CN115493082B - 电子级别三氟化氯供料系统和方法、收料系统和方法 - Google Patents

电子级别三氟化氯供料系统和方法、收料系统和方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种电子级别三氟化氯供料系统和方法、收料系统和方法。该系统包括:主管道、一级抽空管道、二级抽空管道和控制模块。通过在主管道的一端设置与其连通的一、二级抽空管道,在一级抽空管道的另一端设置两个相对的在两端具有不同横截面积的开口,先通过在这两个开口中吹入氮气来对主管道中的三氟化氯气体进行清除,再利用二级抽空管道的另一端连接的真空抽吸设备进行高真空度的抽真空处理,通过控制主阀门和供/收料阀门进行三氟化氯气体的供料和收料,大大降低了抽空管路所使用的设备由于三氟化氯气体的高腐蚀性而导致的损坏,提高了三氟化氯气态供料/收料的可靠性,实现了供料/收料流程的自动化,提高了供料/收料流程的效率。

Description

电子级别三氟化氯供料系统和方法、收料系统和方法
技术领域
本申请涉及三氟化氯纯化技术领域,尤其涉及一种电子级别三氟化氯供料系统和方法、收料系统和方法。
背景技术
随着半导体技术的发展,对于半导体芯片需求也越来越多,而高纯度三氟化氯气体由于具有强氧化性和高反应活性,因此在半导体、液晶面板等产品制造的清洗环节中得到了广泛应用。特别是三氟化氯气体在室温条件就能够与半导体材料进行反应,因此无需在清洗环节进行加热就可以直接在室温下对例如化学气相沉积腔室进行清洗,但是三氟化氯气体在制备过程中会混入有大量的杂质,这些杂质会严重影响三氟化氯气体的清洗效果。因此,对于三氟化氯气体的纯化效果是确定半导体器件的良率和性能的重要因素之一。
现有技术中,在进行纯化时,通常是将制备的三氟化氯气体进行液化来获得液态三氟化氯,并且将这样获得的液态三氟化氯作为纯化过程的原料气体输入到例如精馏设备中进行纯化。但是液态三氟化氯的液体状态需要保持在较低的温度下,而从原料瓶通过管道输入到精馏设备中的过程中,由于液态三氟化氯原料离开了原料瓶的低温环境而受到环境温度的影响,使其状态发生变化。类似地,在对纯化处理后的三氟化氯气体进行收料时,存在类似的问题。因此,需要一种能够以气态形式进行三氟化氯的供料/收料的技术方案。
发明内容
本申请实施例提供一种电子级别三氟化氯供料系统和方法、收料系统和方法,其能够解决现有技术中无法针对气态三氟化氯进行供料和收料的缺陷。
为达到上述目的,本申请实施例提供了一种电子级别三氟化氯供料系统,包括:主管道、一级抽空管道、二级抽空管道和控制模块,其中,
主管道的一端连接到主阀门,以通过所述主阀门连接到储存有三氟化氯原料的原料容器,并且所述主管道的另一端通过主抽空阀门与所述一级抽空管道和所述二级抽空管道连接并且在连接处彼此连通,所述一级抽空管道和所述二级抽空管道在所述连接处分别设置有一级抽空阀门和二级抽空阀门,所述一级抽空阀门和所述二级抽空阀门分别在其一端连接到所述连接处,并且另一端连接到所述一级抽空阀门和所述二级抽空阀门;
所述一级抽空管道的远离所述连接处的另一端在垂直于所述一级抽空管道的延伸方向的方向上具有彼此相对的第一开口和第二开口,以分别连接到氮气输送管道和尾气排出管道,其中所述第一开口和所述第二开口分别在垂直于所述一级抽空管道的延伸方向的相反方向上延伸并在与所述一级抽空管道的连通处具有第一横截面积以及在远离与所述一级抽空管道的连通处的一端具有第二横截面,所述第一横截面积小于所述第二横截面积;
所述二级抽空管道的远离所述连接处的另一端连接到真空抽吸设备;
所述主管道在所述主阀门与所述主抽空阀门之间连接到供料阀门和充气阀门,以通过所述供料阀门连接到三氟化氯纯化设备,并且通过所述充气阀门连接到提供惰性气体的充气管道,
所述主阀门、所述主抽空阀门、所述一级抽空阀门、所述二级抽空阀门、所述供料阀门和所述充气阀门中的一个或多个具有垂直于管道的延伸方向突起的几字形管路和执行机构,其中,所述执行机构作用于所述几字形管路的突起管道部分的一侧,以使其在所述执行机构的作用下向另一侧移动或远离另一侧移动,
所述控制模块电连接到所述主阀门、所述主抽空阀门、所述一级抽空阀门、所述二级抽空阀门、所述供料阀门和所述充气阀门中的每一个,以向其发送控制信号。
本申请实施例还提供了一种电子级别三氟化氯供料方法,其使用上述电子级别三氟化氯供料系统,并且包括:
检测原料容器与所述主阀门的连接,并当确定原料容器与所述主阀门连接时,控制所述主抽空阀门和所述一级抽空阀门开放所述主管道与所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第一压力值;
当所述第一压力值低于所述第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第二压力值;
当所述第二压力值低于所述第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道并控制所述主抽空阀门关闭;
控制充气阀门开放所述充气管道,以从所述充气管道向所述主管道充入惰性气体,并检测所述主管道中的第三压力值;
当所述第三压力值达到充气阈值时,控制所述充气阀门关闭所述充气管道并停止从充入所述惰性气体;
控制所述主抽空阀门打开,并控制所述一级抽空阀门开放所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第四压力值;
当所述第四压力值低于所述第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第五压力值;
当所述第五压力值低于所述第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道,并关闭所述主抽空阀门;
控制充气阀门开放所述充气管道,以从所述充气管道向所述主管道充入惰性气体,并检测所述主管道中的第六压力值;
当所述第六压力值达到充气阈值时,控制所述充气阀门关闭所述充气管道并停止从充入所述惰性气体;
确定所述第四压力值、所述第五压力值和所述第六压力值在预定时间段内的变化率;
当所述第四压力值、所述第五压力值和所述第六压力值在预定时间段内的变化率低于预定泄露阈值时,控制所述主抽空阀门开启并对所述主管道进行抽真空处理;
控制所述主阀门开放所述主管道,并对所述原料容器执行加热处理,以使得三氟化氯原料气体进入所述主管道。
本申请实施例还提供了一种电子级别三氟化氯供料方法,其使用本申请实施例的电子级别三氟化氯供料系统,并且包括:
检测原料容器中的三氟化氯原料的消耗情况,并当确定原料容器中的三氟化氯原料已经消耗完毕,控制所述供料阀门关闭所述供料管道并控制所述主阀门关闭所述主管道与所述原料容器的连通;
控制主抽空阀门和所述一级抽空阀门开放所述主管道与所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第一压力值;
当所述第一压力值低于所述第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第二压力值;
当所述第二压力值低于所述第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道并控制所述主抽空阀门关闭;
控制充气阀门开放所述充气管道,以从所述充气管道向所述主管道充入惰性气体,并检测所述主管道中的第三压力值;
当所述第三压力值达到充气阈值时,控制所述充气阀门关闭所述充气管道并停止从充入所述惰性气体;
控制所述主抽空阀门打开,并控制所述一级抽空阀门开放所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第四压力值;
当所述第四压力值低于所述第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第五压力值和所述主管道中的第六压力值;
当所述第五压力值低于所述第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道,并关闭所述主抽空阀门;
确定所述第四压力值、所述第五压力值和所述主管道中的第六压力值在预定时间段内的变化率;
当所述第四压力值、所述第五压力值和所述主管道中的第六压力值在预定时间段内的变化率低于预定泄露阈值时,发出原料容器的拆卸信号。
本申请实施例还提供了一种电子级别三氟化氯收料系统,包括:主管道、一级抽空管道、二级抽空管道和控制模块,其中,
主管道的一端连接到主阀门,以通过所述主阀门连接到用于储存纯化处理后的高纯度三氟化氯产品的收料容器,并且所述主管道的另一端通过主抽空阀门与所述一级抽空管道和所述二级抽空管道连接并且在连接处彼此连通,所述一级抽空管道和所述二级抽空管道在所述连接处分别设置有一级抽空阀门和二级抽空阀门,所述一级抽空阀门和所述二级抽空阀门分别在其一端连接到所述连接处,并且另一端连接到所述一级抽空阀门和所述二级抽空阀门;
所述一级抽空管道的远离所述连接处的另一端在垂直于所述一级抽空管道的延伸方向的方向上具有彼此相对的第一开口和第二开口,以分别连接到氮气输送管道和尾气排出管道,其中所述第一开口和所述第二开口分别在垂直于所述一级抽空管道的延伸方向的相反方向上延伸并在与所述一级抽空管道的连通处具有第一横截面积以及在远离与所述一级抽空管道的连通处的一端具有第二横截面,所述第一横截面积小于所述第二横截面积;
所述二级抽空管道的远离所述连接处的另一端连接到真空抽吸设备;
所述主管道在所述主阀门与所述主抽空阀门之间连接到收料阀门和充气阀门,以通过所述收料阀门连接到三氟化氯纯化设备,并且通过所述充气阀门连接到提供惰性气体的充气管道,
所述主阀门、所述主抽空阀门、所述一级抽空阀门、所述二级抽空阀门、所述收料阀门和所述充气阀门中的一个或多个具有垂直于管道的延伸方向突起的几字形管路和执行机构,其中,所述执行机构作用于所述几字形管路的突起管道部分的一侧,以使其在所述执行机构的作用下向另一侧移动或远离另一侧移动,
所述控制模块电连接到所述主阀门、所述主抽空阀门、所述一级抽空阀门、所述二级抽空阀门、所述收料阀门和所述充气阀门中的每一个,以向其发送控制信号。
本申请实施例还提供了一种电子级别三氟化氯收料方法,其使用上述电子级别三氟化氯收料系统,并且包括:
检测收料容器与所述主阀门的连接,并当确定收料容器与所述主阀门连接时,控制所述主抽空阀门和所述一级抽空阀门开放所述主管道与所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第一压力值;
当所述第一压力值低于所述第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第二压力值;
当所述第二压力值低于所述第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道并控制所述主抽空阀门关闭;
控制充气阀门开放所述充气管道,以从所述充气管道向所述主管道充入惰性气体,并检测所述主管道中的第三压力值;
