CN113252253A - 一种气动阀检漏装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气动阀检漏装置，包括管道、设置在管道上用于控制管道流体流量的气动阀以及与管道配合用于检测管道中氦气的氦检仪，气动阀具有与驱动气气管连接的活络接口，还包括可与所述活络接口活络连接的氦气管、与氦气管连通的氦气源以及用于控制氦气源启闭的控制阀。采用本发明的技术方案后，需要检测气动阀是否内漏时，将气动阀的驱动气气管从活络接口中拆下，将氦气管装到活络接口上，开启控制阀，用氦气源中的氦气来驱动气动阀开关动作，氦气分子量比较小，更容易被氦检仪检测，如果氦气进入管道中，会被氦检仪检测到，说明气动阀内漏，本发明无需将气动阀从管道中拆下来，具有结构简易、操作方便的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种气动阀检漏装置。
背景技术
氮化镓、砷化镓、磷化铟等半导体，在光电子等领域有广阔的应用前景。业内对于氮化镓、砷化镓、磷化铟等半导体材料的外延生长主要采用金属有机物化学气相沉积法(MOCVD)，在利用这一方法进行氮化镓、砷化镓、磷化铟等半导体材料的外延生长时，所使用的主要生产原料为金属有机物源(MO源)，这些MO源通过高纯氮或高纯氢等载气携带进入反应室进而参与化学反应。
传统的用于MOCVD MO源钢瓶手阀装置包括入口管道、入口手阀、出口管道、出口手阀、钢瓶本体等，MO源物质主要储存在钢瓶本体里面，在外延生长工艺过程中，通过载气(H2)从入口管路进入钢瓶本体，在钢瓶本体里面通过鼓泡的方式带动钢瓶本体内部饱和蒸气压，从而使MO源从出口管路流入反应腔。MO源分为液态和固态两种，其特性遇水和空气易燃易爆。在正常状态下MO源钢瓶入口和出口手阀都处于打开状态。MO源在使用过程中需要进行周期性更换，在更换MO源时容易忘记关闭MO源钢瓶手阀导致剩余MO源被氮气置换掉，造成一定的经济损失，且有易燃易爆风险(实际案例也有出现过)，在换完MO源时也会出现MO源手阀忘记打开的现象，导致在工艺生产过程中MO源无法流入反应腔，严重影响氮化镓、砷化镓、磷化铟等半导体外延生长的效率和安全。
在输送载气的管道中，还设置气动阀，用于控制管道的启闭，气动阀一般用氮气源进行驱动。现有技术中，如果想检测气动阀是否内漏(所谓内漏即指：当气动阀多次开关时，气动阀内部的膜片容易磨损，膜片磨损会导致驱动气气管进入真空管路，影响MOCVD工艺参数)，需要将气动阀拆下检漏，然而拆下气动阀，真空管路容易进空气，影响MOCVD设备工艺。
鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够检测气动阀内漏、结构简易、安全性能更佳的气动阀检漏装置。
为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案：
一种气动阀检漏装置，包括管道、设置在管道上用于控制管道流体流量的气动阀以及与管道配合用于检测管道中氦气的氦检仪，气动阀具有与驱动气气管连接的活络接口，还包括可与所述活络接口活络连接的氦气管、与氦气管连通的氦气源以及用于控制氦气源启闭的控制阀，所述管道包括入口管道、出口管道以及气体输出管道，还包括MO源钢瓶，入口管道的出口端与MO源钢瓶的进口端连接，出口管道的进口端与MO源钢瓶的出口端连接，出口管道与气体输出管道的进口端连接，在入口管道上设有入口手阀，在出口管道上设有出口手阀，所述入口手阀上设有用于检测所述入口手阀启闭的第一传感装置，所述出口手阀上设有用于检测所述出口手阀启闭的第二传感装置，第一传感装置和第二传感装置均连接有传感信号显示机构。
作为本发明的优选方式，所述入口手阀包括设置在所述入口管道中的第一阀体和设置在第一阀体上用于控制第一阀体启闭的第一旋转阀杆，所述出口手阀包括设置在所述出口管道中的第二阀体和设置在第二阀体上用于控制第二阀体启闭的第二旋转阀杆，所述第一传感装置设置在第一旋转阀杆上，所述第二传感装置设置在第二旋转阀杆上。
