CN112145973A - 一种高纯气体缓存、调节以及输送柜 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化学气体的储存和控制技术领域，更具体地，涉及一种高纯气体缓存、调节以及输送柜。采用可拆卸的分隔板和管道安装板可以将气柜做的很小的情形下，很便利的对不同功能区的气体元件进行安装、检修和更换；采用保温单元和密封条的组合可以确保不同的单元区气体和温度环境保持独立、确保每个功能区的温度精细控制，另外使用的材料不会有颗粒的产生，保证了洁净度；采用高纯氮气对每个功能区保持微正压，可以避免空气中的粉尘、水汽进入柜体，给气体元件营造一个高洁净度、低湿度的环境；采用排风口，可以在检测到有泄漏时及时开启排风抽走而不用打开柜门，尽可能降低环境污染和对操作人员的伤害。

Description

一种高纯气体缓存、调节以及输送柜
技术领域
本发明属于化学气体的储存和控制技术领域，更具体地，涉及一种高纯气体缓存、调节以及输送柜。
背景技术
在光纤预制棒制备领域或泛半导体制备领域，经常需要用到四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷、氧气、氦气、氟利昂、氯气等高纯气体原材料。为了工艺制备过程的精准进行，需要对这些气体过滤、调压、流量控制、阀门控制等，而流量的控制则需要气体在恒定的温度范围内。另外像四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷等在常温下处于液态，无论是通过载气还是直接蒸发方式，都需要对缓存罐加热保温处理。
现有的高纯气体缓存、调节、输送柜是先依据功能分隔出固定的单元，然后再每个单元内添加海绵保温材料、加热风扇等。由于每个隔间固定死，各种调压阀、过滤器、手阀、气动阀、质量流量计、缓存罐在第一次安装好之后的维护、检修、更换等操作极不便利；再者使用的上述气体元件、高纯气体都需要一个高洁净低湿度环境；另外四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷等若发生泄漏，与空气接触便有极强的腐蚀性或者极强的毒性，存在极大地安全隐患。
发明内容
鉴于以上技术方式方法的缺陷或者改进，本发明提供了一种高纯气体缓存、调节以及输送柜。该气柜用于给高纯气体原料提供一个洁净、低湿度、恒温、易维护、应急处理的环境。
为实现上述目的，本发明提供了一种高纯气体缓存、调节以及输送柜体结构，具体组成单元和功能如下：
外柜体，即整个柜体的外部结构，包含可开关的柜门，外柜体一般呈长方体，厚度1-2mm，用于柜体内气体元件、缓存罐的支撑和安装，起到与大气隔离的目的；
保温单元，用于柜体内不同隔间的保温，保温单元为三层结构：不锈钢板材、保温材料、不锈钢板材，优选地不锈钢板材选用不锈钢316L,厚度为0.1-0.5mm，优选地保温材料选用气凝胶材料，厚度2-10mm之间，利用其导热系数低、柔性的特点，保温单元安装在柜体内部或柜体门上；
密封条，密封条用于柜体内部相接触的保温单元的密封连接，也用于柜体门的密封，密封条选用柔软、耐腐蚀、耐酸碱的材料；
分隔板，用于将柜体内部分隔成不同的功能单元，在柜体的内部预留有安装分隔板的板槽和卡扣，方便分隔板的安装和拆卸，使用时分隔板与保温单元、密封条一起使用，确保每个功能单元的相互隔绝（包括气体不串扰、温度独立）；
管道安装板，构成不同功能区的气体管道的通道，管道安装板由两半组成，当管道安装好之后两半的组合可以完全密封，管道安装板直接安装在外柜体上；
进气调节区，用于进入柜体内高纯气体的过滤、调压、开关等；
缓存罐区，用于存放四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷等高纯原料罐的储存和蒸发；
工艺气体状态区，用于调节各工艺气体的阀门状态、流量等；
柜体氮气，用于对每个功能区的吹扫，使每个功能区都相对于大气压保持一定的正压，一般2-15Pa之间，使用高纯氮气确保每个功能区都维持一个高洁净、低湿度的环境；
排风口，安装在柜体内部的排风通道，通过管道与真空泵和喷淋塔链接，当柜体内部发生气体泄漏时，通过排风口迅速将有害气体抽走并处理，排风口及管道选用耐酸碱、耐腐蚀、强度高的材质；
基于以上，总体而言，采用本发明的高纯气体缓存、调节以及输送柜可以取得以下效果：
1、采用可拆卸的分隔板和管道安装板可以将气柜做的很小的情形下，很便利的对不同功能区的气体元件进行安装、检修和更换；
2、采用保温单元和密封条的组合可以确保不同的单元区气体和温度环境保持独立、确保每个功能区的温度精细控制，另外使用的材料不会有颗粒的产生，保证了洁净度；
3、采用高纯氮气对每个功能区保持微正压，可以避免空气中的粉尘、水汽进入柜体，给气体元件营造一个高洁净度、低湿度的环境；
