CN103185429B - 载冷剂回收循环装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种载冷剂回收循环装置，包括内层储液箱和外层储液箱，所述内层储液箱与外层储液箱连通，所述载冷剂回收循环装置还包括阀门、循环管路以及设置在所述内层储液箱内的液压泵，所述阀门分别连接所述内层储液箱、外层储液箱以及液压泵，所述循环管路的一端与液压泵连接，所述循环管路的另一端伸入至内层储液箱。本发明还提供了一种载冷剂回收循环装置的使用方法。本发明提供的载冷剂回收循环装置，通过控制阀门实现液压泵与内层储液箱连接、液压泵与外层储液箱连接的双向调节，提高了同一个液压泵的使用率，装置简单并且占据的空间小。

Description

载冷剂回收循环装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及温控设备，特别涉及一种载冷剂回收循环装置及其使用方法。

背景技术

在半导体工艺过程中，保证刻蚀腔体满足工艺温度，是提高半导体芯片良率的关键因素。为了保证刻蚀腔体满足工艺温度，需要利用冷却机(chiller)输送载冷剂来控制温度，载冷剂是制冷技术中，采用间接冷却方法进行制冷作用的低温中间介质，被冷却物体的热量传给载冷剂，再通过蒸发器的热交换由制冷剂所吸收。

冷却机中的储液箱是冷却机的重要机械部件，储液箱内部安装有加热器以及蒸发器，用来实现加热、制冷以及匀温等功能。与一般的温控设备不同的是冷却机的载冷剂价格昂贵，当冷却机停止使用或更换时，需要将循环管路内的载冷剂回收到储液箱内，以备后续使用。

按照现在通常使用的储液箱结构会存在如下问题：回收的载冷剂进入储液箱，要求储液箱体积增大，工作时，又需要将载冷剂输出，液位变化大，对储液箱内的液压泵、传感器等安装设计带来麻烦，进而增加了储液箱结构的复杂性。因此，常用的储液箱结构不适用于回收的载冷剂。

目前有一种储液箱包括内层储液箱和外层储液箱，内层储液箱与循环管路相通形成循环回路，回收的载冷剂流入外层储液箱。储液箱内部有两个液压泵，其中，一个给循环管路输送载冷剂，另外一个将外层储液箱的载冷剂送到内层储液箱。该储液箱结构中的内层储液箱为工作储液箱，用来实现控温功能。该储液箱通过控制内层储液箱的水位，减小对内层储液箱内的液压泵以及传感器等的不利影响。然而需要额外增加一个液压泵来将外层储液箱的载冷剂送到内层储液箱，不但增加了经济成本而且需要花费人力定期检查液压泵，同时还造成了整个储液箱的结构复杂化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种载冷剂回收循环装置及其使用方法，以解决现有技术中需要额外增加一个液压泵而造成经济成本增高的问题。

本发明提供一种载冷剂回收循环装置，包括内层储液箱和外层储液箱，所述内层储液箱与外层储液箱连通，所述载冷剂回收循环装置还包括阀门、循环管路以及设置在所述内层储液箱内的液压泵，所述阀门分别连接所述内层储液箱、外层储液箱以及液压泵，所述循环管路的一端与液压泵连接，所述循环管路的另一端伸入至内层储液箱。

优选地，在所述载冷剂回收循环装置中，所述载冷剂回收循环装置还包括压力传感器和流量传感器，所述压力传感器和流量传感器分别设置在所述循环管路上。

优选地，在所述载冷剂回收循环装置中，所述载冷剂回收循环装置还包括单向阀，所述单向阀设置在循环管路的一端并与所述液压泵的出口连接。

优选地，在所述载冷剂回收循环装置中，所述阀门为三通电磁阀。

优选地，在所述载冷剂回收循环装置中，所述载冷剂回收循环装置还包括蒸发器、加热器、温度传感器以及液位开关，所述蒸发器、加热器、温度传感器以及液位开关位于内层储液箱内。

优选地，在所述载冷剂回收循环装置中，所述循环管路内设置有气源接口，所述气源接口处设置有一控制阀。

本发明还提供了一种载冷剂回收循环装置的使用方法，该方法包括：向循环管路输入气体，利用气体将所述循环管路内的载冷剂压回内层储液箱；当所述内层储液箱充满后，载冷剂将溢流到外层储液箱，直到所述循环管路内的所有载冷剂全部回收完毕；启动阀门，使液压泵与外层储液箱连通，与所述内层储液箱通路截止，所述液压泵将外层储液箱的载冷剂输送入所述循环管路；外层储液箱内的载冷剂全部输入循环管路后，关闭液压泵；关闭阀门，使液压泵与内层储液箱连通；若所述载冷剂未充满所述循环管路，启动液压泵，将内层储液箱内的载冷剂送入所述循环管路，完成补液。

