CN102956743A - 用于真空设备开门过程的充气方法和充气过程的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于真空设备开门过程的充气方法及充气过程的控制装置。所述充气方法包括以下步骤：(1)打开与所述真空设备连接的进气阀向所述真空设备内充气；(2)当所述真空设备内的压力达到第一预定值时，关闭所述进气阀，停止供气；(3)打开所述真空设备。本发明用于真空设备开门过程的充气方法及充气过程的控制装置，在打开炉门之前已经关闭进气阀，可以避免不必要的氮气浪费。由于泄压阀只在真空设备内的压力过大时才动作，可以使泄压阀少动作甚至不动作，降低泄压阀动作频率，可以延长泄压阀的寿命，消除泄压阀密封性能降低的隐患，降低设备运营及维护成本。

Description

用于真空设备开门过程的充气方法和充气过程的控制装置
技术领域
本发明创新涉及电池片制造领域，主要是涉及一种用于真空设备开门过程的充气方法和用于真空设备充气过程的控制装置，所述真空设备可以为镀膜工序中的石英炉管等需要在真空环境条件下工作的设备。
背景技术
镀膜设备的石英炉管内平时是真空状态。在镀膜工艺结束，需要开启炉门时，系统会自动向炉管内部充入氮气，当炉管内的气压达到一个大气压才允许打开炉门。如图1所示，现有技术中，用于控制真空设备充气过程的装置包括一个用于控制的PLC和用于检测所述真空设备内压力的压力传感器，所述PLC接收来自压力传感器的信号，向炉门、进气阀和泄气阀分别发出打开或者关闭的信号。为了便于使用PLC进行精确控制，所述进气阀和泄气阀均为电磁阀，或者为由电磁阀控制的其他气动阀，本领域的技术人员应该理解，在本发明中，所述PLC与所述进气阀和泄气阀连接的意思为，所述PLC的控制信号用于控制所述进气阀和泄气阀的打开或关闭，从而实现与真空设备的进气或者泄气管路的接通或断开。
现有的充气过程是这样的：镀膜工艺结束，开始向炉管内部充入氮气，当达到一个大气压时，泄压阀动作，与大气连通，使炉管内部的压力保持在一个大气压，系统还会继续向炉管内充入氮气，直到炉门打开。这样在炉管内气压达到一个大气压直到开炉门时，会造成一部分氮气通过泄压阀排向大气，造成浪费。并且，由于泄压阀在每一次开炉门时都要动作，频繁的动作会使泄压阀的密封效果减弱，造成漏气，使炉管内真空度达不到设定值，导致停机检修。
发明人发现现有技术存在重大的缺陷，每次打开炉门时，泄压阀都要动作，使泄压阀的密封效果减弱，造成漏气，此外还会造成一部分氮气浪费。泄压阀的密封效果减弱后，影响炉管内的真空度，严重的会造成停产，而且由于泄压阀发生泄漏后不容易被检测到，严重影响生产。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明要解决的技术问题是，减少氮气浪费，并减少泄压阀的动作，延长其使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
用于真空设备开门过程的充气方法，包括以下步骤：
(1)打开与所述真空设备连接的进气阀向所述真空设备内充气；
(2)当所述真空设备内的压力达到第一预定值时，关闭所述进气阀，停止供气；
(3)打开所述真空设备。
作为优选，在所述的步骤(1)中，由PLC向与其连接的所述进气阀发出使进气阀打开向所述真空设备内充气的信号；在所述的步骤(2)中，当所述真空设备内的压力达到所述第一预定值时，用于检测所述真空设备内压力的压力传感器使与其连接的电磁继电器得电，打开连接在所述PLC与所述进气阀之间的所述电磁继电器的常闭开关，并闭合连接在所述PLC与电源之间的所述电磁继电器的常开开关；在所述的步骤(3)中，所述PLC与所述电源连通后，向用于控制所述真空设备的炉门打开或关闭的炉门开关发出打开的信号。
作为优选，还包括以下步骤：(4)当所述真空设备内的压力达到或者超过比所述第一预定值大的第二预定值时，打开与所述真空设备连接的泄压阀。
作为优选，所述第一预定值为一个大气压。