4、采用排风口，可以在检测到有泄漏时及时开启排风抽走而不用打开柜门，尽可能降低环境污染和对操作人员的伤害。
附图说明
图1是本发明实施例中一种高纯气体缓存、调节以及输送柜的结构图；
图2是本发明实施例中保温单元的结构图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-外柜体 2-纯气体入口 3-进气调节区 4-进气调节区排风口 5-进气调节区与工艺气体调节区的分隔板 6--进气调节区通往工艺气体调节区的管道安装板 7-工艺气体调节区 8-工艺气体调节区排风口 9-工艺气体调节区通往缓存罐区的管道安装板 10-进气调节区的氮气吹扫孔 11-工艺气体调节区的氮气吹扫孔 12-进气调节区、工艺气体调节区、缓存罐区的分隔板 13-缓存罐区 14-缓存罐区排风孔 15-缓存罐区的氮气吹扫孔 16-缓存罐及其固定装置 17-保温单元 18-不锈钢316L板 19-气凝胶 20-不锈钢316L板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
以制备光纤预制棒的工艺气体缓存柜为例，说明本发明柜体的结构及其功能。
如图1所示，外柜体1尺寸选为1000mm*700mm*1500mm，材质用带涂层高强度钢，在柜体内部分割成：进气调节区3，尺寸为360mm*700mm*500mm；气体调节区7，尺寸为600mm*700mm*500mm；缓存罐区13，1000mm*700mm*960mm；柜体内部安装分隔板5和12的安装槽，槽宽40mm；在柜体内安装分隔板5、管道安装板6、管道安装板9、分隔板12，然后对柜体内部的进气调节区3、气体调节区7、缓存罐区13内部及门上安装保温单元17，各保温单元依次安装在柜体内部或分隔板上并固定。
如图2所示，保温单元由厚度为0.2mm的不锈钢316L板材18、厚度为10mm的气凝胶19、厚度为0.2mm的不锈钢316L板材20组成；待安装好各部分的保温单元17后，从对应的槽内拆卸分隔板5、管道安装板6、管道安装板9、分隔板12，依次安装好进气调节区3、气体调节区7的气体元件，安装缓存罐区13中的缓存罐16并固定在柜体1内部；气体元件安装完成后，先安装管道安装板6、管道安装板9，管道安装板为两半对称结构，用于管道的通路和支撑；再安装分隔板5和12；安装完毕后将各保温单元的连接处用氟橡胶密封条密封；关闭柜门，并通过氮气吹扫孔10、11、15分别向进气调节区3、气体调节区7、缓存罐区13通入高纯氮气，使各区洁净度达到1000级、湿度10%以下，各区对大气压保持5pa的微正压，确保柜体内的洁净度；对柜体内进气调节区3、气体调节区7、缓存罐区13分别进行升温，由于有保温单元的作用，各区温度互相独立、且保温效果极佳；若出现管道、阀门、缓存罐泄漏，柜体内的检测装置启动，系统直接打开排风口3、8、14对泄漏的污染物抽排至喷淋塔处理，杜绝污染物的溢出。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种高纯气体缓存、调节以及输送柜体，其特征在于，所述柜体包括外柜体，所述外柜体包含可开关的柜门，外柜体呈长方体，厚度为1-2mm，用于柜体内气体元件、缓存罐的支撑和安装；
保温单元，用于柜体内不同隔间的保温，保温单元为三层结构：不锈钢板材、保温材料、不锈钢板材，保温单元安装在柜体内部或柜体门上；
密封条，密封条用于柜体内部相接触的保温单元的密封连接，同时也用于柜体门的密封，密封条为柔软、耐腐蚀、耐酸碱的材料；
分隔板，用于将柜体内部分隔成不同的功能单元，在柜体的内部预留有安装分隔板的板槽和卡扣，用于分隔板的安装和拆卸；
管道安装板，构成不同功能区的气体管道的通道，管道安装板由两半组成，当管道安装好之后两半的组合可以完全密封，管道安装板直接安装在外柜体上；
进气调节区，用于进入柜体内高纯气体的过滤、调压；
缓存罐区，用于存放四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷等高纯原料罐的储存和蒸发；
工艺气体状态区，用于调节各工艺气体的阀门状态、流量等；
柜体氮气，用于对每个功能区的吹扫，使每个功能区相对于大气压保持一定的正压，同时使用高纯氮气确保每个功能区都维持一个高洁净、低湿度的环境；
排风口，安装在柜体内部的排风通道，通过管道与真空泵和喷淋塔链接，排风口及管道选用耐酸碱、耐腐蚀、强度高的材质。
2.如权利要求1中所述的柜体，其特征在于，保温单元的不锈钢板材选用不锈钢316L，厚度为0.1-0.5mm，保温材料选用气凝胶材料，厚度2-10mm之间。
3.如权利要求1中所述的柜体，其特征在于，每个功能区的气压比大气压大2-15Pa。
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