CN115244323A - 有限容积的同轴阀体 - Google Patents

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CN115244323A CN202180019757.3A CN202180019757A CN115244323A CN 115244323 A CN115244323 A CN 115244323A CN 202180019757 A CN202180019757 A CN 202180019757A CN 115244323 A CN115244323 A CN 115244323A
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D·艾贝林
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Abstract

一种用于化学品容器的紧凑阀体，其中该同轴阀体具有可适应于三个阀控制机构的壳体，因此允许无需额外的外导管、阀和同轴注射器而实现快速、高效的吹扫。其优点在于极大减少阀体内的润湿表面积的量，使得吹扫系统所花费的时间显著减少，从而允许更快地更换化学品容器。

Description

有限容积的同轴阀体
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2020年3月9日提交的美国临时专利申请62/987,128号和2020年7月23日提交的美国临时专利申请63/055,869号的优先权。
发明背景
半导体制造产业需要各种类型的化学品和工艺，与此同时持续的、纯净的化学品可以按照半导体设备的需求供应。这些要求使化学品输送系统内定期和安全的化学品容器更换方法成为必需。
大型导管的运行和设计中存在的死角(deadleg)增加了安全更换这些化学品容器所需的吹扫时间，同时降低了吹扫效率。死角是指化学品输送系统设计中吹扫气体无法有效到达的区段，因此在更换化学品容器和系统维护期间会降低吹扫效率和系统的安全性。
具有较低蒸气压和高纯度的化学品(如四(二甲基胺基)钛(TDMAT))的存在放大了化学品输送系统设计中的这些缺陷。如美国专利5,964,230号和美国专利6,138,691号所公开的，此种类的化学品历来是使用溶剂化学品来吹扫的。
低容积阻流阀(block valve)的使用，如下所述，能够消除溶剂吹扫的需求，和改为使用高压、高速吹扫气体和内同轴管线。阻流阀设计中也包括使用真空抽吸和吹扫气体排空。这种低容积阻流阀实际上消除了可吹扫导管设计中的任何死角，从而允许提高化学品容器更换期间的吹扫效率。
发明内容
在一个方面，本文公开了一种阀体，其包括：壳体(114)，该壳体(114)具有第一侧面(116)和与第一侧面(116)相对的第二侧面(126)，其中所述第一侧面(116)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(118)，其中所述圆柱形凹部(118)包括表面(120)及所述表面(120)中的第一开口(122)和第二开口(124)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口与T形连接(146)流体连通，所述T形连接与具有第一部分(150)和第二部分(152)的第二导管(148)流体连通，其中所述第二开口(124)与位于壳体(114)的第二侧面(126)上的泄放口(178)流体连通；与所述第一侧面(116)相邻的第三侧面(128)和与所述第三侧面(128)相对的第四侧面(138)，其中所述第三侧面(128)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(130)，其中所述圆柱形凹部(130)包括表面(132)及所述表面中的第一开口(134)和第二开口(136)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(134)与所述第二导管(148)的所述第一部分(150)流体连通，并且所述第二开口(136)与位于所述壳体(114)的所述第四侧面(138)上的开口(204)流体连通；第五侧面(140)和与所述第五侧面(140)相对的第六侧面(142)，其中所述第二导管(148)的所述第二部分(152)通过导管经由弯曲部(162)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(166)流体连通；以及与所述第一侧面(116)和所述第四侧面(138)相邻的有角度的第七侧面(158)，其中所述有角度的第七侧面(158)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(154)，其中所述圆柱形凹部(154)包括表面(184)及所述表面(184)中的第一开口(174)和第二开口(176)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(174)经由位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的弯曲部(196)通过导管部分(194)与开口(208)流体连通，所述第二开口(176)通过导管(186)经由弯曲部(190)和导管部分(188)与位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的开口(206)流体连通。
在另一个方面，本文公开了一种系统，所述系统包括：阀体，所述阀体包括：壳体(114)，其具有第一侧面(116)和与第一侧面(116)相对的第二侧面(126)，其中所述第一侧面(116)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(118)，其中所述圆柱形凹部(118)包括表面(120)及所述表面(120)中的第一开口(122)和第二开口(124)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口与T形连接(146)流体连通，所述T形连接与具有第一部分(150)和第二部分(152)的第二导管(148)流体连通，其中所述第二开口(124)与位于壳体(114)的所述第二侧面(126)上的泄放口(178)流体连通；位于所述第一侧面(116)的所述圆柱形凹部(118)的第一阀控制机构；与所述第一侧面(116)相邻的第三侧面(128)和与所述第三侧面(128)相对的第四侧面(138)，其中所述第三侧面(128)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(130)，其中所述圆柱形凹部(130)包括表面(132)及所述表面(132)中的第一开口(134)和第二开口(136)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(134)