当所述第三压力值达到充气阈值时,控制所述充气阀门关闭所述充气管道并停止从充入所述惰性气体;
控制所述主抽空阀门打开,并控制所述一级抽空阀门开放所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第四压力值;
当所述第四压力值低于所述第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第五压力值;
当所述第五压力值低于所述第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道并控制所述主抽空阀门关闭;
控制充气阀门开放所述充气管道,以从所述充气管道向所述主管道充入惰性气体,并检测所述主管道中的第六压力值;
当所述第六压力值达到充气阈值时,控制所述充气阀门关闭所述充气管道并停止从充入所述惰性气体;
确定所述第四压力值、所述第五压力值和所述第六压力值在预定时间段内的变化率;
当所述第四压力值、所述第五压力值和所述第六压力值在预定时间段内的变化率低于预定泄露阈值时,控制所述主抽空阀门开启并对所述主管道进行抽真空处理,并对所述收料容器进行冷却处理;
当所述收料容器的温度达到预设冷却温度值时,控制所述主阀门开放所述主管道并控制所述收料阀门开放所述收料管道,以使得经由所述纯化设备进行了纯化处理后的高纯度三氟化氯产品通过所述收料管道进入所述主管道。
本申请实施例还提供了一种电子级别三氟化氯收料方法,其使用上述电子级别三氟化氯收料系统,并且包括:
检测收料容器中的高纯度三氟化氯产品的收集情况,并当确定收料容器中的高纯度三氟化氯产品已经达到预定量,控制所述收料阀门关闭所述收料管道并控制所述主阀门关闭所述主管道与所述收料容器的连通;
控制主抽空阀门和所述一级抽空阀门开放所述主管道与所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第一压力值;
当所述第一压力值低于所述第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第二压力值;
当所述第二压力值低于所述第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道并控制所述主抽空阀门关闭;
控制充气阀门开放所述充气管道,以从所述充气管道向所述主管道充入惰性气体,并检测所述主管道中的第三压力值;
当所述第三压力值达到充气阈值时,控制所述充气阀门关闭所述充气管道并停止从充入所述惰性气体;
控制所述主抽空阀门开启并控制所述一级抽空阀门开放所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第四压力值;
当所述第四压力值低于所述第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第五压力值和所述主管道中的第六压力值;
当所述第五压力值低于所述第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道,控制所述主抽空阀门关闭;
确定所述第四压力值、所述第五压力值和所述第六压力值在预定时间段内的变化率;
当所述第四压力值、所述第五压力值和所述第六压力值在预定时间段内的变化率低于预定泄露阈值时,发出收料容器的拆卸信号。
本申请实施例提供的电子级别三氟化氯供料系统和方法、收料系统和方法,通过在主管道的一端设置与其连通的一级抽空管道和二级抽空管道,并且在一级抽空管道的另一端设置两个相对的在两端具有不同横截面积的开口,从而可以先通过在这两个开口中吹入氮气来对主管道中的三氟化氯气体进行清除,之后再利用二级抽空管道的另一端连接的真空抽吸设备进行高真空度的抽真空处理,最后再通过控制主阀门和供料阀门/收料阀门进行三氟化氯气体的供料和收料,从而大大降低了抽空管路所使用的设备由于三氟化氯气体的高腐蚀性而导致的损坏,提高了三氟化氯气态供料/收料的可靠性,并且通过控制模块来对各个管道的阀门进行统一的控制,实现了供料/收料流程的自动化,大大提高了供料/收料流程的效率。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请提供的电子级别三氟化氯供料系统实施例的结构示意图;
图2为本申请提供的电子级别三氟化氯供料方法一个实施例的流程图;
图3为本申请提供的电子级别三氟化氯供料方法另一个实施例的流程图;
图4为本申请提供的电子级别三氟化氯收料系统实施例的结构示意图;
图5为本申请提供的电子级别三氟化氯收料方法一个实施例的流程图;
图6为本申请提供的电子级别三氟化氯收料方法另一个实施例的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施例。虽然附图中显示了本申请的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本申请,并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。
随着半导体技术的发展,对于半导体芯片需求也越来越多,而高纯度三氟化氯气体由于具有强氧化性和高反应活性,因此在半导体、液晶面板等产品制造的清洗环节中得到了广泛应用。特别是三氟化氯气体在室温条件就能够与半导体材料进行反应,因此无需在清洗环节进行加热就可以直接在室温下对例如化学气相沉积腔室进行清洗,但是三氟化氯气体在制备过程中会混入有大量的杂质,这些杂质会严重影响三氟化氯气体的清洗效果。因此,对于三氟化氯气体的纯化效果是确定半导体器件的良率和性能的重要因素之一。
现有技术中,在进行纯化时,通常是将制备的三氟化氯气体进行液化来获得液态三氟化氯,并且将这样获得的液态三氟化氯作为纯化过程的原料气体输入到例如精馏设备中进行纯化。但是液态三氟化氯的液体状态需要保持在较低的温度下,而从原料瓶通过管道输入到精馏设备中的过程中,由于液态三氟化氯原料离开了原料瓶的低温环境而受到环境温度的影响,使其状态发生变化。类似地,在对纯化处理后的三氟化氯气体进行收料时,存在类似的问题。
对此,本申请实施例提出了一种气态三氟化氯原料的供料系统,图1为本申请提供的电子级别三氟化氯供料系统实施例的结构示意图。如图1中所示,该供料系统可以包括主管道1,该主管道1的一端通过主阀门11连接到储存有液态三氟化氯原料的容器的出料口。例如,该主阀门11可以具有在垂直于主管道1的延伸方向突起的几字形管路111,该几字形管路111一端1111可以连接到主管道1的末端,并且另一端1112可以连接到容器的出料口。主阀门11还可以包括执行机构1114,该执行机构1114可以作用于几字形管路1111的中间的突起管道部分1113的一侧,并且可以在例如压力或弹力的作用下对该突起管道部分1113的一侧外壁进行挤压,以使得该一侧外壁朝向另一侧外壁移动并最终抵靠到另一侧外壁。例如,该执行机构1114可以具有活塞结构,并且可以通过高压气源来提供高压气体作用在活塞上来对该突起管道部分1113的一侧外壁进行压迫,以将突起管道部分1113的该侧外壁向另一侧压迫,并最终使其与另一侧的管道壁接触,实现了对于该几字形管路111的封闭,并且还可以通过释放这样的压力来使得该突起管道部分1113的该侧外壁向远离另一侧的方向移动,从而该突起管道部分1113的内部恢复开放,使得液体或气体可以从其通过。
因此,可以通过上述主阀门11对于其突起管道部分1113的压迫和释放来允许或阻止其连接到的原料容器中的原料气体流入到该主管道1中。
主管道1可以在其朝向另一端延伸的管道部分中通过供料阀门14连接到供料管道2,并且该供料管道2可以连接到用于对三氟化氯原料进行纯化的纯化设备,从而当上述执行机构1114处于对原料连接端11的几字形管道的释放状态以使得原料容器中的原料气体流入到主管道1中时,可以进而流入到供料管道2,以实施到纯化设备的供料。
此外,主管道1的远离原料连接端的另一端可以分别连接一级抽空管道3和二级抽空管道4。在本申请实施例中,一级抽空管道3和二级抽空管道4的延伸方向可以不同,例如,可以在彼此相反的方向上延伸,从而在该主管道1的另一端与一级抽空管道3和二级抽空管道4的连接处,该三个管道可以彼此连通。并且在一级抽空管道3与主管道1的该另一端的连接处可以设置有一级抽空阀门31,并且在二级抽空管道4与主管道1的该另一端的连接处可以设置有二级抽空阀门41。该一级抽空阀门31和二级抽空阀门41均可以具有与主阀门11类似的构造。
例如,该一级抽空阀门31可以具有在垂直于一级抽空管路3的延伸方向突起的几字形管路311,该几字形管路311一端3111可以连接到一级抽空管路3,并且另一端3112可以连接到主管道1。一级抽空阀门31还可以包括执行机构3114,该执行机构3114可以作用于几字形管路3111的中间的突起管道部分3113的一侧,并且可以在例如压力或弹力的作用下对该突起管道部分3113的一侧外壁进行挤压,以使得该一侧外壁朝向另一侧外壁移动并最终抵靠到另一侧外壁。例如,该执行机构3114可以具有活塞结构,并且可以通过高压气源来提供高压气体作用在活塞上来对该突起管道部分3113的一侧外壁进行压迫,以将突起管道部分3113的该侧外壁向另一侧压迫,并最终使其与另一侧的管道壁接触,实现了对于该几字形管路311的封闭,并且还可以通过释放这样的压力来使得该突起管道部分3113的该侧外壁向远离另一侧的方向移动,从而该突起管道部分3113的内部恢复开放,使得抽空气体可以从其通过。
该一级抽空管道3的远离连接到主管道1的另一端的一端可以在垂直于该一级抽空管道3的延伸方向的方向上具有彼此相对的两个开口32,这两个开口32可以在垂直于一级抽空管道3的延伸方向的方向上延伸预定距离,并且可以具有漏斗形状,即,在远离一级抽空管道3的该一端的一侧的横截面积较大,而在该一端处与这两个开口的连接处的横截面积可以较小,从而在该一端处这两个彼此相对的开口32可以形成为漏斗形状并且与一级抽空管道3连通。在这两个开口32中,在竖直方向上位于下面的开口32可以连接到用于提供例如氮气的抽空气体的供气管道,并且上面的开口32可以连接到用于排出抽空后的尾气管道,从而在实际使用中,在一级抽空阀门31使得突起管道部分3113内部开放的情况下,并且在二级抽空阀门41关闭的情况下,主管道1、一级抽空管道3形成连通的状态,从而可以通过从下面的开口32吹入高速氮气,并且由于在两个开口32与一级抽空管道3的该一端形成的连通部分的横截面积较小,因此,下面的开口32吹入的高速氮气从横截面积较大的部分朝向面积较小的连通部分高速行进,并且因此,当经过面积较小的连通部分时,由于横截面积突然变小,因此使得刚刚进入上面的开口32的氮气的流速变得更高,同时由于连通部分不仅连通了上面和下面的两个开口32,而且还连通了一级抽空管道3,因此,这样高速通过上下两个开口32的连通部分的氮气对于在该连通部分处连通的一级抽空管道3形成负压,从而将一级抽空管道3中的气体吸入到该连通部分,并随着高速通过的氮气一起向上面的开口32所连接的尾气管道移动,最终通过尾气管道排出。在该过程中,由于一级抽空管道3的另一端与主管道1的另一端连通,因此,当从供气管道提供的氮气高速通过狭窄的连通部分时,由于高速行进而生成的负压可以将一级抽空管道3以及主管道1中的气体,例如残余的三氟化氯气体一并吸入到开口32中,并且随着氮气一起进入到上面的开口32中进而通过尾气管道排出。在本申请实施例中,由于三氟化氯具有高腐蚀性,因此,这样使用具有不同横截面积的两个开口32与一级抽空管道3形成的连接结构可以使得仅借助于从下面的开口32进入的高速氮气就可以对一级抽空管道3和主管道1中的三氟化氯残余气体进行清理,并且通过在连通部分处形成负压而吸入的三氟化氯残余气体实际上是被吸入到从连通部分处高速通过的氮气中,因此可以通过氮气对吸入的这些高腐蚀性的三氟化氯残余气体进行一定程度的稀释,从而减少净化系统需要单独配氮气稀释用于净化处理三氟化氯尾气。
