CN103372557A - 一种吹扫净化方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吹扫净化方法及其装置。本发明所提供的吹扫净化方法通过对特种气体系统进行排料操作和多次的吹扫净化操作，实现了将待处理设备及管道中残留的特种气体吹扫净化的目的。本发明还提供了一种吹扫净化装置，该装置包括管路系统和柜壳，其中，管路系统包含有多种阀门、管道和压力表，柜壳为密封柜壳，管路系统固定设置在柜壳中。本发明所公开的吹扫净化装置基于本发明所公开的吹扫净化方法，通过使用本发明所提供的吹扫净化装置，实现了将特种气体系统设备及管道内残留的特种气体吹扫净化的目的。

Description

一种吹扫净化方法及其装置

技术领域

本发明涉及特种气体供应系统技术领域，更具体地说，涉及一种吹扫净化方法，还涉及一种吹扫净化装置。

背景技术

特种气体，是指用于各种电子产品生产的薄膜气体、掺杂气体、外延气体、离子注入气体、刻蚀气体及工艺设备所使用的气体，按其性质分类，包括有可燃性气体、氧化性气体、腐蚀性气体、毒性气体、惰性气体等。大部分特殊气体在泄露后会对人员的生命健康造成威胁，并对环境造成污染，但是，在目前的技术条件下，还无法找到适当的替代物来取代在某些工艺过程中所使用到的具有危害性的特种气体，例如在薄膜、刻蚀及气相沉积工艺中，所使用到的三氯氢硅、四氯化硅等。

特种气体系统是指在用户现场的特种气体的储存、输送与分配全过程的设备、管道和部件的总称。

基于安全可靠及保护环境的需要，2007年开始，《特种气体系统工程设计规范》对特种气体系统在输送、吹扫、排气及辅助抽真空上进行了非常明确的规定。但是目前在半导体、光纤等领域所使用的特种气体系统，大多还是早期设计的产品，部分特种气体系统缺少《特种气体系统工程设计规范》所要求的吹扫、排气及辅助抽真空系统。如果要对这些不满足现行规范的特种气体系统进行维护或升级改造，由于设备内部可能残留有不易被系统自身吹扫干净的特种气体，因此在拆卸原有的管道、阀门等组件时，有特种气体泄漏的可能，泄露的特种气体会对操作人员人身造成伤害。其次，泄露的特种气体还容易腐蚀其他管道、阀门等，如果没有及时发现管道、阀门上的腐蚀部，可能造成用户产品品质的严重下降，甚至造成原有特种气体系统的报废。

因此，如何提供一种吹扫净化方法及其装置，以实现解决现有特种气体系统内部可能残留有不易被系统自身吹扫干净的特种气体的问题，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种吹扫净化方法及其装置，以实现将特种气体系统内残留特种气体吹扫净化的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种吹扫净化方法，包括以下步骤：

步骤01)利用充入的氮气将待处理设备及管路中原有的特种气体排出；

步骤02)将处于预设压力的待处理设备及管道抽真空；

步骤03)利用充入的氮气使待处理设备及管道达到所设预设压力；

步骤04)多次重复步骤02)和步骤03)，至待处理设备及管道中的特种气体浓度符合要求。

优选地，在上述的吹扫净化方法中，步骤02)具体为，利用真空发生器将待处理设备及管道抽真空。

优选地，在上述的吹扫净化方法中，真空发生器使用氮气作为正压气源。

优选地，在上述的吹扫净化方法中，步骤04)中重复步骤02)和步骤03)20次-80次。

本发明提供了一种吹扫净化方法，该方法包括以下步骤：首先利用氮气将待处理设备及管道中原有的特种气体排出；然后对处于预设压力的待处理设备及管道进行抽真空；再次向待处理设备及管路中充入氮气，使其内部的压力恢复到预设压力；最后多次重复抽真空和充气步骤，直至待处理设备及管道中的特种气体含量降低到符合相关要求。

本发明提供了一种吹扫净化方法，适用于缺少《特种气体系统工程设计规范》中所要求的吹扫、排气及辅助抽真空系统的特气系统，实现了将特种气体系统设备内部残留的特种气体吹扫净化的目的，防止在拆卸原有的管道、阀门等组件时，泄露的特种气体对操作人员人身造成伤害。同时，也防止了泄露的特种气体腐蚀其他管道、阀门等。

