在发光气体中混入润滑油等杂质。在等离子体显示板中,即使在发光气体中混入一点点杂质,也会明显有损其发光性能。因此,在等离子体显示板的制造装置中设置专利文献1所公开的那种残留气体回收构件时,需要发光气体的净化装置。
专利文献1:日本专利特开2001-84969号公报
发明内容
鉴于上述问题,本发明的课题是提供一种充气装置,可将供给管抽成真空后充入气体,即使不设置净化装置也不会使杂质混入气体内,并可减少向外部排出的气体量。
为了解决上述课题,本发明的充气装置包括:通过主供给阀连接有供给充入气体的气体源并在末端上连接有应充入所述充入气体的充入容器的供给管;对所述供给管内部的气体进行真空排气的真空排气构件;以及通过连通阀与所述供给管相连的缓冲容器,在关闭所述连通阀的状态下打开所述主供给阀而向所述充入容器供给所述充入气体,对所述充入容器进行密封,在关闭所述主供给阀后打开所述连通阀,利用所述供给管与所述缓冲容器的压力差将所述充入气体的一部分回收到所述缓冲容器中,关闭所述连通阀,在更换所述充入容器后,利用所述真空排气构件对所述供给管内部的气体进行真空排气,打开所述连通阀,利用所述供给管与所述缓冲容器的压力差将所述缓冲容器内的所述充入气体的一部分向所述供给管供给,在关闭所述连通阀后,打开所述主供给阀,向所述充入容器供给所述充入气体直到规定压力。
采用该结构,利用供给管与缓冲容器的压力差将残留在供给管内的气体的一部分回收到缓冲容器中,再将回收到缓冲容器中的气体的一部分向供给管供给。因此,可在将充入容器抽成真空时减少气体的排出量。此外,由于无需真空泵那样的动力机构,因此在气体中也不会混入杂质。
本发明的充气装置也可包括在从所述缓冲容器向所述供给管供给所述充入气体时调整所述充入气体流量的流量调整构件。
采用该结构,可降低气体的流速,以使气体不会高速流入充入容器中而破坏充入容器。
在本发明的充气装置中,所述连通阀也可包括:通过所述流量调节构件将所述缓冲容器连接到所述供给管上的再供给阀、以及不通过所述流量调节构件而直接将所述缓冲容器连接到所述供给管上的回收阀。
采用该结构,在将气体从供给管回收到缓冲容器中时,可减少流路阻抗,从而以短时间移动气体。
本发明的充气装置也可包括对所述缓冲容器内的气体进行直接排气的缓冲排气构件。
采用该结构,在开始最初的运行时用缓冲排气构件对缓冲容器内的气体进行排气,因此不会对真空排气构件施加负荷,可迅速地开始运行。
在本发明的充气装置中,所述缓冲容器也可改变容积。
采用该结构,通过改变缓冲容器的容积,可从供给管回收更多的气体,可再次供给更多的气体,可减少向外部排出的气体。
采用本发明,由于利用供给管与缓冲容器的压力差将供给管内的气体回收到缓冲容器中,再从缓冲容器向供给管供给,因此不会使杂质混入气体内,可减少向外部排出的气体量。
附图说明
图1是本发明第1实施形态的充气装置的流程图。
图2是本发明第2实施形态的充气装置的流程图。
图3是本发明第3实施形态的充气装置的流程图。
(符号说明)
1充气装置
2等离子体显示板(充入容器)
4供给管
8气体罐(气体源)
12主供给阀
14缓冲容器
15质量流控制器(流量调节构件)
16再供给阀(连通阀)
17回收阀(连通阀)
19排气泵(缓冲排气构件)
20主排气阀
21涡轮分子泵(真空排气构件)
24回转泵
25缓冲容器
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施形态进行说明。
图1表示的是本发明第1实施形态的充气装置1。该充气装置1是在等离子体显示板2中充入发光气体的装置,所述等离子体显示板2是在两块玻璃的间隙中形成有空间的充入容器。
充气装置1包括:通过分支阀3分别连接多块等离子体显示板2的供给管4;以及通过排气阀5分别与供给管4并排地连接各等离子体显示板2的排气管6。供给管4与排气管6通过同压阀7相连。
在供给管4上连接有多个作为气体源的气体罐8。气体罐8分别具有截止阀9,并通过自动切换阀10相互连接,可选择使用气压足够的气体罐8。此外,气体罐8通过质量流控制器11及主供给阀12与供给管4相连,还设置有可绕过质量流控制器11及主供给阀12向供给管4供给发光气体的旁通阀13。
在供给管4上连接有缓冲容器14。缓冲容器14通过质量流控制器(流量调节构件)15及再供给阀(连通阀)16与供给管4相连,并通过回收阀(连通阀)17以减小流路阻抗的形态相连。在缓冲容器14上还通过缓冲排气阀18连接有排气泵(缓冲排气构件)19。