与所述第二导管(148)的所述第一部分(150)流体连通，并且所述第二开口(136)与位于所述壳体(114)的所述第四侧面(138)上的开口(204)流体连通；位于所述第三侧面(128)的所述圆柱形凹部(130)的第二阀控制机构；第五侧面(140)和与所述第五侧面(140)相对的第六侧面(142)，其中所述第二导管(148)的所述第一部分(150)经由弯曲部(162)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(166)流体连通；与所述第一侧面(116)和所述第四侧面(138)相邻的有角度的第七侧面(158)，其中所述有角度的第七侧面(158)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(154)，其中所述圆柱形凹部(154)包括表面(184)及所述表面(184)中的第一开口(174)和第二开口(176)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(174)经由弯曲部(196)通过导管部分(194)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(208)流体连通，所述第二开口(176)通过导管(186)经由弯曲部(190)和导管部分(188)与位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的开口(206)流体连通；以及位于所述有角度的第七侧面(158)的所述圆柱形凹部(154)的第三阀控制机构。
在又一个方面，本文公开了一种在阀体经历流体流动步骤之后在阀体中进行吹扫步骤的方法，其中所述阀体与容器流体连通，所述阀体包括：壳体(114)，其具有第一侧面(116)和与第一侧面(116)相对的第二侧面(126)，其中所述第一侧面(116)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(118)，其中所述圆柱形凹部(118)包括表面(120)及所述表面(120)中的第一开口(122)和第二开口(124)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口与T形连接(146)流体连通，所述T形连接与具有第一部分(150)和第二部分(152)的第二导管(148)流体连通，其中所述第二开口(124)与位于壳体(114)的所述第二侧面(126)上的泄放口(178)流体连通；位于所述第一侧面(116)的所述圆柱形凹部(118)的第一阀控制机构；与所述第一侧面(116)相邻的第三侧面(128)和与所述第三侧面(128)相对的第四侧面(138)，其中所述第三侧面(128)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(130)，其中所述圆柱形凹部(130)包括表面(132)及所述表面(132)中的第一开口(134)和第二开口(136)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(134)与所述第二导管(148)的所述第一部分(150)流体连通，并且所述第二开口(136)与位于所述壳体(114)的所述第四侧面(138)上的开口(204)流体连通；位于所述第三侧面(128)的所述圆柱形凹部(130)的第二阀控制机构；第五侧面(140)和与所述第五侧面(140)相对的第六侧面(142)，其中所述第二导管(148)的所述第一部分(150)经由弯曲部(162)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(166)流体连通；与所述第一侧面(116)和所述第四侧面(138)相邻的有角度的第七侧面(158)，其中所述有角度的第七侧面(158)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(154)，其中所述圆柱形凹部(154)包括表面(184)及所述表面(184)中的第一开口(174)和第二开口(176)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(174)经由弯曲部(196)通过导管部分(194)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(208)流体连通，所述第二开口(176)通过导管(186)经由弯曲部(190)和导管部分(188)与位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)的开口(206)流体连通，其中位于所述外壳(114)的所述第二侧面(126)上的所述开口(206)与吹扫气体源(159)流体连通；以及位于所述有角度的第七侧面(158)的所述圆柱形凹部(154)的第三阀控制机构；所述方法包括以下步骤：更换容器；接合所述第二阀控制机构，以关闭所述第三侧面(128)的所述圆柱形凹部(130)的所述表面(132)中的所述第一开口(134)并隔离所述第三侧面(128)的所述圆柱形凹部(130)的所述表面(132)中的所述第二开口(136)；断离所述第一阀控制机构以打开所述第一侧面(116)的所述圆柱形凹部(118)的所述表面(120)中的所述第一开口(122)并打开所述第一侧面(116)的所述圆柱形凹部(118)的所述表面(120)中的所述第二开口(124)；断离所述第三阀控制机构以打开所述有角度的第七侧面(158)的所述圆柱形凹部(154)的所述表面(184)中的所述第一开口(174)并打开所述有角度的第七侧面(158)的所述圆柱形凹部(154)的所述表面(184)中的所述第二开口(176)；以及使高压吹扫气体流动通过位于所述壳体(114)的第二侧面(126)上的所述开口(206)，使得所述吹扫气体流动通过所述有角度的第七侧面(158)的所述圆柱形凹部(154)的表面(184)中的所述第二开口(176)，接着通过所述有角度的第七侧面(158)的所述圆柱形凹部(154)的表面(184)中的所述第一开口(174)，从而离开所述同轴导管的内同轴部分(183)，并通过所述第一侧面(116)的所述圆柱形凹部(118)的所述表面(120)中的所述第一开口(122)返回所述同轴导管的外同轴部分(185)，并且进入位于所述第一侧面(116)的所述圆柱形凹部(118)的所述表面(120)中的所述第二开口(124)到达位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的所述泄放口(178)。
本发明的实施方案可单独使用或互相组合使用。
附图说明
图1示出了现有技术溶剂吹扫系统，其包括通向主容器歧管系统的溶剂吹扫歧管，其包括两个独立的阀和同轴注射器连接；
图2示出了现有技术的通向主容器歧管系统的高压吹扫歧管，其包括由三个独立阀控制机构组成的两个独立的阀和同轴注射器连接；
