CN110090471A - 一种液箱和液体循环装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液箱和液体循环装置。其中，液箱包括箱体、设置于所述箱体内的隔离板和连通所述箱体内部与外界环境的排气管；所述隔离板将所述箱体分隔成进液腔和出液腔，所述进液腔的底部与所述出液腔的底部相连通，所述进液腔的顶部与所述出液腔的顶部相连通；所述隔离板用于阻隔在所述进液腔产生的气泡流向所述出液腔，所述排气管用于排出溢出的所述气泡。本发明解决了手动排气无法完全避免气泡被泵体吸入循环管路，操作麻烦，且有液体泄漏风险的问题，本发明的液箱可实现自动排气，避免产生的气泡进入液体循环管路，降低液体泄露风险，结构简单且成本低。

Description

一种液箱和液体循环装置

技术领域

本发明实施例涉及液体循环系统技术领域，尤其涉及一种液箱和液体循环装置。

背景技术

液体循环系统或设备被广泛应用于各行各业中，如：暖通空调行业的风机盘管系统，半导体行业的光刻机环境分系统和刻蚀机外部辅助液体温控设备等。

在对设备运行环境要求高的设备中，液体循环系统是保证设备正常运行的重要保证。在半导体设备尤其是精度极高的光刻机中，液体循环系统需要持续可靠地提供光刻机正常工作的运行环境。

然而，在液体循环系统中空气气泡的产生会影响循环系统的正常工作。如产生的气泡会对液体泵造成损坏(气蚀)，由循环液体回流产生的气泡进入泵体内部会加速泵的磨损，产生震动和噪声，降低泵的性能，长期下去会破坏过流部件。

因此，需要对产生的气泡进行及时处理，防止气泡被运行的泵体吸入循环管路。通常，会在循环系统中加入排气阀，通过定期手动排气。但由于循环管路在不间断地进行液体循环，因此气泡的产生也是连续的，定期手动排气无法完全避免气泡被泵体吸入循环管路。另外，由于建筑空间有限，留出维修维护区域很有限，出现气体进入循环管路问题时手动排气极不方便，而且需要开启泵罐泵放空，操作麻烦，且有泄漏风险。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种液箱和液体循环装置，以自动排气，避免产生的气泡进入液体循环管路，且降低液体泄露风险。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种液箱，包括箱体、设置于箱体内的隔离板和连通箱体内部与外界环境的排气管；

隔离板将箱体分隔成进液腔和出液腔，进液腔的底部与出液腔的底部相连通，进液腔的顶部与出液腔的顶部相连通；

隔离板用于阻隔在进液腔产生的气泡流向出液腔，排气管用于排出溢出的气泡。

另一方面，本发明实施例还提供了一种液体循环装置，包括上述第一方面所述的液箱。

本发明的有益效果是：本发明提供的液箱和液体循环装置，通过在液箱的箱体内设置隔离板，使隔离板阻隔在进液腔产生的气泡流向出液腔。如在液体循环装置中液体循环管路的液体流回进液腔，或向进液腔注入液体时，进液腔的液体受到较大的扰动会产生气泡，而产生的流向出液腔的气泡会受到隔离板的阻隔，之后，该部分气泡将在进液腔的液体中上升并浮出液面，形成的气体通过排气管排出液箱，实现自动排气，降低人工排气时液体泄露风险，同时避免了气泡流至出液腔后进入液体循环管路，从而防止气泡损坏(气饰)液体泵(水泵)，有效保护过流部件(泵体、泵盖、叶轮、密封环、泵轴和轴套等)。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其他特征和优点，附图中：

图1是本发明实施例提供的一种液箱的主视图；

图2是图1中液箱的侧视图；

图3是本发明实施例提供的另一种液箱的主视图；

图4是图1中另一种液箱的侧视图；

图5是图1中另一种液箱的侧视图；

图6是本发明实施例提供的另一种液箱的主视图；

图7是图6中液箱的侧视图；

图8是本发明实施例提供的另一种液箱的主视图；

图9是图8中液箱的侧视图；

图10是本发明实施例提供的另一种液箱的主视图；

图11是图10中液箱的侧视图；

图12是本发明实施例提供的排气管的位置示意图；

图13是本发明实施例提供的另一种排气管的位置示意图；

图14是本发明实施例提供的液体循环装置的结构框图；

图15是本发明实施例提供的液体循环装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

图1是本发明实施例一提供的一种液箱的主视图；图2是图1中液箱的侧视图。该液箱适用于液体循环装置中，用于存储液体循环装置中循环用的液体。如图1和图2所示，该液箱包括箱体100、设置于箱体100内的隔离板101和连通箱体100内部与外界环境的排气管102；

