CN111656503A - 维持恒压的液体供给装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种维持恒压的液体供给装置及利用其的液体供给方法,在用于容纳以可变的液体供给压力供给的液体的容器(vessel)中,设置主氮气供给部件和压力微调用氮气加压部件,并对容器内部的压力进行实时监视来控制操作,从而使最终供给端维持一定的恒压,能够十分稳定地供给药品,而且具有经济性。在维持恒压的液体供给装置(100)的容器(vessel)(10)中容纳有用于持续地维持一定压力的液体,通过主液体供给部件(20)向所述容器(10)供给适量的用于维持一定压力的液体,并且通过第一加压部件(30)向所述容器(10)供给用于维持一定恒压的主氮气,而且通过第二加压部件(40)进一步供给或者排出氮气以微调液体的供给压力和主氮气的恒压间的压差,并通过水位传感器(60)感知所述容器(10)内的液体水位,通过输出端压力维持部件(70)使从所述容器(10)排出的液体的排出压力维持一定。
Description
技术领域
本发明涉及维持恒压的液体供给装置及利用其的液体供给方法,更具体地,涉及一种维持恒压的液体供给装置,在用于容纳以可变的液体供给压力供给的液体的容器(vessel)中,设置主氮气供给部件和压力微调用氮气加压部件,并对容器内部的压力进行实时监视来控制操作,从而使最终供给端维持一定的恒压,能够十分稳定地供给药品,而且可提高设备的运行率并增加生产量及提高质量,因此具有经济性。
背景技术
在半导体、LCD等各种产业生产线上,液体供给装置在材料供给压力不稳定、过高时,为了使供给压力稳定且为了通过减压效果来实现精确的分配作业,组合使用除抽送装置以外的压力调压器、压差式流量计及各种传感器。
液体压力调压器作为通过对从泵中高压吐出的液体进行减压并以适当的压力供给到Pro-Pump并吐出,而且在液体的供给压力(Inlet Pressure)以各种方式变化的情况下可维持一定出口压力(Outlet Pressure)的装置,是为了使大量设备稳定地运行所必备的设备。优选地,使用者应该选择最适合作业的压力调压器产品,此时重要的考量内容包括种类、材质、入口及出口的压力、流量条件、温度、压力、大小、其他限制条件等。
压差式流量计结构简单且可应用于液体、气体、蒸汽中的任意一个,而且压差式流量计很久以前就作为工业用流量计被广为使用。压差式流量计的基本结构包括缩窄机构及压差检测仪,如果在流体流动的管道中间设置缩窄机构并使流体的通过面积变窄,则基于缩窄机构上产生的阻力,其前后产生压力差,在该压力差,即压差和流量之间存在可用伯努利原理(Bernoulli′s Principle)表达的一定的关系式。利用该原理的便是压差式流量计。生成压差的传感器中具有代表性的包括文丘里管、孔口、流量喷嘴V-Cone等,所述压差检测仪根据传送方式、测量原理可大体分为气式、电式、光式,目前主流为电式。
此外,如前面所述的现有的液体供给装置是主要由主供给管直接供给液体的方式,由于主液体供给的升压、减压等压力变化或者将多个设备同时连接到主管道并使用时的主供给压力的变化,因此经常发生液体供给量不规则的变化,从而在液体供给和后续工艺的质量方面频繁发生问题。
此外,在选择用于构成现有的液体供给装置的流量计类型时,频繁地尝试使用更廉价的设备从而与该设备的水平进匹配,而不选择功能良好的传感器,因此由于误测引起的维护或者替换费用导致发生费用增加的问题。尤其,电子流量计虽然是在液体移动时通过电磁感应定律产生的电动势来测量流量和流速的相对可靠性高的流量计,但是价格为几千万元(韩元)左右,价格昂贵,因此导致经济性下降。
因此,需要急需研发一种能够解决现有的液体供给装置中存在的问题且通过以一定的恒压维持出口压力来实现稳定的药品供给并具有经济性的相关设备。
发明内容
【技术问题】
本发明旨在解决的技术问题是提供一种维持恒压的液体供给装置,其不同于直接连接至主供给管道并接收药品供给的现有结构,在用于容纳以可变的液体供给压力供给的液体的容器(vessel)中,设置主氮气供给部件和压力微调用氮气加压部件,并对所述容器内部的压力进行实时监视来控制操作,从而虽然主供给压力受外部影响导致压力变化但仍能够使最终供给端维持一定的恒压,从而能够十分稳定地供给药品,而且可提高设备的运行率并增加生产量及提高质量,因此具有经济性。