图3示出了包括具有双重阀控制机构的阀体的又一现有技术系统；
图4示出了本发明的阀体；
图5为图4所示阀体的轴向图；
图6为图5所示阀体沿A-A线剖开的视图；
图7为图6所示阀体沿B-B线剖开的视图；
图8为图4所示阀体的另一视图；
图9为图8所示阀体沿C-C线剖开的视图；
图10为图8所示阀体沿D-D线剖开的视图；
图11为本发明的阀体相对于其在容器上的安装点的示意图，该容器位于凸出圈环(chimering)下方。
具体实施方式
随后的详细描述仅提供优选的示例性实施方案而无意于限制本发明的范围、适用性或配置。相反，随后对优选的示例性实施方案的详细描述将为本领域技术人员提供实施本发明的优选示例性实施方案的可行描述。可对元件的功能和布置作各种改变而不偏离在附随的权利要求书中给出的本发明的精神和范围。
就本说明书和附随的权利要求书的目的而言，术语“高速吹扫”指使用以100升/分钟或更高的速率递送的吹扫气体进行的吹扫步骤。
就本说明书和附随的权利要求书的目的而言，术语“导管”指流体可通过其在系统的两个或更多个部件之间输送的一个或多个结构。例如，导管可包括在整个系统中于不同压力下输送液体和/或气体的管道、输送管、歧管以及它们的组合。
就本说明书和附随的权利要求书的目的而言，术语“流体流动连通”指两个或更多个部件之间允许液体和/或气体以受控的方式在所述部件之间输送的连接性质。将两个或更多个部件偶联以使得它们彼此流体流动连通可包括本领域已知的任何合适的方式，如使用带法兰导管、垫圈和/或螺栓。
就本说明书和附随的权利要求书的目的而言，术语“共轴(coax)”或“同轴(coaxial)”是指管的布置，其中具有以同心方式位于外管内部的内管。
在描述本发明的情况中(特别是在所附权利要求的情况中)，术语“一”和“一个”和“该(the)”的使用应被解释为涵盖单数和复数，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾。除非另有说明，术语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”应被解释为开放式术语(即，意为“包括但不限于”)。除非在本文中另有说明，本文中数值范围的列举仅旨在作为单独引用落入该范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独的值都包含在说明书中，就如其在本文中单独引用一样。除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法都可以以任何合适的顺序进行。本文提供的任何和所有实例或示例性语言(例如，“例如”)的使用仅旨在更好地阐明本发明并且不对本发明的范围构成限制，除非另有说明。说明书中的任何语言都不应被解释为指示任何未要求保护的要素对于本发明的实践是必要的。在说明书和权利要求书中使用的术语“包括”包含“基本上由……组成”和“由……组成”的更狭义的语言。
本文描述了实施方案，包括发明人已知的用于实施本发明的最佳模式。在阅读上述描述后，此类实施方案的调整对于本领域普通技术人员可为显而易见的。发明人预期熟练的技术人员适当地采用这样的调整，并且发明人期望本发明以不同于本文具体描述的方式被实践。因此，本发明包括在适用法律允许的情况下对所附权利要求中记载的主题的所有修改和等同物。此外，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本发明包括上述要素的所有可能变化形式的任何组合。
如本文所使用的，“约”旨在对应于所述值的±5％。
本文公开了一种改进的阀体设计及其系统，其可用来提高用于干燥连接在化学容器与歧管之间或歧管对之间的所有润湿表面的吹扫效率。此改进的阀体设计包括可用来显著地缩短吹扫系统内所有润湿的表面所需的时间的若干特征。该阀体设计将消除死角或仅引入极小的死角，并且对任何极小的死角提供完全冲击。其还允许大大缩短泄放路径的长度，并因此大大减小被液体化学品润湿的导管表面积的总量。
本文所公开的阀体包括壳体(114)，其具有第一侧面(116)和与第一侧面(116)相对的第二侧面(126)，其中所述第一侧面(116)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(118)，其中所述圆柱形凹部(118)包括表面(120)及所述表面(120)中的第一开口(122)和第二开口(124)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口与T形连接(146)流体连通，所述T形连接与具有第一部分(150)和第二部分(152)的第二导管(148)流体连通，其中所述第二开口(124)与位于壳体(114)的第二侧面(126)上的泄放口(178)流体连通；与所述第一侧面(116)相邻的第三侧面(128)和与所述第三侧面(128)相对的第四侧面(138)，其中所述第三侧面(128)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(130)，其中所述圆柱形凹部(130)包括表面(132)及所述表面(132)中的第一开口(134)和第二开口(136)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(134)与所述第二导管(148)的所述第一部分(150)流体连通，并且所述第二开口(136)与位于所述壳体(114)的所述第四侧面(138)上的开口(204)流体连通；第五侧面(140)和与所述第五侧面(140)相对的第六侧面(142)，其中所述第二导管(148)的所述第二部分(152)通过导管经由弯曲部(162)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(166)流体连通；以及与所述第一侧面(116)和所述第四侧面(138)相邻的有角度的第七侧面(158)，其中所述有角度的第七侧面(158)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(154)，其中所述圆柱形凹部(154)包括表面(184)及所述表面(184)中的第一开口(174)和第二开口(176)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(174)经由弯曲部(196)通过导管部分(194)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(208)流体连通，所述第二开口(176)通过导管(186)经由弯曲部(190)和导管部分(188)与位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的开口(206)流体连通。
