CN114623371A - 一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜，涉及特殊气体储存技术领域，包括底板、底膜、内膜和外膜，所述内膜与底膜之间形成储气腔，所述内膜与外膜之间形成调压腔，所述储气腔安装有进气管和出气管，所述进气管中设置有单向密封机构，所述出气管中安装有出气密封机构，所述调压腔顶端安装有调压机构，通过单向密封机构，使得只有通过进气管向储气腔内部注入气体时，单向密封机构才会在注入气体的气压作用下被打开，使得只能通过单向密封机构向储气腔内部注入气体，而使得储气腔中的气体无法通过单向密封机构排出，保证了密封性，并且，在储气腔内部的气体压力作用下对单向密封机构进行密封，无需利用其他额外的动力源。

Description

一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜
技术领域
本发明涉及特殊气体储存技术领域，具体是一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜。
背景技术
储气柜是指储存低压气体的容器，用于缓解供气量和用气量间的不平衡；双膜储气腔是一种重要的储气装置，双膜生物储气腔主要由底膜、内膜、外膜、恒压控制柜、安全保护器及一些控制设备和辅助材料组成；
现有的储气柜在使用时存在以下问题：
1、现有的气柜在使用时，需要通过动力源来对进气管和出气管进行控制，以便实现密封和开启，这种密封方式，容易出现意外事故导致气体泄漏，引发安全事故；
2、当需要减小内膜与外膜之间的压力时，需要通过控制来实现压力的降低，无法根据内膜中的压力来实现自动降压；
所以，人们急需一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜，以解决现有技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜，该气柜包括底板、底膜、内膜和外膜，所述底板上设置有底膜，所述底膜上密封设置有内膜和外膜，所述外膜位于内膜外侧，所述内膜与底膜之间形成储气腔，所述内膜与外膜之间形成调压腔，所述储气腔安装有进气管和出气管，所述进气管中设置有单向密封机构，所述单向密封机构使得气体只能从进气管进入储气腔中，并且，可以通过储气腔中的气体压力对单向密封机构进行密封，同时，可以通过向储气腔中输送气体的压力将单向密封机构打开，所述出气管中安装有出气密封机构，所述出气密封机构使得可以利用外部负压作用将其打开，使得可以将储气腔中的气体抽出，所述调压腔上安装有调压管，所述调压腔顶端安装有调压机构，所述调压机构用于对根据储气腔中的气体压力，自动对调压腔中的气体压力进行降低。
作为优选技术方案，所述单向密封机构包括密封环、密封球和限位板；
所述进气管内安装有密封环，所述密封环上方设置有密封球，所述密封球上方设置有限位板。
作为优选技术方案，所述密封环由密封部和驱动部组成；
所述密封部位于驱动部上方，所述密封环一体成型，所述密封部顶端的直径大于密封部底端的直径，所述驱动部顶端的直径小于驱动部底端的直径，所述密封部的底端与驱动部的顶端连接，目的是为了使得密封球只有在受到储气腔中的气体压力时才会对密封部进行密封，同时，使得密封球在受到进气管中的气体压力时才会对密封部进行开启；
所述密封环的最小直径小于密封球的最大直径，目的是为了使得密封球可以对密封环进行密封；
所述限位板中部设置有限位座，所述限位座四周设置有贯穿限位板的进气孔，使得通过进气管输送的气体可以通过进气孔进入储气腔中进行存储，所述限位座顶端开设有透气孔，所述透气孔的目的是为了可以将密封球在限位座上的位置稳住，当限位座对密封球的位置进行限制时，所述限位座与密封球之间存在缝隙，目的是为了使得气体可以通过缝隙穿过，并进气储气腔中，同时，使得限位座可以将密封球吸住，避免密封球的位置出现移动。
作为优选技术方案，所述密封球上环绕设置有竖直状态的形变环，所述形变环上设置有受力部，所述受力部的横截面为三角形，目的是为了可以最大程度的接受气体竖直向下的作用力，进而驱动形变环发生形变，有竖直状态变化为水平状态。
作为优选技术方案，所述密封球为卵状，目的是为了使得密封球的重心位置偏低，更加有利于对密封环进行密封和封堵，所述密封球内部开设有配重腔，所述配重腔内部放置有配重球，目的是为了可以降低密封球的重心位置，使得密封球每一次对密封环进行密封和封堵时，都是一端与密封环接触并进行密封，提高密封环与密封球之间的密封性能。
作为优选技术方案，所述出气密封机构包括固定架、弹性绳、第一密封座和第一密封阀；