优选地，在所述载冷剂回收循环装置的使用方法中，向循环管路输入气体的压强值在1个大气压至5个大气压之间。

优选地，在所述载冷剂回收循环装置的使用方法中，所述载冷剂回收循环装置还包括设置在所述循环管路内的流量传感器，当所述流量传感器的读数为零，则外层储液箱内的载冷剂全部输入循环管路，需要将内层储液箱内的载冷剂送入所述循环管路。

优选地，在所述载冷剂回收循环装置的使用方法中，所述液压泵将外层储液箱的载冷剂输送入所述循环管路，延时1-2分钟，并且流量传感器的读数不为零，则完成补液。

由于采用了以上技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的载冷剂回收循环装置中的阀门分别连接所述内层储液箱、外层储液箱以及液压泵，通过控制阀门实现液压泵与内层储液箱连接、液压泵与外层储液箱连接的双向调节，提高了同一个液压泵的使用率，装置简单并且占据的空间小；

本发明提供的载冷剂回收循环装置的使用方法，在回收载冷剂的过程中，先将载冷剂输入内层储液箱，之后溢流到外层储液箱，无需新增一个液压泵将外层储液箱的载冷剂输入内层储液箱，节省了装置成本，而且载冷剂的回收储存设计简单有效，自由调控能力高；

另外，在对循环管路进行补液的过程中，先将外层储液箱的载冷剂输入循环管路，待外层储液箱内的载冷剂全部输入到循环管路后，才将内层储液箱的载冷剂输入循环管路，使内层储液箱内的液面变化较小，进而大大减小对内层储液箱内的其他诸如液压泵、液位开关等的不利影响。

附图说明

参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1为载冷剂回收循环装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的载冷剂回收循环装置的使用方法的流程图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。在整个描述中，相同的附图标记表示相同的部件。

本发明提供的载冷剂回收循环装置通过控制阀门，实现了液压泵与内层储液箱连接、液压泵与外层储液箱连接的双向调节，提高了同一个液压泵的使用率，装置简单并且占据的空间小。本发明提供的载冷剂回收循环装置的使用方法，在回收载冷剂的过程中，先将载冷剂输入内层储液箱，之后溢流到外层储液箱，无需新增一个液压泵将外层储液箱的载冷剂输入内层储液箱，节省了装置成本，而且载冷剂的回收储存设计简单有效，自由调控能力高。

图1为载冷剂回收循环装置的结构示意图。如图1所示，载冷剂回收循环装置，包括内层储液箱101和外层储液箱102，所述内层储液箱101与外层储液箱102连通，所述载冷剂回收循环装置还包括阀门104、循环管路105以及设置在所述内层储液箱101内的液压泵106，所述阀门104分别连接所述内层储液箱101、外层储液箱102以及液压泵106，所述循环管路105的一端与液压泵106连接，所述循环管路105的另一端伸入至内层储液箱101。

进一步地，所述循环管路105内设置有气源接口，所述气源接口处设置有一控制阀107，所述控制阀107用于控制进入气源接口的气体的压强，将气体的压强值调整到一个合适范围内，所述压强值在1个大气压与5个大气压之间，在本实施例中，所述气体的压强值是2个大气压，使利用气体将循环管路105内的载冷剂压回内层储液箱101的过程中载冷剂的流速平稳。在本实施例中，所述控制阀107是球阀，本领域的普通技术人员应该理解，所述控制阀107不仅仅局限于球阀，还可以是能控制气体压强值的其他类型的控制阀。

在本实施例中，载冷剂是乙二醇。本领域的普通技术人员应该理解，所述载冷剂不仅仅局限于乙二醇，还可以是诸如丙二醇的其他有机液体，当然也可以是水或者盐水等无机液体。

具体地，所述阀门104为三通电磁阀，所述三通电磁阀能够实现液压泵106与内层储液箱101连接、液压泵106与外层储液箱102连接的双向调节，液压泵106通过阀门104，既能够将外层储液箱102内的载冷剂输入到循环管路105，又能将内层储液箱101内的载冷剂输入到循环管路105，节省了装置成本。本领域的普通技术人员应该理解，所述阀门104不仅仅限于三通电磁阀，还可以是其他能够起到双向调节的元件。

进一步地，所述载冷剂回收循环装置还包括压力传感器108和流量传感器109，所述压力传感器108和流量传感器109分别设置在所述循环管路105上，压力传感器108用于测量载冷剂对循环管路105的压力，流量传感器109用于测量载冷剂通过循环管路105的流量。