此外,本发明旨在解决的技术问题是提供一种维持恒压的液体供给装置,基于所述容器内部和药品管道内的压力感知传感器实时持续地测量压力,压力发生异常时迅速进行排气从而可实现稳定的药品供给。
【解决方法】
为了解决上述技术问题,根据本发明的第一方面,本发明提供一种维持恒压的液体供给装置,其包括:
容器(vessel),其用于容纳持续地维持一定压力的液体;
主液体供给部件,其与所述容器流体连接,而且用于向所述容器供给适当量的用于维持一定压力的液体;
第一加压部件,其与所述容器流体连接,而且用于向所述容器供给用于维持一定恒压的主氮气;
第二加压部件,其与所述容器流体连接,而且为了微调所述液体的供给压力和所述主氮气的恒压间的压差,通过进一步供给或者排出氮气使所述容器内的压力维持一定;
水位传感器,其设置于所述容器上且用于感知所述容器内液体的水位;
输出端压力维持部件,其用于使从所述容器10排出的液体的排出压力维持一定;以及
控制装置,其用于控制所述维持恒压的液体供给装置的整体操作。
所述维持恒压的液体供给装置还包括防过压排气部件,当在所述容器内感知到异常过压时将氮气从所述容器强制地排出到外部。
此外,为了解决所述的技术问题,根据本发明的第二方面,本发明提供一种利用前面所述的维持恒压的液体供给装置的维持恒压的液体供给方法,其包括:
所述维持恒压的液体供给装置开始操作直至所述容器内的液体水位到达一定水位,所述控制部关闭所述输出端压力维持部件的第五泵及输出端自动阀的操作,并中断向下一作业端的液体供给,在该状态下使所述主液体供给部件的液体输入端自动阀继续维持打开状态,以预先设定的预定压力继续向所述容器内供给液体的步骤(S1);
如果设置于容器上的水位传感器通过感知容器内的液体水位向控制部传递水位感知信号,则所述控制部判断容器内的液体水位是否到达最低水位LL的步骤(S2);
所述步骤(S2)的执行结果,当所述容器内的液体水位上升至最低水位LL以上时,开启并使所述输出端自动阀操作,从而从所述容器向下一作业端供给液体的步骤(S3);
在所述步骤(S3)之后,判断所述容器内的液体水位是否到达最高水位H的步骤(S4);
所述步骤(S4)的执行结果,当所述容器内的液体水位到达最高水位H以上时,关闭所述主液体输入端自动阀,并中断向所述容器供给液体,在该状态下使所述第一加压部件操作,从而向所述容器供给具有一定恒压的氮气的步骤(S5);
在所述步骤(S5)之后,基于通过所述主液体供给部件的主液体输入端压力传感器传递的液体供给压力和通过所述第一加压部件的氮气压力传感器传递的主氮气的供给压力,判断它们的压力之和是否大于所述容器内预定的目标压力的步骤(S6);
所述步骤(S6)的执行结果,当液体的供给压力和主氮气的供给压力之和未达到所述目标压力时,使所述第二加压部件的第三泵操作,并打开氮气供给用自动阀而进一步向所述容器内供给微调压力用氮气的步骤(S7-1);
所述步骤(S6)的执行结果,当液体的供给压力和主氮气的供给压力之和超过所述目标压力时,关闭所述氮气供给用自动阀,并使作为排气泵的第四泵操作,并打开氮气排出用自动阀,从所述容器排出氮气的步骤(S7-2);
判断所述容器内是否感知到相当于预先设定的压力的严重过压的步骤(S8);
所述步骤(S8)的执行结果,当所述容器内感知到严重过压时,打开防过压排气部件并向外部强制排出氮气的步骤(S9-1);
所述步骤(S8)的执行结果,当所述容器内未感知到严重过压时,使所述防过压排气部件继续维持闭合状态的步骤(S9-2);
在所述步骤(S9-2)之后,判断所述容器内的液体水位是否到达低水位L的步骤(S10);以及
所述步骤(S10)的执行结果,当所述容器内的液体水位到达低水位L时,关闭所述氮气排出用自动阀,并打开所述液体输入端自动阀,从而重新开始供给液体的步骤(S11)。
【有益效果】
如上所述,根据本发明的用于半导体、LCD及产业制造的维持恒压的液体供给装置不同于直接连接至主供给用管道并接收药品供给的结构,通过第一加压部件及微调用氮气加压部件的共同作用对主供给压力受外部影响而变化的压力进行操作以使最终供给端维持一定的恒压,从而可达到能够十分稳定地供给药品并可提高设备的运行率且增加生产量及质量的效果。而且,通过容器内部及药品管道内的压力感知传感器来持续地测量压力,当压力发生异常时可迅速地进行排气,从而可稳定地供给药品。