根据本文公开的实施方案的阀体通过使一组三个阀位于单个阀体或壳体内来实现这些改进，其中两个阀座相对于彼此相差90度(例如，在呈长方棱柱形状的壳体的相邻表面上)定向，而第三个阀座独立地位于另一侧面上。当用于其中所述阀体连接到主容器的系统中时，该一组三个阀的存在确保吹扫步骤期间所有死角都被完全冲击，从而而允许更高效的吹扫过程。具体而言，吹扫气体通过其进入系统的导管与端口开口(其与容器流体流动连通)同轴排列。因为此端口开口在吹扫过程中是关闭的，与此端口开口同轴定位的极小死角将在所述端口开口关闭时被吹扫气体完全冲击。因此，可使用较少的吹扫气体，吹扫过程可更快地发生，并可实现节能。这与其中阀座远离容器开口的已知现有技术系统(参见图1和2)形成对比。此外，将阀定位在单一阀体中允许液体(泄放)路径保持很短，从而大大减少被润湿并因此必须被干燥的导管表面积的量。这与具有相比长得多的液体(泄放)路径(其必须被干燥)的已知现有技术系统(参见图2)形成对比。
图1是现有技术系统10的视觉表示，所述系统10包括与导管40流体流动连通的溶剂源66，所述导管40与阀38流体流动连通。阀38经连接16与导管17流体流动连通，所述连接16经由弯曲部26与导管15流体流动连通。导管15与共轴注射器36的内同轴部分流体流动连通，并经由导管29与容器30流体流动连通。
流体流动出口60与导管59流体流动连通，所述导管59与阀68流体流动连通。阀68经由连接45与导管47流体流动连通。导管47与共轴注射器36的外同轴部分流体流动连通，并经由导管29与容器30流体流动连通。
图2是现有技术系统70的视觉表示，所述系统70包括与导管97流体流动连通的吹扫源101，所述导管97经由弯曲部92与阀84流体流动连通。阀84与导管79流体流动连通，且与共轴注射器88的内同轴部分流体流动连通，和经由导管89与容器90流体流动连通。
流体流动出口98与导管74流体流动连通，所述导管74经由连接83与阀72流体流动连通。阀72是双致动的以通过致动器99、100控制单个端口连接82、83。在该操作期间，致动器99打开和100关闭，以允许流体流动连通到连接75并且与导管93流体流动连通。导管93与共轴注射器88的外同轴部分流体流动连通并经由导管89与容器90流体流动连通。
泄放口96与导管95流体流动连通，所述导管95经由连接82与阀72流体流动连通。阀72是双致动的，以通过致动器99、100控制单个端口连接82、83。在该操作期间，致动器99打开和100关闭，以允许流体流动连通到连接75并且与导管93流体流动连通。导管93与共轴注射器88的外同轴部分流体流动连通并经由导管89与容器90流体流动连通。
现有技术图3中所示的阀体公开于美国专利10,663,072号中，其通过引用并入本文。示于现有技术图3中的所述阀体是通向主容器歧管系统110的再填充歧管，其包括根据本发明的改进的阀体112，现将详细描述。
根据本发明的阀体112包括近似为长方棱柱形状的壳体114，尽管在本发明范围内其它壳体形状也是可能的，通常包括立方体、球形或卵形或不规则形状。在该实施方案中，所述壳体114包括包含阀座117的第一侧面116，其包括圆柱形凹部118。所述圆柱形凹部118包括开口122、124终止于其处的表面120，及与所述第一侧面116相对的第二侧面126。所述圆柱形凹部118适应于在其中安置阀控制机构(未示出)。所述阀控制机构允许经由与开口122完全可接合的隔膜选择性打开和关闭开口122。
所述开口122以流体流动连通的方式连接到导管部分144，所述导管部分144以流体流动连通的方式连接到T形连接146。所述T形连接146还以流体流动连通的方式连接到包括第一部分150和第二部分152的导管部分148。所述阀体112还包括第三侧面128(所述第三侧面128包含包括圆柱形凹部130的阀座129。所述圆柱形凹部130包括开口134、136终止于其处的表面132)、与所述第三侧面128相对的第四侧面138、第五侧面140和与所述第五侧面140相对的第六侧面142。所述圆柱形凹部130适应于在其中安置第二阀控制机构(未示出)。所述第二阀控制机构用于经由与开口134可完全接合的隔膜选择性地打开和关闭开口134。开口134与所述导管部分148的所述第一部分150流体流动连通，开口136与导管部分160流体流动连通。在该实施方案中，适于阀控制机构附接的所述阀座117、129的所述圆柱形凹部118、130位于壳体114的相邻侧面(即，第一侧面116和第三侧面128)上，所述开口134、154是轴向对齐的，即，所述开口134、154的中心点沿相同的线性轴(经由可以通过导管部分148的容积中心绘制的线)对齐。
所述导管部分148的所述第二部分152与位于所述阀体112的所述第四侧面138上的开口154流体流动连通，且所述开口154经由连接156同时与再填充歧管158和吹扫气体源159流体流动连通。导管部分160经由弯曲部162与导管部分164流体流动连通，并且导管部分164与位于所述壳体114的所述第二侧面126上的开口166流体流动连通。开口166经由连接168与容器170流体流动连通。位于圆柱形凹部118的表面120上的开口124与导管部分172流体流动连通，所述导管部分172经由弯曲部174与导管部分176流体流动连通。导管部分176与位于所述壳体114的第五侧面140上的开口178流体流动连通，并且开口178经由连接180与泄放口182流体流动连通。在该实施方案中，T形连接146和弯曲部162、174与相应连接的导管部分以90度角定向。应当理解，在替代实施方案中，T形连接146和/或弯曲部162、174无需与相应连接的导管部分以90度角定向，而是可与相应连接的导管部分以30至135度的任意角定向。
然而，美国专利第10,663,072号中公开的所述阀体仍然存在只能使液体或气体通过由两个致动器控制的三个端口移动的缺点。而本发明可以使液体或气体通过由三个单独的致动器控制的四个端口移动。除了改进的端口控制，由于在所述阀体内使用同轴管，本发明可以将吹扫气体直接供应至容器连接、流体流动路径和泄放口。所述阀中共轴部分内的较小管聚集吹扫气体压力至更高的压力，这允许更快吹扫所述阀体。本发明以美国专利10,663,072号的公开为基础建立。
现参见图4至10详述包括根据本发明的改进的阀体112的连接至主容器歧管系统的吹扫歧管110。
根据本发明的所述阀体112包括作为多侧面物体的壳体114，尽管在本发明范围内其它壳体形状也是可能的，通常包括立方体、球形或卵形或不规则形状。在该实施方案中，所述壳体114包括包含阀座117的第一侧面116，所述阀座117包括圆柱形凹部118。所述圆柱形凹部118包括开口122、124终止于该处的表面120，及与所述第一侧面116相对的第二侧面126。所述圆柱形凹部118适应于在其中安置阀控制机构(未示出)。所述阀控制机构允许经由与开口122可完全接合的隔膜选择性地打开和关闭开口122。