此外,二级抽空阀门41可以具有在垂直于二级抽空管路4的延伸方向突起的几字形管路411,该几字形管路411一端4111可以连接到一级抽空管路4,并且另一端4112可以连接到主管道1。二级抽空阀门41还可以包括执行机构4114,该执行机构4114可以作用于几字形管路4111的中间的突起管道部分4113的一侧,并且可以在例如压力或弹力的作用下对该突起管道部分4113的一侧外壁进行挤压,以使得该一侧外壁朝向另一侧外壁移动并最终抵靠到另一侧外壁。例如,该执行机构4114可以具有活塞结构,并且可以通过高压气源来提供高压气体作用在活塞上来对该突起管道部分4113的一侧外壁进行压迫,以将突起管道部分4113的该侧外壁向另一侧压迫,并最终使其与另一侧的管道壁接触,实现了对于该几字形管路411的封闭,并且还可以通过释放这样的压力来使得该突起管道部分4113的该侧外壁向远离另一侧的方向移动,从而该突起管道部分4113的内部恢复开放,使得抽空气体可以从其通过。
二级抽空管道4的远离主管道1的另一端可以连接到真空泵设备,从而可以在上述使用从开口32进入的氮气对一级抽空管道3和主管道1进行一级抽空处理之后,通过关闭一级抽空阀门31来中断主管道1与一级抽空管道3之间的连通,并且开启二级抽空阀门41,使得二级抽空管道4与主管道1连通。在该情况下,可以借助于二级抽空管道4的另一端连接的真空泵来对二级抽空管道4和与其连通的主管道1进行进一步的气体抽吸。例如,由于在开放一级抽空管道3使其与主管道1连通的状态下,通过氮气高速经过开口32与一级抽空管道3的连通部分形成的负压的压力值较小,即,对一级抽空管道3和主管道1中的气体抽吸强度有限。通常情况下可以清除掉主管道1中的绝大部分的残余气体,并且因此可以在无需使用专门的抽吸设备,例如二级抽空管道4的另一端所连接的真空泵设备等等的情况下实现对于残余气体的清理,这样避免了由于残余气体的强腐蚀性对于抽吸设备的损坏。但是对于为纯化设备提供原料气体的目的来说,这样的抽吸效果不足,因此可以在使用一级抽空管道3抽吸掉绝大部分高腐蚀性的残余气体之后,进一步使用专门的抽吸设备来使得主管道1中的真空度达到主管道1向纯化设备进行供料的要求。
此外,在本申请实施例中,还可以在一级抽空管道3的一级抽空阀门31与主管道1的另一端之间设置压力传感器,该压力传感器可以用于在通过一级抽空管道3的另一端吹入氮气进行一级抽空处理时检测抽吸的效果,即一级抽空管道3中的压力值,并且可以根据该压力值是否达到例如主管道1向纯化设备供料的要求的阈值来关闭一级抽空阀门31。
此外,在本申请实施例中,还可以在二级抽空管道4的二级抽空阀门41与主管道1的另一端之间设置压力传感器42,该压力传感器42可以用于在通过二级抽空管道4的另一端所连接的真空泵进行二级抽空处理时检测真空泵抽吸的效果,即二级抽空管道4中的压力值,并且可以根据该压力值是否达到例如主管道1向纯化设备供料的要求的阈值来关闭二级抽空阀门41。
此外,该主管道1上靠近其另一端与一级抽空管道3和二级抽空管道4的连接处可以进一步设置主抽空阀门12,该主抽空阀门12可以具有在垂直于主管道1的延伸方向突起的几字形管路121,该几字形管路121一端1211可以连接到主管道1上,并且另一端1212可以连接到主管道1的另一端与一级抽空管道3和二级抽空管道4的连接处。主抽空阀门12还可以包括执行机构1214,该执行机构1214可以作用于几字形管路1211的中间的突起管道部分1213的一侧,并且可以在例如压力或弹力的作用下对该突起管道部分1213的一侧外壁进行挤压,以使得该一侧外壁朝向另一侧外壁移动并最终抵靠到另一侧外壁。例如,该执行机构1214可以具有活塞结构,并且可以通过高压气源来提供高压气体作用在活塞上来对该突起管道部分1213的一侧外壁进行压迫,以将突起管道部分1213的该侧外壁向另一侧压迫,并最终使其与另一侧的管道壁接触,实现了对于该几字形管路121的封闭,并且还可以通过释放这样的压力来使得该突起管道部分1213的该侧外壁向远离另一侧的方向移动,从而该突起管道部分1213的内部恢复开放,使得气体可以从其通过。
在该主抽空阀门12与主管道1的另一端与一级抽空管道3和二级抽空管道4的连接之间还可以进一步设置压力传感器,该压力传感器可以用于在一级抽空管道3的另一端处通过高速氮气进行抽空的过程中,检测主管道1中的压力值,从而可以根据该压力值来确定主管道1中三氟化氯残余气体的量是否达到预定阈值,并且当根据该主管道1中的该压力值确定通过高速氮气抽空的效果已经达到预期时,可以控制一级抽空阀门31关闭。当然在本申请实施例中,也可以不设置该压力传感器,而是通过对从开口32吹入的高速氮气的吹送时间进行计数,并且当该吹送时间达到预定时间阈值时,停止氮气的送入。
此外,主管道1还可以进一步在例如靠近主阀门11的位置可以进一步设置有供料阀门14,并借助于该供料阀门14连接到用于向纯化设备供应三氟化氯原料的供料管道。该供料阀门14可以具有在垂直于供料管路的延伸方向突起的几字形管路141,该几字形管路141的一端1411可以连接到主管道1上,并且另一端1412可以连接到供料管道,以便于将从主管道1输送过来的三氟化氯原料输送到供料管道所连接到的纯化设备。供料阀门14还可以包括执行机构1414,该执行机构1414可以作用于几字形管路1411的中间的突起管道部分1413的一侧,并且可以在例如压力或弹力的作用下对该突起管道部分1413的一侧外壁进行挤压,以使得该一侧外壁朝向另一侧外壁移动并最终抵靠到另一侧外壁。例如,该执行机构1414可以具有活塞结构,并且可以通过高压气源来提供高压气体作用在活塞上来对该突起管道部分1413的一侧外壁进行压迫,以将突起管道部分1413的该侧外壁向另一侧压迫,并最终使其与另一侧的管道壁接触,实现了对于该几字形管路141的封闭,并且还可以通过释放这样的压力来使得该突起管道部分1413的该侧外壁向远离另一侧的方向移动,从而该突起管道部分1413的内部恢复开放,使得气体可以从其通过流向供料管道,以到达纯化设备。
此外,在主管道1的该连接到供料阀门14的位置与主阀门11之间可以进一步设置有充气阀门15,并借助于该充气阀门15连接到用于提供例如氦气等惰性气体的充气管道。该充气阀门15可以具有在垂直于充气管道的延伸方向突起的几字形管路151,该几字形管路151的一端1511可以连接到主管道1上,并且另一端1512可以连接到充气管道,以便于向主管道1输送例如氦气的惰性气体。充气阀门15还可以包括执行机构1514,该执行机构1514可以作用于几字形管路1511的中间的突起管道部分1513的一侧,并且可以在例如压力或弹力的作用下对该突起管道部分1513的一侧外壁进行挤压,以使得该一侧外壁朝向另一侧外壁移动并最终抵靠到另一侧外壁。例如,该执行机构1514可以具有活塞结构,并且可以通过高压气源来提供高压气体作用在活塞上来对该突起管道部分1513的一侧外壁进行压迫,以将突起管道部分1513的该侧外壁向另一侧压迫,并最终使其与另一侧的管道壁接触,实现了对于该几字形管路151的封闭,并且还可以通过释放这样的压力来使得该突起管道部分1513的该侧外壁向远离另一侧的方向移动,从而该突起管道部分1513的内部恢复开放,使得惰性气体可以从其通过流向主管道1,以向主管道1中填充惰性气体。
此外,在本申请实施例中,在主阀门11与充气阀门15之间可以进一步设置有压力传感器,用于在通过充气阀门15打开通过充气管道向主管道1充入氦气时,通过该压力传感器检测主管道1中的压力值。
此外,根据本申请实施例的供料系统还可以进一步包括原料台5,该原料台5可以用于承载容纳有三氟化氯原料的三氟化氯原料容器。例如,在本申请实施例中,三氟化氯原料可以以液态形式储存在三氟化氯原料容器中,并且因此,原料台5可以进一步包括加热组件51和称重组件52。加热组件51可以用于对原料台5所承载的原料容器进行加热,并且称重组件52可以用于测量原料台5所承载的原料容器的质量,以进一步确定原料容器中当前容纳的三氟化氯原料的量。例如,在本申请实施例中,加热组件51可以具有环形形状,从而容纳三氟化氯原料的容器可以放置在其中,并且随着加热组件51对于放置在其中的原料容器的加热,使得容器中的三氟化氯原料从液态变为气态,并且从连接到容器的主阀门11进入到主管道1中。特别地,在本申请实施例中,可以在主阀门11附近的主管道1上进一步设置压力传感器16,该压力表16可以用于检测从主阀门11进入到主管道1中的气体的压力。此外,由于称重组件52可以实时地获得原料容器的重量,并由此可以实时地确定原料容器中三氟化氯原料的量,因此,可以计算出从原料容器中提供到主管道1中的三氟化氯的量,例如,可以在t1时刻检测到原料容器的重量为M1,并且在t1时刻之后的t2时刻检测到原料容器的重量为M2,从而可以确定在t1到t2的时间段内,从原料容器中提供到主管道1中的三氟化氯原料的量为M1-M2。因此,可以以该方式来确定单位时间内提供到主管道1中的三氟化氯原料的量,并且由于提供到主管道1中的三氟化氯原料都是经过加热组件51对原料容器的加热而从液态变为气态的三氟化氯原料,因此,以上述方式确定的单位时间内提供到主管道1中的三氟化氯原料的量实际上就是通过加热变为气态的三氟化氯原料的量,因此,可以根据上述方式确定的三氟化氯原料的供应速度来控制加热组件51对原料容器的加热温度,以使得三氟化氯原料的供应速度保持稳定。
此外,在本申请实施例中,可以通过电信号来控制各个阀门,例如,可以将主阀门11连接到对应的电磁阀,并且可以通过控制模块来采集各个传感器的感测信号,并由此根据采集到的感测信号来控制电磁阀的开启,从而启动或关闭对应的阀门。
图2为本申请提供的电子级别三氟化氯供料方法一个实施例的流程图。该方法使用上述电子级别三氟化氯供料系统,并且该方法包括:
S201,检测原料容器与主阀门的连接,并当确定原料容器与主阀门连接时,控制主抽空阀门和一级抽空阀门开放主管道与一级抽空管道;
S202,从第一开口吹入氮气,并检测一级抽空管道中的第一压力值;
S203,当第一压力值低于第一抽空阈值时,控制一级抽空阀门关闭一级抽空管道并停止从第一开口吹入氮气;
S204,控制二级抽空阀门开放二级抽空管道并使用二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对二级抽空管道和主管道进行抽真空处理,并检测二级抽空管道中的第二压力值;