附图说明
图1是图示根据本发明优选实施例的维持恒压的液体供给装置的整体结构的示图;
图2是图1中图示的维持恒压的液体供给装置的概略方框图;以及
图3a和图3b是利用图1和图2中图示的维持恒压的液体供给装置的维持恒压的液体供给方法的流程图。
具体实施方式
本申请的附图及其详细说明只涉及本发明的实施例。本技术领域的技术人员将通过参照图示本发明代表性实施例的附图的详细说明可更加清楚地理解在此记载的机构及方式的优点及其它特征。如不做其他强调,附图中类似或者对应的要素将用类似或者对应的附图标记表示。
在详细说明本发明的至少一个实施例之前,本发明应理解为本申请不受以下说明书中记载或者附图中图示的结构及构件的排列的限制。本发明可具有其他实施例且可通各种方式实施并执行。而且,可知在此所使用的语法及术语是以说明为目的并不用作限定。
下面,将参照附图对根据本发明的优选实施的维持恒压的液体供给装置及利用其的维持恒压的液体供给方法进行详细说明。
图1和图2中显示了根据本发明优选实施例的维持恒压的液体供给装置的结构。
参照图1和图2,维持恒压的液体供给装置100包括:容器(vessel)10,其用于容纳持续地维持一定压力的液体;主液体供给部件20,其与所述容器10流体连接,而且用于向所述容器10供给适量的用于维持一定压力的液体;第一加压部件30,其与所述容器10流体连接,而且用于向所述容器10供给用于维持一定恒压的主氮气;第二加压部件40,其与所述容器10流体连接,而且为了微调所述液体供给压力和所述主氮气的恒压间的压差,通过进一步供给或者排出氮气使所述容器10内的压力维持一定;防过压排气部件50,当在所述容器10内感知到异常过压时将氮气从所述容器10强制地排出到外部;水位传感器60,其设置于所述容器10上且用于感知所述容器10内液体的水位;输出端压力维持部件70,其用于使从所述容器(10)排出的液体的排出压力维持一定;以及控制装置80,其用于控制所述维持恒压的液体供给装置100的整体操作。
所述主液体供给部件20包括用于向容器10内抽送用于维持一定压力的液体的第一泵22,而且包括设置于在所述第一泵22与所述容器10之间延伸的第一管道21上的液体输入端自动阀24及主液体输入端压力传感器26。
所述第一加压部件30包括用于向容器10内抽送用于维持一定恒压的主氮气的第二泵32,而且包括设置于在所述第二泵32与所述容器10之间延伸的第二管道21上的主氮气压力传感器36。
所述第二加压部件40包括向容器10内抽送用于微调压力的氮气的第三泵42,而且包括设置于在所述第三泵42与所述容器10之间延伸的第三管道41上的氮气供给用自动阀44。另外,所述第二加压部件40包括用于排出供给到容器10内的部分氮气的作为排气泵的第四泵48和设置于在所述第四泵48与所述容器10之间延伸的第四管道45上的氮气排出用自动阀46。
所述防过压排气部件50由调压阀(relief valve)组成,所述调压阀设置在与容器10流体连接且向外部延伸的另外的管道(未图示)上,如前所述,当在容器10内感知到过压时执行向外部排出氮气的功能。
所述输出端压力维持部件70包括为了将从容器10排出的液体供给到下一作业端的需要位置,例如混合腔(未图示)而执行抽送作业的第五泵72,而且包括设置于在所述第五泵72与所述容器10之间延伸的第五管道71上的累计流量计73、输出端自动阀74、调压器75及输出端压力传感器76。
下面,将对利用具有如前所述的结构的维持恒压的液体供给装置100的维持恒压的液体供给方法进行说明。
通常,在半导体、LCD等各种产业生产线上,液体供给装置即使在液体的供给压力(Inlet Pressure)发生变化也应该维持一定的出口压力(Outlet Pressure)的同时供给液体。即,如果导入液体供给装置内的导入液的供给压力发生变化,则液体的排出量也会发生变化,因此使液体的出口压力维持一定十分重要。
图3a和3b是利用图1和图2中图示的维持恒压的液体供给装置的维持恒压的液体供给方法的流程图。
参照图3a和图3b,如前所述,液体供给装置100的容器10通过容纳以可变的液体供给压力导入的液体起到持续地维持一定压力的作用。为此,容器10内的压力可设定为所需的预定压力。例如,容器10内部的目标压力可设定为1kgf/cm2。
为了便于说明,从根据本发明的维持恒压的液体供给装置100最初开始操作的状态进行说明。