所述开口122以流体流动连通的方式连接到导管部分144，所述导管部分144以流体流动连通的方式连接到T形连接146。所述T形连接146也以流体流动连通的方式与包括第一部分150和第二部分152的导管部分148连接。所述阀体112还包括第三侧面128(所述第三侧面128包括包含圆柱形凹部130的阀座129。所述圆柱形凹部130包括开口134、136终于其处的表面132)、与所述第三侧面128相对的第四侧面138、第五侧面140和与所述第五侧面140相对的第六侧面142。所述圆柱形凹部130适应于在其中安置第二阀控制机构(未示出)。所述第二阀控制机构用于以例如隔膜选择性地打开和关闭开口134。开口134与导管部分148的第一部分150流体流动连通，和开口136与导管部分198流体流动连通。导管部分198与位于所述壳体114的所述第四侧面138上的开口204流体流动连通，且开口204经由连接200与流体流动出口202流体流动连通。在该实施方案中，适于所述阀控制机构附接的所述阀座117、129的所述圆柱形凹部118、130位于所述阀体的所述壳体的相邻侧面(即，第一侧面116和第三侧面128)上，而非相对侧面上(如图2的现有技术实施方案所示)。
导管部分148经由弯曲部162与导管部分164流体流动连通，并且导管部分164与位于所述壳体114的所述第五侧面140上的开口166流体流动连通。开口166经由缩径导管(reducing conduit)189与面密封配件187流体流动连通，且与同轴导管部分185流体流动连通，所述同轴导管部分185与开口208流体流动连通。开口208经连接168与容器170流体流动连通。位于圆柱形凹部118的表面120上的开口124与导管部分172流体流动连通。导管部分172与位于所述壳体114的所述第二侧面126上的开口178流体流动连通，且开口178经由连接180与泄放口182流体流动连通。
此外，所述阀体112包括包含阀座131的有角度的第七侧面158，所述阀座131包括圆柱形凹部154。所述圆柱形凹部154包括开口174、176终止于其处的表面184，与所述第一侧面116相对的所述第二侧面126。所述圆柱形凹部154适应于在其中安置第三阀控制机构(未示出)。所述第三阀控制机构用于选择性地打开和关闭开口174。开口174与所述导管部分192流体流动连通。导管部分192经由弯曲部196与导管部分194流体流动连通。导管部分194经由位于面密封配件187内部的内同轴部分183(内部部分)与外同轴导管部分185(外部部分)和导管部分168流体流动连通至容器170，且开口176与导管部分186流体流动连通。导管部分186经由弯曲部190与导管部分188流体流动连通，且导管部分188与位于所述壳体114的第二侧面126上的开口206流体流动连通，并经由连接156与吹扫气体源159流体流动连通。
在图4至10的系统110中，正常流体流操作期间，圆柱形凹部130中的阀控制机构(未示出)是打开的。这允许流体从容器170经由导管168并经由开口208流入导管185中。导管185是面密封件187的外同轴部分，其允许流体流过开口166和进入导管164和148中。在阀控制机构打开(未示出)的情况下，流体可流过开口134并进入开口136中，因此其可经由导管198和200从开口204流出至流体流动出口202。
当容器170为空且需要更换时。圆柱形凹部130(第三侧面)中的阀控制机构(未示出)关闭。这关闭了开口134并将润湿的系统与计划吹扫的区域隔离开来。圆柱形凹部154和118中的阀控制机构(未示出)都是打开的，从而允许吹扫循环开始。吹扫气体源159通过开口206经由导管156并通过导管188和186供应吹扫气体。在阀控制机构打开(未示出)的情况下，流体可以流过开口174并进入开口176中，因此其经过导管192和196行进以离开所述内同轴部分183。所述容器上的阀控制机构(未示出)将被关闭，且该吹扫步骤迫使高压吹扫气体将流体分子从开口208的连接吹走，并迫使其返回外同轴导管185。导管185是面密封件187的外同轴部分，其允许吹扫气体和流体颗粒流过开口166并进入导管164和148中。在所述圆柱形凹部118的阀控制机构打开(未示出)的情况下，吹扫气体和流体颗粒可流过开口122并进入开口124中，因此其可经导管172和180从开口178流出至泄放口182。
因此，本文公开了一种系统，所述系统包括：阀体，所述阀体包括：壳体(114)，其具有第一侧面(116)和与第一侧面(116)相对的第二侧面(126)，其中所述第一侧面(116)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(118)，其中所述圆柱形凹部(118)包括表面(120)及所述表面(120)中的第一开口(122)和第二开口(124)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口与T形连接(146)流体连通，所述T形连接与具有第一部分(150)和第二部分(152)的第二导管(148)流体连通，其中所述第二开口(124)与位于壳体(114)的所述第二侧面(126)上的泄放口(178)流体连通；位于所述第一侧面(116)的所述圆柱形凹部(118)的第一阀控制机构；与所述第一侧面(116)相邻的第三侧面(128)和与所述第三侧面(128)相对的第四侧面(138)，其中所述第三侧面(128)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(130)，其中所述圆柱形凹部(130)包括表面(132)及所述表面(132)中的第一开口(134)和第二开口(136)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(134)与所述第二导管(148)的所述第一部分(150)流体连通，并且所述第二开口(136)与位于所述壳体(114)的所述第四侧面(138)上的开口(204)流体连通；位于所述第三侧面(128)的所述圆柱形凹部(130)的第二阀控制机构；第五侧面(140)和与所述第五侧面(140)相对的第六侧面(142)，其中所述第二导管(148)的所述第一部分(150)经由弯曲部(162)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(166)流体连通；与所述第一侧面(116)和所述第四侧面(138)相邻的有角度的第七侧面(158)，其中所述有角度的第七侧面(158)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(154)，其中所述圆柱形凹部(154)包括表面(184)及所述表面(184)中的第一开口(174)和第二开口(176)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(174)经由弯曲部(196)通过导管部分(194)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(208)流体连通，所述第二开口(176)通过导管(186)经由弯曲部(190)和导管部分(188)与位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的开口(206)流体连通；以及位于所述有角度的第七侧面(158)的所述圆柱形凹部(154)的第三阀控制机构。
