CN110743876A - 一种钢瓶自动洁净装置及其操作步骤 - Google Patents

Abstract

一种钢瓶自动洁净系统装置，包含真空烘箱、真空机组、置换气供应组件、放空阀、主管、系统控制柜；主管一端贯穿真空烘箱顶部进入真空烘箱内部，主管另一端与置换气供应组件的输出端连通；主管在与置换气供应组件的连通处还设有控制连通状态的充气阀；真空机组包含前级真空泵、罗茨真空泵和分子泵，前级真空泵的进气口与罗茨真空泵的排气口连通；罗茨真空泵的进气口通过第一管道与主管连通，并在第一管道上设有粗抽管道阀；分子泵的吸气口通过第二管道与主管连通，第二管道上设有真空阀；分子泵的排气口通过第三管道与罗茨真空泵进气口处连通的第一管道连通，第三管道上设有前级管道阀，放空阀设置在主管上。本发明，结构简单使用方便。

Description

一种钢瓶自动洁净装置及其操作步骤

技术领域

本发明涉及钢瓶洁净技术领域，特别是一种钢瓶自动洁净装置及其操作步骤。

背景技术

半导体工业用的气体统称电子气体。按其门类可分为纯气，高纯气和半导体特殊材料气体三大类。特殊材料气体主要用于外延、掺杂和蚀刻工艺；高纯气体主要用作稀释气和运载气。电子气体是特种气体的一个重要分支。电子气体按纯度等级和使用场合，可分为电子级，LSI(大规模集成电路)级，VLSI(超大规模集成电路)级和ULSI(特大规模集成电路)级。储存电子气体的钢瓶也是影响电子气体纯度的重要因素之一，因此需要对钢瓶内部进行除杂处理后才能对电子气体进行储存；钢瓶内部进行除杂处理为钢瓶去水份，氮气置换，抽真空；现有的钢瓶洁净装置使用不方便，浪费人力物力。

发明内容

针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种钢瓶自动洁净装置，通过真空烘箱对钢瓶进行设定温度的加热，后通过真空机组对钢瓶进行抽真空，后通过置换气供应组件向钢瓶充入置换气，充入置换气的钢瓶进行设定时间的保温，后打开放空阀放空置换气，即完成对钢瓶的洁净；钢瓶洁净后从自动控制切换到手动控制，通过手动控制对钢瓶进行冷却操作，从而提高装置的灵活性；通过PLC控制器控制自动化程度高，进一步提高生产效率。

本发明采用的技术方案是：一种钢瓶自动洁净装置，包含真空烘箱、真空机组、置换气供应组件、放空阀、主管、系统控制柜；所述系统控制柜上设有控制面板，通过控制面板向其内设有的PLC控制器发出工作指令，通过PLC控制器控制真空烘箱、真空机组、置换气供应组件、放空阀工作；所述主管一端贯穿真空烘箱顶部进入真空烘箱内部，主管另一端与置换气供应组件的输出端连通；所述主管在与置换气供应组件的连通处还设有控制连通状态的充气阀；所述真空机组包含前级真空泵、罗茨真空泵和分子泵，所述前级真空泵的进气口与罗茨真空泵的排气口连通；所述罗茨真空泵的进气口通过第一管道与主管连通，并在第一管道上设有粗抽管道阀、电阻真空计；所述分子泵的吸气口通过第二管道与主管连通，并在第二管道上设有真空阀、电离规管；所述分子泵的排气口通过第三管道与罗茨真空泵进气口处连通的第一管道连通，并在第三管道上设有前级管道阀；所述放空阀设置在主管上，主管在位于真空烘箱顶部外的部分还设有压力传感器，通过压力传感器接收充气压力并反馈充气压力给PLC控制器。

所述主管位于真空烘箱内的端部连接有不锈钢软管，通过不锈钢软管方便与放置在真空烘箱内的钢瓶集装格上设有的与钢瓶连通的连接管连接。

所述主管在位于真空烘箱顶部的部分还设有分管，分管端部贯穿真空烘箱的顶部进入真空烘箱内部，并在端部连接有不锈钢软管，通过分管使得真空烘箱内可以放置两个钢瓶集装格，进一步提高工作效率。

