CN108591559A - 压力调节器和流体供给封装包 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及压力调节器和流体供给封装包。一种流体供给封装包，包括：一个压力调节流体贮存和分配容器，一个阀头，适于分配来自该容器的流体，以及一个抗压力尖峰组件，适于对抗在流体分配的初期来自所述阀头的流体的流动中的压力尖峰。

Description

压力调节器和流体供给封装包
分案申请信息
本发明专利申请是申请日为2013年9月20日、申请号为201380060894.7、发明名称为“压力调节流体贮存和输送容器的抗尖峰压力管理”的发明专利申请案的分案申请。
相关申请的交叉引用
在此根据35USC 119要求以Joseph R.Despres等人的名义提交的题为“ANTI-SPIKE PRESSURE MANAGEMENT OF PRESSURE-REGULATED FLUID STORAGE AND DISPENSINGVESSELS”的美国临时专利申请No.61/704402的优先权权益。出于所有目的，在此将美国临时专利申请No.61/704402的公开内容以其整体通过引用纳入本文。
技术领域
本公开内容涉及对易受流体分配操作开始时的压力尖峰行为影响的压力调节流体贮存和分配容器的抗尖峰压力管理。本公开内容的压力管理布置和方法也被设想用于解决持续的周期性压力尖峰(振荡)行为，例如，反复、阵发特性的流体压力偏移(pressureexcursion)。
背景技术
在半导体制造领域，多种流体供给封装包(fluid supply package)被用于提供在制造操作中和在辅助流体利用过程(诸如，过程容器清洗)中使用的过程流体。出于对安全性和过程效率的考虑，已经开发了利用流体贮存和分配容器的流体供给封装包，在流体贮存和分配容器中，压力调节装置设置在该容器的内部体积中或设置在该容器的阀头中。这样的具有压力调节容器的流体供给封装包的实例包括：购自ATMI公司(美国，康涅狄格州，Danbury)的商标为VAC的流体供给封装包、购自Praxair公司的商标为UPTIME的压力调节容器流体供给封装包、以及购自L’Air Liquide(法国，巴黎)的商标为SANIA的配备有包括调节器和流量控制阀元件的阀头的流体供给封装包。
在一些情况下，联接到流动管线(circuitry)的压力调节容器在流体分配操作开始时呈现突然的压力波动。此异常行为最经常地是经历由流动管线中的压力感测部件所感测到的压力尖峰。这样的压力尖峰行为在先前的半导体制造操作中并不重要，因为这是一个迅速被平衡流动取代的瞬态现象(且因此压力尖峰被包含在处理系统向稳态操作条件的逐渐演进中)，但最近的离子注入应用中的快速调束(beam tuning)的趋势已经导致处理系统对此阈值波动敏感。
压力尖峰的发生会导致流动管线部件(诸如，质量流量控制器)暂时失去控制，结果是接收分配的流体的处理工具接收到超出规格的流体流动。在一些情况下，这可能会导致自动的过程监控系统终止操作，结果是接下来的对制造生产力的维持不利的停工时间。在其他情况下，制造工具可以处理与尖峰相关联的流体突然涌入，结果产生超出规格的产物。
因此，来自压力调节容器的流体流动中的流入流体压力尖峰的后果可能对处理效率和生产力极其有害。
发明内容
本公开内容涉及对易受流体分配操作开始时的压力尖峰行为影响的压力调节流体贮存和分配容器的抗尖峰压力管理。
在一方面，本公开内容涉及一种流体供给封装包，包括：一个压力调节流体贮存和分配容器，一个阀头，适于分配来自该容器的流体，以及一个抗压力尖峰组件，适于对抗(combat)在流体分配的初期来自所述阀头的流体的流动中的压力尖峰。
在另一方面，本公开内容涉及一种前述类型的流体供给封装包，其中所述抗压力尖峰组件包括选自由下列组成的组中的至少一个组件：
(1)多个组件，适于调整所述流体贮存和分配容器和一个安排在联接到该容器的流动管线中的质量流量控制器之间的缓冲体积，以至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为；
(2)多个压力调节器组件，其中打开该容器内的压力调节器的提升阀元件所必需的内部摩擦力对于至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为是有效的；
(3)多个组件，其通过将输送线路维持在排空状态而恰在开始流体流动之前略微降低输送线路压力，并且推进一个阀以降低该线路内的压力，瞬时地使较高的流体流速流动经过一个安排在联接到该容器的流动管线中的质量流量控制器，从而恰在流体流动的初期之前相应地降低输送线路流体压力；
(4)多个组件，其通过如下方式恰在开始流体流动之前减小输送线路压力，即：通过直接地推进到真空，或通过以(相对于分配的流体的正常流速)增大的流速使气体流动经过该输送线路中的一个质量流量控制器，或通过在没有推进的情况下直接向真空打开该输送线路；多个组件，其通过在将一个压力调节容器连接到所处压力等于或高于该压力调节器的包围压力的歧管且输送线路压力逐渐减小到该调节器打开为止时对压力分布作质量保证确定，对该压力调节容器作质量预审，于是，在调节器打开时该压力分布的形状提供对压敏元件是否粘滞的指示；
(5)多个调节器组件，包括提升阀和压力调节器密封表面，该提升阀和压力调节器密封表面适于在该提升阀首次打开时防止提升阀粘滞，其中在将该提升阀从其支座结构移位时所需克服的摩擦力对于至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为是有效的，其中所述多个调节器组件包括下列中的一个或多个：(i)在使用中具有低变形水平的构造材料，(ii)具有球形密封形状的多个提升阀，(iii)包括非金属构造材料的提升阀支座结构，以及(iv)包括金属构造材料的多个提升阀和包括流体可兼容的塑料构造材料的提升阀支座结构；
(6)多个压力调节器，包括一个压力感测组件，该压力感测组件包括下列中的一个或多个：(i)一个波纹管结构，具有若干隔膜(diaphragm)元件、构造材料、厚度和弹性，以使得所述提升阀元件的行进距离至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为；(ii)压力调节器装置的孔口尺寸，其至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为；(iii)调节器几何形状，其至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为；
(7)多个调节器组件，包括下列中的一个或多个：(i)多个弹簧，其在该提升阀的上游且被布置为在该提升阀元件粘滞且然后突然打开时作为一个阻尼元件辅助控制所述提升阀的移动；(ii)一个压力调整机构，用于增加所述压力调节器装置的所述压力感测组件内的压力，以使得调节器出口压力相应地增加，从而缩短流体流动初期和打开所述压力调节器中的提升阀元件之间的时间段；(iii)一个压力调整机构，用于减小到所述压力调节器的入口压力，以使得由流体施加在所述提升阀元件上的力减小，从而减小在打开所述提升阀时需要克服的力；(iv)一个流量调整机构，操作以使得流体流动紧密符合到一个利用流体的设备；(v)多个过滤器，定位在一个或多个调节器的下游，具有一个限制高端流速的孔尺寸，以及(vi)在所述一个或多个调节器的出口处的多个限流孔口元件，例如，包括在串联连接的多个压力调节器中的一些连续的压力调节器之间提供一个或多个限流孔口(RFO)装置和/或一个或多个过滤器，以使得当一个压力调节器打开时，流过该提升阀的气体速率被限制，以衰减压力尖峰或以其他方式消除压力振荡问题；