因此，本文还公开了一种在阀体经历流体流动步骤之后在阀体中进行吹扫步骤的方法，其中所述阀体与容器流体连通，所述阀体包括：壳体(114)，其具有第一侧面(116)和与第一侧面(116)相对的第二侧面(126)，其中所述第一侧面(116)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(118)，其中所述圆柱形凹部(118)包括表面(120)及所述表面(120)中的第一开口(122)和第二开口(124)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口与T形连接(146)流体连通，所述T形连接与具有第一部分(150)和第二部分(152)的第二导管(148)流体连通，其中所述第二开口(124)与位于壳体(114)的所述第二侧面(126)上的泄放口(178)流体连通；位于所述第一侧面(116)的所述圆柱形凹部(118)的第一阀控制机构；与所述第一侧面(116)相邻的第三侧面(128)和与所述第三侧面(128)相对的第四侧面(138)，其中所述第三侧面(128)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(130)，其中所述圆柱形凹部(130)包括表面(132)及所述表面(132)中的第一开口(134)和第二开口(136)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(134)与所述第二导管(148)的所述第一部分(150)流体连通，并且所述第二开口(136)与位于所述壳体(114)的所述第四侧面(138)上的开口(204)流体连通；位于所述第三侧面(128)的所述圆柱形凹部(130)的第二阀控制机构；第五侧面(140)和与所述第五侧面(140)相对的第六侧面(142)，其中所述第二导管(148)的所述第一部分(150)经由弯曲部(162)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(166)流体连通；与所述第一侧面(116)和所述第四侧面(138)相邻的有角度的第七侧面(158)，其中所述有角度的第七侧面(158)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(154)，其中所述圆柱形凹部(154)包括表面(184)及所述表面(184)中的第一开口(174)和第二开口(176)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(174)经由弯曲部(196)通过导管部分(194)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(208)流体连通，所述第二开口(176)通过导管(186)经由弯曲部(190)和导管部分(188)与位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)的开口(206)流体连通，其中位于所述外壳(114)的所述第二侧面(126)上的所述开口(206)与吹扫气体源(159)流体连通；以及位于所述有角度的第七侧面(158)的所述圆柱形凹部(154)的第三阀控制机构；所述方法包括以下步骤：更换容器；接合所述第二阀控制机构，以关闭所述第三侧面(128)的所述圆柱形凹部(130)的所述表面(132)中的所述第一开口(134)并隔离所述第三侧面(128)的所述圆柱形凹部(130)的所述表面(132)中的所述第二开口(136)；断离所述第一阀控制机构以打开所述第一侧面(116)的所述圆柱形凹部(118)的所述表面(120)中的所述第一开口(122)并打开所述第一侧面(116)的所述圆柱形凹部(118)的所述表面(120)中的所述第二开口(124)；断离所述第三阀控制机构以打开所述有角度的第七侧面(158)的所述圆柱形凹部(154)的所述表面(184)中的所述第一开口(174)并打开所述有角度的第七侧面(158)的所述圆柱形凹部(154)的所述表面(184)中的所述第二开口(176)；以及使高压吹扫气体流动通过位于所述壳体(114)的第二侧面(126)上的所述开口(206)，使得所述吹扫气体流动通过所述有角度的第七侧面(158)的所述圆柱形凹部(154)的表面(184)中的所述第二开口(176)，接着通过所述有角度的第七侧面(158)的所述圆柱形凹部(154)的表面(184)中的所述第一开口(174)，从而离开所述同轴导管的内同轴部分(183)，并通过所述第一侧面(116)的所述圆柱形凹部(118)的所述表面(120)中的所述第一开口(122)返回所述同轴导管的外同轴部分(185)，并且进入位于所述第一侧面(116)的所述圆柱形凹部(118)的所述表面(120)中的所述第二开口(124)到达位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的所述泄放口(178)。
不同于图1所示的现有技术系统10，当图4系统110需要更换容器时，其无需使用危险的溶剂源。高压吹扫气体的使用是为完成同样的任务，减少所述系统中危险化学品暴露的变化，并减少危险化学品处置的废物流。
此外，不同于图2所示的现有技术系统70，图4至图10的系统110无需额外的导管、阀和单独的同轴注射器。图4至图10的系统110采用所有这些独立的组件并将它们组合到一个小的阀体中。这样做的好处是阀体内的润湿表面的量大大减少。这显著减少了吹扫时间并提高了更换容器的速度。
此外，不同于图3所示的现有技术系统110，当图4至10的系统110进行容器更换时，所述同轴注射器部分187可用高压吹扫气体冲击阀体112和容器170之间的连接。这允许同一个阀在同一步骤中泄放气体，以及于罐更换完成后在另一个步骤中输送流体。这是通过将三个独立的阀控制机构(未显示)合并到单个阀体中同时利用同轴高压吹扫装置来完成的。

Claims (21)

1.一种阀体，其包括：
壳体(114)，其具有第一侧面(116)和与第一侧面(116)相对的第二侧面(126)，其中所述第一侧面(116)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(118)，其中所述圆柱形凹部(118)包括表面(120)及所述表面(120)中的第一开口(122)和第二开口(124)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口与T形连接(146)流体连通，所述T形连接与具有第一部分(150)和第二部分(152)的第二导管(148)流体连通，其中所述第二开口(124)与位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的泄放口(178)流体连通；