所述主管在位于真空烘箱顶部外的部分还设有压力表，通过压力表实时提供获得的压力值。

所述置换气供应组件包含气源罐，气源罐上设有出口；所述气源罐内设有至少一个气瓶，气瓶内设置有置换气，所述置换气为氮气或氩气或其它惰性气体；所述气瓶上设有出气口，并通过出气口上设置有控制阀控制出气状态；气瓶通过出气口上连通的管道穿过出口与主管连通。

所述气源罐内设有三个气瓶，一个气瓶内设置有氮气，一个气瓶内设置有氩气，一个气瓶内设置有备用气体，所述备用气体为除氮气、氩气外的惰性气体。

所述真空机组还包含机座，前级真空泵、罗茨真空泵和分子泵分别安装在机座上，通过机座防止各组件与地面长期直接接触导致的腐蚀现象出现，进一步提高使用寿命。

上述的一种钢瓶自动洁净系统装置包括以下操作步骤：

（a）将本装置接通外部电源，打开真空烘箱的箱门，将装有钢瓶的钢瓶集装格放置在真空烘箱内，将钢瓶集装格上与钢瓶连通的连接管与不锈钢软管连接，手动打开所有钢瓶的瓶阀，关闭真空烘箱箱门，手动将置换气供应组件上的一个气瓶的控制阀打开；

（b）通过控制面板向PLC控制器发送工作指令；PLC控制器依次开启真空烘箱、前级真空泵、粗抽管道阀、前级管道阀与真空阀；

（c）待低真空抽到设定压力时（如500Pa）由电阻真空计测得，PLC控制器启动罗茨真空泵，待罗茨真空泵抽到设定压力值时（如50Pa）由电阻真空计测得，后PLC控制器依次关闭真空阀、前级管道阀、粗抽管道阀，待粗抽管道阀完全关闭后，关闭罗茨真空泵；

（d）开始置换气，打开充气阀；当到达设定充气压力时，由压力传感器反馈充气压力给PLC控制器，PLC控制器关闭充气阀；

（e）充入的置换气在钢瓶保持设定时间，后PLC控制器打开放空阀放空置换气，放空压力到达设定压力后压力传感器反馈充气压力给PLC控制器，PLC控制器控制放空阀关闭；

（f）PLC控制器打开粗抽管道阀，启动罗茨真空泵，当罗茨真空泵到达设定压力值时（如50Pa）由电阻真空计测得，粗抽管道阀关闭，待粗抽管道阀完全关闭后，关闭罗茨真空泵；

（g）再次充置换气，重复步骤（d）、（e）；

（h）洁净结束，真空烘箱到达设定时间，PLC控制器发出瓶报警，此时前级真空泵继续工作，从自动控制推出，进入手动控制。

（y）冷却钢瓶，手动打开粗抽管道阀，开启罗茨真空泵，再依次打开前级管道阀、真空阀，后关闭粗抽管道阀，待电阻真空计显示低于分子泵启动压力时（如30Pa以下），再手动开启分子泵，待高真空压力到达设定值时由电离规管测得，依次关闭真空阀、分子泵；

（j）若钢瓶内需要充入保护气体，即可手动打开充气阀，充入置换气；若不需要充入保护气体，本步骤省略直接进入下一个步骤；

（k）取出钢瓶，当分子泵完全停止后（看运行频率）依次关闭罗茨真空泵、前级真空泵、前级管道阀；打开真空烘箱，将钢瓶上的瓶阀关闭即可取出放置钢瓶的钢瓶集装格，钢瓶洁净工作完成。

本发明，结构简单，使用方便快捷，通过PLC控制器控制自动化程度高，进一步提高生产效率，钢瓶洁净后从自动控制切换到手动控制，通过手动控制对钢瓶进行冷却操作，从而提高装置的灵活性。

附图说明

图1是本发明的结构图。

图中：1为真空烘箱、2为真空机组、3为置换气供应组件、4为放空阀、5为主管、6为系统控制柜、7为充气阀、8为第一管道、9为第二管道、10为第三管道、11为不锈钢软管、12为钢瓶集装格、13为钢瓶、14为连接管、15为压力传感器、16为压力表。