进一步地，在所述载冷剂回收循环装置中，所述载冷剂回收循环装置还包括位于内层储液箱101内的蒸发器111、加热器112、温度传感器113以及液位开关114，所述蒸发器111用于载冷剂回收循环装置正常工作时的制冷，所述加热器112用于载冷剂回收循环装置正常工作时的加热，通过蒸发器111以及加热器112的工作达到控温目的。温度传感器113用于监测内层储液箱101内的温度，液位开关114用来监测液面状态，具体地，液位开关114用来测量内层储液箱101内的液面高度。

优选地，所述载冷剂回收循环装置还包括单向阀110，所述单向阀110设置在循环管路105的一端并与所述液压泵106的出口连接，所述单向阀110用于阻止载冷剂逆向回流到内层储液箱101内。

在本实施例中，所述内层储液箱101与外层储液箱102通过通孔103连通，本领域的普通技术人员应该理解，所述内层储液箱101与外层储液箱102不仅仅可以通过通孔103连通，还可以以其他的方式连通。

相应的，本发明还提供了利用图1所示载冷剂回收循环装置的使用方法。具体请参考图2，其为本发明实施例提供的载冷剂回收循环装置的使用方法的流程图。本发明实施例提供的载冷剂回收循环装置的使用方法包括以下步骤：

步骤S21：向循环管路输入气体，利用气体将循环管路内的载冷剂压回内层储液箱；

步骤S22：当所述内层储液箱充满后，载冷剂将溢流到外层储液箱，直到所述循环管路内的所有载冷剂全部回收完毕；

步骤S23：启动阀门，使液压泵与外层储液箱连通，与所述内层储液箱通路截止，所述液压泵将外层储液箱的载冷剂输送入所述循环管路；

步骤S24：外层储液箱内的载冷剂全部输入循环管路后，关闭液压泵；

步骤S25：关闭阀门，使液压泵与内层储液箱连通；

步骤S26：若所述载冷剂未充满所述循环管路，启动液压泵，将内层储液箱内的载冷剂送入所述循环管路，完成补液。

利用本发明实施例提供的载冷剂回收循环装置进行载冷剂的回收，以及回收后如何向循环管路105进行补液是本发明的重点。步骤S21-步骤S22是载冷剂回收循环装置进行载冷剂的回收过程，步骤S23-步骤S26是载冷剂回收循环装置如何向循环管路105进行补液的过程。

在步骤S21中，向循环管路105输入气体，所述循环管路105内设置有气源接口，所述气源接口处设置有一控制阀107，在本实施例中，所述控制阀107是球阀，通过球阀控制气体的压强，使通过气体将循环管路105内的载冷剂压回内层储液箱101，图2中箭头所示的方向为载冷剂在循环管路105内流动的方向。此时，打开单向阀110，单向阀110用来阻止载冷剂在回收的过程中逆向回流到内层储液箱101内。

在步骤S22中，载冷剂首先充入内层储液箱101，由于所述内层储液箱101与外层储液箱102连通，在本实施例中，所述内层储液箱101与外层储液箱102通过一通孔103连通，当所述内层储液箱101被载冷剂充满后，载冷剂便从通孔103溢流到外层储液箱102，通过内层储液箱101与外层储液箱102之间的通孔103增强载冷剂储存的灵活性，并且无需新增一个液压泵将外层储液箱102的载冷剂输入内层储液箱101，节省了装置成本，而且载冷剂的回收储存设计简单有效。

利用载冷剂回收循环装置进行控温工作前，需要首先向循环管路105进行补液处理。在步骤S23和步骤S24中，本发明提供的实施例的补液过程中，首先启动阀门104，将液压泵106与外层储液箱102连通，然后由液压泵106抽取外层储液箱102内的载冷剂输入循环管路105，若此时位于循环管路105内的流量传感器109测得的流量为零时，表示外层储液箱102内的载冷剂不够补充循环管路105，还需要向内层储液箱101抽取载冷剂；若此时位于循环管路105内的流量传感器109测得的流量在1min-2min的延时内不为零，表示仅外层储液箱102内的载冷剂就能完全补充循环管路105，而无需从内层储液箱101中抽取载冷剂。当然，上述的延时时间不用于限定本发明，本领域技术人员可以通过实验获得合适的延时时间。

