CN103648668B - 用于减少对来自气体发送板的排气的洗涤的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种方法和仪器，用于通过增加潜在的高点燃风险的区域中的空气速度，减少对来自气体板的排气的洗涤、降低操作的成本、降低便利成本和功耗。所述仪器包含经由具有单独的分散喷嘴的管道提供压缩的干燥空气（CDA）的部件。CDA分散喷嘴可以安装在各种关键位置，用以提供附加的通风湍流并减小气体板内的潜在死区。本发明的各方面通过减小功耗，帮助保存能量并保护环境。此外，应该通过将潜在的点燃风险最小化来改善人类安全。

Description

用于减少对来自气体发送板的排气的洗涤的系统和方法

技术领域

本发明涉及气体发送系统领域，尤其是洗涤从气体板泄漏的处理气体。

背景技术

常规处理系统包含处理腔室、处理气体的源、以及控制从源向处理腔室的处理气体的流的气体板。气体板的一个共同用途是用于制造设施。气体板配备有质量流量控制器（MFC）和空气操作的阀，其配置依赖于特定应用。MFC被用于测量并控制气体板的气体或流体的流。使用图1进一步说明常规气体板。

图1示出常规气体板的示例配置。

如图中示出的那样，常规气体板100包含多个MFC102、多个气体阀104和排气系统106。

每个MFC102通过各气体提供线108从气体源接收气体提供。气体源可以提供气体，或更一般而言，流体。每个气体提供线可以携带不同的相应气体或流体给各MFC102。每个MFC102被设计并校准以控制其接收的气体流。在图1的示例配置中，配置17个MFC来通过入口阀（未示出）从气体源接收17个不同的气体提供。在馈送至气体板100的不同气体中，一些可以是处理气体、或压缩的干燥空气（CDA）或者特定应用要求的惰性气体。

如图所示，每个MFC102通过气体提供线110馈送给各气体阀。每个气体阀104可以是开关阀或者可控阀，用以控制经由该气体阀的气体流。气体阀104进一步通过提供线112将气体提供给处理腔室（未示出）。

排气系统106被用于通过出口114取出任何在气体板100内捕获的气体。在从排气流去除不希望的气体的情况下，排气洗涤是示例。

一些通过气体提供线108进入MFC102的处理气体是有害的，例如易燃和/或有毒的。如果在气体板100内泄漏了任何处理气体（诸如因处理气体线损坏造成）泄漏的处理气体会汇集在气体板100内。汇集的处理气体会创建有害的情形。使用图2对此进一步说明。

图2示出在MFC与气体阀之间损坏的气体提供线。

图2示出处理气体206被馈送至MFC202。MFC202与气体阀204之间的气体提供线208是损坏的，导致泄漏的气体212。在一个实施例中，MFC202和气体阀204是气体板100的一部分。在该示例中，泄漏的气体212在气体板100中汇集，该泄漏的气体212必须被去除。在气体板100内可能会有死腔（dead space），死腔会产生有害的情形。死腔是气体板100内的空间，其中，几乎没有或没有气体的移动，例如没有空气流。从而，泄漏的气体212可能汇集在该死腔中。

排气系统106帮助从气体板100内取出气体，以处理气体板100中泄漏的处理气体。使用图3对此进一步说明。

图3用损坏的处理气体线208示出常规气体板300。

除了MFC202和气体阀204，常规气体板300包含常规气体板100的所有组件。如图中示出的那样，MFC202与气体阀204之间的气体提供线208是损坏的，导致泄漏的气体212。泄漏的气体212被捕获在气体板300内的死区中，如虚线表明的那样。气体板300可以包含表明在气体板300内存在不希望的气体的机构。泄漏的气体212的量集中在气体板300内的一些袋中，其可能多于安全性所要求的最小允许量。一些处理气体是有毒和易燃的，因此，泄漏的气体212必须被去除来避免危险情况。

常规气体板300使用排气系统106来从气体板300内取出气体。在很多情况下，排气系统106可以满负荷连续运行，但仍然无法去除汇集在气体板300内的泄漏的气体。换言之，在一些实例中，排气系统106没有有效工作以执行其预期的操作；而在其他实例中，排气系统106没有执行其预期的操作。

如果气体板300内的有毒气体的量多于最小允许量，常规系统可以增加排气和洗涤来处理泄漏的气体。然而，这些常规系统对于洗涤从气体板300泄漏的处理气体212没有效率。