隔离板101将箱体100分隔成进液腔200和出液腔300，进液腔200的底部与出液腔300的底部相连通，进液腔200的顶部与出液腔300的顶部相连通；

隔离板101用于阻隔在进液腔200产生的气泡流向出液腔300，排气管102用于排出溢出的气泡。

本实施例中，箱体100为封闭式箱体，隔离板101的位置可根据箱体100内部实际设置部件(如与进液腔200连通的回液管和补液管，与出液腔300连通的水泵)的位置及空间进行设置，隔离板101的位置在不影响其他部件的情况下，只要使得液箱中的液体由隔离板101分隔出的出液腔300进入液体循环管路即可。进液腔200的底部与出液腔300的底部相连通，可以确保液体流动顺畅，使进入进液腔200的液体由出液腔300流出，形成液体的循环回路；进液腔200的顶部与出液腔300的顶部相连通，一方面可以确保进液腔200液面处和出液腔300液面处的气压相同，以保证整个液箱内的液体的工作液位一致，另一方面便于排气管102的空间布局，排气管102的进气口1022在箱体100的顶部连通空间可以任意放置。

本实施例中，在液体循环装置中液体循环管路的液体流回液箱的进液腔200，或向进液腔200注入液体时，进液腔200的液体受到较大的扰动会产生气泡，而产生的流向出液腔300的气泡会受到隔离板101的阻隔，之后，该部分气泡将在进液腔200的液体中上升并浮出液面，形成的气体或可通过排气管102排出液箱。可以理解的是，隔离板101的尺寸及位置的设置足以保证气泡无法到达隔离板101的下边缘，即气泡无法通过进液腔200的底部与出液腔300的底部相连通的区域进入出液腔300。

需要说明的是，图2仅示例性地说明液箱包括排气管102，对排气管102的具体结构及位置并不作限定。

本实施例提供的液箱，通过在液箱的箱体内设置隔离板，使隔离板阻隔在进液腔产生的气泡流向出液腔，气泡在进液腔的液体中上升并浮出液面，形成的气体通过排气管排出液箱，实现了自动排气，降低了人工排气时液体泄露风险，同时避免了气泡流至出液腔后进入液体循环管路，从而防止气泡损坏(气饰)液体泵，有效地保护了过流部件。

可选的，继续参考图2，上述液箱还可以包括连通于进液腔的进液口103，隔离板101的下边缘低于进液口103。此时，因为隔离板101的下边缘低于进液口103，隔离板101可以更容易地实现阻隔由进液口103进入进液腔200的液体因产生扰动而形成的气泡的作用。其中，进液口103可以包括补液口1031和回液口1032，循环液体可以通过回液管105从回液口1032流回进液腔200，需要补充液体时，可以通过补液管104从补液口1031向进液腔200注入液体。需要说明的是，隔离板101的下边缘低于进液口103为优选方案，在保证隔离板101阻隔在进液腔200产生的气泡流向出液腔300的情况下，可以使隔离板101有更多的空间布局；本实施例的隔离板101的下边缘也可以与进液口103齐平甚至高于进液口103，只要通过合理设置隔离板101的位置，使流向出液腔300的气泡被隔离板101完全阻隔即可。

另外，参考图1，本发明实施例中的隔离板101的两侧可以直接延伸至箱体100的内壁上，并与箱体100固定连接，其中，隔离板101可采用焊接、铆接或螺纹连接的形式固定于箱体上。可选的，隔离板101的至少一侧可以不与箱体100直接连接，而是通过固定支架固定于箱体100上。示例性的，如图3所示，隔离板101的两侧均不与箱体100直接连接，隔离板101的两侧通过固定支架107固定于箱体100上，每侧的固定支架107的数量可以为一个或多个。此时，在设计隔离板101的尺寸时，应考虑气泡在流向出液腔以及上升的过程中不能到达隔离板101两侧的连通区域。因此，可将图1所示的隔离板101结构作为本实施例的优选方案，以减轻设计负担。

可选的，上述隔离板可竖直设置或倾斜设置，其中本实施例中的倾斜是指上下倾斜。示例性的，参考图2，隔离板101竖直设置；参考图4，隔离板101倾斜设置，此时，隔离板101的下部可向出液腔300倾斜，也可向进液腔200倾斜。另外，隔离板在竖直设置或倾斜设置时，也可以前后倾斜，即隔离板与箱体固定隔离板的侧壁不垂直。例如，参考图5，隔离板101竖直设置且前后倾斜。