具体实施方式

由图1知，一种钢瓶自动洁净系统装置，包含真空烘箱1、真空机组2、置换气供应组件3、放空阀4、主管5、系统控制柜6；所述系统控制柜6上设有控制面板，通过控制面板向其内设有的PLC控制器发出工作指令，通过PLC控制器控制真空烘箱1、真空机组2、置换气供应组件3、放空阀4工作；所述主管5一端贯穿真空烘箱1顶部进入真空烘箱1内部，主管5另一端与置换气供应组件3的输出端连通；所述主管5在与置换气供应组件3的连通处还设有控制连通状态的充气阀7；所述真空机组2包含前级真空泵21、罗茨真空泵22和分子泵23，所述前级真空泵21的进气口与罗茨真空泵22的排气口连通；所述罗茨真空泵22的进气口通过第一管道8与主管5连通，并在第一管道8上设有粗抽管道阀81；所述分子泵23的吸气口通过第二管道9与主管5连通，并在第二管道9上设有真空阀91；所述分子泵23的排气口通过第三管道10与罗茨真空泵22进气口处连通的第一管道8连通，并在第三管道10上设有前级管道阀101；所述放空阀4设置在主管5上。所述主管5位于真空烘箱1内的端部连接有不锈钢软管11，通过不锈钢软管11方便与放置在真空烘箱1内的钢瓶集装格12上设有的与钢瓶13连通的连接管14连接。所述主管5在位于真空烘箱1顶部的部分还设有分管51，分管51端部贯穿真空烘箱1的顶部进入真空烘箱1内部，并在端部连接有不锈钢软管11，通过分管51使得真空烘箱1内可以放置两个钢瓶集装格12，进一步提高工作效率。所述主管5在位于真空烘箱1顶部外的部分还设有压力传感器15、压力表16，通过压力传感器15接收充气压力并反馈充气压力给PLC控制器，通过压力表16实时提供获得的压力值。所述置换气供应组件3包含气源罐31，气源罐31上设有出口；所述气源罐31内设有至少一个气瓶311，气瓶311内设置有置换气，所述置换气为氮气或氩气或其它惰性气体；所述气瓶311上设有出气口，并通过出气口上设置有控制阀3111控制出气状态；气瓶311通过出气口上连通的管道穿过出口与主管5连通。

所述气源罐31内设有三个气瓶311，一个气瓶311内设置有氮气，一个气瓶311内设置有氩气，一个气瓶311内设置有备用气体，所述备用气体为除氮气、氩气外的惰性气体。所述真空机组2还包含机座24，前级真空泵21、罗茨真空泵22和分子泵23分别安装在机座24上，通过机座24防止各组件与地面长期直接接触导致的腐蚀现象出现，进一步提高使用寿命。所述第一管道8上还设有电阻真空计82。所述第二管道9上还设有电离规管92。

上述的一种钢瓶自动洁净系统装置包括以下操作步骤：

（a）将本装置接通外部电源，打开真空烘箱1的箱门，将装有钢瓶13的钢瓶集装格12放置在真空烘箱1内，将钢瓶集装格12上与钢瓶13连通的连接管1与不锈钢软管11连接，手动打开所有钢瓶13的瓶阀，关闭真空烘箱1箱门，手动将置换气供应组件3上的一个气瓶311的控制阀3111打开；

（b）通过控制面板向PLC控制器发送工作指令；PLC控制器依次开启真空烘箱1、前级真空泵21、粗抽管道阀81、前级管道阀101与真空阀91；

（c）待低真空抽到设定压力时（如500Pa）由电阻真空计82测得，PLC控制器启动罗茨真空泵22，待罗茨真空泵22抽到设定压力值时（如50Pa）由电阻真空计82测得，后PLC控制器依次关闭真空阀91、前级管道阀101、粗抽管道阀81，待粗抽管道阀81完全关闭后，关闭罗茨真空泵22；

（d）开始置换气，打开充气阀7；当到达设定充气压力时，由压力传感器15反馈充气压力给PLC控制器，PLC控制器关闭充气阀7；

（e）充入的置换气在钢瓶13保持设定时间，后PLC控制器打开放空阀4放空置换气，放空压力到达设定压力后压力传感器15反馈充气压力给PLC控制器，PLC控制器控制放空阀4关闭；

（f）PLC控制器打开粗抽管道阀81，启动罗茨真空泵22，当罗茨真空泵22到达设定压力值时（如50Pa）由电阻真空计82测得，粗抽管道阀81关闭，待粗抽管道阀81完全关闭后，关闭罗茨真空泵22；