在步骤S25和步骤S26中，本实施例的阀门104的默认状态是液压泵106与内层储液箱101连通，此时，关闭阀门104，液压泵106与内层储液箱101连通，启动液压泵106，将内层储液箱101内的载冷剂送入所述循环管路105，完成补液。在对循环管路105进行补液的过程中，先将外层储液箱102的载冷剂输入循环管路105，待外层储液箱102内的载冷剂全部输入到循环管路105后，才将内层储液箱101的载冷剂输入循环管路105，使内层储液箱101内的液面变化较小，进而大大减小对内层储液箱101内的其他诸如液压泵106、液位开关114等的不利影响。

补液完成后，载冷剂回收循环装置进行正常的控温工作，载冷剂与外界冷却对象热交换后回到内层储液箱101后，经内层储液箱101内的蒸发器111和加热器112来制冷、加热达到控温目的。

综上所述，本发明提供的载冷剂回收循环装置，该载冷剂回收循环装置中的阀门分别连接所述内层储液箱、外层储液箱以及液压泵，通过控制阀门实现液压泵与内层储液箱连接、液压泵与外层储液箱连接的双向调节，提高了同一个液压泵的使用率，装置简单并且占据的空间小。

本发明提供的载冷剂回收循环装置的使用方法，在回收载冷剂的过程中，先将载冷剂输入内层储液箱，之后溢流到外层储液箱，无需新增一个液压泵将外层储液箱的载冷剂输入内层储液箱，节省了装置成本，而且载冷剂的回收储存设计简单有效，自由调控能力高。另外，在对循环管路进行补液的过程中，先将外层储液箱的载冷剂输入循环管路，待外层储液箱内的载冷剂全部输入到循环管路后，才将内层储液箱的载冷剂输入循环管路，使内层储液箱内的液面变化较小，进而大大减小对内层储液箱内的其他诸如液压泵、液位开关等的不利影响。

上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种载冷剂回收循环装置，包括内层储液箱和外层储液箱，所述内层储液箱与外层储液箱连通，所述载冷剂回收循环装置还包括阀门、循环管路以及设置在所述内层储液箱内的液压泵，所述阀门分别连接所述内层储液箱、外层储液箱以及液压泵，所述循环管路的一端与液压泵连接，所述循环管路的另一端伸入至所述内层储液箱，其特征在于，所述循环管路内设置有气源接口，所述气源接口处设置有一控制阀。

2.根据权利要求1所述的载冷剂回收循环装置，其特征在于，所述载冷剂回收循环装置还包括压力传感器和流量传感器，所述压力传感器和流量传感器分别设置在所述循环管路上。

3.根据权利要求2所述的载冷剂回收循环装置，其特征在于，所述载冷剂回收循环装置还包括单向阀，所述单向阀设置在循环管路的一端并与所述液压泵的出口连接。

4.根据权利要求1或2或3所述的载冷剂回收循环装置，其特征在于，所述阀门为三通电磁阀。

5.根据权利要求1或2或3所述的载冷剂回收循环装置，其特征在于，所述载冷剂回收循环装置还包括蒸发器、加热器、温度传感器以及液位开关，所述蒸发器、加热器、温度传感器以及液位开关位于内层储液箱内。

6.根据权利要求1所述的载冷剂回收循环装置，其特征在于，所述内层储液箱与外层储液箱通过通孔连通。

7.一种载冷剂回收循环装置的使用方法，其特征在于，包括：

向循环管路输入气体，利用气体将所述循环管路内的载冷剂压回内层储液箱；

当所述内层储液箱充满后，载冷剂将溢流到外层储液箱，直到所述循环管路内的所有载冷剂全部回收完毕；

启动阀门，使液压泵与外层储液箱连通，与所述内层储液箱通路截止，所述液压泵将外层储液箱的载冷剂输送入所述循环管路；

外层储液箱内的载冷剂全部输入循环管路后，关闭液压泵；

关闭阀门，使液压泵与内层储液箱连通；

若所述载冷剂未充满所述循环管路，启动液压泵，将内层储液箱内的载冷剂送入所述循环管路，完成补液。

8.根据权利要求7所述的载冷剂回收循环装置的使用方法，其特征在于，向循环管路输入气体的压强值在1个大气压至5个大气压之间。

9.根据权利要求7所述的载冷剂回收循环装置的使用方法，其特征在于，所述载冷剂回收循环装置还包括设置在所述循环管路内的流量传感器，所述流量传感器的读数为零时，则外层储液箱内的载冷剂全部输入循环管路，需要将内层储液箱内的载冷剂送入所述循环管路。

10.根据权利要求9所述的载冷剂回收循环装置的使用方法，其特征在于，所述液压泵将外层储液箱的载冷剂输送入所述循环管路，延时1～2分钟，并且流量传感器的读数不为零，则完成补液。