(8)多个组件，在所述流体贮存和分配容器的阀头的一个输送端口处包括至少一个限流孔口(RFO)元件，以至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为；
(9)多个组件，适于调整所述流体贮存和分配容器的一个输送端口和与所述输送端口处于流体流动连通的一个相关联的输送线路内的一个质量流量控制器之间的辫管体积，以使得上升到较高压力的流体的体积和伴随流体压力尖峰行为的流动扰动的持续时间相应地减少；
(10)多个组件，适于限制所述流体贮存和分配容器的内部体积内的多个压力调节器中的一些连续的压力调节器之间的流体流动，在一个连接所述多个压力调节器中的所述一些连续的压力调节器的管道内包括一个流动路径缩减器；
(11)多个组件，适于限制所述流体贮存和分配容器的内部体积内的多个压力调节器中一些连续的压力调节器之间的流体流动，包括一个设定点调整机构，被布置以调制所述多个压力调节器中的第一上游压力调节器的出口压力，以使得在第二下游调节器的提升阀上的力以及所述第一压力调节器和所述第二压力调节器之间的流体的体积被调整到一个对于至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为的有效的范围；
(12)多个压力调节器组件，包括能够匹配地接合的提升阀和支座结构，所述提升阀和支座结构被构造和布置以使得当所述提升阀和支座结构彼此接合时在其间形成钝角接触，其中所述提升阀具有一个圆的、钝的密封表面，该密封表面能够安置在一个平坦的圆筒形支座结构上；
(13)多个压力调节器组件，包括能够匹配地接合的提升阀和支座结构，其中所述支座结构包括一种硬的、刚性的、流体可兼容的聚合物材料，且所述提升阀包括一种金属材料；
(14)多个压力调节器组件，包括提升阀杆和固位器弹簧组件，该固位器弹簧组件将一个提升阀附接到所述压力调节器的波纹管，其中所述固位器弹簧和所述提升阀杆之间的间隙具有的间隙尺度对于至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为是有效的；以及
(15)多个压力调节器组件，包括：一个流量控制元件，该流量控制元件能够响应于所述流体供给封装包的一个排放端口处的压力打开和关闭；以及加压/减压组件，被布置为在所述排放端口处重复地且交替地施加压力和减小压力，以使得所述压力调节器组件的所述流量控制元件被循环地打开和关闭达一个预定时间段，从而稳定压力并抑制在该流体供给封装包的后续分配操作中的压力振荡。
在另一方面，本公开内容涉及一种用于至少部分地衰减从流体供给封装包的压力调节流体贮存和分配容器分配的流体的压力尖峰行为的方法，包括使用一个或多个上述类型的压力尖峰衰减组件。
本公开内容的另一方面涉及一种流体供给封装包，包括：一个压力调节容器，该容器在其中、在该容器的排放端口的上游包括一个压力调节器，所述压力调节器包括一个流量控制元件，该流量控制元件能够响应于该排放端口处的压力打开和关闭；以及一个加压/减压组件，被布置为在所述排放端口处重复地且交替地施加压力和减小压力，以使得所述压力调节器组件的所述流量控制元件被循环地打开和关闭达一个预定时间段，从而稳定压力并抑制在该流体供给封装包的后续分配操作中的压力振荡。
本公开内容的另一方面涉及一种抑制从压力调节容器分配的气体的压力振荡的方法，所述方法包括在所述容器的排放端口处重复地且交替地施加压力和减小压力，以使得所述容器中的压力调节器的流量控制元件被循环地打开和关闭达一个预定时间段，从而稳定压力并抑制在该流体供给封装包的后续分配操作中的压力振荡。
将从随后的描述和随附的权利要求更充分地明了本公开内容的其他方面、特征和实施方案。
附图说明
图1是包括可应用所述抗尖峰压力管理设备和方法的压力调节流体贮存和分配容器的流体供给封装包的示意性横截面正视图。
图2是根据本公开内容的另一个实施方案的用于贮存加压流体并以受控方式从中分配加压流体的系统的示意性横截面视图。
图3是图1中示意性地示出的一般类型的流体供给封装包的部分横截面的示意性正视图，且其中对应的部分被对应地编号以便参引。
图4是图1和图3示出和描述的容器中利用的一般类型的压力调节器的横截面视图。
图5是参照图1和图3的流体供给封装包示出和描述的一种类型的串联布置的双调节器组件的示意性表示。
图6是图4和图5中示出的一般类型的压力调节器的放大局部视图，示出座落在该压力调节器的入口通道中以堵塞该通道并且防止流体流动的提升阀的锥形端区段。
图7是在图4至图6中示出的类型的压力调节器中所利用的提升阀和杆组件的分解视图。
图8是与图7的提升阀弹簧组件协作匹配的提升阀固位器弹簧构件的俯视平面视图。
图9是已组装的提升阀杆和固位器弹簧组件的俯视平面视图，纳入了图7的提升阀杆组件和图8的提升阀固位器弹簧构件。
图10是图1中示出的类型的流体供给封装包的示意性横截面正视图，通过在流体排放端口的流体排放通道中纳入限流孔口(RFO)元件而被修改，以抑制在分配操作的初期的压力尖峰行为。
图11是根据本公开内容的另一个实施方案的如图5示出的和先前参照图5所描述的类型的串联布置的双调节器组件的示意性横截面正视图,该双调节器组件被修改以抑制压力尖峰行为。
图12是图4和5中示出的一般类型的压力调节器的放大局部视图，其中该调节器的入口通道的支座结构作为提升阀已经被修改，以至少部分地衰减分配操作的初期的压力尖峰行为。
图13是根据本公开内容的一个实施方案的流体供给封装包的示意性横截面正视图，该流体供给封装包包括一个应用抗尖峰压力管理设备和方法的压力调节流体贮存和分配容器。
图14是在图13中示出的类型的系统中的调节器提升阀的循环之前和之后，分配的气体的压力作为时间的函数的曲线图。
具体实施方式
本公开内容涉及对可易受流体分配操作开始时的压力尖峰行为影响的压力调节流体贮存和分配容器的抗尖峰(anti-spike)压力管理,还涉及用于抵抗持续的周期性压力尖峰(振荡)行为(例如，反复、阵发性特性的流体压力偏移)的压力管理布置和方法。
如此处所用的，关于流体贮存和分配容器的术语“压力调节(pressure-regulated)”意味着这样的容器具有至少一个压力调节器装置、设定压力阀、或真空/压力激活的止回阀，该真空/压力激活的止回阀被安排在该容器的内部体积中和/或在该容器的阀头中，其中每个这样的压力调节器装置被适配成使得它响应于恰在该压力调节器装置下游的流体流动路径中的流体压力、并且打开以使得流体在相对于该压力调节器装置上游的较高流体压力的特定减小的下游压力条件下流动，且在打开之后运行以将从该压力调节器装置排放的流体的压力维持在一个特定的压力水平或“设定点”。
如先前在本文的背景技术部分描述的，已经发现，当压力调节容器被联接到使该容器中的(一个或多个)压力调节器装置经受意在打开所述(一个或多个)压力调节器装置以允许流体流过的压力条件的流动管线时，该压力调节容器在开始流体分配操作时偶尔地(或偶发地)展现突然的压力波动。这样的突然的压力波动构成了可对与该压力调节容器相关联的流体输送和过程监控操作产生严重不利影响的异常流动行为。在许多情况下，压力调节流体贮存和分配容器已经呈现了超出在联接到该容器的流体输送管线中利用的质量流量控制器装置维持稳态流动条件的能力的压力尖峰。结果是，在可以实现平衡流动条件之前，在启动流体输送时或重新启动这样的流体输送操作时流量波动。先前，此异常就算存在也是被忽视的或无关紧要的，但是最近的用于离子注入工具的快速调束的趋势已经导致处理系统对这样的波动的敏感。
本公开内容设想了多种方法作为对这样的“压力尖峰(pressure spike)”行为的“修补”，以使得分配操作可以更平稳地开始，且没有大量的压力/流速波动的后果。在这样的方法中，压力调节器被操作以使得出口压力和来自这样的装置的流动被调制，从而阻息且至少部分地衰减在启动时的任何突然的压力波动。
这些多种方法在相应的具体实施方案中包括下列操作技术和布置：