S205,当第二压力值低于第二抽空阈值时,控制二级抽空阀门关闭二级抽空管道并控制主抽空阀门关闭;
S206,控制充气阀门开放充气管道,以从充气管道向主管道充入惰性气体,并检测主管道中的第三压力值;
S207,当第三压力值达到充气阈值时,控制充气阀门关闭充气管道并停止从充入惰性气体;
S208,控制主抽空阀门打开,并控制一级抽空阀门开放一级抽空管道;
S209,从第一开口吹入氮气,并检测一级抽空管道中的第四压力值;
S210,当第四压力值低于第一抽空阈值时,控制一级抽空阀门关闭一级抽空管道并停止从第一开口吹入氮气;
S211,控制二级抽空阀门开放二级抽空管道并使用二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对二级抽空管道和主管道进行抽真空处理,并检测二级抽空管道中的第五压力值;
S212,当第五压力值低于第二抽空阈值时,控制二级抽空阀门关闭二级抽空管道并控制主抽空阀门关闭;
S213,控制充气阀门开放充气管道,以从充气管道向主管道充入惰性气体,并检测主管道中的第六压力值;
S214,当第六压力值达到充气阈值时,控制充气阀门关闭充气管道并停止充入惰性气体;
S215,确定第四压力值、第五压力值和第六压力值在预定时间段内的变化率;
S216,当第四压力值、第五压力值和第六压力值在预定时间段内的变化率低于预定泄露阈值时,控制主抽空阀门开启并对主管道进行抽真空处理;
S217,控制主阀门开放主管道,并对原料容器执行加热处理,以使得三氟化氯原料气体进入主管道。
因此,根据本申请实施例的原料供应方案,可以先将容纳有三氟化氯原料的原料容器放置到原料台5上,例如,可以放置到加热组件51中,并且将其连接到主阀门11。响应于该原料容器与主阀门11的连接,可以通过控制模块来启动主抽空阀门12的执行机构1214,以使其释放对于突起管道部分1213的外壁的挤压,从而使得突起管道部分1213的内部开放,从而可以对主管道1里的例如空气等杂质进行清理,以获得高度真空的管道状态。例如,可以在开启主抽空阀门12之后,以类似的方式发送电气信号给一级抽空阀门31,以启动一级抽空阀门31的执行机构3114,以使其释放对于突起管道部分3113的外壁的挤压,从而使得突起管道部分3113的内部开放,通过一级抽空管道3对主管道1进行清理。例如,如上所述,可以通过供气管道来吹入高速氮气,从而通过高速氮气通过一级抽空管道3与开口32的连通部分形成的负压将一级抽空管道3和主管道1中残余的气体吸入到高速氮气气流中,并通过上面的开口32连接的尾气管道作为尾气排出。在该过程中,如上所述,可以使用主管道1上靠近主抽空阀门12设置的压力传感器13来检测通过一级抽空管路3进行的气体清理的效果,即压力值,并且当压力值达到预定阈值时,或者也可以在通过一级抽空管路3进行抽空达到预定时间长度时,停止从下面的开口32吹入氮气,并且同时发送电气信号给一级抽空阀门31,以启动一级抽空阀门31的执行机构3114,以使其向突起管道部分3113的一侧外壁施加压力,以使其移动抵靠到另一侧外壁,从而封闭一级抽空管路3。
之后,响应于一级抽空管路3的关闭,仍然可以通过控制模块向二级抽空管路4上的二级抽空阀门41发送电气信号,以启动二级抽空阀门41的执行机构4114,以使其释放对于突起管道部分4113的外壁的挤压,从而使得突起管道部分4113的内部开放,通过二级抽空管道4的另一端连接的真空泵来对二级抽空管道4和与其连通的主管道1进行进一步的气体抽吸。由于在开放一级抽空管道3使其与主管道1连通的状态下,通过氮气高速经过开口32与一级抽空管道3的连通部分形成的负压的压力值较小,即,对一级抽空管道3和主管道1中的气体抽吸强度有限。通常情况下可以清除掉主管道1中的绝大部分的残余气体,并且因此可以在无需使用专门的抽吸设备,例如二级抽空管道4的另一端所连接的真空泵设备等等的情况下实现对于残余气体的清理,在控制模块控制二级抽空阀门41开启的状态下,可以通过二级抽空管道4的二级抽空阀门41与主管道1的另一端之间设置的压力传感器42来检测真空泵抽吸的效果,即二级抽空管道4中的压力值,并且当压力值达到预定阈值时,或者也可以在通过二级抽空管路4的另一端连接的真空泵进行抽吸达到预定时间长度时,停止真空泵的运行,并且同时发送电气信号给二级抽空阀门41,以启动二级抽空阀门41的执行机构4114,以使其向突起管道部分4113的一侧外壁施加压力,以使其移动抵靠到另一侧外壁,从而封闭二级抽空管路4。
在上述两级抽空处理之后,根据本申请实施例,控制模块可以向充气阀门15发送电气信号,以启动充气阀门15的执行机构1514,以使其释放对于突起管道部分1513的外壁的挤压,从而使得突起管道部分1513的内部开放,通过充气管道的另一端连接的惰性气体源来向主管道1中供应例如氦气的惰性气体。
上述两级抽空以及供应惰性气体的处理可以重复预定次数,并且当控制模块判断重复次数达到预定次数之后,可以根据一级抽空管道、二级抽空管道和主管道中的压力传感器的读数来确定各个管道中气体压力变化情况,并由此判断各个管道是否存在泄露现象,从而控制模块可以根据该预定时间内的压力变化来计算供料系统的单位时间内的漏率值,并且当低于或等于预设的漏率阈值时,可以确定供料系统的各个管路中不存在泄漏情况。
当控制模块确定各个管道中不存在气体泄露时,即预定时间段内一级抽空管道、二级抽空管道和主管道中设置的压力传感器的读数的变化处于预定范围内,则可以对主管道1执行抽真空处理,例如,可以发送信号给二级抽空阀门32来使用真空泵进行抽真空处理,或者也可以先发送信号给一级抽空阀门31来进行通过高速氮气进行的一级抽空处理,并之后可以发送信号给二级抽空阀门32,来进行真空泵的抽吸处理。在上述两级抽空处理之后,控制模块可以向供料阀门14发送电气信号,以启动供料阀门14的执行机构1414,以使其释放对于突起管道部分1413的外壁的挤压,从而使得突起管道部分1413的内部开放,通过供料管道向纯化设备提供三氟化氯原料气体。
图3为本申请提供的电子级别三氟化氯供料方法另一个实施例的流程图。该方法使用上述电子级别三氟化氯供料系统,并且该方法包括(拆瓶停止供料):
S301,检测原料容器中的三氟化氯原料的消耗情况,并当确定原料容器中的三氟化氯原料已经消耗完毕,控制供料阀门关闭供料管道并控制主阀门关闭主管道与原料容器的连通;
S302,控制主抽空阀门和一级抽空阀门开放主管道与一级抽空管道;
S303,从第一开口吹入氮气,并检测一级抽空管道中的第一压力值;
S304,当第一压力值低于第一抽空阈值时,控制一级抽空阀门关闭一级抽空管道并停止从第一开口吹入氮气;
S305,控制二级抽空阀门开放二级抽空管道并使用二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对二级抽空管道和主管道进行抽真空处理,并检测二级抽空管道中的第二压力值;
S306,当第二压力值低于第二抽空阈值时,控制二级抽空阀门关闭二级抽空管道并控制主抽空阀门关闭;
S307,控制充气阀门开放充气管道,以从充气管道向主管道充入惰性气体,并检测主管道中的第三压力值;
S308,当第三压力值达到充气阈值时,控制充气阀门关闭充气管道并停止从充入惰性气体;
S309,控制主抽空阀门开启并控制一级抽空阀门开放一级抽空管道;
S310,从第一开口吹入氮气,并检测一级抽空管道中的第四压力值;
S311,当第四压力值低于第一抽空阈值时,控制一级抽空阀门关闭一级抽空管道并停止从第一开口吹入氮气;
S312,控制二级抽空阀门开放二级抽空管道并使用二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对二级抽空管道和主管道进行抽真空处理,并检测二级抽空管道中的第五压力值和主管道第六压力值;
S313,当第五压力值低于第二抽空阈值时,控制二级抽空阀门关闭二级抽空管道并停止真空抽吸设备,并控制主抽空阀门关闭;
S314,确定第四压力值、第五压力值和第六压力值在预定时间段内的变化率;
S315,当第四压力值、第五压力值和第六压力值在预定时间段内的变化率低于预定泄露阈值时,发出原料容器的拆卸信号。
当原料容器中的三氟化氯原料都被转换为气态并提供到纯化设备中时,控制模块可以关闭主阀门11和供料阀门14,以切断从原料容器到供料管道的输送路径。之后,控制模块可以通过发送电气信号来启动主抽空阀门12的执行机构1214,以使其释放对于突起管道部分1213的外壁的挤压,从而使得突起管道部分1213的内部开放,从而可以对在向纯化设备提供了三氟化氯气体之后在主管道1里残余的三氟化氯气体进行清理。例如,可以在开启主抽空阀门12之后,以类似的方式发送电气信号给一级抽空阀门31,以启动一级抽空阀门31的执行机构3114,以使其释放对于突起管道部分3113的外壁的挤压,从而使得突起管道部分3113的内部开放,通过一级抽空管道3对主管道1进行清理。例如,如上所述,可以通过供气管道来吹入高速氮气,从而通过高速氮气通过一级抽空管道3与开口32的连通部分形成的负压将一级抽空管道3和主管道1中残余的三氟化氯气体吸入到高速氮气气流中,并通过上面的开口32连接的尾气管道作为尾气排出。在该过程中,如上所述,可以使用主管道1上靠近主抽空阀门12设置的压力传感器13来检测通过一级抽空管路3进行的气体清理的效果,即压力值,并且当压力值达到预定阈值时,或者也可以在通过一级抽空管路3进行抽空达到预定时间长度时,停止从下面的开口32吹入氮气,并且同时发送电气信号给一级抽空阀门31,以启动一级抽空阀门31的执行机构3114,以使其向突起管道部分3113的一侧外壁施加压力,以使其移动抵靠到另一侧外壁,从而封闭一级抽空管路3。
之后,响应于一级抽空管路3的关闭,可以通过控制模块向二级抽空管路4上的二级抽空阀门41发送电气信号,以启动二级抽空阀门41的执行机构4114,以使其释放对于突起管道部分4113的外壁的挤压,从而使得突起管道部分4113的内部开放,通过二级抽空管道4的另一端连接的真空泵来对二级抽空管道4和与其连通的主管道1进行进一步的气体抽吸。由于在开放一级抽空管道3使其与主管道1连通的状态下,通过氮气高速经过开口32与一级抽空管道3的连通部分形成的负压的压力值较小,即,对一级抽空管道3和主管道1中的气体抽吸强度有限。通常情况下可以清除掉主管道1中的绝大部分的残余气体,并且因此可以在无需使用专门的抽吸设备,例如二级抽空管道4的另一端所连接的真空泵设备等等的情况下实现对于残余气体的清理,这样避免了由于残余气体的强腐蚀性对于抽吸设备的损坏。但是对于为纯化设备提供原料气体的目的来说,这样的抽吸效果不足,因此可以在使用一级抽空管道3抽吸掉绝大部分高腐蚀性的残余气体之后,进一步使用专门的抽吸设备来使得主管道1中的真空度达到主管道1向纯化设备进行供料的要求。因此,在控制模块控制二级抽空阀门41开启的状态下,可以通过二级抽空管道4的二级抽空阀门41与主管道1的另一端之间设置的压力传感器42来检测真空泵抽吸的效果,即二级抽空管道4中的压力值,并且当压力值达到预定阈值时,或者也可以在通过二级抽空管路4的另一端连接的真空泵进行抽吸达到预定时间长度时,停止真空泵的运行,并且同时发送电气信号给二级抽空阀门41,以启动二级抽空阀门41的执行机构4114,以使其向突起管道部分4113的一侧外壁施加压力,以使其移动抵靠到另一侧外壁,从而封闭二级抽空管路4。