此外，对来自气体板的排气洗涤会导致更高的便利成本和功耗。当使用气体板时，大多数制造设施经常要求降低操作成本、便利成本、功耗、和建筑资本支出。此外，应该通过将点燃的潜在风险最小化来改善人的安全。

需要一种用于洗涤来自气体板的泄漏的处理气体的有效的系统和方法。

发明内容

本发明提供一种用于洗涤来自气体板的泄漏的处理气体的有效的系统和方法。

本发明的一个方面提供了与气体源、压缩空气源和腔室一起使用的气体板。气体源可以提供气体流，而压缩空气源可以提供压缩空气的流。气体板包含第一气体提供线、压缩空气提供线、质量流量控制器、阀、排气部分、喷嘴和外壳。第一气体提供线被配置为从气体源接收气体。压缩空气提供线被配置为从压缩空气源接收压缩空气。质量流量控制器可以通过第一气体提供线接收气体，并可以提供气体的可控输出流。阀可以处于第一状态和第二状态，当处于第一状态时，可以使气体流的第一量传递至腔室；当处于第二状态时，可以将气体流的第二量传递至腔室。当阀处于第一状态时，排气部分可以去除未传递至腔室的气体流的部分。喷嘴可以通过压缩空气提供线接收压缩空气。第一气体提供线、压缩空气提供线、质量流量控制器、阀和喷嘴设置在外壳内。当阀处于第一状态时，喷嘴可以提供外壳内的压缩空气的输出流，以提供未传递至腔室的气体流的部分的流。

本发明的附加优点和新颖特征部分阐述于下面的说明中，部分为本领域的技术人员在阅读了下面的说明所了解的或者可以通过实践本发明而学会的。本发明的优点可以通过所附的权利要求中特别指出的手段及组合实现并达到。

附图说明

整合至说明书并形成说明书一部分的附图示出了本发明的示例性实施例，与说明一起有助于解释本发明的原理。在附图中：

图1示出了常规气体板的示例配置；

图2示出了在MFC与气体阀之间损坏的气体提供线；

图3示出了具有损坏的处理气体线的常规气体板；

图4示出了依据本发明的一个方面的气体板的实施例；以及

图5示出了依据本发明的一个方面的气体板的另一个实施例。

具体实施方式

本发明的各方面提供了一种促进或创建使在捕获有气体的死腔内的气体移动的系统和方法。在示例实施例中，压缩的干燥空气（CDA）的流经由气动线束，用单独的分散喷嘴被提供至气体板。压缩空气的流导致死腔内气体的移动，其然后辅助去除汇集的经处理的气体。因此，作为被压缩空气喷嘴提供的推动的结果，排气系统能够更有效工作。使用图4对此进一步说明。

图4示出了依据本发明的一个方面的气体板的另一个实施例。

除了压缩空气402和分散喷嘴404，气体板400还包含常规气体板100的所有组件。如图中示出的那样，压缩空气402经由管道被提供给多个分散喷嘴404。出于讨论的目的，假定压缩空气402在一个气体提供线108可用。安装在各种关键位置的多个分散喷嘴404提供额外的通风湍流，并减小气体板400内潜在的死区。

如图4所示，分散喷嘴404位于每个MFC之间，然而，分散喷嘴404的该配置仅出于示例性目的，是非限制性的示例。分散喷嘴404可以位于气体板400内的任何位置，只要其提供泄漏的气体的移动，该泄漏的气体已经汇集在气体板400内的死区中。在本发明的一个实施例中，分散喷嘴位于更接近气体板中预期的死区。

在本发明的另一个实施例中，经由分散喷嘴404分散的压缩空气402的量可以单独控制，以基于汇集在气体板400内的处理气体的量提供不同的流率和压力降。分散喷嘴404围绕气体板400内的死区，吹出通过一个气体提供线108提供的压缩空气402。通过分散喷嘴404的帮助，汇集气体板400内的气体可以从这些死腔移出，因而辅助排气系统106更有效工作来去除这些汇集的气体。

在本发明的另一个实施例中，气体板400可以具有检测器来检测气体的存在，该气体可能已经泄漏在气体板400内。气体板400还可以包含控制器，一旦由气体板400内的检测器检测到泄漏的气体，该控制器控制压缩空气的提供。使用图5对此进一步说明。