所述出气管一端设置有固定架，所述固定架下方悬挂有弹性绳，所述弹性绳下端悬挂有第一密封阀，所述第一密封阀对第一密封座进行密封，所述弹性绳的弹力大于储气腔中的气体对第一密封阀的作用力，目的是为了在正常情况下，第一密封阀可以对第一密封座进行密封，所述第一密封阀为梯台形状，所述第一密封阀顶端的截面积小于底端的截面积，目的是为了可以在弹性绳的作用下利用第一密封阀对第一密封座进行密封。
作为优选技术方案，所述调压机构包括固定座、顶出波纹管、顶出头、调压座、调压孔、第二密封座、第二密封阀和紧固密封弹簧；
所述固定座贯穿内膜的顶端安装在内膜上，所述调压座贯穿外膜的顶端安装在外膜上，所述固定座上设置有顶出波纹管，所述顶出波纹管与储气腔导通，所述顶出波纹管顶端封闭，所述顶出波纹管顶端设置有顶出头，所述调压座上开设有穿管调压座的调压孔，所述调压孔内部底端设置有第二密封座，所述第二密封座上方位于调压孔内部设置有第二密封阀，所述第二密封阀用于对第二密封座进行密封，所述第二密封阀顶端受到紧固密封弹簧的挤压，在紧固密封弹簧的挤压作用下，第二密封阀对第二密封座进行密封，使得可以在储气腔的气压过大时，自动对调压腔中的气体进行释放。
作为优选技术方案，所述顶出头为锥形，所述顶出头的最小直径小于第二密封座的最小直径，目的是为了使得顶出头可以伸入第二密封座内部，对第二密封阀进行顶出，使得第二密封阀与第二密封座之间出现缝隙。
作为优选技术方案，所述固定座上设置有若干个限位杆，所述限位杆上滑动设置有滑动环，所述滑动环与顶出波纹管侧壁之间通过连接杆连接，使得顶出波纹管可以在限位杆、滑动环和连接杆的作用下竖直向上运动，所述外膜上对应限位杆位置处安装有限位套，所述限位套一端密封，另一端与调压腔导通，使得限位杆可以插入限位套中，因为当储气腔中的气压增大时，内膜会发生膨胀，会驱使整个固定座向上移动，进而使得限位杆向上移动，所述限位杆的直径等于限位套的内径，使得限位杆可以完全的插入限位套中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明设置有单向密封机构，使得只有通过进气管向储气腔内部注入气体时，单向密封机构才会在注入气体的气压作用下被打开，使得只能通过单向密封机构向储气腔内部注入气体，而使得储气腔中的气体无法通过单向密封机构排出，保证了密封性，并且，在储气腔内部的气体压力作用下对单向密封机构进行密封，无需利用其他额外的动力源。
2、通过设置密封球和密封环，使得更加容易在气体压力的作用下将单向密封机构打开，并且，在配重腔和配重球的作用下，使得密封球每一次对密封环的封堵都可以以一个固定的角度和位置进行密封，提高了密封球对密封环的密封效果，同时，在限位座的作用下，也保证了密封球在与密封环分离后，也属于竖直状态，方便了下一次密封球对密封环的密封作用。
3、本发明设置了出气密封机构，使得出气管在受到外界的负压作用时，会自动打开第一密封座和第二密封阀，使得储气腔中的气体可以通过出气管排出。
4、本发明设置有调压机构，在调压机构的作用下，当储气腔中的气压过大时，会驱动顶出波纹管伸长，使得可以利用顶出头对第二密封座进行顶出，使得第二密封座与第二密封阀之间分离，使得调压腔中的气体可以通过调压孔排出，使得当储气腔中的气压不断增大时，可以自动减小调压腔中的气压，实现自动调节。
附图说明
图1为本发明一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜的结构示意图；
图2为本发明一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜内部的结构示意图；
图3为本发明一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜中单向密封机构的结构示意图；
图4为本发明一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜中密封球的结构示意图；
图5为本发明一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜中出气密封机构的结构示意图；
图6为本发明一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜中调压机构的结构示意图；
图7为本发明一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜中调压机构的剖视图。
图中标号：1、底板；2、底膜；3、内膜；4、储气腔；5、外膜；6、调压腔；7、进气管；
801、密封环；8011、密封部；8012、驱动部；802、密封球；8021、形变环；8022、受力部；8023、配重腔；8024、配重球；803、限位板；8031、进气孔；8032、限位座；8033、透气孔；
9、出气管；
1001、固定架；1002、弹性绳；1003、第一密封座；1004、第一密封阀；
11、调压管；