一种吹扫净化装置，包括：

管路系统，管路系统包括顺次相连通的第一氮气接口、第一调压阀、第一单向阀、第一气动阀、第一压力表和接出口，及在第一单向阀后顺次连通的针阀、第四气动阀和接入口，针阀和第四气动阀之间的管路与第一排气接口相连通，和顺次相连通的第二氮气接口、第二调节阀、第二单向阀、第二气动阀、真空发生器和第二排气接口，第一气动阀和接出口之间的管路通过第三气动阀与真空发生器的吸入口相连通，第一单向阀和第一气动阀之间的管路通过第五气动阀与接入口相连通；

柜壳，柜壳为密封柜壳，管路系统固定设置在柜壳内。

优选地，在上述的吹扫净化装置中，还包括第三手动阀及与第三手动阀并联的第一手动阀、收集瓶和第二手动阀，其中，第三手动阀设置在连接第四气动阀和第五气动阀的管路与接入口之间；收集瓶为内壁经过酸洗钝化处理的不锈钢压力容器，收集瓶设置有入口管和泄放管，入口管伸入收集瓶的底部，泄放管伸入收集瓶0毫米-50毫米；第一手动阀设置在泄放管上，第二手动阀设置在入口管上。

优选地，在上述的吹扫净化装置中，还包括过滤器，过滤器设置在第一调压阀与第一单向阀之间。

优选地，在上述的吹扫净化装置中，还包括安全抽风系统，安全抽风系统包括顺序相连的干燥压缩空气接口、第三调压阀和第二压力表，还包括设置在柜壳上的抽风装置。

优选地，在上述的吹扫净化装置中，还包括控制管路系统的控制系统。

优选地，在上述的吹扫净化装置中，控制系统包括可编程逻辑控制器和与可编程逻辑控制器相连的触摸操作屏。

本发明还提供了一种吹扫净化装置，该装置包括管路系统和柜壳，其中，管路系统包括顺次相连通的第一氮气接口、第一调压阀、第一单向阀、第一气动阀、第一压力表和接出口，及在第一单向阀后顺次连通的针阀、第四气动阀和接入口，针阀和第四气动阀之间的管路与第一排气接口相连通；和顺次相连通的第二氮气接口、第二调节阀、第二单向阀、第二气动阀、真空发生器和第二排气接口，第一气动阀和接出口之间的管路通过第三气动阀与真空发生器的吸入口相连通，第一单向阀和第一气动阀之间的管路通过第五气动阀与接入口相连通；柜壳为密封柜壳，上述的管路系统固定设置在所述柜壳内。

在使用本发明所提供的吹扫净化装置前，将氮气通过第一氮气接口和第二氮气接口接入吹扫净化装置，通过第一排气接口和第二排气接口将吹扫净化装置与废气处理系统相连通，分别通过接出口和接入口将吹扫净化装置与待处理设备及管道相连通。

在使用吹扫净化装置时，首先进行排料操作：打开第一气动阀和第四气动阀，并调整第一调压阀使管路内气体压力提高至10psig-30psig，调整针阀开度，使其流量在1000sccm-3000sccm范围内，通过上述操作，可以利用氮气将待处理设备及管道中的特种气体经第一排气接口排出。然后进行吹扫净化操作前的检查工作：首先打开第一气动阀，并调整第一调压阀使管路内气体压力提高至30psig-45psig，检查各个阀门、待处理设备及管道的状态，确认完毕后打开第二气动阀，此时真空发生器开始工作，真空发生器与第三气动阀之间产生负压环境；之后进行吹扫净化过程：首先开启第三气动阀，由于真空发生器的作用，待处理设备及管路中的气体经由第二排气接口排出，同时待处理设备及管路中的压力开始降低，当压力降至-10psig左右时关闭第三气动阀，之后开启第一气动阀和第五气动阀，待处理设备及管路中的压力恢复至预设压力后关闭第一气动阀和第五气动阀，这就完成一次吹扫净化过程。重复进行20次-80次吹扫净化过程，直至待处理设备及管道特种气体的含量复合要求。

本发明提供了一种吹扫净化装置，通过使用本发明所提供的吹扫净化装置，实现了将特种气体系统设备及管道内残留的特种气体吹扫净化的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种吹扫净化装置的连接结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的吹扫净化装置中进行排料操作时所使用到的局部管路的示意图；

图3为本发明实施例所提供的吹扫净化装置中进行吹扫净化操作时所使用到的局部管路的示意图；

图4为本发明实施例所提供的设置有收集瓶的吹扫净化装置的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供的设置有过滤器的吹扫净化装置的结构示意图；

