CN117212578A - 一种进气法兰组件及尾气处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种进气法兰组件及尾气处理系统，属于尾气处理技术领域，解决了现有技术中无法在限定的预留空间内实现对客户所有制程尾气进行处理、尾气处理需要配备较多尾气设备导致尾气处理成本较大、进气管中距离吹扫管道较远的位置粉尘堆积越严重中的至少一个问题。该进气法兰组件，包括尾气进气法兰以及多个进气管，多个进气管均与尾气进气法兰连接，每个进气管包括一个进气直管以及多个进气弯管，进气弯管的一端与尾气出口连接，进气弯管的另一端与进气直管的一端连接，进气直管的另一端与尾气进气法兰连接，沿远离进气直管方向，进气弯管朝背向尾气进气法兰的轴线的方向弯折；进气直管与尾气进气法兰相垂直。本发明可用于尾气处理。

Description

一种进气法兰组件及尾气处理系统

技术领域

本发明属于尾气处理技术领域，具体涉及一种进气法兰组件及尾气处理系统。

背景技术

在半导体制程过程中，会产生大量的有毒、腐蚀性强且易燃的尾气，通常将这些尾气通入至尾气处理系统中对其进行无害化处理。

通常客户现场预留的空间有效，现有的尾气处理系统无法在限定的预留空间内实现对客户所有制程尾气进行处理。另外，现有技术中，为了能够对所有制程尾气进行处理，通常需要配备多个尾气处理系统，导致尾气处理成本较大。

此外，对于含尘量高的尾气进行处理，用于尾气输入的进气管容易被粉尘堵塞，因此，通常需要配备额外的吹扫管道，该吹扫管道设于进气管的侧壁，进气管道中喷出N₂气流，对进气管中的粉尘进行吹扫。但是，吹扫管道喷出的N₂气流，在行进的过程中力度会逐渐变弱，导致进气管中距离吹扫管道较远的位置粉尘堆积越严重，影响尾气处理系统的进气。

迫切需要研发一种能够解决上述问题的尾气处理系统。

发明内容

鉴于以上分析，本发明旨在提供一种进气法兰组件及尾气处理系统，解决了现有技术中无法在限定的预留空间内实现对客户所有制程尾气进行处理、尾气处理需要配备较多尾气设备导致尾气处理成本较大、进气管中距离吹扫管道较远的位置粉尘堆积越严重中的至少一个问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种进气法兰组件，包括尾气进气法兰以及多个进气管，多个进气管均与尾气进气法兰连接，每个进气管包括一个进气直管以及多个进气弯管，进气弯管的一端与尾气出口连接，进气弯管的另一端与进气直管的一端连接，进气直管的另一端与尾气进气法兰连接，沿逐渐远离进气直管方向，所述进气弯管朝背向尾气进气法兰的轴线的方向弯折；进气直管的轴向垂直于尾气进气法兰的上表面。

进一步地，进气弯管与尾气出口通过波纹管连接。

进一步地，进气管还包括一个混气管，混气管具有多个进气口和一个出气口，所述进气弯管与进气口一一对应连接，所述出气口与进气直管连接。

进一步地，进气弯管的直径＞混气管的直径＞进气直管的直径。

进一步地，上述进气法兰组件还包括吹扫组件，吹扫组件包括吹扫主管和吹扫支管，吹扫支管设于进气管中且沿进气管的长度方向延伸，吹扫支管上开设多个吹扫通孔，吹扫主管贯穿进气管的内壁，吹扫主管的一端与供气设备连接，另一端与吹扫支管连接。

进一步地，吹扫支管设于进气弯管和/或进气直管中。

进一步地，吹扫主管的直径为4～10mm，吹扫支管的直径为4～10mm。

进一步地，吹扫支管上，相邻两个吹扫通孔之间距离为5～15mm。

本发明还提供了一种尾气处理系统，其特征在于，包括上述进气法兰组件。

进一步地，上述进气法兰组件还包括氮气旋流法兰，氮气旋流法兰设于尾气进气法兰内腔的顶部，氮气旋流法兰上开设气流环道，气流环道的外壁开设进气孔，气流环道的内壁开设出气孔，出气孔的出气方向相对于氮气旋流法兰的径向倾斜设置。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

A)本发明提供的进气法兰组件，一方面，一个进气直管对应多个进气弯管，多个进气弯管中的尾气汇入一个进气直管，从而能够在不增大尾气处理系统的进气法兰组件的体积的前提下，对接客户现场更多制程的尾气出口。客户现场通常为生产制程外预留的空间体积较小，并且处理制程尾气的预算也有限，因此本发明提供的进气法兰组件能够满足更小的体积处理更多制程的尾气。并且当2个进气弯管公用1个进气直管时，原先八个制程的尾气出口需要连接两台尾气处理系统，本实施例中仅需要连接一台尾气处理系统即可满足尾气处理的需求，大大节约了尾气处理的成本。

B)本发明提供的进气法兰组件，能够在现有尾气处理系统结构和尺寸基本上不变的基础上，处理更多制程的尾气。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例一提供的进气法兰组件的立体图；