作为优选，所述步骤(1)中所充入的气体为氮气。
本发明还提供了一种用于真空设备充气过程的控制装置，包括PLC、用于检测所述真空设备内的压力的压力传感器和与所述压力传感器连接用于接收所述压力传感器在所述真空设备内的压力达到第一预定值时发出的第一信号的电磁继电器；所述PLC通过所述电磁继电器的常闭开关与所述真空设备的进气阀连接，所述PLC通过所述电磁继电器的常开开关与电源连接，所述PLC还与用于控制所述真空设备的炉门开启打开或关闭的炉门开关连接。
作为优选，所述压力传感器还和与所述真空设备相通的泄压阀连接以接收所述压力传感器在所述真空设备内的压力的达到或超过比所述第一预定值大的第二预定值时发出的第二信号。
作为优选，所述压力传感器还与所述PLC连接以接收通过所述PLC设置的所述第一预定值和第二预定值。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明的真空设备充气的方法，在打开炉门之前已经关闭进气阀，可以避免不必要的氮气浪费。由于泄压阀只在真空设备内的压力过大时才动作，可以使泄压阀少动作甚至不动作，降低泄压阀动作频率，可以延长泄压阀的寿命，消除泄压阀密封性能降低的隐患，降低设备运营及维护成本。
附图说明
图1为现有技术的真空设备充气过程的控制装置的结构框图；
图2为本发明的一个实施例的炉管的进气与泄气管道的结构框图；
图3为本发明的一个实施例的用于真空设备开门过程的充气方法的流程图；
图4为本发明的一个实施例的真空设备充气过程的控制装置的组成框图；
图5为本发明的另一个实施例的真空设备充气过程的控制装置的用于泄压过程时的组成框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
以下以用于太阳电池生产过程中的镀膜设备的石英炉管作为真空设备即本实施中的炉管1的例子进行说明，本领域的技术人员应该理解，本发明所说的“真空设备”包括但不限于本实施中的炉管1，只要是打开时需要充入气体的真空设备均可使用本发明的用于真空设备开门过程的充气方法以及真空设备充气过程的控制装置。
需要说明的是，在本发明及其实施例中，所述PLC与所述进气阀和泄气阀连接应理解为所述PLC的控制信号用于控制所述进气阀和泄气阀的打开或关闭，从而实现与真空设备即本实施中的炉管1的进气管路或者泄气管路的接通或断开，即：如果连接在进气管路或者泄气管路中的为电磁阀，则所述PLC直接控制其开闭，如果连接在进气管路或者泄气管路中的为其他形式的阀门，则每个阀门分别由一个电磁阀进行控制，所述PLC通过电磁阀间接地控制进气管路或者泄气管路的接通或断开。同样，所述压力传感器和泄压阀之间连接也做同样的理解，即压力传感器可以向泄压阀发送打开或者关闭的信号，也可以向用于控制泄压阀打开或关闭的电磁阀发送信号。
图2示出了本发明的用于真空设备开门过程的充气方法的实施例的炉管的进气与泄气管道的结构。如图2所示，炉管1(即真空设备)上设有炉门10，炉门10可以打开或关闭，由炉门开关(图中未示出)控制。炉管1的一侧通过进气阀2与氮气罐3连接以向炉管1充入氮气，炉管1的另一侧通过管道与真空泵6连接以把炉管1内抽出真空，在炉管1与真空泵6之间还设有防止气体通过泄气管道流入的单向阀7。炉管1还通过泄气阀5与大气连通，以便在炉管1内的压力超过预定值时通过泄气阀5向外泄气以降低炉管1内的压力。此外，为了检测炉管1内的压力，还设有与炉管1连通的压力传感器4。当炉管1内充满至少一个大气压的氮气后，此时即使打开炉门10，空气也不能进入炉管1，可以打开炉门10，可以进行作业，即把镀膜完毕的硅片从炉管1取出或者把待镀膜的硅片放入炉管1内，作业完毕，关闭炉门10，通过真空泵6把炉管1抽成真空，可以进行镀膜作业。
以下结合图2、图3说明本发明的实施例的用于真空设备即本发明的一个实施中的炉管1开门过程的充气方法，包括以下步骤：
(1)打开与真空设备即本实施中的炉管1连接的进气阀向真空设备即本实施中的炉管1内充气，在本实施例中，充入的为氮气。