作为本发明的优选方式，所述第一旋转阀杆上设有第一手阀，所述第一传感装置设置在第一手阀上，所述第二旋转阀杆上设有第二手阀，所述第二传感装置设置在第二手阀上。
作为本发明的优选方式，所述第一传感装置和所述第二传感器均为距离传感器。
作为本发明的优选方式，所述入口管道和所述出口管道均为硬质管材，所述入口管道上套设有第一活动螺母，所述入口管道的入口端设置有用于限制第一活动螺母滑出的第一限位凸缘，第一活动螺母沿轴向的一端设有与第一限位凸缘对应的第一限位部，还包括气体输入管道，气体输入管道上设有与第一活动螺母对应的第一螺纹部，气体输入管道与入口管道之间设有第一密封垫片，所述出口管道上套设有第二活动螺母，所述出口管道的出口端设置有用于限制第二活动螺母滑出的第二限位凸缘，第二活动螺母沿轴向的一端设有与第二限位凸缘对应的第二限位部，所述气体输出管道上设有与第二活动螺母对应的第二螺纹部，所述气体输出管道与所述出口管道之间设有第二密封垫片。
作为本发明的优选方式，所述气动阀包括第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀以及第四气动阀，第一气动阀设置在所述气体输入管道，第二气动阀和第四气动阀设置在所述气体输出管道上，第三气动阀的进气端与所述气体输送管道连通，第三气动阀的出气端与所述气体输出管道连通。
作为本发明的优选方式，所述氦检仪与所述气体输出管道之间设有反应腔室，所述第四气动阀设置在反应腔与所述第三气动阀之间。
采用本发明的技术方案后，需要检测气动阀是否内漏时，将气动阀的驱动气气管从活络接口中拆下，将氦气管装到活络接口上，开启控制阀，用氦气源中的氦气来驱动气动阀开关动作，氦气分子量比较小，更容易被氦检仪检测，如果氦气进入管道中，会被氦检仪检测到，说明气动阀内漏，本发明无需将气动阀从管道中拆下来，具有结构简易、操作方便的优点。本发明，通过第一传感装置可以检测出口手阀的启闭状态，通过第二传感装置可以检测入口手阀的启闭状态，并将相应的检测状态通过传感信号显示机构显示出来，提示手阀的状态，避免忘记关手阀而造成经济损失和产生安全事故，本发明具有结构简易的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中气体输入管道与入口管道的连接示意图。
图3为本发明中气体输出管道与出口管道的连接示意图。
图中：
入口管道10 第一限位凸缘11
出口管道20 第二限位凸缘21
钢瓶30
入口手阀40 第一阀体41
第一旋转阀杆42 第一手阀43
出口手阀50 第二阀体51
第二旋转阀杆52 第二手阀53
第一传感装置61 第二传感装置62
第一活动螺母70 第一限位部71
第一密封垫片72
第二活动螺母80 第二限位部81
第二密封垫片82
第一螺纹部91 第二螺纹部92
PLC控制器100 蜂鸣器101
报警灯102
气体输入管道201 气体输出管道202
第一气动阀203 第二气动阀204
第三气动阀205 第四气动阀206
活络接口207 驱动气气管208
氦气源301 氦气管302
球阀303 压力表304
调压阀305
氦检仪400 反应室500
具体实施方式
为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合实施例进行详细阐述。
参照图1至图3，一种气动阀检漏装置，包括管道、设置在管道上用于控制管道流体流量的气动阀以及与管道配合用于检测管道中氦气的氦检仪400，气动阀具有与驱动气气管208连接的活络接口207，活络接口207采用流体输送领域中常用的快接接口，驱动气采用现有的氮气，其成本比氦气成本低30倍，平时用于控制气动阀的启闭。本发明还包括可与所述活络接口207活络连接的氦气管302、与氦气管302连通的氦气源301以及用于控制氦气源301启闭的控制阀，在需要进行气动阀的内漏检测时，将驱动气气管208从活络接口207上拆卸下来，将氦气管302接到活络接口207上，此时通过氦气作为气动阀的驱动气。
