CN114963001A - 一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统，包括控制箱与多个原料罐，控制箱内设置有进出料阀组、吹扫阀组、压料阀组与真空发生器，化学品接口通过一号气动阀与原料罐的液相接口连通，吹扫气接口依次经一号单向阀、一号气动微漏阀、二号气动阀后通过四号气动阀、五号气动阀分别与原料罐的液相接口、气相接口连通，真空泵接口经三号气动阀后分别与四号气动阀、五号气动阀连通，真空发生器经六号气动阀后分别与四号气动阀、五号气动阀连通，六号气动阀与二号气动阀连通，压料气接口依次经二号单向阀、七号气动阀后分别与五号气动阀、气相连接接口连通。本设计不仅适用范围广、可靠性高，而且自动化程度高。

Description

一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及化学品充装与供应技术领域，尤其涉及一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统及其控制方法，主要适用于提高适用范围、可靠性与自动化程度。

背景技术

超净高纯少量应用的电子级特殊化学品，比如GeCl4、TMA、TEOS等，达不到建站供应的需求量，一般采用原料周转罐进行不间断供料的供应模式，广泛应用于光纤、太阳能电池、半导体制造工艺中。由于以上化学品不仅有危化品的特点：易燃易爆、腐蚀、有毒，而且有超高纯洁净要求，所以对设备的制造有着极高的要求。超净高纯化学品充装装置，是将化学品生产企业产品线或储存容器内的合格产品，进行不同规格料罐的充装及转运销售，如50KG、250KG、1500KG等；超净高纯化学品供应装置，则是化学品应用企业将不同规格原料罐的原料，输送至工艺生产设备进行产品的生产制造。

现有化学品装置存在如下缺陷：首先，化学品装置功能单一，要么是化学品生产企业使用的只有充装功能的充装设备，要么是化学品应用企业使用的只有供应功能的供料设备，两种设备不能兼容替换；另外，化学品装置多为手动操作，自动化程度低、操作流程复杂繁琐，对人员专业素养要求极高，使得化学品装置适用范围窄、自动化程度低；其次，无法根据生产使用需求或工艺生产需求，同时对不同种类、不同规格的化学品进行输入或输出，使得化学品装置适用范围较窄；最后，对原料罐充装或化学品供应时，并未对原料罐连接管路内残留物进行吹扫，也未对充装或供应装置内部气密性进行检测，从而使得充装或供应装置的可靠性较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的适用范围窄、可靠性低、自动化程度低的缺陷与问题，提供一种适用范围广、可靠性高、自动化程度高的超净高纯化学品全自动充装与供应系统及其控制方法。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统，包括柜体及其内设置的控制箱、多个原料罐；

所述控制箱内设置有进出料阀组、吹扫阀组、压料阀组与真空发生器；

所述进出料阀组包括多个一号气动阀，多个化学品接口通过多个一号气动阀与多个液相连接接口连通；

所述吹扫阀组包括一号单向阀、一号气动微漏阀、二号气动阀与三号气动阀，吹扫气接口依次经一号单向阀、一号气动微漏阀后与二号气动阀的一端连通，二号气动阀的另一端通过多个四号气动阀与多个液相连接接口连通，二号气动阀的另一端通过多个五号气动阀与多个气相连接接口连通，真空泵接口经三号气动阀后分别与四号气动阀、五号气动阀连通；

所述真空发生器的进气口与驱动气输入接口连通，真空发生器的出气口与尾气排放接口连通，真空发生器的吸气口与六号气动阀的一端连通，六号气动阀的另一端分别与四号气动阀、五号气动阀连通，六号气动阀的另一端与二号气动阀的另一端连通；

所述压料阀组包括多个二号单向阀与多个七号气动阀，压料气接口依次经二号单向阀、七号气动阀后分别与五号气动阀、气相连接接口连通，五号气动阀与四号气动阀连通；

多个所述液相连接接口通过多根液相连接管路分别与多个原料罐的液相接口连通，多个所述气相连接接口通过多根气相连接管路分别与多个原料罐的气相接口连通。

所述真空发生器包括文丘里发生器、三号单向阀与二号气动微漏阀，所述文丘里发生器的进气口依次经三号单向阀、二号气动微漏阀后与驱动气输入接口连通，文丘里发生器的出气口与尾气排放接口连通，文丘里发生器的吸气口与六号气动阀连通。

所述一号单向阀依次经一号减压阀、一号过滤器、一号隔膜阀后与吹扫气接口连通。

所述二号气动阀与六号气动阀之间的管路上设置有一号压力传感器。

所述一号气动阀经二号隔膜阀后与化学品接口连通，一号气动阀与液相连接接口之间的管路上设置有二号压力传感器，两个一号气动阀之间通过三号隔膜阀连通。

所述二号单向阀依次经二号减压阀、二号过滤器、四号隔膜阀后与压料气接口连通，二号单向阀与二号减压阀之间的管路上设置有三号压力传感器。

所述系统还包括取样容器与八号气动阀，所述取样容器的液相接口依次经一号取样接口、五号隔膜阀、八号气动阀、液相连接接口后与原料罐的液相接口连通，取样容器的气相接口依次经二号取样接口、六号隔膜阀后与尾气排放接口连通，所述八号气动阀与四号气动阀连通。