在上述两级清理之后,根据本申请实施例,控制模块可以向充气阀门15发送电气信号,以启动充气阀门15的执行机构1514,以使其释放对于突起管道部分1513的外壁的挤压,从而使得突起管道部分1513的内部开放,通过充气管道的另一端连接的惰性气体源来向主管道1中供应例如氦气的惰性气体。
上述两级清理以及供应惰性气体的处理可以重复预定次数,并且当控制模块判断重复次数达到预定次数之后,可以根据一级抽空管道、二级抽空管道和主管道中设置的压力传感器的读数来确定各管道中的气体压力变化情况,并由此判断各管道是否存在泄露现象,从而控制模块可以根据该预定时间内的压力变化来计算供料系统的单位时间内的漏率值,并且当低于或等于预设的漏率阈值时,可以确定供料系统的各个管路中不存在泄漏情况。
当控制模块确定各个管道中不存在气体泄露时,即预定时间段内一级抽空管道、二级抽空管道和主管道中设置的压力传感器的读数的变化处于预定范围内,则可以对主管道执行抽真空处理,例如,可以发送信号给二级抽空阀门32来使用真空泵对主管道1进行抽真空处理,或者也可以发送信号给一级抽空阀门31来进行通过高速氮气进行的一级抽空处理,并之后可以发送信号给二级抽空阀门32,来进行真空泵的抽吸处理。在抽空处理之后,则控制模块可以发送拆卸信号,以便于将原料台上其中容纳的三氟化氯原料都已经排空的原料容器卸下,以便于更换为新的原料容器。
此外,本申请实施例还提出了一种气态三氟化氯原料的收料系统,图4为本申请提供的电子级别三氟化氯收料系统实施例的结构示意图。如图4中所示,该收料系统可以包括主管道6,该主管道6的一端通过主阀门61连接到用于储存经过纯化设备进行纯化处理后获得的高纯度三氟化氯产品的容器的进料口。例如,该主阀门61可以具有在垂直于主管道6的延伸方向突起的几字形管路611,该几字形管路611一端6111可以连接到主管道6的末端,并且另一端6112可以连接到产品容器的进料口。主阀门61还可以包括执行机构6114,该执行机构6114可以作用于几字形管路611的中间的突起管道部分6113的一侧,并且可以在例如压力或弹力的作用下对该突起管道部分6113的一侧外壁进行挤压,以使得该一侧外壁朝向另一侧外壁移动并最终抵靠到另一侧外壁。例如,该执行机构6114可以具有活塞结构,并且可以通过高压气源来提供高压气体作用在活塞上来对该突起管道部分6113的一侧外壁进行压迫,以将突起管道部分6113的该侧外壁向另一侧压迫,并最终使其与另一侧的管道壁接触,实现了对于该几字形管路611的封闭,并且还可以通过释放这样的压力来使得该突起管道部分6113的该侧外壁向远离另一侧的方向移动,从而该突起管道部分6113的内部恢复开放,使得纯化后的气体可以从其通过。
因此,可以通过上述主阀门61对于其突起管道部分6113的压迫和释放来允许或阻止纯化设备输出的纯化后的高纯度三氟化氯产品流入到主管道6连接到的产品容器中。
主管道6可以在其朝向另一端延伸的管道部分中通过收料阀门62连接到收料管道7,并且该收料管道7可以连接到用于对三氟化氯原料进行纯化的纯化设备,从而当执行机构6114处于对几字形管道的释放状态以使得纯化设备输出的纯化后的高纯度三氟化氯产品流入到主管道1连接到的产品容器中,从而可以对经过了纯化处理后的高纯度三氟化氯气体进行收集。
此外,主管道6的远离容器连接端的另一端可以分别连接一级抽空管道8和二级抽空管道9。在本申请实施例中,一级抽空管道8和二级抽空管道9的延伸方向可以不同,例如,可以在彼此相反的方向上延伸,从而在该主管道6的另一端与一级抽空管道8和二级抽空管道9的连接处,该三个管道可以彼此连通。并且在一级抽空管道8与主管道6的该另一端的连接处可以设置有一级抽空阀门81,并且在二级抽空管道9与主管道6的该另一端的连接处可以设置有二级抽空阀门91。该一级抽空阀门81和二级抽空阀门91均可以具有与主阀门61类似的构造。
例如,该一级抽空阀门81可以具有在垂直于一级抽空管路8的延伸方向突起的几字形管路811,该几字形管路811一端8111可以连接到一级抽空管道8,并且另一端8112可以连接到主管道6。一级抽空阀门81还可以包括执行机构8114,该执行机构8114可以作用于几字形管路8111的中间的突起管道部分8113的一侧,并且可以在例如压力或弹力的作用下对该突起管道部分18113的一侧外壁进行挤压,以使得该一侧外壁朝向另一侧外壁移动并最终抵靠到另一侧外壁。例如,该执行机构8114可以具有活塞结构,并且可以通过高压气源来提供高压气体作用在活塞上来对该突起管道部分8113的一侧外壁进行压迫,以将突起管道部分8113的该侧外壁向另一侧压迫,并最终使其与另一侧的管道壁接触,实现了对于该几字形管路811的封闭,并且还可以通过释放这样的压力来使得该突起管道部分8113的该侧外壁向远离另一侧的方向移动,从而该突起管道部分8113的内部恢复开放,使得抽空气体可以从其通过。
该一级抽空管道8的远离连接到主管道6的另一端的一端可以在垂直于该一级抽空管道8的延伸方向的方向上具有彼此相对的两个开口82,这两个开口82可以在垂直于一级抽空管道8的延伸方向的方向上延伸预定距离,并且可以具有漏斗形状,即,在远离一级抽空管道8的该一端的一侧的横截面积较大,而在该一端处与这两个开口的连接处的横截面积可以较小,从而在该一端处这两个彼此相对的开口82可以形成为漏斗形状并且与一级抽空管道8连通。在这两个开口82中,在竖直方向上位于下面的开口82可以连接到用于提供例如氮气的抽空气体的供气管道,并且上面的开口82可以连接到用于排出抽空后的尾气管道,从而在实际使用中,在一级抽空阀门81使得突起管道部分8113内部开放的情况下,并且在二级抽空阀门91关闭的情况下,主管道6、一级抽空管道8形成连通的状态,从而可以通过从下面的开口82吹入高速氮气,并且由于在两个开口82与一级抽空管道8的该一端形成的连通部分的横截面积较小,因此,下面的开口82吹入的高速氮气从横截面积较大的部分朝向面积较小的连通部分高速行进,并且因此,当经过面积较小的连通部分时,由于横截面积突然变小,因此使得刚刚进入上面的开口82的氮气的流速变得更高,同时由于连通部分不仅连通了上面和下面的两个开口82,而且还连通了一级抽空管道8,因此,这样高速通过上下两个开口82的连通部分的氮气对于在该连通部分处连通的一级抽空管道8形成负压,从而将一级抽空管道8中的气体吸入到该连通部分,并随着高速通过的氮气一起向上面的开口82所连接的尾气管道移动,最终通过尾气管道排出。在该过程中,由于一级抽空管道8的另一端与主管道6的另一端连通,因此,当从供气管道提供的氮气高速通过狭窄的连通部分时,由于高速行进而生成的负压可以将一级抽空管道8以及主管道6中的气体,例如残余的三氟化氯气体一并吸入到开口82中,并且随着氮气一起进入到上面的开口82中进而通过尾气管道排出。在本申请实施例中,由于三氟化氯具有高腐蚀性,因此,这样使用具有不同横截面积的两个开口82与一级抽空管道8形成的连接结构可以使得仅借助于从下面的开口82进入的高速氮气就可以对一级抽空管道8和主管道6中的三氟化氯残余气体进行清理,并且通过在连通部分处形成负压而吸入的三氟化氯残余气体实际上是被吸入到从连通部分处高速通过的氮气中,因此可以通过氮气对吸入的这些高腐蚀性的三氟化氯残余气体进行一定程度的稀释,从而减少净化系统需要单独配氮气稀释用于净化处理三氟化氯尾气。
此外,二级抽空阀门91可以具有在垂直于二级抽空管路4的延伸方向突起的几字形管路911,该几字形管路911一端9111可以连接到一级抽空管路4,并且另一端9112可以连接到主管道6。二级抽空阀门91还可以包括执行机构9114,该执行机构9114可以作用于几字形管路9111的中间的突起管道部分9113的一侧,并且可以在例如压力或弹力的作用下对该突起管道部分9113的一侧外壁进行挤压,以使得该一侧外壁朝向另一侧外壁移动并最终抵靠到另一侧外壁。例如,该执行机构9114可以具有活塞结构,并且可以通过高压气源来提供高压气体作用在活塞上来对该突起管道部分9113的一侧外壁进行压迫,以将突起管道部分9113的该侧外壁向另一侧压迫,并最终使其与另一侧的管道壁接触,实现了对于该几字形管路911的封闭,并且还可以通过释放这样的压力来使得该突起管道部分9113的该侧外壁向远离另一侧的方向移动,从而该突起管道部分9113的内部恢复开放,使得抽空气体可以从其通过。
二级抽空管道9的远离主管道6的另一端可以连接到真空泵设备,从而可以在上述使用从开口82进入的氮气对一级抽空管道8和主管道6进行一级抽空处理之后,通过关闭一级抽空阀门81来中断主管道6与一级抽空管道8之间的连通,并且开启二级抽空阀门91,使得二级抽空管道9与主管道6连通。在该情况下,可以借助于二级抽空管道9的另一端连接的真空泵来对二级抽空管道9和与其连通的主管道6进行进一步的气体抽吸。例如,由于在开放一级抽空管道8使其与主管道6连通的状态下,通过氮气高速经过开口82与一级抽空管道8的连通部分形成的负压的压力值较小,即,对一级抽空管道8和主管道6中的气体抽吸强度有限。通常情况下可以清除掉主管道6中的绝大部分的残余气体,并且因此可以在无需使用专门的抽吸设备,例如二级抽空管道9的另一端所连接的真空泵设备等等的情况下实现对于残余气体的清理,这样避免了由于残余气体的强腐蚀性对于抽吸设备的损坏。但是对于收集纯化设备所获得的高纯度三氟化氯气体的目的来说,这样的抽吸效果不足,因此可以在使用一级抽空管道8抽吸掉绝大部分高腐蚀性的残余气体之后,进一步使用专门的抽吸设备来使得主管道6中的真空度达到通过主管道6收集纯化设备输出的高纯度三氟化氯气体的要求。
此外,在本申请实施例中,还可以在一级抽空管道8的一级抽空阀门81与主管道6的另一端之间设置压力传感器,该压力传感器可以用于在通过一级抽空管道8的另一端吹入氮气进行一级抽空处理时检测抽吸的效果,即一级抽空管道8中的压力值,并且可以根据该压力值是否达到例如主管道6向纯化设备供料的要求的阈值来关闭一级抽空阀门81。
此外,在本申请实施例中,还可以在二级抽空管道9的二级抽空阀门91与主管道6的另一端之间设置压力传感器92,该压力传感器92可以用于在通过二级抽空管道9的另一端所连接的真空泵进行二级抽空处理时检测真空泵抽吸的效果,即二级抽空管道9中的压力值,并且可以根据该压力值是否达到例如主管道6向纯化设备供料的要求的阈值来关闭二级抽空阀门91。
此外,该主管道6上靠近其另一端与一级抽空管道8和二级抽空管道9的连接处可以进一步设置主抽空阀门62,该主抽空阀门62可以具有在垂直于主管道6的延伸方向突起的几字形管路621,该几字形管路621一端6211可以连接到主管道6上,并且另一端6212可以连接到主管道6的另一端与一级抽空管道8和二级抽空管道9的连接处。主抽空阀门62还可以包括执行机构6214,该执行机构6214可以作用于几字形管路6211的中间的突起管道部分6213的一侧,并且可以在例如压力或弹力的作用下对该突起管道部分6213的一侧外壁进行挤压,以使得该一侧外壁朝向另一侧外壁移动并最终抵靠到另一侧外壁。例如,该执行机构6214可以具有活塞结构,并且可以通过高压气源来提供高压气体作用在活塞上来对该突起管道部分6213的一侧外壁进行压迫,以将突起管道部分6213的该侧外壁向另一侧压迫,并最终使其与另一侧的管道壁接触,实现了对于该几字形管路621的封闭,并且还可以通过释放这样的压力来使得该突起管道部分6213的该侧外壁向远离另一侧的方向移动,从而该突起管道部分6213的内部恢复开放,使得气体可以从其通过。