(1)最小化该流体贮存和分配容器和安排在联接到该容器的流动管线中的质量流量控制器之间的缓冲体积；
(2)优化压力调节器的设计，以最小化打开容器内的压力调节器的提升阀元件所必需的内部摩擦力；
(3)通过将输送线路维持在排空状态而恰在开始流体流动之前略微降低输送线路压力，并且推进一个阀以降低该线路内的压力，瞬时地使较高的流体流速流动经过一个安排在联接到该容器的流动管线中的质量流量控制器，从而恰在流体流动的初期之前相应地降低输送线路流体压力；
(4)通过如下方式恰在开始流体流动之前减小输送线路压力，即：通过直接地推进(pulse)到真空，或通过以(相对于分配的流体的正常流速)增大的流速使气体流动经过该输送线路中的一个质量流量控制器，或通过在没有推进的情况下直接向真空打开该输送线路；
(5)通过在将一个压力调节容器连接到所处压力等于或高于该压力调节器的封闭压力的歧管且输送线路压力逐渐减小到该调节器打开为止时对压力分布作质量保证确定，对该压力调节容器作质量预审，于是，在调节器打开时该压力分布的形状提供对压敏元件是否粘滞的指示；改进提升阀和压力调节器密封表面，以在该提升阀首次打开时防止提升阀粘滞，其中在关闭位置中该提升阀仍提供对流体流动的绝对关闭和堵塞，但是其中将该提升阀从其支座结构移位时所需克服的摩擦力被最小化，其中这样的改进包括下列中的一个或多个：(i)选择在使用中具有低变形水平的替代性构造材料，(ii)将该提升阀的形状从常规圆锥形密封形状修改成球形密封形状，(iii)使用非金属构造材料用于该提升阀支座结构，以及(iv)使用金属提升阀元件以及使用流体可兼容的塑料构造材料用于该提升阀支座结构；
(6)修改压力调节器装置的波纹管和压力感测组件，以包括下列中的一个或多个：(i)修改波纹管结构，诸如，通过改变隔膜元件的数量、波纹管的构造材料、厚度以及弹性，以使得提升阀元件的行进距离减小；(ii)减小压力调节器装置的孔口尺寸；(iii)修改调节器的几何形状；
(7)通过下列中的一个或多个修改该压力调节器装置的设计：在提升阀元件上游添加弹簧，从而在该提升阀元件粘滞且然后突然打开时作为一个阻尼元件辅助控制提升阀的移动；(ii)增大压力调节器装置的压力感测组件内的压力，以使得调节器出口压力相应地增大，从而缩短流体流动初期和打开压力调节器中的提升阀元件之间的时间段；(iii)减小到压力调节器的入口压力，以使得由流体施加在提升阀元件上的力减小，从而减小在打开提升阀元件时需要克服的力；(iv)一个流量调整机构，操作以使得流体流动紧密符合(conform)到一个利用流体的设备；(v)多个过滤器，定位在(一个或多个)调节器下游，具有一个限制高端流速的孔尺寸，以及(vi)多个限流孔口元件，在所述(一个或多个)调节器的出口处，例如，包括在串联连接的多个压力调节器中的一些连续的压力调节器之间提供(一个或多个)限流孔口(RFO)装置和/或(一个或多个)过滤器，以使得当一个压力调节器打开时，流过提升阀的气体速率被限制，以衰减压力尖峰或以其他方式消除压力振荡问题；
(8)在所述流体贮存和分配容器的输送端口处部署更小直径的限流孔口(RFO)元件，以限制伴随的压力尖峰事件的最大流速；
(9)最小化所述流体贮存和分配容器的输送端口和相关联的输送管线内的质量流量控制器之间的“辫管(pigtail)”体积，以使得上到较高压力的流体的体积被最小化且伴随该尖峰的流动扰动的持续时间被相应地减少；
(10)通过安装一个流路径缩减器(诸如，金属套筒)——该流路径缩减器可操作以将暴露于在第二下游调节器中的提升阀元件的中间压力气体的量最小化，将双调节器布置中的连续的调节器之间的体积最小化，例如，其中第一上游调节器产生从容器中流体的高贮存压力到例如可以在例如100psi(689.5kPa)数量级的中间压力的流体压力减小，且其中第二下游调节器产生从在100psi(689.5kPa)的数量级的中间压力水平到例如可以在650托(86.7kPa)数量级的较低压力的流体压力减小；
(11)减小多个调节器(2个或更多个串联的调节器)布置中的第一上游调节器的出口压力，例如，从100psi(689.5kPa)减小至10psi(69kPa)，以使得在第二下游调节器提升阀元件上的力减小，且使得在两个压力调节器装置之间的气体的体积被、减小；
(12)更改压力调节器的能够匹配地接合的提升阀元件和支座结构的几何形状，从而使得所述元件之间以钝角形成最小接触，以最小化潜在的粘滞行为，例如，其中提升阀元件具有一个圆的(round)、钝的密封表面，该密封表面安置在一个平坦的圆筒形(圆环圈形状(donut-shaped)或垫圈形状(washer-shaped))支座结构上；
(13)修改提升阀元件和支座结构的构造材料，以将在压力调节器的关闭和打开时的粘滞行为最小化，例如，使用一种硬的、刚性的、流体可兼容的聚合物材料用于该支座结构，以及使用金属用于提升阀元件的面；
(14)诸如通过减小固位器夹(retainer clip)和提升阀杆组件上的台肩(shoulder)之间的间隙以使位移最小化，重新设计提升阀杆和将提升阀元件附接到压力调节器的波纹管的固位器弹簧组件，以减小在提升阀元件的定位中的“游隙”，否则该“游隙”可能允许未对齐提升阀元件；以及
(15)将压力调节器组件的一个流量控制元件在打开状况和关闭状况之间作压力循环达足够数量的循环，以稳定压力并抑制在该流体供给封装包的后续分配操作中的压力振荡。
基于这样的技术和布置，通过在流体供给封装包中纳入包括选自由下列组成的一组的至少一个组件的相应的抗压力尖峰组件或压力管理组件，可以将流体供给封装包配置和适配在多种实施方案中以抵抗压力尖峰、振荡和其他异常流动行为：
(1)多个组件，适于调整所述流体贮存和分配容器和一个安排在联接到该容器的流动管线中的质量流量控制器之间的缓冲体积，以至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为；
(2)多个压力调节器组件，其中打开该容器内的压力调节器的提升阀元件所必需的内部摩擦力对于至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为是有效的；
(3)多个组件，其通过将输送线路维持在排空状态而恰在开始流体流动之前略微降低输送线路压力，并且推进一个阀以降低该线路内的压力，瞬时地使较高的流体流速流动经过一个安排在联接到该容器的流动管线中的质量流量控制器，从而恰在流体流动的初期之前相应地降低输送线路流体压力；
(4)多个组件，其通过如下方式恰在开始流体流动之前减小输送线路压力，即：通过直接地推进到真空，或通过以(相对于分配的流体的正常流速)增大的流速使气体流动经过该输送线路中的一个质量流量控制器，或通过在没有推进的情况下直接向真空打开该输送线路；多个组件，其通过在将一个压力调节容器连接到所处压力等于或高于该压力调节器的封闭压力的歧管且输送线路压力逐渐减小到该调节器打开为止时对压力分布作质量保证确定，对该压力调节容器作质量预审，于是，在调节器打开时该压力分布的形状提供对压敏元件是否粘滞的指示；
(5)多个调节器组件，包括提升阀和压力调节器密封表面，该提升阀和压力调节器密封表面适于在该提升阀首次打开时防止提升阀粘滞，其中在将该提升阀从其支座结构移位时所需克服的摩擦力对于至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为是有效的，其中所述多个调节器组件包括下列中的一个或多个：(i)在使用中具有低变形水平的构造材料，(ii)具有球形密封形状的多个提升阀，(iii)包括非金属构造材料的提升阀支座结构，以及(iv)包括金属构造材料的多个提升阀和包括流体可兼容的塑料构造材料的提升阀支座结构；