所述柜体上设置有毒气侦测器与抽风风阀；所述原料罐的底部设置有磅秤。

一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

S1、先开启一号气动微漏阀与二号气动阀，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，再开启真空发生器与六号气动阀，抽出系统管路内气体，以使系统管路内成为负压，然后检测系统管路内压力，以此判断真空发生器功能是否正常；

S2、先开启二号气动阀、四号气动阀与五号气动阀，再将吹扫气充入系统管路，此时，一号气动微漏阀为关闭状态，该状态下会有微流量吹扫气流至液相连接接口与气相连接接口，然后将原料罐的液相接口通过液相连接管路连接至液相连接接口，原料罐的气相接口通过气相连接管路连接至气相连接接口；

S3、先开启一号气动微漏阀、二号气动阀、四号气动阀与五号气动阀，再将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后对液相连接管路与气相连接管路的气密性进行测试；

S4、当原料罐需要进行吹扫置换时，先打开原料罐气液相阀门，再开启一号气动微漏阀、二号气动阀、四号气动阀与五号气动阀，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后开启三号气动阀，抽出原料罐内气体，达到预设真空压力后关闭三号气动阀；

当原料罐无需进行吹扫置换时，先开启一号气动微漏阀、二号气动阀、四号气动阀与五号气动阀，再将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后开启真空发生器与六号气动阀，抽出系统管路内气体，达到预设真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀；

S5、打开原料罐气液相阀门，并开启一号气动阀与五号气动阀，化学品进入原料罐开始充装，当原料罐内化学品重量达到预设值时，关闭一号气动阀与五号气动阀；

充装过程中，当原料罐内压力上升超过预设值时，开启六号气动阀，通过尾气排放接口进行泄压；当原料罐内压力降低至预设值时，关闭六号气动阀；

S6、开启五号气动阀与六号气动阀，通过尾气排放接口泄放原料罐内压力，原料罐内压力达到预设压力后关闭五号气动阀与六号气动阀；开启四号气动阀、五号气动阀与七号气动阀，将气体充入系统管路，以将管路内液体压入原料罐；

S7、检测原料罐内压力，当原料罐内压力低于预设值时，开启七号气动阀进行充气；当原料罐内压力高于预设值时，开启五号气动阀与六号气动阀，通过尾气排放接口进行泄压；

S8、先关闭原料罐气液相阀门，再开启真空发生器与六号气动阀，抽出系统管路内气体，达到真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀，然后对液相连接管路与气相连接管路的气密性进行测试；

S9、开启一号气动微漏阀、二号气动阀、四号气动阀与五号气动阀，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气；开启真空发生器与六号气动阀，抽出系统管路内气体，达到预设真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀；

S10、先开启二号气动阀、四号气动阀与五号气动阀，再将吹扫气充入系统管路，此时，一号气动微漏阀为关闭状态，该状态下会有微流量吹扫气流至液相连接接口与气相连接接口，然后拆除原料罐。

一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

S1、先开启一号气动微漏阀、二号气动阀、四号气动阀与五号气动阀，再将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后对液相连接管路与气相连接管路的气密性进行测试；

S2、开启一号气动微漏阀、二号气动阀、四号气动阀与五号气动阀，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气；开启真空发生器与六号气动阀，抽出系统管路内气体，达到预设真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀；

S3、打开原料罐气液相阀门，并开启一号气动阀与七号气动阀，压料气进入原料罐将化学品压进管路输送至工艺使用点。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统及其控制方法中，系统可以同时充装或供应同种化学品，也可以同时充装或供应不同种类化学品；控制时，利用吹扫阀组与真空发生器配合完成真空发生器功能自检；利用吹扫阀组进行气液相连接管路的安装，并对连接后的管路进行气密性测试；利用吹扫阀组与真空泵对原料罐内部残留物进行快速吹扫置换，以达到符合要求的洁净度；利用进出料阀组进行化学品充装，并通过真空发生器来调节原料罐内压力，以保证化学品能够正常充装；利用真空发生器与压料阀组将管路内残存液体压入原料罐，以使管路被快速吹扫置换干净；利用吹扫阀组与真空发生器进行吹扫置换，将管路内残留化学品清除干净达到安全无害拆除条件。因此，本发明适用范围广、可靠性高、自动化程度高。