与所述第一侧面(116)相邻的第三侧面(128)和与所述第三侧面(128)相对的第四侧面(138)，其中所述第三侧面(128)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(130)，其中所述圆柱形凹部(130)包括表面(132)及所述表面(132)内的第一开口(134)和第二开口(136)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(134)与所述第二导管(148)的所述第一部分(150)流体连通，并且所述第二开口(136)与位于所述壳体(114)的所述第四侧面(138)上的开口(204)流体连通；
第五侧面(140)和与所述第五侧面(140)相对的第六侧面(142)，其中所述第二导管(148)的所述第二部分(152)通过导管经由弯曲部(162)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(166)流体连通；以及
与所述第一侧面(116)和所述第四侧面(138)相邻的有角度的第七侧面(158)，其中所述有角度的第七侧面(158)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(154)，其中所述圆柱形凹部(154)包括表面(184)及所述表面(184)中的第一开口(174)和第二开口(176)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(174)经由弯曲部(196)通过导管部分(194)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(208)流体连通，所述第二开口(176)通过导管(186)经由弯曲部(190)和导管部分(188)与位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的开口(206)流体连通。
2.根据权利要求1所述的阀体，其中在所述壳体(114)的所述第四侧面(138)中的所述开口(204)经由连接(200)与流体流动出口(202)流体连通。
3.根据权利要求2所述的阀体，其中在所述第五侧面(140)上的所述开口(166)经由缩径导管(189)与面密封配件(187)流体连通，且与同轴导管(185)流体连通，所述同轴导管(185)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的所述开口(208)流体连通。
4.根据权利要求3所述的阀体，其中位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的所述开口(208)经由连接(168)与容器(170)流体连通。
5.根据权利要求1所述的阀体，其中位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的所述开口(206)与吹扫气体源(159)流体连通。
6.根据权利要求1所述的阀体，其中所述T形连接包括90°角。
7.根据权利要求1所述的阀体，其中所述T形连接包括从30°到135°的角。
8.一种系统，所述系统包括：
阀体，所述阀体包括：
壳体(114)，其具有第一侧面(116)和与第一侧面(116)相对的第二侧面(126)，其中所述第一侧面(116)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(118)，其中所述圆柱形凹部(118)包括表面(120)及所述表面(120)中的第一开口(122)和第二开口(124)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口与T形连接(146)流体连通，所述T形连接与具有第一部分(150)和第二部分(152)的第二导管(148)流体连通，其中所述第二开口(124)与位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的泄放口(178)流体连通；
位于所述第一侧面(116)的所述圆柱形凹部(118)的第一阀控制机构；
与所述第一侧面(116)相邻的第三侧面(128)和与所述第三侧面(128)相对的第四侧面(138)，其中所述第三侧面(128)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(130)，其中所述圆柱形凹部(130)包括表面(132)及所述表面(132)中的第一开口(134)和第二开口(136)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(134)与所述第二导管(148)的所述第一部分(150)流体连通，并且所述第二开口(136)与位于所述壳体(114)的所述第四侧面(138)上的开口(204)流体连通；
位于所述第三侧面(128)的所述圆柱形凹部(130)的第二阀控制机构；
第五侧面(140)和与所述第五侧面(140)相对的第六侧面(142)，其中所述第二导管(148)的所述第一部分(150)经由弯曲部(162)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(166)流体连通；
与所述第一侧面(116)和所述第四侧面(138)相邻的有角度的第七侧面(158)，其中所述有角度的第七侧面(158)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(154)，其中所述圆柱形凹部(154)包括表面(184)及所述表面(184)中的第一开口(174)和第二开口(176)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(174)经由弯曲部(196)通过导管部分(194)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(208)流体连通，所述第二开口(176)通过导管(186)经由弯曲部(190)和导管部分(188)与位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的开口(206)流体连通；以及
位于所述有角度的第七侧面(158)的所述圆柱形凹部(154)的第三阀控制机构。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述壳体(114)的所述第四侧面(138)中的所述开口(204)经由连接(200)与流体流动出口(202)流体连通。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述第五侧面(140)上的所述开口(166)经由缩径管道(189)与面密封配件(187)流体连通，且与同轴导管(185)流体连通，所述同轴导管(185)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的所述开口(208)流体连通。