(6)多个压力调节器，包括一个压力感测组件，该压力感测组件包括下列中的一个或多个：(i)一个波纹管结构，具有若干隔膜元件、构造材料、厚度和弹性，以使得所述提升阀元件的行进距离至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为；(ii)压力调节器装置的孔口尺寸，其至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为；(iii)调节器几何形状，其至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为；
(7)多个调节器组件，包括下列中的一个或多个：(i)多个弹簧，其在该提升阀的上游且被布置为在该提升阀元件粘滞且然后突然打开时作为一个阻尼元件辅助控制所述提升阀的移动；(ii)一个压力调整机构，用于增加所述压力调节器装置的所述压力感测组件内的压力，以使得调节器出口压力相应地增加，从而缩短流体流动初期和打开所述压力调节器中的提升阀元件之间的时间段；(iii)一个压力调整机构，用于减小到所述压力调节器的入口压力，以使得由流体施加在所述提升阀元件上的力减小，从而减小在打开所述提升阀时需要克服的力；(iv)一个流量调整机构，操作以使得流体流动紧密符合到一个利用流体的设备；(v)多个过滤器，定位在一个或多个调节器的下游，具有一个限制高端流速的孔尺寸，以及(vi)在所述一个或多个调节器的出口处的多个限流孔口元件，例如，包括在串联连接的多个压力调节器中的一些连续的压力调节器之间提供一个或多个限流孔口(RFO)装置和/或一个或多个过滤器，以使得当一个压力调节器打开时，流过该提升阀的气体速率被限制，以衰减压力尖峰或以其他方式消除压力振荡问题；
(8)多个组件，在所述流体贮存和分配容器的阀头的一个输送端口处包括至少一个限流孔口(RFO)元件，以至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为；
(9)多个组件，适于调整所述流体贮存和分配容器的一个输送端口和与所述输送端口处于流体流动连通的一个相关联的输送线路内的一个质量流量控制器之间的辫管体积，以使得上升到较高压力的流体的体积和伴随流体压力尖峰行为的流动扰动的持续时间相应地减少；
(10)多个组件，适于限制所述流体贮存和分配容器的内部体积内的多个压力调节器中的一些连续的压力调节器之间的流体流动，在一个连接所述多个压力调节器中的所述一些连续的压力调节器的管道内包括一个流动路径缩减器；
(11)多个组件，适于限制所述流体贮存和分配容器的内部体积内的多个压力调节器中一些连续的压力调节器之间的流体流动，包括一个设定点调整机构，被布置以调制所述多个压力调节器中的第一上游压力调节器的出口压力，以使得在第二下游调节器的提升阀上的力以及所述第一压力调节器和所述第二压力调节器之间的流体的体积被调整到一个对于至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为的有效的范围；
(12)多个压力调节器组件，包括能够匹配地接合的提升阀和支座结构，所述提升阀和支座结构被构造和布置以使得当所述提升阀和支座结构彼此接合时在其间形成钝角接触，其中所述提升阀具有一个圆的、钝的密封表面，该密封表面能够安置在一个平坦的圆筒形支座结构上；
(13)多个压力调节器组件，包括能够匹配地接合的提升阀和支座结构，其中所述支座结构包括一种硬的、刚性的、流体可兼容的聚合物材料，且所述提升阀包括一种金属材料；
(14)多个压力调节器组件，包括提升阀杆和固位器弹簧组件，该固位器弹簧组件将一个提升阀附接到所述压力调节器的波纹管，其中所述固位器弹簧和所述提升阀杆之间的间隙具有的间隙尺度对于至少部分地衰减在流体分配的初期从该容器分配的流体的压力尖峰行为是有效的；以及
(15)多个压力调节器组件，包括：一个流量控制元件，该流量控制元件能够响应于所述流体供给封装包的一个排放端口处的压力打开和关闭；以及加压/减压组件，被布置为在所述排放端口处重复地且交替地施加压力和减小压力，以使得所述压力调节器组件的所述流量控制元件被循环地打开和关闭达一个预定时间段，从而稳定压力并抑制在该流体供给封装包的后续分配操作中的压力振荡。
在利用上述如下组件——所述组件通过直接地推进到真空，或通过以(相对于分配的流体的正常流速)增大的流速使气体流动经过该输送线路中的质量流量控制器，或通过在没有推进的情况下将直接向真空打开该输送线路，恰在开始流体流动之前减小输送线路压力——中，对于流动管线和阀序列，存在多种方式来实施这些操作中的每一个。
例如，该输送线路的排空可以仅往回执行到位于输送线路中的节流阀。替代地，该输送线路的排空可以往回执行到流体贮存和输送容器流量控制阀。作为另一个替代方案，可以将输送线路的流动管线一直往回排空到压力调节容器中的调节器组件。一旦达到一个特定的要求的真空水平，或者一旦在该输送线路上施加真空达一个预定的时间段，就可以继续进行分配的流体的正常流动。除了一直往回抽真空到流体供给容器中的压力调节器的途径之外，可在分配流体开始流动之后执行这样的过程。以此方式，在输送线路的某一部分内保持真空，且当流体流动被重新启动时，该真空将具有迫使提升阀(或者是相应的在压力调节器中可位移的流量调制元件)比其原本应打开的时间更早得打开。此外，此真空技术可以完全地消除压力尖峰，这是因为流动管线中的阀一旦对流体流打开，则形成的输送线路压力将足够低以导致该压力调节器内的提升阀或其他流调制元件立刻打开。
在前面涉及对至少部分地衰减在流体分配的初期从容器分配的流体的压力尖峰行为有效的组件的讨论中，应理解，有效性是相对于一个相对应的缺少所考虑的特定组件的流体供给封装包而说明的。
本公开内容还设想了用于至少部分地衰减从流体供给封装包的压力调节流体贮存和分配容器分配的流体的压力尖峰行为的方法，包括使用如上所述的一个或多个压力尖峰衰减组件。
本公开内容在一方面涉及一种流体供给封装包，包括：一个压力调节容器，该容器在其中、在该容器的排放端口的上游包括一个压力调节器，这样的压力调节器包括一个流量控制元件，该流量控制元件能够响应于该排放端口处的压力打开和关闭；以及一个加压/减压组件，被布置为在该排放端口处重复地且交替地施加压力和减小压力，以使得该压力调节器组件的流量控制元件被循环地打开和关闭达一个预定时间段，从而稳定压力并抑制在该流体供给封装包的后续分配操作中的压力振荡。
该压力调节器的流量控制元件可以包括该压力调节器的提升阀或其他阀元件或部分。
在上述流体供给封装包中，压力调节容器可以在该容器的内部体积中包括串联布置的多个压力调节器，例如，两个或更多个串联的调节器。所述压力调节器的设定点可以具有任何适合的值，且在多种实施方案中，恰在该排放端口上游的压力调节器可以具有一个低于大气压的压力设定点。
本公开内容在另一方面涉及一种抑制从压力调节容器分配的气体的压力振荡的方法，这样的方法包括在所述容器的排放端口处重复地且交替地施加压力和减小压力，以使得所述容器中的压力调节器的流量控制元件被循环地打开和关闭达一个预定时间段，从而稳定压力并抑制在该流体供给封装包的后续分配操作中的压力振荡。在这样的方法中，所述压力调节容器可以在该容器的内部体积中包括串联布置的多个压力调节器，且恰在该排放端口上游的压力调节器可以具有一个低于大气压的压力设定点。
现在参见附图，图1是包括可应用本公开内容的抗尖峰压力管理设备和方法的压力调节流体贮存和分配容器的例示性流体供给封装包200的示意性横截面正视图。
流体供给封装包200包括流体贮存和分配容器212，流体贮存和分配容器212包括圆筒形侧壁214和底板216，圆筒形侧壁214和底板216共同地封闭该容器的内部体积218。该侧壁和底板可以由任何合适的构造材料(例如，金属、不透气塑料、纤维树脂合成材料等)形成，构造材料视该容器中待要包含的气体、该设备的最终使用环境、以及在贮存和分配使用中该容器内待要维持的压力水平的情况而定。