2、本发明一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统及其控制方法中，真空发生器包括文丘里发生器、三号单向阀与二号气动微漏阀，文丘里发生器的进气口依次经三号单向阀、二号气动微漏阀后与驱动气输入接口连通，文丘里发生器的出气口与尾气排放接口连通，文丘里发生器的吸气口与六号气动阀连通；采用上述结构的三合一气动真空发生器，不仅操作简便，而且使得真空发生器的工作可靠性高。因此，本发明操作简便、可靠性高。

3、本发明一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统及其控制方法中，一号单向阀依次经一号减压阀、一号过滤器、一号隔膜阀后与吹扫气接口连通，二号单向阀依次经二号减压阀、二号过滤器、四号隔膜阀后与压料气接口连通，通过一号减压阀来调节吹扫气压力，二号减压阀来调节压料气压力，通过一号过滤器除掉吹扫气中的杂质，通过二号过滤器除掉压料气中的杂质；二号气动阀与六号气动阀之间的管路上设置有一号压力传感器，二号单向阀与二号减压阀之间的管路上设置有三号压力传感器，一号气动阀与液相连接接口之间的管路上设置有二号压力传感器，通过压力传感器来检测管路内压力并进行相应操作，使得操作简便可靠。因此，本发明操作简便、可靠性高。

4、本发明一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统及其控制方法中，取样容器的液相接口依次经一号取样接口、五号隔膜阀、八号气动阀、液相连接接口后与原料罐的液相接口连通，取样容器的气相接口依次经二号取样接口、六号隔膜阀后与尾气排放接口连通；当原料罐需要取样检测时，开启五号隔膜阀、八号气动阀、六号隔膜阀，化学品通过原料罐内自身压力进入取样器，同时取样容器内的气体经尾气排放接口排出，不仅操作简便，而且可对原料罐充装进行在线检测，也可对原料罐进行出厂前抽样检测，以降低产品质量事故风险。因此，本发明不仅操作简便，而且降低了产品质量事故风险。

5、本发明一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统及其控制方法中，柜体上设置有毒气侦测器与抽风风阀，增设毒气侦测器，以实现化学品泄漏检测；增设抽风风阀，以实现化学品泄漏时控制抽风风阀抽出泄露源防止泄漏外扩；原料罐的底部设置有磅秤，通过磅秤来获取原料罐内化学品的重量，使得操作简便。因此，本发明安全性高、操作简便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中控制箱的结构示意图。

图3是图2中吹扫阀组与真空发生器的结构示意图。

图4是图2中吹扫阀组的结构示意图。

图5是图2中真空发生器的结构示意图。

图6是图2中真空发生器与压料阀组的结构示意图。

图中：柜体1、控制箱2、原料罐3、一号气动阀4、化学品接口5、液相连接接口6、一号单向阀7、一号气动微漏阀8、二号气动阀9、三号气动阀10、吹扫气接口11、四号气动阀12、五号气动阀13、气相连接接口14、真空泵接口15、驱动气输入接口16、尾气排放接口17、六号气动阀18、二号单向阀19、七号气动阀20、压料气接口21、液相连接管路22、气相连接管路23、文丘里发生器24、三号单向阀25、二号气动微漏阀26、一号减压阀27、一号过滤器28、一号隔膜阀29、一号压力传感器30、二号隔膜阀31、二号压力传感器32、三号隔膜阀33、二号减压阀34、二号过滤器35、四号隔膜阀36、三号压力传感器37、取样容器38、八号气动阀39、一号取样接口40、五号隔膜阀41、二号取样接口42、六号隔膜阀43、毒气侦测器44、抽风风阀45、磅秤46、七号隔膜阀47、人机界面及自动控制系统48。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图6，一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统，包括柜体1及其内设置的控制箱2、多个原料罐3；

所述控制箱2内设置有进出料阀组、吹扫阀组、压料阀组与真空发生器；

所述进出料阀组包括多个一号气动阀4，多个化学品接口5通过多个一号气动阀4与多个液相连接接口6连通；

所述吹扫阀组包括一号单向阀7、一号气动微漏阀8、二号气动阀9与三号气动阀10，吹扫气接口11依次经一号单向阀7、一号气动微漏阀8后与二号气动阀9的一端连通，二号气动阀9的另一端通过多个四号气动阀12与多个液相连接接口6连通，二号气动阀9的另一端通过多个五号气动阀13与多个气相连接接口14连通，真空泵接口15经三号气动阀10后分别与四号气动阀12、五号气动阀13连通；

所述真空发生器的进气口与驱动气输入接口16连通，真空发生器的出气口与尾气排放接口17连通，真空发生器的吸气口与六号气动阀18的一端连通，六号气动阀18的另一端分别与四号气动阀12、五号气动阀13连通，六号气动阀18的另一端与二号气动阀9的另一端连通；