作为本发明的优选方式，所述控制阀包括设置在所述氦气管302上的球阀303。
作为本发明的优选方式，所述氦气源301为充装氦气的氦气瓶，所述氦气管302上还设有调压阀305和压力表304。在检测内漏过程中，先将氦气瓶压力调到0.3-0.4Mpa，此时球阀303要处于关闭状态，将管道或者反应室500(下面将要介绍到)抽到真空状态，开启氦检仪400，待氦检仪400漏率到5.0E-10mbar稳定后，拔掉需要检测气动阀的驱动气气管，插入氦气管302，通过控制球阀303的开关来控制气动阀开关，如果气动阀有内漏，氦气分子会进入真空管路(即管道)被氦检仪400检测到，氦检仪400漏率会上升。
本发明中，所述管道包括入口管道10、出口管道20以及气体输出管道202，还包括MO源钢瓶30，入口管道10的出口端与MO源钢瓶30的进口端连接，出口管道20的进口端与MO源钢瓶30的出口端连接，出口管道10与气体输出管道202的进口端连接，在入口管道10上设有入口手阀40，在出口管道20上设有出口手阀50，入口管道10的出口端低于出口管道20的出口端，所述入口手阀40上设有用于检测所述入口手阀40启闭的第一传感装置61，在入口手阀40关闭或者开启时，第一传感装置61均能获得信号，所述出口手阀50上设有用于检测所述出口手阀50启闭的第二传感装置62，在出口手阀50关闭或者开启时，第二传感装置62均能获得信号。第一传感装置61和第二传感装置62均连接有传感信号显示机构，在实施例中，传感信号显示机构为蜂鸣器101和/或者报警灯102,蜂鸣器101和报警灯102均连接至PLC控制器100。
作为本发明的一种优选方式，所述入口手阀40包括设置在所述入口管道10中的第一阀体41和设置在第一阀体41上用于控制第一阀体41启闭的第一旋转阀杆42，所述出口手阀50包括设置在所述出口管道20中的第二阀体51和设置在第二阀体51上用于控制第二阀体51启闭的第二旋转阀杆52，所述第一传感装置61设置在第一旋转阀杆42上，所述第二传感装置62设置在第二旋转阀杆52上。
作为本发明的一种优选方式，所述第一旋转阀杆42上设有第一手轮43，所述第一传感装置61设置在第一手轮43上，所述第二旋转阀杆52上设有第二手轮53，所述第二传感装置62设置在第二手轮53上。通过旋转第一手轮43可以使得第一手轮43靠近或者离开第一阀体41，从而使得第一传感装置61靠近或者离开第一阀体41，通过旋转第二手轮53可以使得第二手轮53靠近或者离开第二阀体51，从而使得第二手轮53靠近或者离开第二阀体51。
作为本发明的一种优选方式，所述第一传感装置61和所述第二传感器均为距离传感器，通过第一手轮43与第一阀体41距离的变化，第一传感装置61获得信号，通过第二手轮53与第二阀体51距离的变化，第二传感装置62获得信号。具体地，距离传感器选用Sensor激光测距传感器，感应距离可以为4-6cm。
作为本发明的一种优选方式，所述入口管道10和所述出口管道20均为硬质管材，优选金属管材。
作为本发明的一种优选方式，所述入口管道10上套设有第一活动螺母70，所述入口管道10的入口端设置有用于限制第一活动螺母70滑出的第一限位凸缘11，第一活动螺母70沿轴向的一端设有与第一限位凸缘11对应的第一限位部71，还包括气体输入管道201，气体输入管道201上设有与第一活动螺母70对应的第一螺纹部91，气体输入管道201与入口管道10之间设有第一密封垫片72。在使用时，滑动第一活动螺母70并旋转，使得第一活动螺母70螺接在第一螺纹部91上，从而将气体输入管道201连接在入口管道10上，通过第一密封垫片72将气体输入管道201与入口管道10的连接处进行密封，在更换钢瓶30时，将第一活动螺母70从气体输入管道201拧开。本发明在更换钢瓶30时，将入口手阀40关闭，通过气体反复抽充入口管道10位于入口手阀40上方的部分，从而将该部分残余的物质置换掉，保证安全和避免损失。