该容器在其上端220处的特征在于具备颈部221，该颈部限定了由颈部221的内壁223限界的端口开口222。内壁223可以是带螺纹的或以其他方式被互补地配置为将阀头225可匹配地接合在其中，阀头225包括阀体226，阀体226可以是带互补螺纹的或以其他被方式配置用于这样的接合。
以这样的方式，阀头225以防漏方式与容器212接合，以以理想的贮存条件将容器212中的气体保持在内部体积218内。
阀头主体226在其中形成有中央竖直通道228，用于分配来源于容器212中的流体的气体。如所示，中央竖直通道228与流体排放端口229的流体排放通道230连通。
阀头主体包含阀元件227，阀元件227与阀致动器238(手轮或气动致动器)相联接，用于选择性地手动或自动打开或关闭该阀。以此方式，可以打开该阀致动器以使得气体经过中央竖直通道228流动到流体排放端口229，或者替代地在分配操作期间可以将该阀致动器物理地关闭，以终止从中央竖直通道228到流体排放端口229的流体流动。
因此，阀致动器可以是多种合适的类型中的任何一个，例如，手动致动器、气动致动器、机电致动器等，或用于打开和关闭阀头中的阀的任何其他合适的装置。
因此，阀元件227被布置在调节器下游，以使得从该容器分配的流体在流动经过包括阀元件227的流量控制阀之前流动经过该调节器。
阀头主体226也包含形成于其中的填充通道232，以在其上端处与填充端口234连通。在图1中示出的填充端口234被绘制为由填充端口盖236盖住，以在该容器已被填充并且投入使用用于贮存和从所包含的流体中分配流体时保护填充端口免于污染或损坏。
该填充通道的下端在阀头主体226的底表面处离开阀头主体226，如所示。当填充端口234与待要被容纳在该容器内的气体源相联接时，该流体可以流动经过该填充通道，进入容器212的内部体积218内。
结合到阀头主体226的下端的是延长管240，在延长管240内包含上颗粒过滤器239。上调节器242安装在延长管240的端部上。上调节器242以任何合适的方式紧固到延长管的下端，例如通过在延长管的下端部分中设置内部螺纹，通过该内部螺纹，调节器242能够以螺纹方式接合。
替代地，该上调节器可以通过压缩配合或其他防漏真空和压力配合而结合到延长管的下端，或者通过例如通过焊接、硬钎焊、软钎焊、熔融连结或通过合适的机械结合装置和/或方法等被连结到延长管的下端。
如所示，上调节器242与下调节器260以串联关系布置。出于这样的目的，上调节器和下调节器可以以螺纹方式通过互补螺纹彼此接合，互补螺纹包括在上调节器242的下延长部上的螺纹和与其匹配接合的下调节器260的上延长部上的螺纹。
替代地，上调节器和下调节器可以以任何适合的方式彼此结合，例如通过联接装置或配合装置，通过粘合剂连结、焊接、硬钎焊、软钎焊等，或者上调节器和下调节器可以被整体地构造为一个双调节器组件的部件。
下调节器260的下端结合到高效率颗粒过滤器246。
高效率颗粒过滤器246用于防止调节器元件和阀元件227被设备操作中原本可能存在于流经调节器和阀的流体中的颗粒物或其他污染物所污染。
图1中所示的实施方案也具有高效率颗粒过滤器239，高效率颗粒过滤器239被安排在延长管240中，以提供进一步的颗粒物移除能力，并且保证分配的流体的高的气体纯度。
优选地，该调节器具有与其处于串联流动关系的至少一个颗粒过滤器。优选地，如图1中的实施方案中所示，在从容器内部体积218到流体排放端口229的流体流动路径中，该系统在调节器的上游包括一个颗粒过滤器，以及在调节器的下游包括一个颗粒过滤器。
图1实施方案中的阀头225因此提供了一个双端口阀头组件——一个端口是气体填充端口234，而另一个端口是气体排放端口229。
图1实施方案中的压力调节器均属于联接有提升阀(poppet)固位圆片(wafer)的隔膜元件的类型。该圆片转而被连接到提升阀元件的杆，作为压力感测组件的精确地控制出口流体压力的一部分。出口压力略微增加到设定点以上导致压力感测组件收缩，而出口压力的略微减小导致压力感测组件扩张。收缩或扩张用来调动提升阀元件，以提供精确的压力控制。压力感测组件具有一个设定点，其是为该流体贮存和分配系统的给定应用而预先建立或设定的。
如所示，气体排放线路266在其中包含有流量控制装置268，气体排放线路266与排放端口229相联接。通过此布置，该气体排放线路中的流量控制装置被打开，以使气体从容器212流动到相关联的处理设施270(例如，半导体制造设施或其他用途设施)，在流体贮存和分配封装包200的分配模式中，此时来自该贮存和分配容器的流体流动经过上游(下)调节器260，然后经过下游(上)调节器242到达阀头，到达排放端口229。流量控制装置268可以属于任何适合的类型，且在多种实施方案中可以包括质量流量控制器。
以这样的方式分配的流体将处于由调节器242的设定点确定的压力下。
在图1实施方案中的调节器260和调节器242的各自的设定点可以被选择或被预设在任何合适的值处，以适应特定的期望的终端用途应用。
例如，下(上游)调节器260可具有从大约20psig到大约2500psig的范围内的设定点。上(下游)调节器242可具有在下(上游)调节器260的压力设定点之上的设定点，例如，在从大约1托到2500psig的范围内。
在一个例示性实施方案中，下(上游)调节器260具有在从大约100psig到大约1500psig的范围内的设定点压力值，而上(下游)调节器242具有从大约100托到大约50psig的范围内的设定点压力值，其中所述下(上游)压力设定点在所述上(下游)调节器的设定点之上。
虽然一个串联调节器组件中的多个调节器的设定点可以用相对于彼此的任何合适的比率来建立，但在诸如图1所示的双调节器组件中，在优选的实践中，上游调节器的压力设定点有利地是下游调节器的(以相同的压力测量单位测量的)设定点值的至少两倍。
在图1实施方案中，下调节器和上调节器彼此同轴地对齐，以形成一个在两端中任一端都具有颗粒过滤器的调节器组件。作为这样的布置的结果，从容器212分配的流体具有极其高的纯度。
作为另一个改型，颗粒过滤器可以被涂布或被浸渍有一种对待要被分配的流体中存在的杂质物(例如，来源于容器中的气体的反应或降解的分解产物)有选择性的化学吸附剂。以此方式，流动经过颗粒过滤器的流体沿着流动路径随着它被分配而被原位净化。
在图1中所示的类型的流体贮存和分配系统的一个例示性实施方案中，容器212是3AA 2015DOT 2.2升圆筒。高效率颗粒过滤器246是可从Mott公司(康涅狄格州，Farmington)购得的GasShieldTM PENTATM终端流体过滤器，该流体过滤器具有在316LVAR/电解不锈钢或镍壳体内、能够清除大于99.9999999％的直径低至0.003微米的颗粒的烧结金属过滤介质。高效率颗粒过滤器239是可从Mott公司(康涅狄格州，Farmington)购得的Mott标准的6610-1/4内嵌过滤器。所述调节器是HF系列的压力调节器，其中上(下游)调节器242具有在从100托到100psig的范围内的设定点压力，而下(上游)调节器260具有在从100psig到1500psig的范围内的设定点压力，且下(上游)调节器260的设定点压力是上(下游)调节器242的设定点压力的至少两倍。在一个具体实施方案中，上(下游)调节器242可以具有100psig的入口压力和500托的出口压力，而下(上游)调节器260可以具有1500psig的入口压力和100psig的出口压力。
图2是根据可应用本公开内容的抗尖峰压力管理设备和方法的另一个实施方案,用于贮存加压流体并以受控方式从中分配加压流体的系统的示意性横截面视图。