所述压料阀组包括多个二号单向阀19与多个七号气动阀20，压料气接口21依次经二号单向阀19、七号气动阀20后分别与五号气动阀13、气相连接接口14连通，五号气动阀13与四号气动阀12连通；

多个所述液相连接接口6通过多根液相连接管路22分别与多个原料罐3的液相接口连通，多个所述气相连接接口14通过多根气相连接管路23分别与多个原料罐3的气相接口连通。

所述真空发生器包括文丘里发生器24、三号单向阀25与二号气动微漏阀26，所述文丘里发生器24的进气口依次经三号单向阀25、二号气动微漏阀26后与驱动气输入接口16连通，文丘里发生器24的出气口与尾气排放接口17连通，文丘里发生器24的吸气口与六号气动阀18连通。

所述一号单向阀7依次经一号减压阀27、一号过滤器28、一号隔膜阀29后与吹扫气接口11连通。

所述二号气动阀9与六号气动阀18之间的管路上设置有一号压力传感器30。

所述一号气动阀4经二号隔膜阀31后与化学品接口5连通，一号气动阀4与液相连接接口6之间的管路上设置有二号压力传感器32，两个一号气动阀4之间通过三号隔膜阀33连通。

所述二号单向阀19依次经二号减压阀34、二号过滤器35、四号隔膜阀36后与压料气接口21连通，二号单向阀19与二号减压阀34之间的管路上设置有三号压力传感器37。

所述系统还包括取样容器38与八号气动阀39，所述取样容器38的液相接口依次经一号取样接口40、五号隔膜阀41、八号气动阀39、液相连接接口6后与原料罐3的液相接口连通，取样容器38的气相接口依次经二号取样接口42、六号隔膜阀43后与尾气排放接口17连通，所述八号气动阀39与四号气动阀12连通。

所述柜体1上设置有毒气侦测器44与抽风风阀45；所述原料罐3的底部设置有磅秤46。

一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

S1、先开启一号气动微漏阀8与二号气动阀9，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，再开启真空发生器与六号气动阀18，抽出系统管路内气体，以使系统管路内成为负压，然后检测系统管路内压力，以此判断真空发生器功能是否正常；

S2、先开启二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，再将吹扫气充入系统管路，此时，一号气动微漏阀8为关闭状态，该状态下会有微流量吹扫气流至液相连接接口6与气相连接接口14，然后将原料罐3的液相接口通过液相连接管路22连接至液相连接接口6，原料罐3的气相接口通过气相连接管路23连接至气相连接接口14；

S3、先开启一号气动微漏阀8、二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，再将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后对液相连接管路22与气相连接管路23的气密性进行测试；

S4、当原料罐3需要进行吹扫置换时，先打开原料罐3气液相阀门，再开启一号气动微漏阀8、二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后开启三号气动阀10，抽出原料罐3内气体，达到预设真空压力后关闭三号气动阀10；

当原料罐3无需进行吹扫置换时，先开启一号气动微漏阀8、二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，再将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后开启真空发生器与六号气动阀18，抽出系统管路内气体，达到预设真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀18；

S5、打开原料罐3气液相阀门，并开启一号气动阀4与五号气动阀13，化学品进入原料罐3开始充装，当原料罐3内化学品重量达到预设值时，关闭一号气动阀4与五号气动阀13；

充装过程中，当原料罐3内压力上升超过预设值时，开启六号气动阀18，通过尾气排放接口17进行泄压；当原料罐3内压力降低至预设值时，关闭六号气动阀18；

S6、开启五号气动阀13与六号气动阀18，通过尾气排放接口17泄放原料罐3内压力，原料罐3内压力达到预设压力后关闭五号气动阀13与六号气动阀18；开启四号气动阀12、五号气动阀13与七号气动阀20，将气体充入系统管路，以将管路内液体压入原料罐3；

S7、检测原料罐3内压力，当原料罐3内压力低于预设值时，开启七号气动阀20进行充气；当原料罐3内压力高于预设值时，开启五号气动阀13与六号气动阀18，通过尾气排放接口17进行泄压；

S8、先关闭原料罐3气液相阀门，再开启真空发生器与六号气动阀18，抽出系统管路内气体，达到真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀18，然后对液相连接管路22与气相连接管路23的气密性进行测试；

S9、开启一号气动微漏阀8、二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气；开启真空发生器与六号气动阀18，抽出系统管路内气体，达到预设真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀18；

S10、先开启二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，再将吹扫气充入系统管路，此时，一号气动微漏阀8为关闭状态，该状态下会有微流量吹扫气流至液相连接接口6与气相连接接口14，然后拆除原料罐3。

一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

S1、先开启一号气动微漏阀8、二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，再将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后对液相连接管路22与气相连接管路23的气密性进行测试；

S2、开启一号气动微漏阀8、二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气；开启真空发生器与六号气动阀18，抽出系统管路内气体，达到预设真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀18；