（g）再次充置换气，重复步骤（d）、（e）；

（h）洁净结束，真空烘箱1到达设定时间，PLC控制器发出瓶报警，此时前级真空泵21继续工作，从自动控制推出，进入手动控制。

（y）冷却钢瓶13，手动打开粗抽管道阀81，开启罗茨真空泵22，再依次打开前级管道阀101、真空阀91，后关闭粗抽管道阀81，待电阻真空计82显示低于分子泵23启动压力时（如30Pa以下），再手动开启分子泵23，待高真空压力到达设定值时由电离规管92测得，依次关闭真空阀91、分子泵23；

（j）若钢瓶13内需要充入保护气体，即可手动打开充气阀7，充入置换气；若不需要充入保护气体，本步骤省略直接进入下一个步骤；

（k）取出钢瓶13，当分子泵23完全停止后（看运行频率）依次关闭罗茨真空泵22、前级真空泵21、前级管道阀101；打开真空烘箱1，将钢瓶13上的瓶阀关闭即可取出放置钢瓶13的钢瓶集装格12，钢瓶洁净工作完成。

本发明，结构简单，使用方便快捷，通过真空烘箱1对钢瓶13进行设定温度的加热，后通过真空机组2对钢瓶13进行抽真空，后通过置换气供应组件3向钢瓶13充入置换气，充入置换气的钢瓶13进行设定时间的保温，后打开放空阀4放空置换气，即完成对钢瓶13的洁净；钢瓶洁净后从自动控制切换到手动控制，通过手动控制对钢瓶13进行冷却操作，从而提高装置的灵活性；通过PLC控制器控制自动化程度高，进一步提高生产效率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种钢瓶自动洁净系统装置，其特征在于：包含真空烘箱（1）、真空机组（2）、置换气供应组件（3）、放空阀（4）、主管（5）、系统控制柜（6）；所述系统控制柜（6）上设有控制面板，通过控制面板向其内设有的PLC控制器发出工作指令，通过PLC控制器控制真空烘箱（1）、真空机组（2）、置换气供应组件（3）、放空阀（4）工作；所述主管（5）一端贯穿真空烘箱（1）顶部进入真空烘箱（1）内部，主管（5）另一端与置换气供应组件（3）的输出端连通；所述主管（5）在与置换气供应组件（3）的连通处还设有控制连通状态的充气阀（7）；所述真空机组（2）包含前级真空泵（21）、罗茨真空泵（22）和分子泵（23），所述前级真空泵（21）的进气口与罗茨真空泵（22）的排气口连通；所述罗茨真空泵（22）的进气口通过第一管道（8）与主管（5）连通，并在第一管道（8）上设有粗抽管道阀（81）与电阻真空计（82）；所述分子泵（23）的吸气口通过第二管道（9）与主管（5）连通，并在第二管道（9）上设有真空阀（91）与电离规管（92）；所述分子泵（23）的排气口通过第三管道（10）与罗茨真空泵（22）进气口处连通的第一管道（8）连通，并在第三管道（10）上设有前级管道阀（101）；所述放空阀（4）设置在主管（5）上；所述主管（5）在位于真空烘箱（1）顶部外的部分还设有压力传感器（15），通过压力传感器（15）接收充气压力并反馈充气压力给PLC控制器。

2.根据权利要求1所述的一种钢瓶自动洁净系统装置，其特征在于：所述主管（5）位于真空烘箱（1）内的端部连接有不锈钢软管（11），通过不锈钢软管（11）方便与放置在真空烘箱（1）内的钢瓶集装格（12）上设有的与钢瓶（13）连通的连接管（14）连接。

3.根据权利要求2所述的一种钢瓶自动洁净系统装置，其特征在于：所述主管（5）在位于真空烘箱（1）顶部的部分还设有分管（51），分管（51）端部贯穿真空烘箱（1）的顶部进入真空烘箱（1）内部，并在端部连接有不锈钢软管（11）。

4.根据权利要求3所述的一种钢瓶自动洁净系统装置，其特征在于：所述主管（5）在位于真空烘箱（1）顶部外的部分还设有压力表（16），通过压力表（16）实时提供获得的压力值。