如图2中所示，描绘了一种用于贮存和输送加压且有毒的流体的系统10。系统10包括高压圆筒或罐12,该高压圆筒或罐12容纳有气相或部分气相的流体(例如，三氟化硼)。压缩气体圆筒可以是常规的500cc圆筒，诸如由美国交通部批准的3AA圆筒，但不限于此。圆筒阀头14以螺纹方式接合在圆筒12的顶端处。圆筒阀头14可以是双端口316不锈钢阀，诸如由Ceodeux,Inc.制造的。双端口阀圆筒头14具有防损(tamper-resistant)填充端口16，通过填充端口16用产物填充圆筒12。在填充时，用户可以通过用户端口18从圆筒抽取产物，用户端口18是一个具有大约0.25英寸到大约0.5英寸的出口开口的面密封VCRTM端口。圆筒的内部包含内部限流器20，内部限流器20具有入口22。限流器20可以包括一个毛细限流器，例如，包括多个毛细流动通道。流体流动到入口22内，经过该内部限流器和真空致动止回阀26，沿着下文详细描述的流体流动路径，流到用户端口18，直到耗竭为止。
真空致动止回阀26包含一个波纹管腔室，该波纹管腔室自动地控制流体从圆筒的排放。止回阀26可以被安排在双端口阀的端口主体中，在双端口阀的上游，沿着该流体流动路径在圆筒内或部分地在双端口阀内且部分地在圆筒内。如图2的示例性实施方案所示，通过将止回阀的一部分附着到沿着该流体排放路径定位的壳体，真空致动止回阀被完全安排在圆筒12的内部。在双端口阀的顶部处的手柄28允许沿着通向用户端口18的流体排放路径手动控制流体。在美国专利No.5,937,895、No.6,007,609、No.6,045,115和No.7,905,247中描述了此类型的流体贮存和分配系统，尽管上述专利中前三个引用单端口阀圆筒头，但是所有上述专利的公开内容的它们各自的全文通过引用纳入本文。
可采用图2的流体供给封装包进行低于大气压的掺杂剂气体输送来用于离子注入。无论圆筒温度、高度或填充体积如何，该系统仅在介于500到100托之间的真空水平被施加到使用端口时才输送产物。在没有这样的真空的情况下，产物不能够从该流体供给封装包中流动。
在本公开内容的流体供给封装包中贮存且从中分配的流体可以是任何合适的类型，且可以例如包括在半导体制造、平板显示器制造或太阳能电池板制造中有效用的流体。
在所述流体贮存和分配容器中包含的流体可以例如包括用于半导体制造操作的氢化物流体。这样的类型的氢化物流体的实施例包括砷化氢、磷化氢、锑化氢、硅烷、氯硅烷、乙硼烷、锗烷、乙硅烷、丙硅烷、甲烷、硒化氢、硫化氢和氢气。可以采用在半导体制造操作中有用的其他流体，包括酸流体诸如氟化氢、三氯化硼、三氟化硼、四氟化二硼、氯化氢、卤代硅烷(例如，SiF4)和乙硅烷(例如，Si2F6)、GeF4、PF3、PF5、AsF3、AsF5、He、N2、O2、F2、Xe、Ar、Kr、CO、CO2、CF4、CHF3、CH2F2、CH3F、NF3、COF2，以及前述两种或更多种的混合物等，在半导体制造操作中具有作为卤化物刻蚀剂、清洗剂、源试剂等的效用的。因此，可以贮存和输送的其他试剂包括用作有机金属化学气相沉积(MOCVD)和原子层沉积(ALD)的前体的气态有机金属试剂。
图3是在图1中示意性地示出的一般类型的流体供给封装包的部分横截面示意性正视图，且其中相应的部分被相应地编号以便参引。图3的流体供给封装包不同于图1中所示的流体供给封装包，在图3的封装包中设置套环凸缘构件280，套环凸缘构件280被联接到容器212的颈部。图3的封装包中的阀头主体226被紧固到套环凸缘构件280。
图4是关于图1和图3示出和描述的容器中利用的一般类型的压力调节器的横截面视图。在美国专利No.5,303,734中描述了这样的压力调节器，该美国专利的公开内容以引用方式整体纳入本文。如所示，所述压力调节器包括一个主中央壳体，其与入口通道和出口通道连通。一个提升阀安置在该入口通道中，并且被示出处于关闭位置，与该入口通道的支座接合，以关闭该通道的流体流动。该提升阀与一个杆相联接，该杆转而被连接到在该压力调节器的内部体积中的压力感测组件。该压力感测组件包括多个隔膜，所述多个隔膜限定一个波纹管结构，其中该压力感测组件响应于调节器的出口通道中的压力水平，使得该出口通道中压力低于预定的设定点压力将导致所述多个隔膜移动以及所述压力感测组件和与其联接的提升阀杆的相应的平移，从而使该提升阀与其支座脱离接合，以允许流体流动经过该入口通道和该调节器的中央腔室到达出口通道，以使得流体从所述出口通道的排放开口流动。
当出口通道内的流体压力在调节器的设定点压力以上时，压力感测组件将响应其平移提升阀杆和相关联的提升阀，以使得提升阀接合入口通道的支座，从而关闭该通道的流经其中的流体流动。
图5是参照图1和图3的流体供给封装包示出和描述的类型的串联布置的双调节器组件的示意性表示。
在此串联布置的调节器组件中，第一压力调节器SPR-1与第二压力调节器SPR-2串联。各个调节器通过中间压力连接通道彼此联接。调节器SPR-1的压力设定点相对于调节器SPR-2的压力设定点较高。调节器SPR-1被安排为当调节器组件被安装在如图1和图3所示出的流体贮存和分配容器中时其高压入口曝露于高压流体。调节器SPR-2被安排为与调节器SPR-1串联，例如可以具有低于大气压力的设定点压力，从而下游传感器(SPR-2)将不分配流体，除非其出口(低于大气压的出口)低于这样的调节器SPR-2的低于大气压的设定点压力。
因此，当调节器SPR-2响应于出口压力低于设定点低于大气压的压力而打开时，在两个调节器之间的中间压力连接通道中存在相应的压力减小，且当这样的中间压力已经减小到调节器SPR-1的设定点压力以下时，则调节器SPR-1将打开，且流体将从调节器SPR-1的高压入口流动经过调节器SPR-1，经过中间压力连接通道，经过调节器SPR-2到达低于大气压力的出口。
通过这样的布置，以安全且有效的方式将高压流体容纳在该流体贮存和分配容器中，且通过上游压力调节器将这样的流体在分配中的压力减小到中间压力，且通过下游压力调节器从这样的中间压力减小到由下游压力调节器的设定点所确定的较低的排放压力。
图6是图4和图5中示出的一般类型的压力调节器的放大局部视图，示出座落在压力调节器的入口通道内以堵塞该通道并且防止流体流动的提升阀的锥形端区段。这样的堵塞位置响应于压力调节器的出口通道内的下游压力在该调节器的设定点压力以上。提升阀的落座位置是提升阀的潜在粘滞部位，其可以在流体从所述流体供给封装包的流体贮存和分配容器流动的初期引起前述压力尖峰行为。
图7是在图4至图6中示出的类型的压力调节器中利用的提升阀杆组件300的分解视图。该提升阀杆组件包括提升阀304，当在由箭头A指示的方向上用安排在提升阀杆的上端处的螺旋形螺纹310穿过提升阀304时，提升阀304与包括基板308的提升阀基座结构接合，提升阀杆306被紧固至该基板。
图8是与图7的提升阀杆组件协作地匹配的提升阀固位器弹簧构件312的俯视平面视图。
图9是已组装的提升阀杆和固位器弹簧组件的俯视平面视图，包括了图7的提升阀杆组件300和图8的提升阀固位器弹簧构件312。该弹簧组件夹入压力调节器中的波纹管的表面内，并且物理地固位提升阀杆306。弹簧312具有一个间隔间隙，其可以例如在垂直移动方向是1mm的数量级，从而出于对齐的目的允许提升阀移动。由于存在这样的间隔间隙，提升阀杆的位置可以变化，且对齐可能因此是不良的或不一致的，促使在分配操作期间在流经调节器的初期的潜在的压力尖峰行为。
为了解决这样的对齐和位置问题，本公开内容设想显著减小固位弹簧和提升阀杆组件之间的间隔间隙尺寸(与在这样的压力调节器中常规使用的尺寸相比)。例如，在常规地制造有前述的1mm间隔间隙尺寸的调节器中，将间隔间隙减小到0.25mm数量级的尺寸被设想为相应地明显地减小潜在的未对齐，从而缓解与这样的未对齐相关联的压力尖峰事件。