S3、打开原料罐3气液相阀门，并开启一号气动阀4与七号气动阀20，压料气进入原料罐3将化学品压进管路输送至工艺使用点。

本发明的原理说明如下：

本设计解决了现有超净高纯化学品生产、使用时，设备类型单一、自动化程度低、对操作人员专业素质要求极高且操作复杂繁琐、工作强度大的难题，极大降低超净高纯化学品生产企业及应用企业的安全事故风险、人员及设备的成本投入。具有如下优点：通过取样接口，可对原料罐充装进行在线检测，也可对原料罐进行出厂前抽样检测，降低产品质量事故风险；通过真空泵接口可连接真空泵，可对受污染的原料罐进行恢复处理；自动控制系统采用PLC控制+人机界面操作，可达到全自动控制模式，节省人力，便于管理，降低误操作风险；一套系统既可于化学品生产企业的原料充装，也可用于化学品应用企业的原料供应，通用性强；可充装或供应多种类、多规格化学品原料罐，适用性强；可扩展原料罐连接接口及化学品输入/输出连接接口，减少设备投资成本。

系统用于化学品充装时，根据生产使用需求，化学品接口可连接同种化学品，也可以连接不同种类化学品，且化学品接口具有可扩展性；调节一号减压阀，观察一号减压阀的压力，使吹扫气压力满足工艺需求；调节二号减压阀，通过人机界面观察压力传感器的压力，使气封气压力满足工艺需求；根据待充装化学品原料罐种类，通过人机界面选择原料罐类型及充装进程各阶段参数。

系统用于化学品供应时，根据工艺生产需求，原料罐连接接口可以连接同种化学品，也可以连接不同种类化学品，化学品接口可得到同种化学品输出，也可得到不同种类化学品输出；供应同种化学品时，原料罐可实现自动判空、自动切换，达到无人值守、无间断原料供应；原料罐连接接口、化学品接口具有可扩展性；调节一号减压阀，观察一号减压阀的压力，使吹扫气压力满足工艺需求；调节二号减压阀，通过人机界面观察压力传感器的压力，使气封气压力满足工艺需求。

实施例1：

参见图1至图6，一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统，包括柜体1及其内设置的控制箱2、多个原料罐3；所述控制箱2内设置有进出料阀组、吹扫阀组、压料阀组与真空发生器；所述进出料阀组包括多个一号气动阀4，多个化学品接口5通过多个一号气动阀4与多个液相连接接口6连通；所述吹扫阀组包括一号单向阀7、一号气动微漏阀8、二号气动阀9与三号气动阀10，吹扫气接口11依次经一号单向阀7、一号气动微漏阀8后与二号气动阀9的一端连通，二号气动阀9的另一端通过多个四号气动阀12与多个液相连接接口6连通，二号气动阀9的另一端通过多个五号气动阀13与多个气相连接接口14连通，真空泵接口15经三号气动阀10后分别与四号气动阀12、五号气动阀13连通；所述真空发生器的进气口与驱动气输入接口16连通，真空发生器的出气口与尾气排放接口17连通，真空发生器的吸气口与六号气动阀18的一端连通，六号气动阀18的另一端分别与四号气动阀12、五号气动阀13连通，六号气动阀18的另一端与二号气动阀9的另一端连通；所述压料阀组包括多个二号单向阀19与多个七号气动阀20，压料气接口21依次经二号单向阀19、七号气动阀20后分别与五号气动阀13、气相连接接口14连通，五号气动阀13与四号气动阀12连通；多个所述液相连接接口6通过多根液相连接管路22分别与多个原料罐3的液相接口连通，多个所述气相连接接口14通过多根气相连接管路23分别与多个原料罐3的气相接口连通。

按上述方案，一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

S1、先开启一号气动微漏阀8与二号气动阀9，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，再开启真空发生器与六号气动阀18，抽出系统管路内气体，以使系统管路内成为负压，然后检测系统管路内压力，以此判断真空发生器功能是否正常；如果真空发生器功能失效，系统发出声光报警；

S2、先开启二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，再将吹扫气充入系统管路，此时，一号气动微漏阀8为关闭状态，该状态下会有微流量吹扫气流至液相连接接口6与气相连接接口14，然后将原料罐3的液相接口通过液相连接管路22连接至液相连接接口6，原料罐3的气相接口通过气相连接管路23连接至气相连接接口14；

S3、先开启一号气动微漏阀8、二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，再将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后对液相连接管路22与气相连接管路23的气密性进行测试；目的在于保证接头连接安全可靠，充装过程无泄漏风险；充入吹扫气的时间及压力、气密性测试时长及测试过程中允许的压力偏差范围，通过人机界面进行设置；