所述主液体供给部件20以预先设定的压力向容器10内供给液体,例如以低于容器10内部的目标压力0.7kgf/cm2的压力供给液体。即,根据从控制部80输入的信号驱动主液体供给部件20的第一泵22,在第一管道21上通过打开设置于第一泵22下游的主液体输入端自动阀24来供给液体,此时,在第一管道21中设置于第一泵22下游的主液体输入端压力传感器26将感知从第一泵22向容器10侧供给的液体的压力。
维持恒压的液体供给装置100开始操作,直至容器10内的液体水位到达一定水位,控制部80关闭输出端压力维持部件70的第五泵72及输出端自动阀74的操作,并在中断向混合腔(未图示)方向供给液体,在该状态下,使主液体供给部件20的液体输入端自动阀24继续维持打开状态,从而继续向容器10内供给液体(步骤S1)。
如果设置于容器10上的水位传感器60通过感知容器10内的液体水位来向控制部80传递水位感知信号,则控制部80判断容器10内的液体水位是否到达最低水位LL(步骤S2)。
只是,当容器10内的液体水位未到达最低水位LL时,如所述步骤S1,控制部80关闭输出端压力维持部件70的第五泵72及输出端自动阀74的操作,并在中断下一作业端例如混合腔(未图示)侧的液体供给的状态下,使主液体供给部件20的液体输入端自动阀24继续维持打开状态,从而可继续向容器10内供给液体。
如果容器10内的液体水位上升至最低水位LL以上,则使输出端压力维持部件70的输出端自动阀74操作并维持打开状态,由此从容器10向作为下一作业端的混合腔(未图示)供给液体(步骤S3)。
即,控制部80使输出端压力维持部件70的第五泵72操作并使输出端自动阀74打开,使液体从容器10经过第五管道71向例如下一作业端的混合腔(未图示)侧供给。此时,设置于第五管道71的累计流量计73计算从容器10供给到外部的液体的适当的供应量,调压器75将从容器10供给到外部的液体的出口压力调至适当的压力,例如0.7kgf/cm2并维持。布置于调压器75下游的输出端压力传感器76感知排出液体的压力并发送至控制部80。只要容器10内的液体水位不低于最低水位LL,输出端压力维持部件70的所述动作就一直进行,并将维持一定恒压的液体供给到下一作业端的需要供给液体的地方。
主液体输入端自动阀24继续维持打开状态,因此通过第一泵22使用于维持恒压的液体继续供给到容器10内,由此容器10内的液体水位上升至低水位L以上。
然后,如果设置于容器10上的水位传感器60感知到容器10内的液体水位并将水位感知信号传递至控制部80,则控制部80判断容器10内的液体水位是否到达最高水位H(步骤S4)。
如果容器10内的液体水位未到达最高水位H,则如前面所述,使主液体输入端自动阀24继续维持打开状态,并继续向容器10供给液体。
如果液体水位到达高水位H以上,则根据从控制部80输入的信号使主液体输入端自动阀24关闭(off),并维持闭合状态,以此中断向容器10供给液体。在这种状态下,根据从控制部80输入的信号驱动第一加压部件30并将一定恒压的氮气供给至容器10(步骤S5)。即,根据从控制部80输入的信号驱动第二泵32,并将氮气供给至容器10,此时在第二管道31上,设置于第二泵32下游的氮气压力传感器36将感知从第二泵32向容器10侧供给的氮气的压力。
另外,控制部80计算从主液体输入端压力传感器26传递的液体的供给压力和从氮气压力传感器36传递的主氮气的供给压力,并使第二加压部件40操作从而进一步向容器10供给用于微调压力的氮气或者排出容器10内的氮气压力。
即,控制部80基于从主液体输入端压力传感器26传递的液体的供给压力和从氮气压力传感器36传递的主氮气的供给压力,判断它们的压力之和是否大于容器10内预定的目标压力(步骤S6)。
如果液体的供给压力和主氮气的供给压力之和未到达容器10内部的目标压力,例如1kgf/cm2,则使第三泵42操作并打开氮气供给用自动阀44,从而进一步向容器10内供给用于微调压力的氮气(步骤S7-1)。
如果供给的液体的供给压力和主氮气的供给压力之和超过容器10内部的目标压力,例如1kgf/cm2,则使氮气供给用自动阀44关闭(off)并维持闭合状态,并使作为排气泵的第四泵48操作且打开氮气排出用自动阀46,从而从容器10排出氮气(步骤S7-2)。