在该主抽空阀门62与主管道6的另一端与一级抽空管道8和二级抽空管道9的连接之间还可以进一步设置压力传感器63,该压力传感器63可以用于在一级抽空管道8的另一端处通过高速氮气进行抽空的过程中,检测主管道6中的压力值,从而可以根据该压力值来确定主管道6中三氟化氯残余气体的量是否达到预定阈值,并且当根据该主管道6中的该压力值确定通过高速氮气抽空的效果已经达到预期时,可以控制一级抽空阀门81关闭。当然在本申请实施例中,也可以不设置该压力传感器63,而是通过对从开口82吹入的高速氮气的吹送时间进行计数,并且当该吹送时间达到预定时间阈值时,停止氮气的送入。
此外,主管道6还可以进一步在例如靠近主阀门61的位置可以进一步设置有收料阀门64,并借助于该收料阀门64连接到用于从纯化设备接收高纯度三氟化氯气体产品的收料管道。该收料阀门64可以具有在垂直于收料管路的延伸方向突起的几字形管路641,该几字形管路641的一端6411可以连接到主管道6上,并且另一端6412可以连接到收料管道,以便于将从纯化设备接收的高纯度三氟化氯气体产品输送到收料管道所连接到的主管道6,并进而输送到收料容器。收料阀门64还可以包括执行机构6414,该执行机构6414可以作用于几字形管路6411的中间的突起管道部分6413的一侧,并且可以在例如压力或弹力的作用下对该突起管道部分6413的一侧外壁进行挤压,以使得该一侧外壁朝向另一侧外壁移动并最终抵靠到另一侧外壁。例如,该执行机构6414可以具有活塞结构,并且可以通过高压气源来提供高压气体作用在活塞上来对该突起管道部分6413的一侧外壁进行压迫,以将突起管道部分6413的该侧外壁向另一侧压迫,并最终使其与另一侧的管道壁接触,实现了对于该几字形管路641的封闭,并且还可以通过释放这样的压力来使得该突起管道部分6413的该侧外壁向远离另一侧的方向移动,从而该突起管道部分6413的内部恢复开放,使得高纯度三氟化氯气体可以从其通过流向收料管道,以到达收料容器。
此外,在主管道6的该连接到收料阀门64的位置与主阀门61之间可以进一步设置有充气阀门65,并借助于该充气阀门65连接到用于提供例如氦气等惰性气体的充气管道。该充气阀门65可以具有在垂直于充气管道的延伸方向突起的几字形管路651,该几字形管路651的一端6511可以连接到主管道6上,并且另一端6512可以连接到充气管道,以便于向主管道6输送例如氦气的惰性气体。充气阀门65还可以包括执行机构6514,该执行机构6514可以作用于几字形管路6511的中间的突起管道部分6513的一侧,并且可以在例如压力或弹力的作用下对该突起管道部分6513的一侧外壁进行挤压,以使得该一侧外壁朝向另一侧外壁移动并最终抵靠到另一侧外壁。例如,该执行机构6514可以具有活塞结构,并且可以通过高压气源来提供高压气体作用在活塞上来对该突起管道部分6513的一侧外壁进行压迫,以将突起管道部分6513的该侧外壁向另一侧压迫,并最终使其与另一侧的管道壁接触,实现了对于该几字形管路651的封闭,并且还可以通过释放这样的压力来使得该突起管道部分6513的该侧外壁向远离另一侧的方向移动,从而该突起管道部分6513的内部恢复开放,使得惰性气体可以从其通过流向主管道6,以向主管道6中填充惰性气体。
此外,在本申请实施例中,在主阀门61与充气阀门65之间可以进一步设置有压力传感器,用于在通过充气阀门65打开通过充气管道向主管道6充入氦气时,通过该压力传感器检测主管道6中的压力值。
此外,根据本申请实施例的供料系统还可以进一步包括收料台10,该原料台10可以用于承载容纳有三氟化氯原料的三氟化氯原料容器。例如,在本申请实施例中,从纯化设备输出的高纯度三氟化氯产品为气体形态,并且因此,收料台10可以进一步包括冷却组件101和称重组件102。冷却组件101可以用于对收料台10所承载的收料容器进行冷却,以使得进入到收料容器中的高纯度三氟化氯气体可以变为液体形态进行存储,并且称重组件102可以用于测量收料台10所承载的收料容器的质量,以进一步确定收料容器中当前容纳的高纯度三氟化氯产品的量。例如,在本申请实施例中,冷却组件101可以具有环形形状,从而容纳高纯度三氟化氯产品的收料容器可以放置在其中,并且随着冷却组件101对于放置在其中的收料容器的冷却,使得容器中的高纯度三氟化氯气体产品从气态变为液态。
特别地,在本申请实施例中,可以在主阀门61附近的主管道6上进一步设置压力传感器66,该压力传感器66可以用于检测从主阀门61进入的气体的压力。此外,由于称重组件102可以实时地获得收料容器的重量,并由此可以实时地确定收料容器中高纯度三氟化氯气体的量,因此,可以计算出从纯化设备提供到主管道6中的高纯度三氟化氯产品的量,例如,可以在t1时刻检测到收料容器的重量为M1,并且在t1时刻之后的t2时刻检测到收料容器的重量为M2,从而可以确定在t1到t2的时间段内,从纯化设备经由主管道6输出到收料容器中的高纯度三氟化氯产品的量为M2-M1。因此,可以以该方式来确定单位时间内收集的高纯度三氟化氯产品的量,并且由于高纯度三氟化氯产品需要经过冷却组件101对收料容器的冷却而从气态变为液态,因此,以上述方式确定的单位时间内输送到收料容器的高纯度三氟化氯产品的量实际上就是通过冷却变为液态的三氟化氯原料的量,因此,可以根据上述方式确定的三氟化氯产品的收集速度来控制冷却组件101对收料容器的冷却温度,以匹配从纯化设备输出的高纯度三氟化氯产品的收料速度。
此外,在本申请实施例中,可以通过电信号来控制各个阀门,例如,可以将主阀门61连接到对应的电磁阀,并且可以通过控制模块来采集各个传感器的感测信号,并由此根据采集到的感测信号来控制电磁阀的开启,从而启动或关闭对应的阀门。
图5为本申请提供的电子级别三氟化氯收料方法一个实施例的流程图。该方法使用上述电子级别三氟化氯收料系统,并且该方法包括:
S501,检测收料容器与主阀门的连接,并当确定收料容器与主阀门连接时,控制主抽空阀门和一级抽空阀门开放主管道与一级抽空管道;
S502,从第一开口吹入氮气,并检测一级抽空管道中的第一压力值;
S503,当第一压力值低于第一抽空阈值时,控制一级抽空阀门关闭一级抽空管道并停止从第一开口吹入氮气;
S504,控制二级抽空阀门开放二级抽空管道并使用二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对二级抽空管道和主管道进行抽真空处理,并检测二级抽空管道中的第二压力值;
S505,当第二压力值低于第二抽空阈值时,控制二级抽空阀门关闭二级抽空管道并控制主抽空阀门关闭;
S506,控制充气阀门开放充气管道,以从充气管道向主管道充入惰性气体,并检测主管道中的第三压力值;
S507,当第三压力值达到充气阈值时,控制充气阀门关闭充气管道并停止从充入惰性气体;
S508,控制主抽空阀门打开,并控制一级抽空阀门开放一级抽空管道;
S509,从第一开口吹入氮气,并检测一级抽空管道中的第四压力值;
S510,当第四压力值低于第一抽空阈值时,控制一级抽空阀门关闭一级抽空管道并停止从第一开口吹入氮气;
S511,控制二级抽空阀门开放二级抽空管道并使用二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对二级抽空管道和主管道进行抽真空处理,并检测二级抽空管道中的第五压力值;
S512,当第五压力值低于第二抽空阈值时,控制二级抽空阀门关闭二级抽空管道并控制所述主抽空阀门关闭;
S513,控制充气阀门开放充气管道,以从充气管道向主管道充入惰性气体,并检测主管道中的第六压力值;
S514,当第六压力值达到充气阈值时,控制充气阀门关闭充气管道并停止充入惰性气体;
S515,确定第四压力值、第五压力值和第六压力值在预定时间段内的变化率;
S516,当第四压力值、第五压力值和第六压力值在预定时间段内的变化率低于预定泄露阈值时,控制主抽空阀门开启并对主管道进行抽真空处理,并对收料容器进行冷却处理。
S517,当收料容器的温度达到预设冷却温度值时,控制主阀门开放主管道并控制收料阀门开放收料管道,以使得经由纯化设备进行了纯化处理后的高纯度三氟化氯产品通过收料管道进入主管道。
因此,根据本申请实施例的高纯度三氟化氯产品收料方案,可以先将用于容纳高纯度三氟化氯产品的收料容器放置到收料台10上,例如,可以放置到冷却组件101中,并且将其连接到主阀门61。响应于该收料容器与主阀门61的连接,可以通过控制模块来启动主抽空阀门62的执行机构1214,以使其释放对于突起管道部分6213的外壁的挤压,从而使得突起管道部分6213的内部开放,从而可以对主管道6里的三氟化氯气体进行清理。例如,可以在开启主抽空阀门62之后,以类似的方式发送电气信号给一级抽空阀门81,以启动一级抽空阀门81的执行机构8114,以使其释放对于突起管道部分8113的外壁的挤压,从而使得突起管道部分8113的内部开放,通过一级抽空管道8对主管道6进行清理。例如,如上所述,可以通过供气管道来吹入高速氮气,从而通过高速氮气通过一级抽空管道8与开口82的连通部分形成的负压将一级抽空管道8和主管道6中残余的三氟化氯气体吸入到高速氮气气流中,并通过上面的开口82连接的尾气管道作为尾气排出。在该过程中,如上所述,可以使用主管道6上靠近主抽空阀门62设置的压力传感器63来检测通过一级抽空管道8进行的气体清理的效果,即压力值,并且当压力值达到预定阈值时,或者也可以在通过一级抽空管道8进行抽空达到预定时间长度时,停止从下面的开口82吹入氮气,并且同时发送电气信号给一级抽空阀门81,以启动一级抽空阀门81的执行机构8114,以使其向突起管道部分8113的一侧外壁施加压力,以使其移动抵靠到另一侧外壁,从而封闭一级抽空管道8。
之后,响应于一级抽空管道8的关闭,仍然可以通过控制模块向二级抽空管路4上的二级抽空阀门91发送电气信号,以启动二级抽空阀门91的执行机构9114,以使其释放对于突起管道部分9113的外壁的挤压,从而使得突起管道部分9113的内部开放,通过二级抽空管道9的另一端连接的真空泵来对二级抽空管道9和与其连通的主管道6进行进一步的气体抽吸。由于在开放一级抽空管道8使其与主管道6连通的状态下,通过氮气高速经过开口82与一级抽空管道8的连通部分形成的负压的压力值较小,即,对一级抽空管道8和主管道6中的气体抽吸强度有限。通常情况下可以清除掉主管道6中的绝大部分的残余气体,并且因此可以在无需使用专门的抽吸设备,例如二级抽空管道9的另一端所连接的真空泵设备等等的情况下实现对于残余气体的清理,这样避免了由于残余气体的强腐蚀性对于抽吸设备的损坏。但是对于为纯化设备提供原料气体的目的来说,这样的抽吸效果不足,因此可以在使用一级抽空管道8抽吸掉绝大部分高腐蚀性的残余气体之后,进一步使用专门的抽吸设备来使得主管道6中的真空度达到主管道6向纯化设备进行供料的要求。因此,在控制模块控制二级抽空阀门91开启的状态下,可以通过二级抽空管道9的二级抽空阀门91与主管道6的另一端之间设置的压力传感器42来检测真空泵抽吸的效果,即二级抽空管道9中的压力值,并且当压力值达到预定阈值时,或者也可以在通过二级抽空管路4的另一端连接的真空泵进行抽吸达到预定时间长度时,停止真空泵的运行,并且同时发送电气信号给二级抽空阀门91,以启动二级抽空阀门91的执行机构9114,以使其向突起管道部分9113的一侧外壁施加压力,以使其移动抵靠到另一侧外壁,从而封闭二级抽空管路4。