12、调压机构；1201、固定座；1202、顶出波纹管；1203、顶出头；1204、调压座；1205、调压孔；1206、第二密封座；1207、第二密封阀；1208、紧固密封弹簧；1209、限位杆；1210、滑动环；1211、连接杆；1212、限位套。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：如图1～图7所示，本发明提供以下技术方案，一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜，该气柜包括底板1、底膜2、内膜3和外膜5，底板1上设置有底膜2，底膜2上密封设置有内膜3和外膜5，外膜5位于内膜3外侧，内膜3与底膜2之间形成储气腔4，用于对半导体生产用的特殊气体进行储存，内膜3与外膜5之间形成调压腔6，调压腔6用于调整对内膜3造成的压力，实现对储气腔4的压力调节，避免储气腔4压力过大导致出现意外事故，储气腔4安装有进气管7和出气管9，进气管7用于向储气腔4中注入特殊气体，出气管9用于排出储气腔4中的气体，将气体输送至半导体生产设备位置处，进气管7中设置有单向密封机构，单向密封机构使得气体只能从进气管7进入储气腔4中，并且，可以通过储气腔4中的气体压力对单向密封机构进行密封，同时，可以通过向储气腔4中输送气体的压力将单向密封机构打开，出气管9中安装有出气密封机构，出气密封机构使得可以利用外部负压作用将其打开，使得可以将储气腔4中的气体抽出，调压腔6上安装有调压管11，调压管11用于向调压腔6中注入调压气体，用于对调压腔6中的气体压力进行增大，调压腔6顶端安装有调压机构12，调压机构12用于对根据储气腔4中的气体压力，自动对调压腔6中的气体压力进行降低。
单向密封机构包括密封环801、密封球802和限位板803；
进气管7内安装有密封环801，密封环801上方设置有密封球802，密封环801与密封球802的配合用于对进气管7进行密封，密封球802上方设置有限位板803，限位板803用于限制密封球802的位置。
密封环801由密封部8011和驱动部8012组成；
密封部8011位于驱动部8012上方，密封环801一体成型，密封部8011顶端的直径大于密封部8011底端的直径，驱动部8012顶端的直径小于驱动部8012底端的直径，密封部8011的底端与驱动部8012的顶端连接，目的是为了使得密封球802只有在受到储气腔4中的气体压力时才会对密封部8011进行密封，同时，使得密封球802在受到进气管7中的气体压力时才会对密封部8011进行开启；
密封环801的最小直径小于密封球802的最大直径，目的是为了使得密封球802可以对密封环801进行密封；
限位板803中部设置有限位座8032，限位座8032用于对密封球802的位置进行限位和固定，当密封球802受到进气管7的气体压力时，密封球802会向上移动，并与密封环801分离，此时，利用限位板803上的限位座8032可以很好的对密封球802的位置进行限制，限位座8032四周设置有贯穿限位板803的进气孔8031，使得通过进气管7输送的气体可以通过进气孔8031进入储气腔4中进行存储，限位座8032顶端开设有透气孔8033，透气孔8033的目的是为了可以将密封球802在限位座8032上的位置稳住，当限位座8032对密封球802的位置进行限制时，限位座8032与密封球802之间存在缝隙，目的是为了使得气体可以通过缝隙穿过，并进气储气腔4中，同时，使得限位座8032可以将密封球802吸住，避免密封球802的位置出现移动。
密封球802上环绕设置有竖直状态的形变环8021，形变环8021用于在受到竖直向下的气体压力时发生形变，提高密封球802与密封环801之间的密封性能，形变环8021上设置有受力部8022，受力部8022的横截面为三角形，目的是为了可以最大程度的接受气体竖直向下的作用力，进而驱动形变环8021发生形变，有竖直状态变化为水平状态。
密封球802为卵状，目的是为了使得密封球802的重心位置偏低，更加有利于对密封环801进行密封和封堵，密封球802内部开设有配重腔8023，配重腔8023内部放置有配重球8024，目的是为了可以降低密封球802的重心位置，使得密封球802每一次对密封环801进行密封和封堵时，都是一端与密封环801接触并进行密封，提高密封环801与密封球802之间的密封性能。
出气密封机构包括固定架1001、弹性绳1002、第一密封座1003和第一密封阀1004；
出气管9一端设置有固定架1001，固定架1001下方悬挂有弹性绳1002，弹性绳1002下端悬挂有第一密封阀1004，第一密封阀1004对第一密封座1003进行密封，弹性绳1002的弹力大于储气腔4中的气体对第一密封阀1004的作用力，目的是为了在正常情况下，第一密封阀1004可以对第一密封座1003进行密封，第一密封阀1004为梯台形状，第一密封阀1004顶端的截面积小于底端的截面积，目的是为了可以在弹性绳1002的作用下利用第一密封阀1004对第一密封座1003进行密封。