S4、气密性测试达到预设时间且压降符合允许偏差，根据预设参数判断原料罐是否需要吹扫置换，并通过人机界面显示相关操作信息；当原料罐3需要进行吹扫置换时，先打开原料罐3气液相阀门，再开启一号气动微漏阀8、二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后开启三号气动阀10，抽出原料罐3内气体，达到预设真空压力后关闭三号气动阀10；

当原料罐3无需进行吹扫置换时，先开启一号气动微漏阀8、二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，再将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后开启真空发生器与六号气动阀18，抽出系统管路内气体，达到预设真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀18；充入一次吹扫气、抽一次真空为1次吹扫置换，目的是让原料罐或管路内达到超高纯洁净度要求；充气时间及压力、抽真空时间及压力、吹扫置换循环次数，可以根据不同化学品理化特性，通过人机界面进行设置；

S5、打开原料罐3气液相阀门，并开启一号气动阀4与五号气动阀13，化学品进入原料罐3开始充装，当原料罐3内化学品重量达到预设值时，关闭一号气动阀4与五号气动阀13；

充装过程中，当原料罐3内压力上升超过预设值时，开启六号气动阀18，通过尾气排放接口17进行泄压；当原料罐3内压力降低至预设值时，关闭六号气动阀18；以防止充装压损过低、速度缓慢，保证化学品充装能够正常进行；

S6、开启五号气动阀13与六号气动阀18，通过尾气排放接口17泄放原料罐3内压力，原料罐3内压力达到预设压力后关闭五号气动阀13与六号气动阀18；开启四号气动阀12、五号气动阀13与七号气动阀20，将气体充入系统管路，以将管路内液体压入原料罐3；泄放一次压力、充入一次气体为1次余料回压，目的是让管路内残存液体尽可能少，以便管路能被快速吹扫置换干净；余料回压的次数，根据实际使用工况，通过人机界面进行设置；

S7、检测原料罐3内压力，当原料罐3内压力低于预设值时，开启七号气动阀20进行充气；当原料罐3内压力高于预设值时，开启五号气动阀13与六号气动阀18，通过尾气排放接口17进行泄压；预设值通过人机界面进行设置；

S8、先关闭原料罐3气液相阀门，再开启真空发生器与六号气动阀18，抽出系统管路内气体，达到真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀18，然后对液相连接管路22与气相连接管路23的气密性进行测试；目的在于保证阀门已安全可靠关闭，拆除过程无泄漏风险；抽真空时间及压力、气密性测试时长及测试过程中允许的压力偏差范围，通过人机界面进行设置；

S9、开启一号气动微漏阀8、二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气；开启真空发生器与六号气动阀18，抽出系统管路内气体，达到预设真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀18；充入一次吹扫气、抽一次真空为1次吹扫置换，目的是将管路内残留化学品清除干净达到安全无害拆除条件；充气时间及压力、抽真空时间及压力、吹扫置换循环次数，可以根据不同化学品理化特性，通过人机界面进行设置；

S10、先开启二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，再将吹扫气充入系统管路，此时，一号气动微漏阀8为关闭状态，该状态下会有微流量吹扫气流至液相连接接口6与气相连接接口14，然后拆除原料罐3，并对连接接口进行封堵，以防止化学品意外泄漏及空气进入管路污染系统。

按上述方案，一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统的控制方法，所述控制方法包括以下步骤：

S1、先开启一号气动微漏阀8、二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，再将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后对液相连接管路22与气相连接管路23的气密性进行测试；目的在于保证接头连接安全可靠，化学品供应过程无泄漏风险；充入吹扫气的时间及压力、气密性测试时长及测试过程中允许的压力偏差范围，通过人机界面进行设置；

S2、开启一号气动微漏阀8、二号气动阀9、四号气动阀12与五号气动阀13，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气；开启真空发生器与六号气动阀18，抽出系统管路内气体，达到预设真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀18；充入一次吹扫气、抽一次真空为1次吹扫置换，目的是让原料罐连接管路内达到超高纯洁净度要求；充气时间及压力、抽真空时间及压力、吹扫置换循环次数，可以根据不同化学品理化特性，通过人机界面进行设置；

S3、打开原料罐3气液相阀门，并开启一号气动阀4与七号气动阀20，压料气进入原料罐3将化学品压进管路输送至工艺使用点；

化学品供应过程中，通过压力传感器检测供应压力，压力偏低或偏高控制系统发出警告信号；压力超低或超高控制系统发出声光报警信号并切断供应；通过磅秤检测原料罐内化学品剩余重量，重量偏低控制系统发出警告信号，提示准备更换原料罐；重量超低控制系统发出声光报警信号，切断供应或切换至备用原料罐供应；供应压力、剩余重量报警值，通过人机界面进行设置。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述真空发生器包括文丘里发生器24、三号单向阀25与二号气动微漏阀26，所述文丘里发生器24的进气口依次经三号单向阀25、二号气动微漏阀26后与驱动气输入接口16连通，文丘里发生器24的出气口与尾气排放接口17连通，文丘里发生器24的吸气口与六号气动阀18连通。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述一号单向阀7依次经一号减压阀27、一号过滤器28、一号隔膜阀29后与吹扫气接口11连通；所述二号气动阀9与六号气动阀18之间的管路上设置有一号压力传感器30。