在上述两级清理之后,根据本申请实施例,控制模块可以向充气阀门65发送电气信号,以启动充气阀门65的执行机构6514,以使其释放对于突起管道部分6513的外壁的挤压,从而使得突起管道部分6513的内部开放,通过充气管道的另一端连接的惰性气体源来向主管道6中供应例如氦气的惰性气体。
上述两级清理以及供应惰性气体的处理可以重复预定次数,并且当控制模块判断重复次数达到预定次数之后,可以根据一级抽空管道、二级抽空管道和主管道中设置的压力传感器的读数来确定各管道中的气体压力变化情况,并由此判断各管道是否存在泄露现象,从而控制模块可以根据该预定时间内的压力变化来计算供料系统的单位时间内的漏率值,并且当低于或等于预设的漏率阈值时,可以确定收料系统的各个管路中不存在泄漏情况。
当控制模块确定各管道中不存在气体泄露时,即预定时间段内各管道中设置的压力传感器的读数的变化处于预定范围内,则可以对主管道6执行抽真空处理,例如,可以发送信号给二级抽空阀门91,以便于使用真空泵来对主管道6执行抽空处理,或者也可以发送信号给一级抽空阀门81来进行通过高速氮气进行的一级抽空处理,并之后可以发送信号给二级抽空阀门82,来进行真空泵的抽吸处理。在上述抽空处理之后或同时,控制模块可以向冷却组件发送控制信号,以对收料容器进行冷却,并且当收料容器的温度达到预定冷却温度时,可以向收料阀门64发送电气信号,以启动收料阀门64的执行机构6414,以使其释放对于突起管道部分6413的外壁的挤压,从而使得突起管道部分6413的内部开放,从纯化设备收集高纯度三氟化氯产品。
图6为本申请提供的电子级别三氟化氯收料方法另一个实施例的流程图。该方法使用上述电子级别三氟化氯收料系统,并且该方法包括:
S601,检测收料容器中的高纯度三氟化氯产品的收集情况,并当确定收料容器中的高纯度三氟化氯产品已经达到预定量,控制收料阀门关闭收料管道并控制主阀门关闭主管道与收料容器的连通;
S602,控制主抽空阀门和一级抽空阀门开放主管道与一级抽空管道;
S603,从第一开口吹入氮气,并检测一级抽空管道中的第一压力值;
S604,当第一压力值低于第一抽空阈值时,控制一级抽空阀门关闭一级抽空管道并停止从第一开口吹入氮气;
S605,控制二级抽空阀门开放二级抽空管道并使用二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对二级抽空管道和主管道进行抽真空处理,并检测二级抽空管道中的第二压力值;
S606,当第二压力值低于第二抽空阈值时,控制二级抽空阀门关闭二级抽空管道并控制所述主抽空阀门关闭;
S607,控制充气阀门开放充气管道,以从充气管道向主管道充入惰性气体,并检测主管道中的第三压力值;
S608,当第三压力值达到充气阈值时,控制充气阀门关闭充气管道并停止从充入惰性气体;
S609,控制主抽空阀门打开,控制一级抽空阀门开放一级抽空管道;
S610,从第一开口吹入氮气,并检测一级抽空管道中的第四压力值;
S611,当第四压力值低于第一抽空阈值时,控制一级抽空阀门关闭一级抽空管道并停止从第一开口吹入氮气;
S612,控制二级抽空阀门开放二级抽空管道并使用二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对二级抽空管道和主管道进行抽真空处理,并检测二级抽空管道中的第五压力值和主管道的第六压力值;
S613,当第五压力值低于第二抽空阈值时,控制二级抽空阀门关闭二级抽空管道,并控制主抽空阀门关闭;
S614,确定第四压力值、第五压力值和第六压力值在预定时间段内的变化率;
S615,当第四压力值、第五压力值和第六压力值在预定时间段内的变化率低于预定泄露阈值时,发出收料容器的拆卸信号。
当收料容器中已经收集了其容量大小的高纯度三氟化氯产品时,控制模块可以关闭主阀门61和收料阀门64,以切断从纯化设备到收料容器的输送路径。之后,控制模块可以通过发送电气信号来启动主抽空阀门62的执行机构6214,以使其释放对于突起管道部分6213的外壁的挤压,从而使得突起管道部分6213的内部开放,从而可以对收集了纯化设备的高纯度三氟化氯气体之后在主管道6里残余的三氟化氯气体进行清理。例如,可以在开启主抽空阀门62之后,以类似的方式发送电气信号给一级抽空阀门81,以启动一级抽空阀门81的执行机构8114,以使其释放对于突起管道部分8113的外壁的挤压,从而使得突起管道部分8113的内部开放,通过一级抽空管道8对主管道6进行清理。例如,如上所述,可以通过供气管道来吹入高速氮气,从而通过高速氮气通过一级抽空管道8与开口82的连通部分形成的负压将一级抽空管道8和主管道6中残余的三氟化氯气体吸入到高速氮气气流中,并通过上面的开口82连接的尾气管道作为尾气排出。在该过程中,如上所述,可以使用主管道6上靠近主抽空阀门62设置的压力传感器63来检测通过一级抽空管道8进行的气体清理的效果,即压力值,并且当压力值达到预定阈值时,或者也可以在通过一级抽空管道8进行抽空达到预定时间长度时,停止从下面的开口82吹入氮气,并且同时发送电气信号给一级抽空阀门81,以启动一级抽空阀门81的执行机构8114,以使其向突起管道部分8113的一侧外壁施加压力,以使其移动抵靠到另一侧外壁,从而封闭一级抽空管道8。
之后,响应于一级抽空管道8的关闭,可以通过控制模块向二级抽空管道9上的二级抽空阀门91发送电气信号,以启动二级抽空阀门91的执行机构9114,以使其释放对于突起管道部分9113的外壁的挤压,从而使得突起管道部分9113的内部开放,通过二级抽空管道9的另一端连接的真空泵来对二级抽空管道9和与其连通的主管道6进行进一步的气体抽吸。由于在开放一级抽空管道8使其与主管道6连通的状态下,通过氮气高速经过开口82与一级抽空管道8的连通部分形成的负压的压力值较小,即,对一级抽空管道8和主管道6中的气体抽吸强度有限。通常情况下可以清除掉主管道6中的绝大部分的残余气体,并且因此可以在无需使用专门的抽吸设备,例如二级抽空管道9的另一端所连接的真空泵设备等等的情况下实现对于残余气体的清理,这样避免了由于残余气体的强腐蚀性对于抽吸设备的损坏。但是,这样的抽吸效果不足,因此可以在使用一级抽空管道8抽吸掉绝大部分高腐蚀性的残余气体之后,进一步使用专门的抽吸设备来使得主管道6中的真空度达到主管道6向纯化设备进行供料的要求。因此,在控制模块控制二级抽空阀门91开启的状态下,可以通过二级抽空管道9的二级抽空阀门91与主管道6的另一端之间设置的压力传感器92来检测真空泵抽吸的效果,即二级抽空管道9中的压力值,并且当压力值达到预定阈值时,或者也可以在通过二级抽空管路4的另一端连接的真空泵进行抽吸达到预定时间长度时,停止真空泵的运行,并且同时发送电气信号给二级抽空阀门91,以启动二级抽空阀门91的执行机构9114,以使其向突起管道部分9113的一侧外壁施加压力,以使其移动抵靠到另一侧外壁,从而封闭二级抽空管路4。
在上述两级清理之后,根据本申请实施例,控制模块可以向充气阀门65发送电气信号,以启动充气阀门65的执行机构6514,以使其释放对于突起管道部分6513的外壁的挤压,从而使得突起管道部分6513的内部开放,通过充气管道的另一端连接的惰性气体源来向主管道6中供应例如氦气的惰性气体。
上述两级清理以及供应惰性气体的处理可以重复预定次数,并且当控制模块判断重复次数达到预定次数之后,可以根据一级抽空管道、二级抽空管道和主管道中设置的压力传感器的读数来确定各管道中的气体压力变化情况,并由此判断各管道是否存在泄露现象,从而控制模块可以根据该预定时间内的压力变化来计算收料系统的单位时间内的漏率值,并且当低于或等于预设的漏率阈值时,可以确定收料系统的各个管路中不存在泄漏情况。
当控制模块确定主管道6中不存在气体泄露时,即预定时间段内一级抽空管道、二级抽空管道和主管道中设置的压力传感器的读数的变化处于预定范围内,则控制模块可以发送拆卸信号,以便于将收料台上已经装载了其容量大小的高纯度三氟化氯产品的容器卸下,以便于更换为新的收料容器。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电子级别三氟化氯供料系统,包括:主管道、一级抽空管道、二级抽空管道和控制模块,其中,
主管道的一端连接到主阀门,以通过所述主阀门连接到储存有三氟化氯原料的原料容器,并且所述主管道的另一端通过主抽空阀门与所述一级抽空管道和所述二级抽空管道连接并且在连接处彼此连通,所述一级抽空管道和所述二级抽空管道在所述连接处分别设置有一级抽空阀门和二级抽空阀门,所述一级抽空阀门和所述二级抽空阀门分别在其一端连接到所述连接处,并且另一端连接到所述一级抽空阀门和所述二级抽空阀门;
所述一级抽空管道的远离所述连接处的另一端在垂直于所述一级抽空管道的延伸方向的方向上具有彼此相对的第一开口和第二开口,以分别连接到氮气输送管道和尾气排出管道,其中所述第一开口和所述第二开口分别在垂直于所述一级抽空管道的延伸方向的相反方向上延伸并在与所述一级抽空管道的连通处具有第一横截面积以及在远离与所述一级抽空管道的连通处的一端具有第二横截面,所述第一横截面积小于所述第二横截面积;
所述二级抽空管道的远离所述连接处的另一端连接到真空抽吸设备;
所述主管道在所述主阀门与所述主抽空阀门之间连接到供料阀门和充气阀门,以通过所述供料阀门连接到三氟化氯纯化设备,并且通过所述充气阀门连接到提供惰性气体的充气管道,
所述主阀门、所述主抽空阀门、所述一级抽空阀门、所述二级抽空阀门、所述供料阀门和所述充气阀门中的一个或多个具有垂直于管道的延伸方向突起的几字形管路和执行机构,其中,所述执行机构作用于所述几字形管路的突起管道部分的一侧,以使其在所述执行机构的作用下向另一侧移动或远离另一侧移动,
所述控制模块电连接到所述主阀门、所述主抽空阀门、所述一级抽空阀门、所述二级抽空阀门、所述供料阀门和所述充气阀门中的每一个,以向其发送控制信号。
2.根据权利要求1所述的电子级别三氟化氯供料系统,其中,所述系统进一步包括原料台,所述原料台包括加热组件和称重组件,其中,所述称重组件位于原料容器下方,所述加热组件具有环绕所述原料容器的形状,并且所述称重组件和所述加热组件分别电连接到所述控制模块,以将其获得的所述原料容器的质量和温度发送给所述控制模块,并且从所述控制模块接收控制信号。