调压机构12包括固定座1201、顶出波纹管1202、顶出头1203、调压座1204、调压孔1205、第二密封座1206、第二密封阀1207和紧固密封弹簧1208；
固定座1201贯穿内膜3的顶端安装在内膜3上，调压座1204贯穿外膜5的顶端安装在外膜5上，固定座1201上设置有顶出波纹管1202，顶出波纹管1202与储气腔4导通，顶出波纹管1202顶端封闭，顶出波纹管1202顶端设置有顶出头1203，调压座1204上开设有穿管调压座1204的调压孔1205，调压孔1205内部底端设置有第二密封座1206，第二密封座1206上方位于调压孔1205内部设置有第二密封阀1207，第二密封阀1207用于对第二密封座1206进行密封，第二密封阀1207顶端受到紧固密封弹簧1208的挤压，在紧固密封弹簧1208的挤压作用下，第二密封阀1207对第二密封座1206进行密封，当储气腔4内部的气体压力过大时，会使得顶出波纹管1202伸长，伸长的顶出波纹管1202驱动顶出头1203对第二密封阀1207进行作用，使得第二密封阀1207向上运动，挤压紧固密封弹簧1208，使得第二密封座1206与第二密封阀1207之间出现缝隙，使得可以对调压腔6内部的气体进行释放，使得可以在储气腔4的气压过大时，自动对调压腔6中的气体进行释放。
顶出头1203为锥形，顶出头1203的最小直径小于第二密封座1206的最小直径，目的是为了使得顶出头1203可以伸入第二密封座1206内部，对第二密封阀1207进行顶出，使得第二密封阀1207与第二密封座1206之间出现缝隙。
固定座1201上设置有若干个限位杆1209，限位杆1209上滑动设置有滑动环1210，滑动环1210与顶出波纹管1202侧壁之间通过连接杆1211连接，使得顶出波纹管1202可以在限位杆1209、滑动环1210和连接杆1211的作用下竖直向上运动，外膜5上对应限位杆1209位置处安装有限位套1212，限位套1212一端密封，另一端与调压腔6导通，使得限位杆1209可以插入限位套1212中，因为当储气腔4中的气压增大时，内膜3会发生膨胀，会驱使整个固定座1201向上移动，进而使得限位杆1209向上移动，限位杆1209的直径等于限位套1212的内径，使得限位杆1209可以完全的插入限位套1212中。
本发明的工作原理是：在使用时，通过进气管7向储气腔4中注入气体，当气体通过单向密封机构时，气体的压力会对密封球802造成冲击，此时，密封球802与密封环801之间分离，并且，密封球802被冲击至限位座8032位置处，此时，密封环801打开，气体通过进气孔8031进入储气腔4中，当停止通过进气管7注入气体时，密封球802会在重力作用下自由下落，并且，在配重腔8023和配重球8024的作用下，密封球802的重心一端始终可以对密封环801进行密封，并且，在储气腔4的气压作用下，会使得密封球802与密封环801之间密封的更加紧密，同时，形变环8021会发生形变，与密封环801的侧壁贴合，使得密封球802与密封环801之间贴合的更加紧密；
随着储气腔4中的气压不断的增大，内膜3逐渐开始膨胀，此时，增大的气体使得顶出波纹管1202伸长，伸长的顶出波纹管1202驱动顶出头1203向上运动，此时，顶出头1203对第二密封座1206进行顶出，使得第二密封座1206与第二密封阀1207之间出现缝隙，使得调压腔6中的气体可以通过缝隙以及调压孔1205排出，降低调压腔6中的气压，同时，在限位杆1209、滑动环1210和连接杆1211的作用下，可以使得顶出波纹管1202竖直向上伸长；
当需要使用储气腔4中的气体时，利用负压设备在出气管9的一端形成负压，使得对第一密封座1003产生向下的作用力，此时，弹性绳1002伸长，储气腔4中的气体通过第一密封座1003与第一密封阀1004之间的缝隙排出；
当储气腔4中的气压降低时，为了保证储气腔4与调压腔6的压力平衡，此时，通过调压管11向调压腔6中注入气体，保证气压的平衡。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜，该气柜包括底板(1)、底膜(2)、内膜(3)和外膜(5)，其特征在于：所述底板(1)上设置有底膜(2)，所述底膜(2)上密封设置有内膜(3)和外膜(5)，所述外膜(5)位于内膜(3)外侧，所述内膜(3)与底膜(2)之间形成储气腔(4)，所述内膜(3)与外膜(5)之间形成调压腔(6)，所述储气腔(4)安装有进气管(7)和出气管(9)，所述进气管(7)中设置有单向密封机构，所述出气管(9)中安装有出气密封机构，所述调压腔(6)上安装有调压管(11)，所述调压腔(6)顶端安装有调压机构(12)。