图6为本发明实施例所提供的设置有安全抽风系统的吹扫净化装置的结构示意图。

在图1-图6中：

第一氮气接口01、第一排气接口02、第二氮气接口03、第二排气接口04、接出口05、接入口06、干燥压缩空气接口07、第一调压阀11、第二调压阀12、第三调压阀13、第一单向阀21、第二单向阀22、第一气动阀31、第二气动阀32、第三气动阀33、第四气动阀34、第五气动阀35、针阀4、第一压力表51、第二压力表52、真空发生器6、收集瓶7、第一手动阀71、第二手动阀72、第三手动阀73、过滤器8和抽风装置9。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种吹扫净化方法，用于不具备《特种气体系统工程设计规范》中所要求的吹扫、排气及辅助抽真空系统的特种气体系统，通过使用本发明实施例所提供的吹扫净化方法，能够实现将特种气体系统中残留的特种气体吹扫净化的目的。

本发明实施例所提供的吹扫净化方法包括以下步骤：

S01)向待处理设备及管路中充入氮气，利用氮气将待处理设备及管路中的特种气体排出；

S02)将处于预设压力的待处理设备及管道抽真空；

S03)再次向待处理设备及管道中充入氮气，使待处理设备及管路中的压力达到预设压力；

S04)多次重复S02)和S03)，至所述待处理设备及管道中的特种气体浓度符合要求。

本发明实施例提供了一种吹扫净化方法，对于不具备《特种气体系统工程设计规范》中所要求的吹扫、排气及辅助抽真空系统的特种气体系统而言，可以通过实施本发明所提供的吹扫净化方法，清除待处理设备和管道内部残留的特种气体，防止在拆卸原有的管道、阀门等组件时，泄露的特种气体对操作人员人身造成伤害。同时，也防止了泄露的特种气体腐蚀其他管道、阀门等。

本领域技术人员可以理解的是，在上述的吹扫净化方法中，由待处理设备及管路中排出的特种气体被送入废气处理系统，并由废气处理系统对其进行无害化处理。

进一步的，在上述实施例所提供的吹扫净化方法中，采用真空发生器对待处理的设备进行抽真空处理。真空发生器是一种利用正压气源产生负压的真空元件，具有高效、清洁、经济和小型化的特点，被广泛应用于工业自动化中机械、电子及机械人等领域。

进一步的，在上述实施例所提供的吹扫净化方法中，使用氮气作为真空发生器的正压气源。氮气是一种无色无味无嗅的气体，通常无毒，是组成大气的主要组分，因此廉价易得。采用氮气作为真空发生器的正压气源，成本较低。

具体的，在上述实施例所提供的吹扫净化方法中，步骤S04)中重复S02)和S03)20次-80次。根据实际操作的经验，在重复步骤S02)和步骤S03)20次-80次后，能够将待处理设备及管道中的特气吹扫净化至符合相关规定要求的水平。

在上述实施例的所提供的一种吹扫净化方法的基础上，本发明还提供了一种吹扫净化装置，以实现利用上述的吹扫净化方法对特种气体系统设备及管道进行吹扫净化的目的。

如图1-图3所示，本发明实施例所提供的吹扫净化装置包括管路系统和柜壳。

请参考图2，图2为在排料操作时应用到的局部管路系统的示意图，该部分管路包括顺次相连通的第一氮气接口01、第一调压阀11、第一单向阀21，在第一单向阀21之后，管路分为两支，其中一支为顺次相连通的第一气动阀31、第一压力表51和接出口05，另一支为顺次相连通的针阀4、第四气动阀34和接入口06，同时，针阀4和第四气动阀34之间的管路与第一排气接口02相连通。

请参考图3，图3为在吹扫净化操作时应用到的局部管路系统的示意图，该部分管路包括顺次相连通的第一氮气接口01、第一调压阀11、第一单向阀21、第一气动阀31、第一压力表51和接出口05，和包括顺次相连通的第二氮气接口03、第二调节阀12、第二单向阀22、第二气动阀32、真空发生器6和第二排气接口04。其中，第一气动阀31和接出口05之间的管路通过第三气动阀33与真空发生器6的吸入口相连通；第一单向阀21和第一气动阀31之间的管路通过第五气动阀35与接入口06相连通。

柜壳为密封柜壳，上述的管路系统固定设置在所述柜壳内。

在使用本发明实施例所提供的吹扫净化装置时，首先将吹扫净化装置与现场的待处理设备及管道、氮气、废气处理系统相连通。通常的，将氮气通过第一氮气接口01和第二氮气接口03接入吹扫净化装置；通过第一排气接口02和第二排气接口04将吹扫净化装置和废气处理系统相连通；分别通过接出口05和接入口06将吹扫净化装置与待处理设备及管道相连通。本领域技术人员可以理解的是，可以根据操作现场的具体情况，调整相应的连接方法，以更好地实现对待处理设备及管道进行吹扫净化的目的。