图2为本发明实施例一提供的进气法兰组件的主视图；

图3为本发明实施例一提供的进气法兰组件中进气管与吹扫组件的位置示意图；

图4为本发明实施例二提供的尾气处理设备的爆炸图；

图5为本发明实施例二提供的尾气处理设备中氮气旋流法兰的结构示意图；

图6为图5的横向剖视图；

图7为本发明实施例二提供的尾气处理设备中法兰分离件、尾气进气法兰和氮气进气法兰的位置示意图；

图8为本发明实施例二提供的尾气处理设备中卡钩、尾气进气法兰、氮气进气法兰、水幕法兰和凸缘的连接示意图。

附图标记：

1-吹扫主管；2-吹扫支管；3-吹扫通孔；4-进气管；402-进气直管；401-进气弯管；403-混气管；5-支撑板；6-支撑通孔；7-紧固件；8-连接管；9-氮气旋流法兰；10-气流环道；11-进气孔；12-出气孔；13-尾气进气法兰；14-氮气进气法兰；15-第一凸块；16-第二凸块；17-分离螺丝；18-第一卡块；19-锁紧螺丝；20-第二卡块；21水幕法兰；22-凸缘；23-反应腔。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

实施例一

本实施例提供了一种进气法兰组件，参见图1至图2，包括尾气进气法兰13以及多个进气管4，多个进气管4均与尾气进气法兰13连接，每个进气管4包括一个进气直管402以及多个进气弯管401，也就是说，多个进气弯管401共用一个进气直管402，进气弯管401的一端与客户生产车间的尾气出口连接，进气弯管401的一端与进气直管402的一端连接，进气直管402的另一端与尾气进气法兰13连接；沿逐渐远离进气直管402方向，进气弯管401朝背向尾气进气法兰13的轴线的方向弯折；进气直管402的轴向垂直于尾气进气法兰13的上表面。

示例性地，从空间布局的角度考虑，进气弯管401的数量为2～4个。本实施例中2个进气弯管401公用1个进气直管402。

与现有技术相比，本实施例提供的进气法兰组件，一方面，一个进气直管402对应多个进气弯管401，多个进气弯管401中的尾气汇入一个进气直管402，从而能够在不增大尾气处理系统的进气法兰组件的体积的前提下，对接客户现场更多制程的尾气出口。客户现场通常为生产制程外预留的空间体积较小，并且处理制程尾气的预算也有限，因此本实施例提供的进气法兰组件能够满足更小的体积处理更多制程的尾气。并且当2个进气弯管401公用1个进气直管402时，原先八个制程的尾气出口需要连接两台尾气处理系统，本实施例中仅需要连接一台尾气处理系统即可满足尾气处理的需求，大大节约了尾气处理的成本。

另一方面，由于进气直管402的轴向垂直于尾气进气法兰13的平面，尾气进气法兰13上表面的空间有限，沿逐渐远离进气直管402方向，进气弯管401朝背向尾气进气法兰13的轴线的方向弯折，能够保证尾气进气法兰13上方具有足够的空间容纳多个进气弯管401，避免多个进气弯管401之间相互干涉，从而能够布置更多的进气弯管401。

需要说明的是，采用上述结构的进气法兰组件，能够在现有尾气处理系统结构和尺寸基本上不变的基础上，处理更多制程的尾气。

为了便于进气弯管401与客户生产车间的尾气出口之间的连接，进气弯管401与客户生产车间的尾气出口通过波纹管连接，示例性地，进气弯管401的一端为波纹管，波纹管与客户生产车间的尾气出口连接，波纹管可选用不锈钢波纹管，这样，进气弯管401与不锈钢波纹管之间对接更容易。

考虑到不同生产车间所产生的尾气成分各有不同，为了能够对尾气进行均匀地无害化处理，上述进气管4还包括一个混气管403，混气管403具有多个进气口和一个出气口，进气弯管401与进气口一一对应，出气口与进气直管402连接，也就是说，进气弯管401通过混气管403与进气直管402连接。这样，从不同进气弯管401流入的尾气能够在混气管403中进行混合，从而能够对尾气进行均匀地无害化处理。

为了能够进一步减少粉尘在进气管内堆积的情况，进气弯管401的直径＞混气管403的直径＞进气直管402的直径，这样，尾气从进气弯管401进入，并依次流经混气管403和进气直管402，尾气流经的管道直径逐渐减小，尾气的流速相应地会逐渐增大，从而能够进一步减少粉尘在进气管4内堆积的情况。