图5示出了依据本发明的一个方面的气体板的另一个实施例。

除了检测器502、控制器504和阀506，气体板500还包含气体板400的所有组件。

当在气体板500内有泄漏的气体汇集时，检测器502能操作来检测气体板500内气体的存在。检测器502通过控制信号508，将气体板500内检测的气体的量传输至控制器504。

控制器504能操作来基于由检测器502检测的气体的量，控制由分散（dispersion）喷嘴404提供的压缩空气402的量。在该事件中，当检测器502检测到没有气体时，控制器504可以通过控制信号510借助控制阀506的帮助使分散喷嘴404不工作。替代地，当检测器502检测到气体板500内气体的存在时，这表明控制器504能使分散喷嘴404工作，使得由分散喷嘴404提供的压缩空气402的量基于由检测器502检测的气体的量而定。

如参考图4-5讨论的那样，当由于损坏的气体提供线使处理气体汇集在气体板内时，通过气体检测器检测在气体板内气体的存在。在这种情况下，气体检测器指示CDA控制器使分散喷嘴能工作，以在泄漏的气体浓度更高的各种位置使汇集的气体移动。

依据本发明的各方面，分散喷嘴404通过在气体板500内增大潜在的高点燃风险的区域的空气速度来辅助排气系统106。因此，排气系统106的功耗因为排气系统106不需要以其满负荷运行而减小。因此，本发明的各方面帮助保存能量并保护环境。此外，应该通过将点燃的潜在风险最小化来改善人类安全性。

用于空气模式测试的采样位置经常在期望空气速度低的区域、且潜在的高点燃风险的区域中选择。对于气体板中分散喷嘴的配置，依据本发明的各方面，在10slm（标准升每分钟）的CDA释放速率和不多于2.0slm内的易燃的处理气体的测试中，排气速率减少25%。

本发明讨论了使用CDA来导致在气体板内汇集的气体移动，然而，不仅限于压缩空气，可以使用适于增大捕获有气体的死区中的空气速度的任何物质或者液体。

出于示出和说明的目的，已提供了本发明的各种优选的实施例的上述说明。不是为了穷尽或限制本发明为公开的精确形式，显然可以鉴于上述教导，很多修改和变化方案时可能的。为了最佳解释本发明的原理及其实际应用，选择并说明了如上所述的示例实施例，因而能使本领域的技术人员最佳将本发明使用于各种实施例，并且适于特定用途的各种修改方案是可构思的。预期本发明的范围由所附的权利要求定义。

Claims (13)

1.一种与气体源、压缩空气源和腔室一起使用的气体板，所述气体源能操作来提供气体流，所述压缩空气源能操作来提供压缩空气的流，所述气体板包括：

第一气体提供线，其配置为从所述气体源接收气体；

压缩空气提供线，其配置为从所述压缩空气源接收压缩空气；

质量流量控制器，其能操作来通过所述第一气体提供线接收所述气体，并提供所述气体的可控输出流；

阀，其能操作来处于第一状态和第二状态，以在处于所述第一状态时，使所述气体的所述流的第一量传递至所述腔室，在处于所述第二状态时，使所述气体的所述流的第二量传递至所述腔室；

排气部分，其在所述阀处于所述第一状态时，能操作来去除未传递至所述腔室的所述气体的所述流的部分；

喷嘴，其能操作来通过所述压缩空气提供线接收所述压缩空气；以及

外壳，

其中，所述第一气体提供线、所述压缩空气提供线、所述质量流量控制器、所述阀和所述喷嘴设置在所述外壳内，

其中，在所述阀处于所述第一状态时，所述喷嘴能操作来提供所述外壳内的所述压缩空气的输出流，以提供未传递至所述腔室的所述气体的所述流的所述部分的流。

2.如权利要求1所述的气体板，其还包括气体检测器，当所述气体存在于所述外壳内时，所述气体检测器能操作来检测所述外壳内所述气体的存在。

3.如权利要求2所述的气体板，其还包括压缩空气控制器，该压缩空气控制器能操作来基于由所述气体检测器检测到的气体的量，控制由所述喷嘴提供的压缩空气的量。

4.如权利要求3所述的气体板，其中，当所述气体检测器检测到在所述外壳内不存在所述气体时，所述压缩空气控制器能操作来使所述喷嘴不能提供压缩空气。

5.如权利要求4所述的气体板，其中，当所述气体检测器检测到在所述外壳存在所述气体时，所述压缩空气控制器能操作来启用所述喷嘴以提供压缩空气。

6.如权利要求3所述的气体板，其中，当所述气体检测器检测到在所述外壳内存在所述气体时，所述压缩空气控制器能操作来启用所述喷嘴以提供压缩空气。

7.一种与第一气体源、第二气体源、压缩空气源和腔室一起使用的气体板，所述第一气体源能操作来提供第一气体的第一流，所述第二气体源能操作来提供第二气体的第二流，所述压缩空气源能操作来提供压缩空气的流，所述气体板包括：