在使用本发明实施例所提供的吹扫净化装置对待处理设备及管道进行吹扫净化时，通常的，首先进行排料操作，排料操作的目的在于将待处理设备及管道中的高浓度特种气体排出。在进行排料操作时，首先打开第一气动阀31和第四气动阀34，并调整第一调压阀11使管路内的气体压力提高至10psig-30psig，调整针阀4开度，使其流量在1000sccm-3000sccm范围内，再开启第三手动阀73，通过上述操作，可以利用氮气将待处理设备及管道中的特种气体排入废气处理系统中。

经过排料处理后，待处理设备及管路中的大部分特种气体已经被排出，接下来通过吹扫净化操作将少量残余的特种气体排净。首先进行吹扫净化前的准备工作，打开第一气动阀31，并调整第一调压阀11是管路内气体压力提高至30psig-45psig，检测各个阀门、待处理设备及管道的状态，确认完毕后打开第二气动阀32；然后对待处理设备及管道进行吹扫净化，开启第一气动阀31和第五气动阀35，3秒-5秒后关闭第一气动阀31和第五气动阀35，在开启第三气动阀33至管路内的压力降至-10psig左右，最后关闭第三气动阀33，这就完成一次吹扫净化的过程。为了使待处理设备及管道内的特种气体浓度低于相关规定的要求，重复上述的吹扫净化过程20次-80次。

由上述的操作方法及本领域技术人员的常识可知，虽然第一氮气接口01和第二氮气接口03均接入了氮气，但是由于二者所充入氮气的用途不同(第一氮气接口01接入的氮气用于排出待处理设备及管路中的特种气体和恢复待处理设备及管路中的压力，第二氮气接口03接入的氮气用于供给真空发生器6产生负压环境)，因此，第一氮气接口01接入的是高纯度氮气，而第二氮气接口03接入的是普通氮气。

本发明实施例提供了一种吹扫净化装置，该装置的结构基于本发明实施例所提供的一种吹扫净化方法，通过使用本发明所提供的吹扫净化装置，能够实现将特种气体系统设备及管道内残留的特种气体吹扫净化的目的。

进一步的，本发明实施例所提供的吹扫净化装置还包括液体收集装置。如图4所示，该液体收集装置包括第三手动阀73及与第三手动阀73并联的第一手动阀71、收集瓶7和第二手动阀72。其中，第三手动阀73设置在连接第四气动阀34和第五气动阀35的管路与接入口06之间；收集瓶7为内壁经过酸洗钝化处理的不锈钢压力容器，收集瓶7设置有伸入收集瓶7底部的入口管和伸入收集瓶7中0毫米-50毫米的泄放管；第一手动阀71设置在泄放管上，第二手动阀72设置在入口管上。

本领域技术人员可以理解的是，入口管应当与接入口06相连通，而卸料管通过阀门与第一排气接口02相连通。

在使用本实施例所提供的吹扫净化装置时，可以利用收集瓶7收集待处理设备及管道内的液体，在开启第一气动阀31和第四气动阀34，并调整好第一调压阀11及针阀4的开度后，关闭第三手动阀73，开启第一手动阀71和第二手动阀72。在排料过程中，从待处理设备及管路中排出的气液混合物自入口管进入收集瓶，由于出口管位置较高，因此液体会被保存在收集瓶7中，而气体能够从出口管排出，进入特种气体处理设备中。本领域技术人员可以理解的是，收集瓶7为压力容器，因此可以在上述实施例的基础上，在不开启第一手动阀71的状态下进行排料操作，被排出的气液混合物全部被保存在收集瓶7中。

本发明实施例所提供的吹扫净化装置通过设置收集瓶，实现了将特种气体系统设备及管路中残留的气体和液体吹扫净化的目的。

在上述实施例的基础上，本发明另一实施例所提供的吹扫净化装置还包括过滤器。

如图5所示，过滤器8设置在第一调压阀11与第一单向阀21之间。通过设置过滤器8，可以将外部的氮气净化，从而防止有杂质混入待处理设备及管路中，损坏特种气体系统设备。