在排气管6上通过主排气阀20连接有涡轮分子泵(真空排气构件)21。此外,在涡轮分子泵21及排气管6上分别通过辅助泵22及粗抽泵23连接有回转泵24。涡轮分子泵21及回转泵24始终起动着,在主排气阀20、辅助阀22及粗抽阀23的开闭下分别进行真空抽气。
下面对本实施形态的充气装置1的发光气体的充入顺序例进行说明。
首先,在供给管4的末端分别连接等离子体显示板2、填充有应充入该等离子体显示板2中的发光气体的气体罐8。
作为发光气体的充入准备,打开分支阀3、排气阀5、同压阀7、旁通阀13、回收阀17、粗抽阀23,利用回转泵24通过排气管6对供给管4及等离子体显示板2内的空气进行排气。在本实施形态中,也可在关闭回收阀17的状态下打开缓冲排气阀18,利用排气泵19独立地对缓冲容器14内的空气或残留有的发光气体进行排气。
当供给管4及缓冲容器14内的真空度达到一定程度,则关闭缓冲排气阀18及粗抽阀23,打开主排气阀20及辅助阀22,利用涡轮分子泵21将排气管6、供给管4、缓冲容器14、以及等离子体显示板2抽成高度真空。
在涡轮分子泵21的真空抽气结束后,关闭主排气阀20、排气阀5、以及同压阀7,将真空抽气用的管路从供给管分开。在关闭旁通阀13及回收阀17后,打开任一个气体罐8的截止阀9及切换阀10,打开主供给阀12,通过质量流控制器11向供给管4供给发光气体。从供给管4向等离子体显示板2供给发光气体,质量流控制器11对发光气体的流量进行调节,以使发光气体不以高速冲入等离子体显示板2中而破坏等离子体显示板2。
若发光气体以规定压力充满了等离子体显示板2中,则关闭主供给阀12,对等离子体显示板2进行密封。等离子体显示板2具有与供给管4相连的玻璃管2a,通过熔断该玻璃管2a,可一边对等离子体显示板2进行密封一边将其从供给管4分开,此时,残留在供给管4侧的玻璃管2a的前端也密封,从而使供给管4不释放内部的发光气体。
在此对将相同的发光气体再次充入等离子体显示板2中时的顺序进行说明。由于在最初对等离子体显示板2进行密封时缓冲容器14保持为真空,因此在打开回收阀17时发光气体从供给管4流入,从而供给管4与缓冲容器14成为相同压力。在该状态下,再次关闭回收阀17,从供给管4分开缓冲容器14。
这样,在将供给管4内的发光气体的一部分回收到缓冲容器14中后,关闭分支阀3,拆下残留在供给管4末端的玻璃管2a,连接新的等离子体显示板2。
在等离子体显示板2的更换结束后,打开分支阀3、排气阀5、同压阀7、以及粗抽阀23,利用回转泵24通过排气管6对供给管4及等离子体显示板2进行真空抽气,接着关闭粗抽阀23,打开主排气阀20及辅助阀22,利用涡轮分子泵21通过排气管6将供给管4及等离子体显示板2抽成高度真空。
若在关闭主排气阀20、排气阀5、以及同压阀7后打开再供给阀16,则缓冲容器14内的发光气体通过质量流控制器15以适当的速度流入供给管4及等离子体显示板2中。这样,将缓冲容器14内的发光气体的一部分向供给配管4及等离子体显示板2供给,在缓冲容器14及等离子体显示板2内的压力相等后关闭再供给阀16。
然后打开主供给阀12,从气体罐8将发光气体充入等离子体显示板2中,一直供给到规定的压力。
之后,在需要充入其它种类的发光气体之前重复如下操作:将发光气体从供给管4回收到缓冲容器14中,对供给管4进行真空抽气,再从缓冲容器14向供给管供给发光气体,随后从气体罐8供给发光气体,对等离子体显示板2进行密封。
这样,在充气装置1中,可将残留在供给管4内的发光气体的一部分回收到缓冲容器14中,对下一块等离子体显示板2进行供给。由此,可减少释放到大气中的发光气体量。
在实际的充气装置1中,供给管4的从分支阀3连接至末端的各等离子体显示板2的管路的容积比从分支阀3至气体罐8侧的头部的容积大几倍。因此,若缓冲容器14的容量足够大,就可使从供给管的末端侧回收到缓冲容器14中而形成的发光气体的排气量的减少量大于在与将残留在供给管4的从分支阀3至气体罐8侧的头部中的发光气体按原样保存而只对残留在供给管4的从分支阀3至末端侧的发光气体全部进行排气的情况相比时的、对供给管4的头部进行真空排气而形成的发光气体的排气量的增加量。由此,计算在充气装置1中回收到缓冲容器14进行再利用的发光气体的量。
设供给管4的容积为V1,缓冲容器14的容积为V2,某时刻的缓冲容器14的压力为PS,来自气体罐8的气体供给压力为P0,则刚向等离子体显示板2供给了发光气体后的供给管4内的气体量表示为P0·V1,缓冲容器14内的气体量表示为PS·V2