可选的，基于上述实施例，为增大进液腔和出液腔的连通区域，可以在隔离板上设置一个或多个格栅板。具体的，如图6和图7所示，隔离板101包括格栅部500，格栅部500包括至少一个格栅板108，格栅板108由上到下间隔设置(即上下相邻两个格栅板108具有一定间距，上下相邻两个格栅板108之间为进液腔200和出液腔300的连通区域)，格栅板108的两侧固定于隔离板101上；格栅板108由隔离板101向出液腔300延伸且向下倾斜(参考图7)；或者，格栅板108由隔离板101向进液腔200延伸且向上倾斜。当格栅板108由隔离板101向出液腔300延伸且向下倾斜时，部分气泡在进入上下相邻两个格栅板108之间的连通区域后，会被向下倾斜的格栅板108阻挡，然后气泡顺着格栅板108上升，返回至进液腔200，在进液腔200的液体中上升至浮出液面。同理，当格栅板108由隔离板101向进液腔200延伸且向上倾斜时，进入上下相邻两个格栅板108之间的连通区域的气泡被格栅板108阻挡后，会顺着格栅板108上升，从连通区域返回至进液腔200，在进液腔200的液体中上升至浮出液面。因此，不管格栅板108由隔离板101向出液腔300延伸且向下倾斜，还是格栅板108由隔离板101向进液腔200延伸且向上倾斜，都可以有效避免气泡最终流进出液腔300。

可选的，上下相邻两个格栅板108之间的间距小于格栅板108倾斜的垂直长度，可进一步防止气泡从上下相邻两个格栅板108之间的连通区域进入出液腔300。

本发明实施例中，格栅部的面积以及格栅部位于隔离板上的位置可以任意设置。可选的，格栅部的上边缘与进液口齐平或低于进液口。示例性的，如图8和图9所示，隔离板101延伸至箱体100的底部，格栅部500位于隔离板101的下部，格栅部500形成的连通区域使得进液腔200的底部与出液腔300的底部相连通，由此，可防止因液体流动过快气泡被水流压入出液腔300。另外，如图10和图11所示，格栅部500的上边缘也可高于进液口103，以增大中部及上部液体的连通区域。

可选的，基于上述各实施例，可参考图2、图4、图5、图7、图9和图11，隔离板101的上边缘高于液箱内液体的工作液位400。由此可不必考虑气泡在上升的过程中进入出液腔300的情况，减轻隔离板101的设计负担。

可选的，隔离板为平板或曲面板，本发明对此不作限制，只要隔离板可以阻隔在进液腔产生的气泡流向出液腔即可。

可选的，排气管的出气口朝上设置或朝下设置，排气管的进气口高于液箱内液体的工作液位。其中，将排气管的出气口朝下设置可防止外部杂物通过排气管的出气口进入到液箱内；若需将排气管的出气口朝上设置，则可在出气口的上方设置防护挡板，以防止外部杂物通过排气管的出气口进入到液箱内。

本发明以排气管的出气口朝下设置为例对排气管的结构及位置进行说明。可选的，如图12所示，排气管102由箱体100内向下延伸并贯穿箱体100底部，排气管102的出气口1021朝下设置，排气管102的进气口1022高于液箱内液体的工作液位400，排气管102通过支架106固定于箱体100上。本发明实施例中，排气管102可位于进液腔200中(如图12所示)，也可位于出液腔300中(如图2所示)。可选的，如图13所示，排气管102贯穿箱体100的侧壁并由箱体100外向下延伸，排气管102的出气口1021朝下设置，排气管102的进气口1022高于液箱内液体的工作液位400，排气管102通过支架106固定于箱体100上。需要说明的是，本发明排气管的结构及位置并不仅限于上述几种情况，只要可以实现排出液箱内气体的作用即可。

另外，本发明实施例还提供了一种液体循环装置，该液体循环装置包括本发明任一实施例提供的液箱。该液体循环装置适用于风机盘管系统、光刻机环境分系统和刻蚀机外部辅助液体温控设备等，为设备提供正常工作的运行环境(温度)。

可选的，如图14所示，基于上述方案，本实施例的液体循环装置还包括循环动力模块20、温控模块30和补液模块40。

其中，循环动力模块20用于抽取液箱1的出液腔中的液体，为液体提供循环流动的动力，以使液体流经温控模块30和用液对象40后回到液箱1的进液腔，该循环动力模块20可以包括水泵，用液对象可以包括但不限于光刻机；

温控模块30用于监测控制流进和流出用液对象40的液体的温度，该温控模块30可以包括温度传感器、加热器、压力传感器、流量传感器、流量表和换热器等温控系统中的通用部件；