5.根据权利要求4所述的一种钢瓶自动洁净系统装置，其特征在于：所述置换气供应组件（3）包含气源罐（31），气源罐（31）上设有出口；所述气源罐（31）内设有至少一个气瓶（311），气瓶（311）内设置有置换气，所述置换气为氮气或氩气或其它惰性气体；所述气瓶（311）上设有出气口，并通过出气口上设置有控制阀（3111）控制出气状态；气瓶（311）通过出气口上连通的管道穿过出口与主管（5）连通。

6.根据权利要求5所述的一种钢瓶自动洁净系统装置，其特征在于：所述气源罐（31）内设有三个气瓶（311），一个气瓶（311）内设置有氮气，一个气瓶（311）内设置有氩气，一个气瓶（311）内设置有备用气体，所述备用气体为除氮气、氩气外的惰性气体。

7.根据权利要求5所述的一种钢瓶自动洁净系统装置，其特征在于：所述真空机组（2）还包含机座（24），前级真空泵（21）、罗茨真空泵（22）和分子泵（23）分别安装在机座（24）上。

8.根据权利要求5所述的一种钢瓶自动洁净系统装置的操作步骤，其特征在于：所述钢瓶自动洁净系统装置的具体操作步骤如下：

（a）将本装置接通外部电源，打开真空烘箱（1）的箱门，将装有钢瓶（13）的钢瓶集装格（12）放置在真空烘箱（1）内，将钢瓶集装格（12）上与钢瓶（13）连通的连接管（1）与不锈钢软管（11）连接，手动打开所有钢瓶（13）的瓶阀，关闭真空烘箱（1）箱门，手动将置换气供应组件（3）上的一个气瓶（311）的控制阀（3111）打开；

（b）通过控制面板向PLC控制器发送工作指令；PLC控制器依次开启真空烘箱（1）、前级真空泵（21）、粗抽管道阀（81）、前级管道阀（101）与真空阀（91）；

（c）待低真空抽到设定压力时由电阻真空计（82）测得，PLC控制器启动罗茨真空泵（22），待罗茨真空泵（22）抽到设定压力值时由电阻真空计（82）测得，后PLC控制器依次关闭真空阀（91）、前级管道阀（101）、粗抽管道阀（81），待粗抽管道阀（81）完全关闭后，关闭罗茨真空泵（22）；

（d）开始置换气，打开充气阀（7）；当到达设定充气压力时，由压力传感器（15）反馈充气压力给PLC控制器，PLC控制器关闭充气阀（7）；

（e）充入的置换气在钢瓶（13）保持设定时间，后PLC控制器打开放空阀（4）放空置换气，放空压力到达设定压力后压力传感器（15）反馈充气压力给PLC控制器，PLC控制器控制放空阀（4）关闭；

（f）PLC控制器打开粗抽管道阀（81），启动罗茨真空泵（22），当罗茨真空泵（22）到达设定压力值时由电阻真空计82测得，粗抽管道阀（81）关闭，待粗抽管道阀（81）完全关闭后，关闭罗茨真空泵（22）；

（g）再次充置换气，重复步骤（d）、（e）；

（h）洁净结束，真空烘箱（1）到达设定时间，PLC控制器发出瓶报警，此时前级真空泵（21）继续工作，从自动控制推出，进入手动控制；

（y）冷却钢瓶（13），手动打开粗抽管道阀（81），开启罗茨真空泵（22），再依次打开前级管道阀（101）、真空阀（91），后关闭粗抽管道阀（81），待电阻真空计（82）显示低于分子泵（23）启动压力时，再手动开启分子泵（23），待高真空压力到达设定值时由电离规管（92）测得，依次关闭真空阀（91）、分子泵（23）；

（j）若钢瓶（13）内需要充入保护气体，即可手动打开充气阀（7），充入置换气；若不需要充入保护气体，本步骤省略直接进入下一个步骤；

（k）取出钢瓶（13），当分子泵（23）完全停止后（看运行频率）依次关闭罗茨真空泵（22）、前级真空泵（21）、前级管道阀（101）；打开真空烘箱（1），将钢瓶（13）上的瓶阀关闭即可取出放置钢瓶13的钢瓶集装格12，钢瓶洁净工作完成。

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