优选的，在上述实施例所提供的吹扫净化装置中，柜壳上还设置有安全抽风系统，该系统包括干燥压缩空气接口07、第三调压阀13、第二压力表52和抽风装置9。如图6所示，干燥压缩空气接口07、第三调压阀13和第二压力表52在柜壳上顺次相连，抽风装置9也设置在柜壳上。在使用本发明实施例所提供的吹扫净化装置时，将干燥压缩空气接口07与现场的压缩空气气源相连，将抽风装置9与特种气体处理设备相连。开启抽风装置9后，通过调节第三调压阀13的开度，调节柜壳的气压。

本发明实施例所提供的吹扫净化装置设置有安全抽风系统，该安全抽风系统能够在管路系统发生泄漏时，将泄漏的特种气体收集，并送至废气处理系统中进行安全处理，避免了特种气体泄漏的危险。

进一步，在上述实施例的基础上，本发明实施例所提供的吹扫净化装置还包括控制管路系统的控制系统。本领域技术人员可以理解的是，该控制系统与吹扫净化装置中的各个阀门、压力表相连，可以在不打开柜壳的前提下，实现对吹扫净化装置的控制和调整，避免了因频繁开启柜壳导致柜壳密封性能下降的问题。

优选地，上述实施例中控制系统包括可编程控制器和与所述可编程逻辑控制器相连的触摸操作屏。

操作人员通过触摸操作屏向可编程逻辑控制器发出控制命令，并由可编程逻辑控制器自动执行，包括重复进行吹扫净化过程，避免了人工操作阀门可能产生特种气体泄露的问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种吹扫净化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤01)利用充入的氮气将待处理设备及管路中原有的特种气体排出；

步骤02)将处于预设压力的所述待处理设备及管道抽真空；

步骤03)利用充入的氮气使所述待处理设备及管道达到所设预设压力；

步骤04)多次重复所述步骤02)和所述步骤03)，至所述待处理设备及管道中的特种气体浓度符合要求。

2.根据权利要求1所述的吹扫净化方法，其特征在于，所述步骤02)具体为，利用真空发生器将所述待处理设备及管道抽真空。

3.根据权利要求2所述的吹扫净化方法，其特征在于，所述真空发生器使用氮气作为正压气源。

4.根据权利要求1所述的吹扫净化方法，其特征在于，所述步骤04)中重复所述步骤02)和所述步骤03)20次-80次。

5.一种吹扫净化装置，其特征在于，包括：

管路系统，所述管路系统包括顺次相连通的第一氮气接口(01)、第一调压阀(11)、第一单向阀(21)、第一气动阀(31)、第一压力表(51)和接出口(05)，及在第一单向阀(21)后顺次连通的针阀(4)、第四气动阀(34)和接入口(06)，所述针阀(4)和所述第四气动阀(34)之间的管路与第一排气接口(02)相连通，和顺次相连通的第二氮气接口(03)、第二调节阀(12)、第二单向阀(22)、第二气动阀(32)、真空发生器(6)和第二排气接口(04)，所述第一气动阀(31)和所述接出口(05)之间的管路通过第三气动阀(33)与所述真空发生器(6)的吸入口相连通，所述第一单向阀(21)和所述第一气动阀(31)之间的管路通过第五气动阀(35)与所述接入口(06)相连通；

柜壳，所述柜壳为密封柜壳，所述管路系统固定设置在所述柜壳内。

6.根据权利要求5所述的吹扫净化装置，其特征在于，还包括第三手动阀(73)及与所述第三手动阀(73)并联的第一手动阀(71)、收集瓶(7)和第二手动阀(72)，其中，所述第三手动阀(73)设置在连接所述第四气动阀(34)和所述第五气动阀(35)的管路与所述接入口(06)之间；所述收集瓶(7)为内壁经过酸洗钝化处理的不锈钢压力容器，所述收集瓶(7)设置有入口管和泄放管，所述入口管伸入所述收集瓶(7)的底部，所述泄放管伸入所述收集瓶(7)0毫米-50毫米；所述第一手动阀(71)设置在所述泄放管上，所述第二手动阀(72)设置在所述入口管上。

7.根据权利要求5所述的吹扫净化装置，其特征在于，还包括过滤器(8)，所述过滤器(8)设置在所述第一调压阀(11)与所述第一单向阀(21)之间。

8.根据权利要求5所述的吹扫净化装置，其特征在于，还包括安全抽风系统，所述安全抽风系统包括顺序相连的干燥压缩空气接口(07)、第三调压阀(13)和第二压力表(52)，还包括设置在柜壳上的抽风装置(9)。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的吹扫净化装置，其特征在于，还包括控制所述管路系统的控制系统。

10.根据权利要求9所述的吹扫净化装置，其特征在于，所述控制系统包括可编程逻辑控制器和与所述可编程逻辑控制器相连的触摸操作屏。

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