实施例4：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述一号气动阀4经二号隔膜阀31后与化学品接口5连通，一号气动阀4与液相连接接口6之间的管路上设置有二号压力传感器32，两个一号气动阀4之间通过三号隔膜阀33连通。

实施例5：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述二号单向阀19依次经二号减压阀34、二号过滤器35、四号隔膜阀36后与压料气接口21连通，二号单向阀19与二号减压阀34之间的管路上设置有三号压力传感器37。

实施例6：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述系统还包括取样容器38与八号气动阀39，所述取样容器38的液相接口依次经一号取样接口40、五号隔膜阀41、八号气动阀39、液相连接接口6后与原料罐3的液相接口连通，取样容器38的气相接口依次经二号取样接口42、六号隔膜阀43后与尾气排放接口17连通，所述八号气动阀39与四号气动阀12连通。

实施例7：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述柜体1上设置有毒气侦测器44与抽风风阀45；所述原料罐3的底部设置有磅秤46。

Claims (10)

1.一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统，包括柜体(1)及其内设置的控制箱(2)、多个原料罐(3)，其特征在于：

所述控制箱(2)内设置有进出料阀组、吹扫阀组、压料阀组与真空发生器；

所述进出料阀组包括多个一号气动阀(4)，多个化学品接口(5)通过多个一号气动阀(4)与多个液相连接接口(6)连通；

所述吹扫阀组包括一号单向阀(7)、一号气动微漏阀(8)、二号气动阀(9)与三号气动阀(10)，吹扫气接口(11)依次经一号单向阀(7)、一号气动微漏阀(8)后与二号气动阀(9)的一端连通，二号气动阀(9)的另一端通过多个四号气动阀(12)与多个液相连接接口(6)连通，二号气动阀(9)的另一端通过多个五号气动阀(13)与多个气相连接接口(14)连通，真空泵接口(15)经三号气动阀(10)后分别与四号气动阀(12)、五号气动阀(13)连通；

所述真空发生器的进气口与驱动气输入接口(16)连通，真空发生器的出气口与尾气排放接口(17)连通，真空发生器的吸气口与六号气动阀(18)的一端连通，六号气动阀(18)的另一端分别与四号气动阀(12)、五号气动阀(13)连通，六号气动阀(18)的另一端与二号气动阀(9)的另一端连通；

所述压料阀组包括多个二号单向阀(19)与多个七号气动阀(20)，压料气接口(21)依次经二号单向阀(19)、七号气动阀(20)后分别与五号气动阀(13)、气相连接接口(14)连通，五号气动阀(13)与四号气动阀(12)连通；

多个所述液相连接接口(6)通过多根液相连接管路(22)分别与多个原料罐(3)的液相接口连通，多个所述气相连接接口(14)通过多根气相连接管路(23)分别与多个原料罐(3)的气相接口连通。

2.根据权利要求1所述的一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统，其特征在于：所述真空发生器包括文丘里发生器(24)、三号单向阀(25)与二号气动微漏阀(26)，所述文丘里发生器(24)的进气口依次经三号单向阀(25)、二号气动微漏阀(26)后与驱动气输入接口(16)连通，文丘里发生器(24)的出气口与尾气排放接口(17)连通，文丘里发生器(24)的吸气口与六号气动阀(18)连通。

3.根据权利要求1所述的一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统，其特征在于：所述一号单向阀(7)依次经一号减压阀(27)、一号过滤器(28)、一号隔膜阀(29)后与吹扫气接口(11)连通。

4.根据权利要求1所述的一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统，其特征在于：所述二号气动阀(9)与六号气动阀(18)之间的管路上设置有一号压力传感器(30)。

5.根据权利要求1所述的一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统，其特征在于：所述一号气动阀(4)经二号隔膜阀(31)后与化学品接口(5)连通，一号气动阀(4)与液相连接接口(6)之间的管路上设置有二号压力传感器(32)，两个一号气动阀(4)之间通过三号隔膜阀(33)连通。

6.根据权利要求1所述的一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统，其特征在于：所述二号单向阀(19)依次经二号减压阀(34)、二号过滤器(35)、四号隔膜阀(36)后与压料气接口(21)连通，二号单向阀(19)与二号减压阀(34)之间的管路上设置有三号压力传感器(37)。

7.根据权利要求1所述的一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统，其特征在于：所述系统还包括取样容器(38)与八号气动阀(39)，所述取样容器(38)的液相接口依次经一号取样接口(40)、五号隔膜阀(41)、八号气动阀(39)、液相连接接口(6)后与原料罐(3)的液相接口连通，取样容器(38)的气相接口依次经二号取样接口(42)、六号隔膜阀(43)后与尾气排放接口(17)连通，所述八号气动阀(39)与四号气动阀(12)连通。