补液模块50用于向进液腔补充液体。

可选的，温控模块可包括制冷单元和/或制热单元，以实现液体循环装置的制冷和/或制热功能。

示例性的，如图15所示，液体循环装置可包括液箱1、补液模块50、水泵2、四个温度传感器3、第一加热器4、压力传感器5、第一手动阀6、流量传感器7、光刻机8、颗粒过滤器9、自动阀10、流量表11、第二手动阀12、离子过滤器13、换热器14、第二加热器15和液位传感器16。其中，液箱1、水泵2、第一加热器4、流量传感器7、光刻机8、颗粒过滤器9、自动阀10、第二手动阀12、离子过滤器13、换热器14和第二加热器15通过管路依次连接，管路可以为软管或硬管；其中两个温度传感器3分别设置在第一加热器4的前后管路上，另外两个温度传感器3分别设置在第二加热器15的前后管路上；压力传感器5和第一手动阀6设置于第一加热器4和流量传感器7之间的管路上；流量表11设置于自动阀10和第二手动阀12之间的管路上；补液模块50通过补液管向液箱1注入液体；液位传感器16设置于液箱1上，用于监测液箱1内液体的液位，以指示补液模块50进行补液；第二加热器15通过回液管连通至液箱1。

液体循环装置正常工作时，通过水泵2将液箱1内的液体抽出，液体通过第一加热器4加热送至光刻机8，再经换热器14及第二加热器15处理后由回液管回流至液箱1。在液体回流进液箱1时，液箱1内的隔离板将流动时产生的气泡隔离，气泡在进液腔的液体中上升至浮出液面，形成的气体经由排气管排出。

需要说明的是，上述液体循环装置仅为本发明的一个具体实例，其他包括本发明所提供的液箱的液体循环装置均在本发明的保护范围之内。

本发明实施例所提供的液体循环装置，包括本发明实施例所提供的液箱，具备相应的功能和有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (17)

1.一种液箱，其特征在于，包括箱体、设置于所述箱体内的隔离板和连通所述箱体内部与外界环境的排气管；

所述隔离板将所述箱体分隔成进液腔和出液腔，所述进液腔的底部与所述出液腔的底部相连通，所述进液腔的顶部与所述出液腔的顶部相连通；

所述隔离板用于阻隔在所述进液腔产生的气泡流向所述出液腔，所述排气管用于排出溢出的所述气泡。

2.根据权利要求1所述的液箱，其特征在于，还包括连通于所述进液腔的进液口，所述隔离板的下边缘低于所述进液口。

3.根据权利要求1所述的液箱，其特征在于，所述隔离板竖直设置或倾斜设置。

4.根据权利要求2所述的液箱，其特征在于，所述隔离板包括格栅部，所述格栅部包括至少一个格栅板，所述格栅板由上到下间隔设置，所述格栅板的两侧固定于所述隔离板上；

所述格栅板由所述隔离板向所述出液腔延伸且向下倾斜；或者，所述格栅板由所述隔离板向所述进液腔延伸且向上倾斜。

5.根据权利要求4所述的液箱，其特征在于，所述格栅部的上边缘与所述进液口齐平或低于所述进液口。

6.根据权利要求1所述的液箱，其特征在于，所述隔离板的上边缘高于所述液箱内液体的工作液位。

7.根据权利要求1所述的液箱，其特征在于，所述隔离板为平板或曲面板。

8.根据权利要求1所述的液箱，其特征在于，所述隔离板采用焊接、铆接或螺纹连接的形式固定于所述箱体上。

9.根据权利要求1所述的液箱，其特征在于，所述排气管的出气口朝上设置或朝下设置，所述排气管的进气口高于所述液箱内液体的工作液位。

10.根据权利要求9所述的液箱，其特征在于，所述排气管由所述箱体内向下延伸并贯穿所述箱体底部。

11.根据权利要求9所述的液箱，其特征在于，所述排气管贯穿所述箱体的侧壁并由所述箱体外向下延伸。

12.根据权利要求9所述的液箱，其特征在于，所述排气管通过支架固定于所述箱体上。

13.一种液体循环装置，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的液箱。

14.根据权利要求13所述的液体循环装置，其特征在于，还包括循环动力模块、温控模块和补液模块；

所述循环动力模块用于抽取所述液箱的出液腔中的液体，为所述液体提供循环流动的动力，以使所述液体流经所述温控模块和用液对象后回到所述液箱的进液腔；

所述温控模块用于监测控制流进和流出所述用液对象的液体的温度；

所述补液模块用于向所述进液腔补充液体。

15.根据权利要求14所述的液体循环装置，其特征在于，所述循环动力模块包括水泵。

16.根据权利要求14所述的液体循环装置，其特征在于，所述用液对象包括光刻机。

17.根据权利要求14所述的液体循环装置，其特征在于，所述温控模块包括制冷单元和/或制热单元。