在该状态下,在打开再供给阀16时的供给管4的压力P1用下式表示。
(数1)
P 1 = P 0 · V 1 + P S · V 2 V 1 + V 2
关闭再供给阀16,对供给管4内进行真空排气后再次打开再供给阀16时,供给管4的压力P2用下式表示。但是,由于等离子体显示板2的容积与供给管4相比极小,因此忽略其容积。
(数2)
P 2 = P 1 · V 2 V 1 + V 2
之后,在关闭再供给阀16后从气体罐8供给发光气体。若重复进行上面的操作,则使得PS=P2。由此,以PS=P2将数1代入数2,则成为下式。
(数3)
P 2 = V 2 V 1 + 2 V 2 · P 0
在此,若X=V2/V1,则成为下式。
(数4)
P 2 = X 1 + 2 X · P 0
由于从供给管向外部排出的气体量为P1·V1,因此根据数1用下式表示。
(数5)
P 1 · V 1 = ( P 0 · V 1 + P 2 · V 2 ) V 1 V 1 + V 2
若将数4代入数5,则成为下式。
(数6)
P 1 · V 1 = ( P 0 + X 2 1 + 2 X P 0 ) · V 1 1 + X = V 1 · P 0 · 1 X + 1 1 X + 2
数6表示在X=1时、即在供给管4的容量与缓冲容器14的容量相等时,从供给管向外部排出的气体量成为供给管4容量的2/3,并表示可将供给管4容量的1/3的气体量回收到缓冲容器14中进行再利用。若缓冲容器14为无限大,则可回收供给管4容量的1/2的气体进行再利用。
图2表示的是本发明第2实施形态的充气装置1。在本实施形态中,对与第1实施形态相同的结构要素标记相同的符号,省略说明。
本实施形态的充气装置1包括:蛇腹状的缓冲容器25、以及使缓冲容器25伸缩的液压缸26。
在本实施形态中,通过采用蛇腹状的缓冲容器25,可使缓冲容器25的容积变化。即,通过在从供给管4回收发光气体时加大缓冲容器25的容积而大量回收发光气体,在从缓冲容器25再次供给发光气体时减小缓冲容器25的容积而减少残留在缓冲容器25中的发光气体,可提高发光气体的利用效率。
图3表示的是本发明第3实施形态的充气装置1。在本实施形态中,对与第1及第2实施形态相同的结构要素标记相同的符号,省略说明。
本实施形态的充气装置1并未设置独立的排气管6,而是将供给管4兼用于真空排气用的管路。
在本实施形态中无需排气管6及排气阀5,结构简单。在该结构中,为了不有损于真空排气能力,需要加大供给管4的管径,从而残留在供给管4中的发光气体变多。因此,通过设置缓冲容器25,从供给管4回收发光气体来提高发光气体的利用效率,其效果明显。

Claims (5)

1.一种充气装置,其特征在于,包括:
通过主供给阀连接有供给充入气体的气体源并在末端上连接有将所述充入气体充入的充入容器的供给管;
对所述供给管内部的气体进行真空排气的真空排气构件;以及
通过连通阀与所述供给管相连的缓冲容器,
在关闭所述连通阀的状态下打开所述主供给阀而向所述充入容器供给所述充入气体,
在对所述充入容器进行密封且关闭所述主供给阀后打开所述连通阀,利用所述供给管与所述缓冲容器的压力差将所述充入气体的一部分回收到所述缓冲容器中,
在关闭所述连通阀且更换所述充入容器后,利用所述真空排气构件对所述供给管内部的气体进行真空排气,
打开所述连通阀,利用所述供给管与所述缓冲容器的压力差将所述缓冲容器内的所述充入气体的一部分向所述供给管供给,
在关闭所述连通阀后,打开所述主供给阀,向所述充入容器供给所述充入气体直到规定压力。
2.如权利要求1所述的充气装置,其特征在于,包括在从所述缓冲容器向所述供给管供给所述充入气体时调整所述充入气体流量的流量调整构件。
3.如权利要求2所述的充气装置,其特征在于,所述连通阀包括:通过所述流量调节构件将所述缓冲容器连接到所述供给管上的再供给阀、以及不通过所述流量调节构件而直接将所述缓冲容器连接到所述供给管上的回收阀。
4.如权利要求1至3中任一项所述的充气装置,其特征在于,包括对所述缓冲容器内的气体进行直接排气的缓冲排气构件。
5.如权利要求1至3中任一项所述的充气装置,其特征在于,所述缓冲容器可改变容积。
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