8.根据权利要求1所述的一种超净高纯化学品全自动充装与供应系统，其特征在于：所述柜体(1)上设置有毒气侦测器(44)与抽风风阀(45)；所述原料罐(3)的底部设置有磅秤(46)。

9.一种权利要求1所述的超净高纯化学品全自动充装与供应系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：

S1、先开启一号气动微漏阀(8)与二号气动阀(9)，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，再开启真空发生器与六号气动阀(18)，抽出系统管路内气体，以使系统管路内成为负压，然后检测系统管路内压力，以此判断真空发生器功能是否正常；

S2、先开启二号气动阀(9)、四号气动阀(12)与五号气动阀(13)，再将吹扫气充入系统管路，此时，一号气动微漏阀(8)为关闭状态，该状态下会有微流量吹扫气流至液相连接接口(6)与气相连接接口(14)，然后将原料罐(3)的液相接口通过液相连接管路(22)连接至液相连接接口(6)，原料罐(3)的气相接口通过气相连接管路(23)连接至气相连接接口(14)；

S3、先开启一号气动微漏阀(8)、二号气动阀(9)、四号气动阀(12)与五号气动阀(13)，再将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后对液相连接管路(22)与气相连接管路(23)的气密性进行测试；

S4、当原料罐(3)需要进行吹扫置换时，先打开原料罐(3)气液相阀门，再开启一号气动微漏阀(8)、二号气动阀(9)、四号气动阀(12)与五号气动阀(13)，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后开启三号气动阀(10)，抽出原料罐(3)内气体，达到预设真空压力后关闭三号气动阀(10)；

当原料罐(3)无需进行吹扫置换时，先开启一号气动微漏阀(8)、二号气动阀(9)、四号气动阀(12)与五号气动阀(13)，再将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后开启真空发生器与六号气动阀(18)，抽出系统管路内气体，达到预设真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀(18)；

S5、打开原料罐(3)气液相阀门，并开启一号气动阀(4)与五号气动阀(13)，化学品进入原料罐(3)开始充装，当原料罐(3)内化学品重量达到预设值时，关闭一号气动阀(4)与五号气动阀(13)；

充装过程中，当原料罐(3)内压力上升超过预设值时，开启六号气动阀(18)，通过尾气排放接口(17)进行泄压；当原料罐(3)内压力降低至预设值时，关闭六号气动阀(18)；

S6、开启五号气动阀(13)与六号气动阀(18)，通过尾气排放接口(17)泄放原料罐(3)内压力，原料罐(3)内压力达到预设压力后关闭五号气动阀(13)与六号气动阀(18)；开启四号气动阀(12)、五号气动阀(13)与七号气动阀(20)，将气体充入系统管路，以将管路内液体压入原料罐(3)；

S7、检测原料罐(3)内压力，当原料罐(3)内压力低于预设值时，开启七号气动阀(20)进行充气；当原料罐(3)内压力高于预设值时，开启五号气动阀(13)与六号气动阀(18)，通过尾气排放接口(17)进行泄压；

S8、先关闭原料罐(3)气液相阀门，再开启真空发生器与六号气动阀(18)，抽出系统管路内气体，达到真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀(18)，然后对液相连接管路(22)与气相连接管路(23)的气密性进行测试；

S9、开启一号气动微漏阀(8)、二号气动阀(9)、四号气动阀(12)与五号气动阀(13)，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气；开启真空发生器与六号气动阀(18)，抽出系统管路内气体，达到预设真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀(18)；

S10、先开启二号气动阀(9)、四号气动阀(12)与五号气动阀(13)，再将吹扫气充入系统管路，此时，一号气动微漏阀(8)为关闭状态，该状态下会有微流量吹扫气流至液相连接接口(6)与气相连接接口(14)，然后拆除原料罐(3)。

10.一种权利要求1所述的超净高纯化学品全自动充装与供应系统的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：

S1、先开启一号气动微漏阀(8)、二号气动阀(9)、四号气动阀(12)与五号气动阀(13)，再将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气，然后对液相连接管路(22)与气相连接管路(23)的气密性进行测试；

S2、开启一号气动微漏阀(8)、二号气动阀(9)、四号气动阀(12)与五号气动阀(13)，将吹扫气充入系统管路，达到预设压力后关闭吹扫气；开启真空发生器与六号气动阀(18)，抽出系统管路内气体，达到预设真空压力后关闭真空发生器与六号气动阀(18)；

S3、打开原料罐(3)气液相阀门，并开启一号气动阀(4)与七号气动阀(20)，压料气进入原料罐(3)将化学品压进管路输送至工艺使用点。

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