第一气体提供线，其配置为从所述第一气体源接收第一气体；

第二气体提供线，其配置为从所述第二气体源接收第二气体；

压缩空气提供线，其配置为从所述压缩空气源接收压缩空气；

第一质量流量控制器，其能操作来通过所述第一气体提供线接收所述第一气体，并提供所述第一气体的可控输出流；

第二质量流量控制器，其被设置成使得在所述第二质量流量控制器与所述第一质量流量控制器之间具有空间，所述第二质量流量控制器能操作来通过所述第二气体提供线接收所述第二气体，并提供所述第二气体的可控输出流；

第一阀，其能操作来处于第一状态和第二状态，以在处于所述第一状态时，使所述第一气体的所述流的第一量传递至所述腔室，在处于所述第二状态时，使所述第一气体的所述流的第二量传递至所述腔室；

第二阀，其能操作来处于第三状态和第四状态，以在处于所述第三状态时，使所述第二气体的所述流的第三量传递至所述腔室，在处于所述第四状态时，使所述第二气体的所述流的第四量传递至所述腔室；

排气部分，其在所述第一阀处于所述第一状态时，能操作来去除未传递至所述腔室的所述第一气体的所述流的部分，在所述第二阀处于所述第三状态时，去除未传递至所述腔室的所述第二气体的所述流的部分；

喷嘴，其能操作来通过所述压缩空气提供线接收所述压缩空气；以及

外壳，

其中，所述第一气体提供线、所述第二气体提供线、所述压缩空气提供线、所述第一质量流量控制器、所述第二质量流量控制器、所述第一阀、所述第二阀和所述喷嘴设置在所述外壳内，并且

其中，所述喷嘴设置在所述第二质量流量控制器与所述第一质量流量控制器之间的空间，在所述第一阀处于所述第一状态时，能操作来提供所述外壳内的所述压缩空气的输出流，以提供未传递至所述腔室的所述第一气体的所述流的所述部分的流。

8.一种使用气体源、压缩空气源和腔室的方法，所述气体源能操作来提供气体流，所述压缩空气源能操作来提供压缩空气的流，所述方法包括：

通过第一气体提供线，从所述气体源接收气体；

通过压缩空气提供线，从所述压缩空气源接收压缩空气；

通过质量流量控制器，从所述第一气体提供线接收所述气体；

通过所述质量流量控制器，提供所述气体的可控输出流；

通过能操作来处于第一状态和第二状态的阀，以使当所述阀处于所述第一状态时，将所述气体的所述流的第一量传递至所述腔室；

当所述阀处于所述第二状态时，通过所述阀将所述气体的所述流的第二量传递至所述腔室；

当所述阀处于所述第一状态时，通过排气部分去除未传递至所述腔室的所述气体的所述流的部分；

通过喷嘴，从所述压缩空气提供线接收所述压缩空气；以及

当所述阀处于所述第一状态时，通过所述喷嘴，提供内部的所述压缩空气的输出流，以提供未传递至所述腔室的所述气体的所述流的所述部分的流。

9.如权利要求8所述的方法，还包括通过气体检测器检测所述气体的存在。

10.如权利要求9所述的方法，其还包括通过压缩空气控制器，基于由所述气体检测器检测到的气体的量，控制由所述喷嘴提供的压缩空气的量。

11.如权利要求10所述的方法，还包括当所述气体检测器检测出不存在所述气体时，通过所述压缩空气控制器使所述喷嘴不能提供压缩空气。

12.如权利要求11所述的方法，还包括当所述气体检测器检测出存在所述气体时，通过所述压缩空气控制器启用所述喷嘴以提供压缩空气。

13.如权利要求10所述的方法，还包括当所述气体检测器检测出存在所述气体时，通过所述压缩空气控制器启用所述喷嘴以提供压缩空气。