图10是图1中示出的类型的流体供给封装包的示意性横截面正视图，其中所有相应的元件和特征都被相应地编号以便引用，但其中已通过在流体排放端口229的流体排放通道中纳入限流孔口(RFO)元件288修改阀头主体226，以抑制在分配操作的初期的压力尖峰行为。通过这样的布置，限流孔口将限制来自流体供给封装包的流体的潜在的尖峰/浪涌流动的速率，从而用以阻息并至少部分地衰减尖峰/浪涌行为。可以将这样的RFO元件288穿过排放端口229或以其他方式将其机械地插入、附着或附接，以控制来自流体供给封装包200的最大流体排放速率。
图11是根据本公开内容的另一个实施方案的、如图5所示并先前参照图5所描述的类型的串联布置的双调节器组件当被修改以抑制压力尖峰行为时的示意性横截面正视图。
在图11的串联布置的调节器组件中，在第一压力调节器SPR-1和第二压力调节器SPR-2之间的中间压力连接通道被制成在其内带有一个环形插入件，以在中间压力连接通道内设置一个中央窄孔开口，用于实现对经过其中的流体的流动进行受限。
可以在串联布置的双调节器组件的焊接组装期间安装该环形插入件，以减小设定点调节器SPR-1和SPR-2之间的流体体积。通过限制经过该中间压力连接通道的体积流体载荷，在分配操作中设定点调节器SPR-2首次打开时，将有相应地较少的流体易受浪涌/尖峰行为的影响。结果，相对于在中间压力连接通道中缺少这样的环形插入件的相应的串联布置的双调节器组件，任何压力扰动的幅度和时间范围都被阻息且至少部分地衰减。
附加地或替代地，可通过减小上游(较高压力)调节器上的压力设定点来修改如图5所示出和先前参照图5所描述的类型的一个串联布置的双调节器组件，以减小在所述调节器之间的中间压力连接通道内的流体体积。例如，图1中示出的类型的流体分配封装包中的上游调节器通常可以具有100psi(689.5kPa)数量级的设定点压力，且可以将上游调节器的这样的设定点压力减小到例如10psi(68.9kPa)数量级的压力，以衰减在分配操作初期的压力尖峰行为。
图12是图4和5中示出的一般类型的压力调节器400的放大局部视图，相对于图6中示出的结构，其中该调节器的入口通道402的支座结构412已经被修改成扁平环形盘状特征的圆环圈形式的结构。此外，安装在提升阀杆410上的提升阀404已被修改以在其近端406处提供更大的圆的、钝的轮廓，用于匹配地、密封地接合该支座结构。在此实施方案中，该支座结构可以由任何适合的材料形成，且例如可以包括一种硬的、刚性的、可流体兼容的聚合物，诸如聚缩醛材料。同样地，提升阀可由与支座结构兼容的任何合适的材料形成，且例如可以由金属(诸如，不锈钢、钛、镍)或与提升阀组件和调节器的其他组件以及在使用中将流动经过该调节器的流体相兼容的其它金属或构造材料形成。
图13是根据本公开内容的一个实施方案的流体供给封装包的示意性横截面正视图，该流体供给封装包包括一个应用了抗尖峰压力管理设备和方法的压力调节流体贮存和分配容器。在图13中，参照图1中示出的流体供应封装包对相应的特征进行相应地编号。
如图13中所示，流体供应封装包200包括流体贮存和分配容器212，流体贮存和分配容器212包括圆筒形侧壁214和底板216，它们共同地封闭该容器的内部体积218。该容器在其上端220的特征在于具备颈部221，颈部221限定了端口开口222，端口开口222由颈部221的内壁223限界。内壁223被配置为将阀头225可匹配地接合在其中，阀头225包括阀体226，如前所述。
阀头225以防漏方式接合与容器212接合，以将气体以理想的贮存状况保持在内部体积218内。阀头主体226被形成为具有中央竖直通道228，用于分配来源于容器212中的流体的气体。中央竖直通道228与流体排放端口229的流体排放通道230连通。
阀头主体包含阀元件227，阀元件227与阀致动器238联接，用于选择性地打开或关闭该阀。可打开该阀致动器以使气体流动经过中央竖直通道228到达流体排放端口229，或者替代地在分配期间可以关闭该阀致动器，以终止流体从中央竖直通道228流至流体排放端口229。
阀元件227在调节器下游，以使得从容器分配的流体在流动经过包括阀元件227的流量控制阀之前流动经过该调节器。
阀头主体226包含在其上端处与填充端口234连通的填充通道232。填充端口234由填充端口盖236盖住，以在该容器已填充之后被用于贮存和分配气体时保护填充端口免于污染或损坏。
填充通道在其下端处在阀头主体226的底表面处离开阀头主体226。当填充端口234与气体源相联接时，该流体可以流经该填充通道并且流动到容器212的内部体积218内。
结合到阀头主体226的下端的是延长管240，延长管240内包含上颗粒过滤器239。上调节器242安装在延长管240的端部上。上调节器242被紧固到延长管的下端。
如所示，上调节器242与下调节器260以串联关系布置。出于这样的目的，上调节器和下调节器可以以螺纹方式通过互补螺纹彼此接合，互补螺纹包括在上调节器242的下延长部上的螺纹和与其可匹配地接合的在下调节器260的上延长部上的螺纹。
替代地，上调节器和下调节器可以通过联接或配合元件进行结合，例如，通过粘合剂连结、焊接、硬钎焊、软钎焊等，或上调节器和下调节器可以被整体地构造为双调节器组件的部件。
下调节器260在其下端处被结合到颗粒过滤器246。颗粒过滤器246用于防止调节器元件和阀元件227被在设备的操作中的颗粒物或其他污染物污染。颗粒过滤器239被安排在延长管240内，以提供进一步颗粒移除能力，从而确保分配的流体的高气体纯度。
该调节器可以具有与其成串联流动关系的至少一个颗粒过滤器。优选地，在从容器内部体积218到流体排放端口229的流体流动路径中，该系统在调节器的上游包括颗粒过滤器，以及在所述调节器的下游包括颗粒过滤器。
阀头225因此提供了一个双端口阀头组件——气体填充端口234和气体排放端口229。
所述压力调节器均属于包括一个与提升阀固位圆片相联接的隔膜元件的类型。该圆片转而被连接到提升阀元件的杆，作为压力感测组件的精确地控制出口流体压力的一部分。出口压力略微增加到设定点以上导致压力感测组件收缩，而出口压力的略微减小导致压力感测组件扩张。收缩或扩张用来调动提升阀元件，以提供精确的压力控制。压力感测组件具有一个设定点，其是为该流体贮存和分配系统的给定应用而预先建立的或设定的。
如所示，气体排放线路266在其内包含质量流控制器268，气体排放线路266与排放端口229相联接。通过此布置，该气体排放线路中的质量流控制器被打开，以使气体从容器212流动到相关联的处理设施270(例如，半导体制造设施或其他用途设施)，在流体贮存和分配封装包200的分配模式中，此时来自该贮存和分配容器的流体流动经过上游(下)调节器260，然后经过下游(上)调节器242到达阀头，到达排放端口229。
以此方式分配的流体将处于由调节器242的设定点确定的压力。调节器260和调节器242的各自的设定点可以被选择或预设在任何合适的值处。下调节器和上调节器彼此同轴地对齐，以形成一个在两端中任一端都具有颗粒过滤器的调节器组件，从而使得从容器212分配的流体具有极其高的纯度。
为了使所述容器能够以一致的压力输送气体而不呈现输送压力振荡(输送压力振荡对下游处理设施270产生不利影响并且导致流中断)，图13的气体供给设备包括在气体排放线路266中的循环阀272，循环阀272是选择性地可循环的，以在气体排放线路266和支路线路274和282中的一个之间建立流体流动连通。支路线路274在其中具有流动隔离阀276，并且支路线路274与泵278相联接，泵278被布置为在气体排放线路266上施加抽吸并且排放排气线路280中的气体。支路线路282在其内包含加压泵284且被结合到加压气体源288，隔离阀286在该线路中用于控制加压气体到加压泵284的流动。