与用于将容器10内的氮气压力向外部排出的氮气排出用自动阀46的操作无关地,控制部80判断容器10内是否感知到将要超过基于第二加压部件40的可调节的范围的严重过压,即相当于预先设定的压力水平的过压(步骤S8)。
如果在容器10内感知到严重过压,则控制部80执行使调压阀50打开并向外部强制地排出氮气的功能(步骤S9-1)。
如果在容器10内未感知到严重过压,则控制部80继续使调压阀50维持闭合状态(步骤S9-2)。
然后,控制部80根据氮气排出用自动阀46的排气操作,判断容器10内的液体水位是否到达低水位L(步骤S10)。
如果设置于容器10上的水位传感器60感知到容器10内的液体水位且液体水位未到达低水位L,则如前面所述,使氮气排出用自动阀46打开,并继续执行从容器10排出氮气的操作。
如果设置于容器10上的水位传感器60感知到容器10内的液体水位并且液体水位到达低水位L,则如前面所述,使氮气排出用自动阀46关闭(off)并维持闭合状态。与此同时,根据从控制部80输入的信号打开液体输入端自动阀24并重新开始供给液体(S11)。
如上所述,利用根据本发明的优选实施例的维持恒压的液体供给装置100的维持恒压的液体供给方法,以闭环形式反复执行各步骤,从而通过第一加压部件与微调用氮气加压部件的联合作用使主供给压力受外部影响而变化的液体的供给压力在最终供给端上维持一定。
以上参照本发明的优选实施例进行了说明,但是对于本技术领域熟练的技术人员而言,应该能够理解在不超出下述的权利要求书中记载的本发明的思想及范畴的范围内,可对本发明进行各种修改及变更。
Claims (6)
1.一种维持恒压的液体供给装置,其特征在于,所述维持恒压的液体供给装置(100)包括:
容器(10),其用于容纳持续地维持一定压力的液体;
主液体供给部件(20),其与所述容器(10)流体连接,而且用于向所述容器(10)供给适量的用于维持一定压力的液体;
第一加压部件(30),其与所述容器(10)流体连接,而且用于向所述容器(10)供给用于维持一定恒压的主氮气;
第二加压部件(40),其与所述容器(10)流体连接,而且为了微调所述液体的供给压力和所述主氮气的恒压间的压差,通过进一步供给或者排出氮气使所述容器(10)内的压力维持一定;
水位传感器(60),其设置于所述容器(10)上且用于感知所述容器(10)内液体的水位;
输出端压力维持部件(70),其用于使从所述容器(10)排出的液体的排出压力维持一定;以及
控制装置(80),其用于控制所述维持恒压的液体供给装置(100)的整体操作。
2.如权利要求1所述的维持恒压的液体供给装置,其特征在于,
还包括防过压排气部件(50),当在所述容器(10)内感知到异常过压时将氮气从所述容器(10)强制地排出到外部。
3.如权利要求1所述的维持恒压的液体供给装置,其特征在于,
所述主液体供给部件(20)包括用于向所述容器(10)内抽送用于维持一定压力的液体的第一泵(22)、设置于在所述第一泵(22)与所述容器(10)之间延伸的第一管道(21)上的主液体输入端自动阀(24)和主液体输入端压力传感器(26)。
4.如权利要求1所述的维持恒压的液体供给装置,其特征在于,
所述第一加压部件(30)包括:第二泵(32),其用于向所述容器(10)内抽送用于维持一定恒压的氮气;以及主氮气压力传感器(36),其设置于在所述第二泵(32)与所述容器(10)之间延伸的第二管道(21)上。
5.如权利要求1所述的维持恒压的液体供给装置,其特征在于,
所述第二加压部件(40)包括:第三泵(42),其用于向所述容器(10)内抽送用于微调压力的氮气;氮气供给用自动阀(44),其设置在所述第三泵(42)与所述容器(10)之间的第三管道(41)上;第四泵(48),其用于排出供给到所述容器(10)内的部分氮气;以及氮气排出用自动阀(46),其设置于在所述第四泵(48)与所述容器(10)之间延伸的第四管道(45)上。
6.如权利要求1所述的维持恒压的液体供给装置,其特征在于,
所述输出端压力维持部件(70)包括用于将从所述容器(10)排出的液体供给到所需位置而进行抽送操作的第五泵(72)、设置于在所述第五泵(72)与所述容器(10)之间延伸的第五管道(71)上的累计流量计(73)、输出端自动阀(74)、调压器(75)以及输出端压力传感器(76)。
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