作为本发明的一种优选方式，所述出口管道20上套设有第二活动螺母80，所述出口管道20的出口端设置有用于限制第二活动螺母80滑出的第二限位凸缘21，第二活动螺母80沿轴向的一端设有与第二限位凸缘21对应的第二限位部81，气体输出管道202上设有与第二活动螺母80对应的第二螺纹部92，气体输出管道202与出口管道20之间设有第二密封垫片82。本发明在更换钢瓶30时，将出口手阀50关闭，通过气体反复抽充出口管道20位于出口手阀50上方的部分，从而将该部分残余的物质置换掉，保证安装和避免损失。
本发明的产品形式并非限于本案实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
Claims (7)
1.一种气动阀检漏装置，其特征在于：包括管道、设置在管道上用于控制管道流体流量的气动阀以及与管道配合用于检测管道中氦气的氦检仪，气动阀具有与驱动气气管连接的活络接口，还包括可与所述活络接口活络连接的氦气管、与氦气管连通的氦气源以及用于控制氦气源启闭的控制阀，所述管道包括入口管道、出口管道以及气体输出管道，还包括MO源钢瓶，入口管道的出口端与MO源钢瓶的进口端连接，出口管道的进口端与MO源钢瓶的出口端连接，出口管道与气体输出管道的进口端连接，在入口管道上设有入口手阀，在出口管道上设有出口手阀，所述入口手阀上设有用于检测所述入口手阀启闭的第一传感装置，所述出口手阀上设有用于检测所述出口手阀启闭的第二传感装置，第一传感装置和第二传感装置均连接有传感信号显示机构。
2.如权利要求1所述的一种气动阀检漏装置，其特征在于：所述入口手阀包括设置在所述入口管道中的第一阀体和设置在第一阀体上用于控制第一阀体启闭的第一旋转阀杆，所述出口手阀包括设置在所述出口管道中的第二阀体和设置在第二阀体上用于控制第二阀体启闭的第二旋转阀杆，所述第一传感装置设置在第一旋转阀杆上，所述第二传感装置设置在第二旋转阀杆上。
3.如权利要求2所述的一种气动阀检漏装置，其特征在于：所述第一旋转阀杆上设有第一手阀，所述第一传感装置设置在第一手阀上，所述第二旋转阀杆上设有第二手阀，所述第二传感装置设置在第二手阀上。
4.如权利要求3所述的一种气动阀检漏装置，其特征在于：所述第一传感装置和所述第二传感器均为距离传感器。
5.如权利要求4所述的一种气动阀检漏装置，其特征在于：所述入口管道和所述出口管道均为硬质管材，所述入口管道上套设有第一活动螺母，所述入口管道的入口端设置有用于限制第一活动螺母滑出的第一限位凸缘，第一活动螺母沿轴向的一端设有与第一限位凸缘对应的第一限位部，还包括气体输入管道，气体输入管道上设有与第一活动螺母对应的第一螺纹部，气体输入管道与入口管道之间设有第一密封垫片，所述出口管道上套设有第二活动螺母，所述出口管道的出口端设置有用于限制第二活动螺母滑出的第二限位凸缘，第二活动螺母沿轴向的一端设有与第二限位凸缘对应的第二限位部，所述气体输出管道上设有与第二活动螺母对应的第二螺纹部，所述气体输出管道与所述出口管道之间设有第二密封垫片。
6.如权利要求5所述的一种气动阀检漏装置，其特征在于：所述气动阀包括第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀以及第四气动阀，第一气动阀设置在所述气体输入管道，第二气动阀和第四气动阀设置在所述气体输出管道上，第三气动阀的进气端与所述气体输送管道连通，第三气动阀的出气端与所述气体输出管道连通。
7.如权利要求6所述的一种气动阀检漏装置，其特征在于：所述氦检仪与所述气体输出管道之间设有反应腔室，所述第四气动阀设置在反应腔与所述第三气动阀之间。
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