11.根据权利要求10所述的系统，其中位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的所述开口(208)经由连接(168)与容器(170)流体连通。
12.根据权利要求8所述的系统，其中位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的所述开口(206)与吹扫气体源(159)流体连通。
13.根据权利要求8所述的系统，其中所述T形连接包括90°角。
14.根据权利要求8所述的系统，其中所述T形连接包括30°到135°的角。
15.一种在阀体经历流体流动步骤之后在所述阀体中进行吹扫步骤的方法，其中所述阀体与容器流体连通，所述阀体包括：
壳体(114)，其具有第一侧面(116)和与第一侧面(116)相对的第二侧面(126)，其中所述第一侧面(116)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(118)，其中所述圆柱形凹部(118)包括表面(120)及所述表面(120)中的第一开口(122)和第二开口(124)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口与T形连接(146)流体连通，所述T形连接(146)与具有第一部分(150)和第二部分(152)的第二导管(148)流体连通，其中所述第二开口(124)与位于壳体(114)的所述第二侧面(126)上的泄放口(178)流体连通；
位于所述第一侧面(116)的所述圆柱形凹部(118)的第一阀控制机构；
与所述第一侧面(116)相邻的第三侧面(128)和与所述第三侧面(128)相对的第四侧面(138)，其中所述第三侧面(128)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(130)，其中所述圆柱形凹部(130)包括表面(132)及所述表面中的第一开口(134)和第二开口(136)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(134)与所述第二导管(148)的所述第一部分(150)流体连通，并且所述第二开口(136)与位于所述壳体(114)的所述第四侧面(138)上的开口(204)流体连通；
位于所述第三侧面(128)的所述圆柱形凹部(130)的第二阀控制机构；
第五侧面(140)和与所述第五侧面(140)相对的第六侧面(142)，其中所述第二导管(148)的所述第一部分(150)经由弯曲部(162)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(166)流体连通；
与所述第一侧面(116)和所述第四侧面(138)相邻的有角度的第七侧面(158)，其中所述有角度的第七侧面(158)包括用于容纳阀控制机构的圆柱形凹部(154)，其中所述圆柱形凹部(154)包括表面(184)及所述表面(184)中的第一开口(174)和第二开口(176)，其每一个是导管的末端，其中所述第一开口(174)经由弯曲部(196)通过导管部分(194)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的开口(208)流体连通，所述第二开口(176)通过导管(186)经由弯曲部(190)和导管部分(188)与位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的开口(206)流体连通，其中位于所述外壳(114)的所述第二侧面(126)上的所述开口(206)与吹扫气体源(159)流体连通；以及
位于所述有角度的第七侧面(158)的所述圆柱形凹部(154)的第三阀控制机构；
所述方法包括以下步骤：
更换所述容器；
接合所述第二阀控制机构以关闭所述第三侧面(128)中所述圆柱形凹部(130)的所述表面(132)中的所述第一开口(134)并隔离所述第三侧面(128)中所述圆柱形凹部(130)的所述表面(132)中的所述第二开口(136)；
断离所述第一阀控制机构以打开所述第一侧面(116)中所述圆柱形凹部(118)的所述表面(120)中的所述第一开口(122)并打开所述第一侧面(116)中所述圆柱形凹部(118)的所述表面(120)中的所述第二开口(124)；
断离所述第三阀控制机构以打开所述有角度的第七侧面(158)中所述圆柱形凹部(154)的所述表面(184)中的所述第一开口(174)并打开所述有角度的第七侧面(158)中所述圆柱形凹部(154)的所述表面(184)中的所述第二开口(176)；以及
使高压吹扫气体流动通过位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的所述开口(206)，使得所述吹扫气体流动通过所述有角度的第七侧面(158)中所述圆柱形凹部(154)的表面(184)中的所述第二开口(176)，接着通过所述有角度的第七侧面(158)中所述圆柱形凹部(154)的表面(184)中的所述第一开口(174)，从而离开所述同轴导管的内同轴部分(183)，并通过所述第一侧面(116)中所述圆柱形凹部(118)的所述表面(120)中的所述第一开口(122)返回所述同轴导管的外同轴部分(185)，并且进入所述第一侧面(116)中所述圆柱形凹部(118)的所述表面(120)中的所述第二开口(124)到达位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的所述泄放口(178)。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述壳体(114)的所述第四侧面(138)中的所述开口(204)经由连接(200)与流体流动出口(202)流体连通。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第五侧面(140)上的所述开口(166)经由缩径管道(189)与面密封配件(187)流体连通，且与所述同轴导管(185)流体连通，所述同轴导管(185)与位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的所述开口(208)流体连通。
18.根据权利要求17所述的方法，其中位于所述壳体(114)的所述第五侧面(140)上的所述开口(208)经由连接(168)与容器(170)流体连通。
19.根据权利要求15所述的系统，其中位于所述壳体(114)的所述第二侧面(126)上的所述开口(206)与吹扫气体源(159)流体连通。
20.根据权利要求15所述的系统，其中所述T形连接包括90°角。
21.根据权利要求15所述的系统，其中所述T形连接包括30°到135°的角。
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