2.根据权利要求1所述的一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜，其特征在于：所述单向密封机构包括密封环(801)、密封球(802)和限位板(803)；
所述进气管(7)内安装有密封环(801)，所述密封环(801)上方设置有密封球(802)，所述密封球(802)上方设置有限位板(803)。
3.根据权利要求2所述的一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜，其特征在于：所述密封环(801)由密封部(8011)和驱动部(8012)组成；
所述密封部(8011)位于驱动部(8012)上方，所述密封环(801)一体成型，所述密封部(8011)顶端的直径大于密封部(8011)底端的直径，所述驱动部(8012)顶端的直径小于驱动部(8012)底端的直径，所述密封部(8011)的底端与驱动部(8012)的顶端连接；
所述密封环(801)的最小直径小于密封球(802)的最大直径；
所述限位板(803)中部设置有限位座(8032)，所述限位座(8032)四周设置有贯穿限位板(803)的进气孔(8031)，所述限位座(8032)顶端开设有透气孔(8033)。
4.根据权利要求2所述的一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜，其特征在于：所述密封球(802)上环绕设置有竖直状态的形变环(8021)，所述形变环(8021)上设置有受力部(8022)，所述受力部(8022)的横截面为三角形。
5.根据权利要求2所述的一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜，其特征在于：所述密封球(802)为卵状，所述密封球(802)内部开设有配重腔(8023)，所述配重腔(8023)内部放置有配重球(8024)。
6.根据权利要求1所述的一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜，其特征在于：所述出气密封机构包括固定架(1001)、弹性绳(1002)、第一密封座(1003)和第一密封阀(1004)；
所述出气管(9)一端设置有固定架(1001)，所述固定架(1001)下方悬挂有弹性绳(1002)，所述弹性绳(1002)下端悬挂有第一密封阀(1004)，所述第一密封阀(1004)对第一密封座(1003)进行密封，所述弹性绳(1002)的弹力大于储气腔(4)中的气体对第一密封阀(1004)的作用力，所述第一密封阀(1004)为梯台形状，所述第一密封阀(1004)顶端的截面积小于底端的截面积。
7.根据权利要求1所述的一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜，其特征在于：所述调压机构(12)包括固定座(1201)、顶出波纹管(1202)、顶出头(1203)、调压座(1204)、调压孔(1205)、第二密封座(1206)、第二密封阀(1207)和紧固密封弹簧(1208)；
所述固定座(1201)贯穿内膜(3)的顶端安装在内膜(3)上，所述调压座(1204)贯穿外膜(5)的顶端安装在外膜(5)上，所述固定座(1201)上设置有顶出波纹管(1202)，所述顶出波纹管(1202)与储气腔(4)导通，所述顶出波纹管(1202)顶端封闭，所述顶出波纹管(1202)顶端设置有顶出头(1203)，所述调压座(1204)上开设有穿管调压座(1204)的调压孔(1205)，所述调压孔(1205)内部底端设置有第二密封座(1206)，所述第二密封座(1206)上方位于调压孔(1205)内部设置有第二密封阀(1207)，所述第二密封阀(1207)顶端受到紧固密封弹簧(1208)的挤压，在紧固密封弹簧(1208)的挤压作用下，第二密封阀(1207)对第二密封座(1206)进行密封。
8.根据权利要求7所述的一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜，其特征在于：所述顶出头(1203)为锥形，所述顶出头(1203)的最小直径小于第二密封座(1206)的最小直径。
9.根据权利要求8所述的一种具有双向密封功能的半导体生产用气柜，其特征在于：所述固定座(1201)上设置有若干个限位杆(1209)，所述限位杆(1209)上滑动设置有滑动环(1210)，所述滑动环(1210)与顶出波纹管(1202)侧壁之间通过连接杆(1211)连接，所述外膜(5)上对应限位杆(1209)位置处安装有限位套(1212)，所述限位套(1212)一端密封，另一端与调压腔(6)导通，所述限位杆(1209)的直径等于限位套(1212)的内径。
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