(2)当真空设备即本实施中的炉管1内的压力达到第一预定值时，关闭进气阀，停止供气，所述第一预定值即为真空设备即本实施中的炉管1可以打开时的压力值，在本实施例中所述第一预定值为一个大气压，还可以根据需要选择略大于一个大气压的值，如1.05、1.1、1.2个大气压，以保证在开启炉门时，空气不会进入真空设备内。
(3)打开所述真空设备即本实施中的炉管1的炉门10。
与现有技术相比，在本实施例的进行充气的过程中，泄气阀根本不需动作，降低泄压阀动作频率，可以延长泄压阀的寿命，消除泄压阀密封性能降低的隐患，降低设备运营及维护成本。由于在打开炉门之前已经关闭进气阀，避免在打开炉门及以后还在充气，减少浪费，节约能源及成本。
作为优选，本实施例的用于真空设备即本实施中的炉管1开门过程的充气方法，还包括以下步骤：
(4)当真空设备即本实施中的炉管1内的压力达到或者超过第二预定值时，打开与真空设备即本实施中的炉管1连接的泄压阀，其中，第二预定值大于第一预定值。其中第二预定值即为设定的安全值，可以根据实际需要设定一个超过一个大气压的值，显然，第二预定值应当大于第一预定值。当真空设备即本实施中的炉管1(即图2所示的炉管1)内压力超过设定的安全值时，打开泄压阀。
图4为本发明的一个实施例的真空设备充气过程的控制装置的组成框图。
如图4所示，本实施中的炉管1充气过程的控制装置，包括PLC100、用于检测真空设备即本实施中的炉管1内的压力的压力传感器4和与压力传感器4连接用于接收压力传感器4在真空的炉管1内的压力的达到第一预定值时发出的第一信号的电磁继电器9；电磁继电器9包括一常闭开关K2和一常开开关K1；PLC100通过电磁继电器9的常闭开关K2与真空设备即本实施中的炉管1的进气阀2连接，PLC100通过电磁继电器9的常开开关K1与用于提供高电平的电源连接，PLC100还与用于控制真空设备即本实施中的炉管1的炉门10的炉门开关11连接。在本实施例中，所述第一信号即为PLC100发出的24V的高电平信号，使电磁继电器9的线圈带电，电磁继电器9动作，使其常闭开关K2打开，常开开关K1闭合。
以下结合图2、图3和图4详细说明实施中的炉管1充气过程的控制装置的工作过程，在一个工作流程结束，需要打开炉管1的炉门10时，PLC100向进气阀2发出一个24V的高电平信号，进气阀2打开，向炉管1内充入氮气。当压力传感器4检测到炉管1内的压力达到第一预定值时，在本实施例中第一预定值为一个大气压，向电磁继电器9发出一个24V的高电平的信号，即第一信号，电磁继电器9得电后动作，使电磁继电器9的常开开关K1闭合，常闭开关K2打开。其中，常闭开关K2打开时，切断进气阀2的高电平信号，进气阀2关闭，停止供气。常闭开关K2打开时，接通提供高电平的电源，使PLC100接收到一个24V的高电平信号，即PLC100认为炉管1内的压力达到第一预定值。在本实施例中，之所以采用压力传感器4的高电平信号驱动电磁继电器9动作而向PLC100提供表示炉管1内的压力达到第一预定值的高电平信号，而没有采用直接让压力传感器4的高电平信号输入PLC100，是因为压力传感器4的高电平信号的电压值不够稳定，可能低于24V，从而可能向PLC100提供错误的信号，即压力传感器4的高电平信号达不到PLC100所需要的电压值时，虽然炉管1内的压力达到第一预定值，PLC100不能得到正确的信号，不会关闭进气阀2，气体继续进入，压力增大，从而引发事故。而电磁继电器9能够正常工作的电压范围较大，受压力传感器4的电压波动的影响较小。此外，如图4所示，本实施例中，第一预定值的大小可通过PLC100设定，并通过PLC100传送给压力传感器4。在上述炉管1充气过程中，当炉管1内的压力达到设定的第一预定值时，就关闭进气阀2，避免了氮气浪费。与现有技术相比，在正常充气的情况下，根本不使用泄压阀，避免了泄压阀的磨损、泄漏，延长其使用寿命，降低设备运营及维护成本。
图5为本发明的另一个实施例的真空设备即本实施中的炉管1充气过程的控制装置的用于泄压过程时的组成框图。