3.根据权利要求1所述的电子级别三氟化氯供料系统,所述系统进一步包括分别设置所述一级抽空管道、所述主管道、所述二级抽空管道上的一个或多个压力传感器,并且所述控制模块电连接到所述压力传感器,以从其接收压力感测结果。
4.一种电子级别三氟化氯供料方法,其使用根据权利要求1-3中任一项所述的电子级别三氟化氯供料系统,并且包括:
检测原料容器与所述主阀门的连接,并当确定原料容器与所述主阀门连接时,控制所述主抽空阀门和所述一级抽空阀门开放所述主管道与所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第一压力值;
当所述第一压力值低于第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第二压力值;
当所述第二压力值低于第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道并控制所述主抽空阀门关闭;
控制充气阀门开放所述充气管道,以从所述充气管道向所述主管道充入惰性气体,并检测所述主管道中的第三压力值;
当所述第三压力值达到充气阈值时,控制所述充气阀门关闭所述充气管道并停止从充入所述惰性气体;
控制所述主抽空阀门打开,控制所述一级抽空阀门开放所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第四压力值;
当所述第四压力值低于所述第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第五压力值;
当所述第五压力值低于所述第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道,并控制主抽空阀门关闭;
控制充气阀门开放所述充气管道,以从所述充气管道向所述主管道充入惰性气体,并检测所述主管道中的第六压力值;
当所述第六压力值达到充气阈值时,控制所述充气阀门关闭所述充气管道并停止充入所述惰性气体;
确定所述第四压力值、所述第五压力值和所述第六压力值在预定时间段内的变化率;
当所述第四压力值、所述第五压力值和所述第六压力值在预定时间段内的变化率低于预定泄露阈值时,控制所述主抽空阀门开启并对所述主管道进行抽真空处理;
控制所述主阀门开放所述主管道,并对所述原料容器执行加热处理,以使得三氟化氯原料气体进入所述主管道。
5.一种电子级别三氟化氯供料方法,其使用根据权利要求1-3中任一项所述的电子级别三氟化氯供料系统,并且包括:
检测原料容器中的三氟化氯原料的消耗情况,并当确定原料容器中的三氟化氯原料已经消耗完毕,控制所述供料阀门关闭供料管道并控制所述主阀门关闭所述主管道与所述原料容器的连通;
控制主抽空阀门和所述一级抽空阀门开放所述主管道与所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第一压力值;
当所述第一压力值低于第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第二压力值;
当所述第二压力值低于第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道并控制所述主抽空阀门关闭;
控制充气阀门开放所述充气管道,以从所述充气管道向所述主管道充入惰性气体,并检测所述主管道中的第三压力值;
当所述第三压力值达到充气阈值时,控制所述充气阀门关闭所述充气管道并停止从充入所述惰性气体;
控制所述主抽空阀门打开,控制所述一级抽空阀门开放所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第四压力值;
当所述第四压力值低于所述第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第五压力值和所述主管道中的第六压力值;
当所述第五压力值低于所述第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道,并关闭所述主抽空阀门;
确定所述第四压力值、所述第五压力值和所述主管道中的第六压力值在预定时间段内的变化率;
当所述第四压力值、所述第五压力值和所述主管道中的第六压力值在预定时间段内的变化率低于预定泄露阈值时,发出原料容器的拆卸信号。
6.一种电子级别三氟化氯收料系统,包括:主管道、一级抽空管道、二级抽空管道和控制模块,其中,
主管道的一端连接到主阀门,以通过所述主阀门连接到用于储存纯化处理后的高纯度三氟化氯产品的收料容器,并且所述主管道的另一端通过主抽空阀门与所述一级抽空管道和所述二级抽空管道连接并且在连接处彼此连通,所述一级抽空管道和所述二级抽空管道在所述连接处分别设置有一级抽空阀门和二级抽空阀门,所述一级抽空阀门和所述二级抽空阀门分别在其一端连接到所述连接处,并且另一端连接到所述一级抽空阀门和所述二级抽空阀门;
所述一级抽空管道的远离所述连接处的另一端在垂直于所述一级抽空管道的延伸方向的方向上具有彼此相对的第一开口和第二开口,以分别连接到氮气输送管道和尾气排出管道,其中所述第一开口和所述第二开口分别在垂直于所述一级抽空管道的延伸方向的相反方向上延伸并在与所述一级抽空管道的连通处具有第一横截面积以及在远离与所述一级抽空管道的连通处的一端具有第二横截面,所述第一横截面积小于所述第二横截面积;
所述二级抽空管道的远离所述连接处的另一端连接到真空抽吸设备;
所述主管道在所述主阀门与所述主抽空阀门之间连接到收料阀门和充气阀门,以通过所述收料阀门连接到三氟化氯纯化设备,并且通过所述充气阀门连接到提供惰性气体的充气管道,
所述主阀门、所述主抽空阀门、所述一级抽空阀门、所述二级抽空阀门、所述收料阀门和所述充气阀门中的一个或多个具有垂直于管道的延伸方向突起的几字形管路和执行机构,其中,所述执行机构作用于所述几字形管路的突起管道部分的一侧,以使其在所述执行机构的作用下向另一侧移动或远离另一侧移动,
所述控制模块电连接到所述主阀门、所述主抽空阀门、所述一级抽空阀门、所述二级抽空阀门、所述收料阀门和所述充气阀门中的每一个,以向其发送控制信号。
7.根据权利要求6所述的电子级别三氟化氯收料系统,其中,所述系统进一步包括收料台,所述收料台包括冷却组件和称重组件,其中,所述称重组件位于收料容器下方,所述冷却组件具有环绕所述收料容器的形状,并且所述称重组件和所述冷却组件分别电连接到所述控制模块,以将其获得的所述收料容器的质量和温度发送给所述控制模块,并且从所述控制模块接收控制信号。
8.根据权利要求6所述的电子级别三氟化氯收料系统,所述系统进一步包括分别设置所述主管道、所述一级抽空管道和所述二级抽空管道上的一个或多个压力传感器,并且所述控制模块电连接到所述压力传感器,以从其接收压力感测结果。
9.一种电子级别三氟化氯收料方法,其使用根据权利要求6-8中任一项所述的电子级别三氟化氯收料系统,并且包括:
检测收料容器与所述主阀门的连接,并当确定收料容器与所述主阀门连接时,控制所述主抽空阀门和所述一级抽空阀门开放所述主管道与所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第一压力值;
当所述第一压力值低于第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第二压力值;
当所述第二压力值低于第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道并控制所述主抽空阀门关闭;
控制充气阀门开放所述充气管道,以从所述充气管道向所述主管道充入惰性气体,并检测所述主管道中的第三压力值;
当所述第三压力值达到充气阈值时,控制所述充气阀门关闭所述充气管道并停止从充入所述惰性气体;
控制主抽空阀门打开,控制所述一级抽空阀门开放所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第四压力值;
当所述第四压力值低于所述第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第五压力值;
当所述第五压力值低于所述第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道并控制所述主抽空阀门关闭;
控制充气阀门开放所述充气管道,以从所述充气管道向所述主管道充入惰性气体,并检测所述主管道中的第六压力值;
当所述第六压力值达到充气阈值时,控制所述充气阀门关闭所述充气管道并停止从充入所述惰性气体;
确定所述第四压力值、所述第五压力值和所述第六压力值在预定时间段内的变化率;
当所述第四压力值、所述第五压力值和所述第六压力值在预定时间段内的变化率低于预定泄露阈值时,控制所述主抽空阀门开启并对所述主管道进行抽真空处理,并对所述收料容器进行冷却处理;
当所述收料容器的温度达到预设冷却温度值时,控制所述主阀门开放所述主管道并控制所述收料阀门开放收料管道,以使得经由所述纯化设备进行了纯化处理后的高纯度三氟化氯产品通过所述收料管道进入所述主管道。
10.一种电子级别三氟化氯收料方法,其使用根据权利要求6-8中任一项所述的电子级别三氟化氯收料系统,并且包括:
检测收料容器中的高纯度三氟化氯产品的收集情况,并当确定收料容器中的高纯度三氟化氯产品已经达到预定量,控制所述收料阀门关闭收料管道并控制所述主阀门关闭所述主管道与所述收料容器的连通;
控制主抽空阀门和所述一级抽空阀门开放所述主管道与所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第一压力值;
当所述第一压力值低于第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第二压力值;
当所述第二压力值低于第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道并控制所述主抽空阀门关闭;
控制充气阀门开放所述充气管道,以从所述充气管道向所述主管道充入惰性气体,并检测所述主管道中的第三压力值;
当所述第三压力值达到充气阈值时,控制所述充气阀门关闭所述充气管道并停止从充入所述惰性气体;
控制所述主抽空阀门开启并控制所述一级抽空阀门开放所述一级抽空管道;
从所述第一开口吹入氮气,并检测所述一级抽空管道中的第四压力值;
当所述第四压力值低于所述第一抽空阈值时,控制所述一级抽空阀门关闭所述一级抽空管道并停止从所述第一开口吹入氮气;
控制所述二级抽空阀门开放所述二级抽空管道并使用所述二级抽空管道的末端连接的真空抽吸设备对所述二级抽空管道和所述主管道进行抽真空处理,并检测所述二级抽空管道中的第五压力值和所述主管道中的第六压力值;
当所述第五压力值低于所述第二抽空阈值时,控制所述二级抽空阀门关闭所述二级抽空管道并关闭主抽空阀门;
确定所述第四压力值、所述第五压力值和所述第六压力值在预定时间段内的变化率;
当所述第四压力值、所述第五压力值和所述第六压力值在预定时间段内的变化率低于预定泄露阈值时,发出收料容器的拆卸信号。
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