为了防止在从流体供给封装包200分配气体初期的输送压力振荡，通过致动循环阀272来循环容器214内的调节器242的提升阀元件，以使得在第一操作周期期间，加压泵284被致动，且使加压流体从加压气体源288流动经过线路282、阀272、且在气体排放线路266中回到排放端口229。以此方式，排放端口229被回压(back-pressure)到一个预定压力达一个预定时间段，在此之后，循环阀272被循环以关闭该气体排放线路与支路线路282的流动连通，并且将该气体排放线路向支路线路274打开同时致动抽吸泵278，以在排放端口229上施加抽吸达第二预定时间段。以此方式，气体排放线路266中由排放端口229经受的压力在高于调节器242的设定点的压力和低于调节器242的设定点的抽吸压力状况之间循环，以使得调节器242的提升阀打开和关闭。
导致调节器提升阀接连地打开和关闭的这样的压力状况的交替被持续达足够数量的循环，以导致来自容器214的气体的随后分配在无压力振荡下发生。
在一个具体实施例中，循环过程涉及将排放端口回压到大约700托达12秒且然后在该排放端口上抽吸达12秒以迫使调节器内的提升阀打开和关闭，通过这样的交替持续达500到100个循环，在此之后，分配的气体的输送压力将展现稳定的、非振荡的特性。
图14是在图13中示出的类型的系统中的调节器提升阀的循环之前和之后，分配的气体的压力作为时间的函数的曲线图。在循环之前，输送压力(上面的线，从200秒到1175秒)在开始分配之后显示出明显的振荡。在循环之后，输送压力(上面的线，在1175秒之后)在特性上是一致的且非振荡的。
因此将理解，在本公开内容的广泛实践中可以有利地采用很多种的组件、途径和机构，以至少部分地衰减在相应的流体供给封装包的压力调节流体贮存和分配容器中的流体分配的初期伴随的压力尖峰行为。
虽然本文已经参照具体方面、特征和例示性实施方案描述了本公开内容，但应意识到，如本公开内容的领域中的普通技术人员基于本文的描述将想到的,本公开内容的效用不限于此，而是延伸至并且涵盖众多其他变体、改型和替代性实施方案。因此，如下文要求保护的本发明旨在被宽泛地诠释和解释为在本发明的精神和范围内包含所有这些变体、改型和替代性实施方案。

Claims (19)

1.一个压力调节器，包括：
壳体，其具有腔室，所述腔室具有入口和出口，所述腔室包括在其中的压力感测组件，所述压力感测组件具有相对于所述壳体固定的固定部分和可移动部分，所述固定部分和所述可移动部分通过具有隔膜元件的波纹管结构相互连接，所述波纹管结构响应于所述腔室中的压力变化而适于膨胀和收缩；
阻尼器组件，其适于抑制振荡且稳定所述压力感测组件在打开位置和闭合位置之间的移动，所述阻尼器组件设置在形成在所述可移动部分上的套筒内；及
提升阀关闭组件，其可操作地连接到所述压力感测组件且适于调节所述腔室的所述入口和所述出口之间的流体压力，所述提升阀关闭组件包括提升阀元件和位于所述腔室的所述入口处的支座结构，所述提升阀元件具有适于匹配并接触所述支座结构的上部球形表面,以从而形成与所述提升阀元件的密封。
2.根据权利要求1所述的压力调节器，其中所述支座结构具有限定所述调节器入口的平坦圆柱形形状，且其中所述提升阀元件与所述支座结构两者之间的接触点处于钝角，以使所述提升阀元件与所述支座结构之间的接触最小化。
3.根据权利要求1所述的压力调节器，其中所述提升阀关闭组件由金属提升阀元件和塑料支座结构组成。
4.根据权利要求1所述的压力调节器，其中所述提升阀关闭组件由金属提升阀元件和塑料支座结构组成。
5.根据权利要求1所述的压力调节器，其中所述提升阀关闭组件进一步由在压力下具有低变形水平的构造材料组成。
6.根据权利要求1所述的压力调节器，其中提升阀关闭组件的所述提升阀支座结构由非金属材料构成。
7.根据权利要求1所述的压力调节器，其中所述提升阀关闭组件进一步包括提升阀杆和固位器弹簧组件，所述固位器弹簧组件将所述提升阀元件附接到所述压力调节器的所述波纹管的表面，其中，所述固位器弹簧和所述提升阀杆之间的间隙具有限定的间隙尺寸，其中所述提升阀杆和所述固位器弹簧组件经配置以用于调节通过所述调节器的所述入口的气流。
8.根据权利要求1所述的压力调节器，其中所述腔室的所述出口进一步包括限流孔口元件，所述限流孔口元件选自由减小所述出口的所述孔口的限流装置和具有减小的孔尺寸的过滤器元件所构成的组，所述减小的孔尺寸经配置以降低所述压力调节器的输出流体的压力。
9.一种包含权利要求1所述的压力调节器的流体供给封装包，其进一步包括：
封闭所述压力调节器的压力调节流体贮存和分配容器；和
阀头，所述阀头连接至所述分配容器且适于分配通过排出口的来自所述容器的流体，所述压力调节器设置在所述排出口的上游且连接至所述阀头，所述阀头包括流量控制阀，所述流量控制阀为可操作的以控制来自所述容器的流体分配。
10.一个压力调节器，包括：
壳体，其具有腔室，所述腔室具有入口和出口，所述腔室包括在其中的压力感测组件，所述压力感测组件具有相对于所述壳体固定的固定部分和可移动部分，所述固定部分和所述可移动部分通过具有隔膜元件的波纹管结构相互连接，所述波纹管结构响应于所述腔室中的压力变化而适于膨胀和收缩；
阻尼器组件，其适于抑制振荡且稳定所述压力感测组件在打开位置和闭合位置之间的移动，所述阻尼器组件设置在形成在所述可移动部分上的套筒内；及
提升阀关闭组件，其可操作地连接到所述压力感测组件且适于调节所述腔室的所述入口和所述出口之间的流体压力，所述提升阀关闭组件包括提升阀元件和位于所述腔室的所述入口处的支座结构，所述提升阀元件具有适于匹配且接触所述支座结构的钝的轮廓形状。
11.根据权利要求10所述的压力调节器，其中所述支座结构具有限定所述调节器入口的平坦圆柱形形状，且其中所述提升阀元件与所述支座结构两者之间的接触点处于钝角，以使所述提升阀元件与所述支座结构之间的接触最小化。
12.根据权利要求10所述的压力调节器，其中所述提升阀关闭组件由金属提升阀元件和塑料支座结构组成。
13.根据权利要求10所述的压力调节器，其中所述提升阀关闭组件进一步由在压力下具有低变形水平的构造材料组成。
14.根据权利要求10所述的压力调节器，其中提升阀关闭组件的所述提升阀支座结构由非金属材料构成。
15.根据权利要求10所述的压力调节器，其中所述提升阀关闭组件进一步包括提升阀杆和固位器弹簧组件，所述固位器弹簧组件将所述提升阀元件附接到所述压力调节器的所述波纹管的表面，其中，所述固位器弹簧和所述提升阀杆之间的间隙具有限定的间隙尺寸，其中所述提升阀杆和所述固位器弹簧组件经配置以用于调节通过所述调节器的所述入口的气流。
16.根据权利要求10所述的压力调节器，其中所述腔室的所述出口进一步包括限流孔口元件，所述限流孔口元件选自由减小所述出口的所述孔口的限流装置和具有减小的孔尺寸的过滤器元件所构成的组，所述减小的孔尺寸经配置以减少气流。
17.一个压力调节器，包括：
壳体，其具有腔室，所述腔室具有入口和出口，所述腔室包括在其中的压力感测组件，所述压力感测组件具有相对于所述壳体固定的固定部分和可移动部分，所述固定部分和所述可移动部分通过具有隔膜元件的波纹管结构相互连接，所述波纹管结构响应于所述腔室中的压力变化而适于膨胀和收缩，所述腔室的所述出口包括限流孔口元件，所述限流孔口元件经配置以降低所述压力调节器的输出流体的压力；
阻尼器组件，其适于抑制振荡且稳定所述压力感测组件在打开位置和闭合位置之间的移动，所述阻尼器组件设置在形成在所述可移动部分上的套筒内；及
提升阀关闭组件，其可操作地连接到所述压力感测组件且适于调节所述腔室的所述入口和所述出口之间的流体压力，所述提升阀关闭组件包括提升阀元件和位于所述腔室的所述入口处的支座结构，所述提升阀元件经配置以接触所述支座结构以形成密封。
18.根据权利要求17所述的压力调节器，其中所述限流孔口元件包括经配置具有限制高端气体流速的孔尺寸的过滤器元件。
19.根据权利要求17所述的压力调节器，其中所述限流孔口元件包括限流装置，所述限流装置降低所述腔室的所述出口的所述孔口从而降低高端气体流速。
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