在本实施例中，压力传感器4还和与真空设备即本实施中的炉管1相通的泄压阀5连接以接收压力传感器4在炉管1的压力达到或超过第二预定值时发出的第二信号。所谓的第二预定值即为保证所述真空设备安全的最大压力值，显然第二预定值大于第一预定值。所述的第二信号即当炉管1内的压力达到第二预定值时，压力传感器4向泄压阀5发送的打开信号，泄压阀5接收到该第二信号后开始泄压。当发生故障时，炉管1内压力在达到第一预定值后，进气阀2并未关闭，炉管1的压力继续升高，当达到第二预定值时，泄压阀5动作，进行泄压，确保安全。由以上工作过程可以看出，泄压阀5只在炉管1过压时才动作，大大降低了动作频率，保证了设备的正常工作，降低了成本。如图5所示，本实施例中，所述第二信号还传送到PLC100，使PLC100得到炉管1过压的信息，并使进气阀2关闭，避免压力继续增大。当然，当炉管1的压力超过第二预定值时，压力传感器4也会向泄压阀5发送打开的信号，使泄压阀5打开泄压。
本发明的用于真空设备开门过程的充气方法和用于真空设备充气过程的控制装置，通过对真空设备开门过程的充气方法及控制装置的改变，减少了氮气浪费，并且减少了泄压阀的动作，延长其使用寿命，降低设备运营及维护成本。
当然，以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.用于真空设备开门过程的充气方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)打开与所述真空设备连接的进气阀向所述真空设备内充气；
(2)当所述真空设备内的压力达到第一预定值时，关闭所述进气阀，停止供气；
(3)打开所述真空设备。
2.如权利要求1所述的用于真空设备开门过程的充气方法，其特征在于，
在所述的步骤(1)中，由PLC向与其连接的所述进气阀发出使进气阀打开向所述真空设备内充气的信号；
在所述的步骤(2)中，当所述真空设备内的压力达到所述第一预定值时，用于检测所述真空设备内压力的压力传感器使与其连接的电磁继电器得电，打开连接在所述PLC与所述进气阀之间的所述电磁继电器的常闭开关，并闭合连接在所述PLC与电源之间的所述电磁继电器的常开开关；
在所述的步骤(3)中，所述PLC与所述电源连通后，向用于控制所述真空设备的炉门打开或关闭的炉门开关发出打开的信号。
3.如权利要求1或2所述的用于真空设备开门过程的充气方法，其特征在于，还包括以下步骤：
(4)当所述真空设备内的压力达到或者超过比所述第一预定值大的第二预定值时，打开与所述真空设备连接的泄压阀。
4.如权利要求3所述的用于真空设备开门过程的充气方法，其特征在于，所述步骤(4)中，由用于检测所述真空设备内的压力的压力传感器向与所述真空设备连接的所述泄压阀发出打开的信号。
5.如权利要求1所述的用于真空设备开门过程的充气方法，其特征在于，所述第一预定值为一个大气压。
6.如权利要求1所述的用于真空设备开门过程的充气方法，其特征在于，所述步骤(1)中所充入的气体为氮气。
7.真空设备充气过程的控制装置，其特征在于，包括PLC、用于检测所述真空设备内的压力的压力传感器和与所述压力传感器连接用于接收所述压力传感器在所述真空设备内的压力达到第一预定值时发出的第一信号的电磁继电器；
所述PLC通过所述电磁继电器的常闭开关与所述真空设备的进气阀连接，所述PLC通过所述电磁继电器的常开开关与电源连接，所述PLC还与用于控制所述真空设备的炉门打开或关闭的炉门开关连接。
8.如权利要求7所述的用于真空设备充气过程的控制装置，其特征在于，所述压力传感器还和与所述真空设备相通的泄压阀连接以接收所述压力传感器在所述真空设备内的压力的达到或超过比所述第一预定值大的第二预定值时发出的第二信号。
9.如权利要求8所述的用于真空设备充气过程的控制装置，其特征在于，所述压力传感器还与所述PLC连接以接收通过所述PLC设置的所述第一预定值和第二预定值。
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