为了能够对进气管4进行360°吹扫，上述进气法兰组件还包括吹扫组件，参见图3，吹扫组件包括吹扫主管1和吹扫支管2，吹扫支管2设于进气管4中且沿进气管4的长度方向延伸，吹扫支管2上开设多个吹扫通孔3，吹扫主管1贯穿进气管4的内壁，吹扫主管1的一端与供气设备连接，另一端与吹扫支管2连接，吹扫支管2的长度可以小于、等于或大于进气管4的长度。需要说明的是，吹扫组件可以设于进气弯管401中，也可以设于进气直管402中或者同时设于进气弯管401和进气直管402中。这样，当处理含尘量较多的尾气时，开启供气设备，供气设备中的气体(例如，惰性气体N₂、压缩空气等)依次通过吹扫主管1、吹扫支管2和吹扫通孔3吹入进气管4中，对进气管4侧壁沉积的粉尘进行吹扫。下述文本以供气设备中气体为N₂为例进行说明。采用上述结构的吹扫组件，在进气管4内设置沿其长度方向延伸的吹扫支管2，吹扫支管2上设置吹扫通孔3，N₂通过吹扫主管1、吹扫支管2输送至吹扫通孔3，并通过吹扫通孔3吹入进气管4中，由于从每个吹扫通孔3上流出的N₂气流均具有足够的强度，从而能够对进气管4内壁不同位置上沉积的粉尘进行整体、均匀吹扫，有效减少进气管粉尘堆积严重的问题，保证尾气处理系统的正常进气。

为了能够保证N₂的吹扫强度，示例性地，上述吹扫主管1的直径为4～10mm，吹扫支管2的直径为4～10mm，吹扫支管2上相邻两个吹扫通孔3之间距离为5～15mm。

值得注意的是，当处理粉尘量较少的尾气时，可以不进行N₂吹扫，因此，上述吹扫主管1的一端与供气设备可拆卸连接，进气管4具有吹扫模式和非吹扫模式，进气管4处于吹扫模式，吹扫主管1的一端与供气设备连接，进气管4处于非吹扫模式，上述进气管4的吹扫组件还包括堵头，堵头插入吹扫主管1的一端且与吹扫主管1密封连接，对吹扫主管1进行封闭。

为了能够减少在吹扫过程中发生的晃动，上述进气管4的吹扫组件还包括设于进气管4外壁的支撑板5，支撑板5上开设支撑通孔6，进气管4上开设安装通孔，支撑通孔6和安装通孔位置相对应，吹扫主管1穿过支撑通孔6和安装通孔且与两者固定连接，这样，通过支撑板5的设置，相当于增大了进气管4的壁厚，从而能够对吹扫主管1进行稳定支撑。

为了能够实现吹扫主管1的稳定安装，避免吹扫主管1从支撑通孔6和安装通孔中脱出，上述进气管4的吹扫组件还包括紧固件7，紧固件7位于支撑板5远离进气管4的一侧，紧固件7套设于吹扫主管1的外壁且与吹扫主管1固定连接，从而紧固件7与支撑板5相固定，也就是说，吹扫组件与进气管4相固定。

为了便于吹扫组件的安装，进气管4的内径大于吹扫主管1的长度与吹扫支管2的外径之和，以便进气管4内有足够的空间实现吹扫组件的安装。

实施例二

本实施例提供了一种尾气处理系统，参见图4，包括进气法兰组件、氮气进气法兰14、水幕法兰21和反应腔23，进气管4、尾气进气法兰13、氮气进气法兰14、水幕法兰21和反应腔23依次连接，尾气从进气管4进入尾气处理系统，气流走向为进气管4→尾气进气法兰13→氮气进气法兰14→水幕法兰21→反应腔23。

与现有技术相比，本实施例提供的尾气处理系统的有益效果与实施例一提供的进气法兰组件的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

为了能够减少粉尘颗粒沉积在尾气进气法兰13的内壁，上述尾气处理系统还包括氮气旋流法兰9，参见图5至图6，氮气旋流法兰9设于尾气进气法兰13内腔的顶部，氮气旋流法兰9上开设气流环道10，气流环道10的外壁开设进气孔11，气流环道10的内壁开设出气孔12，出气孔12的出气方向相对于氮气旋流法兰9的径向倾斜设置，进气孔11的进气方向沿氮气旋流法兰9的径向设置。这样，在尾气进气法兰13内腔的顶部设置氮气旋流法兰9，一方面，通过氮气旋流法兰9向尾气进气法兰13内腔的顶部供入N₂，提高尾气进气法兰13内腔的顶部空间的气体压力，基本上不会在尾气进气法兰13内腔的顶部空间产生流动死区，从而能够减少产生的粉尘颗粒发生返流的情况发生，另一方面，由于氮气旋流法兰9能够产生螺旋流动的氮气流，从而能够对尾气进气法兰13内腔的内壁进行适当的冲刷，加速粉尘颗粒的流动，从而能够减少粉尘颗粒沉积在尾气进气法兰13内腔的内壁。

从供气均匀的角度考虑，上述进气孔11和出气孔12的数量均为多个，多个进气孔11沿氮气旋流法兰9的周向均匀布置，多个出气孔12沿氮气旋流法兰9的周向均匀布置。

考虑到出气孔12的直径与氮气供气单元的出气端的直径不同，因此，对于连接管8的结构，具体来说，其包括沿氮气流动方向依次设置的第一直管段、过渡段和第二直管段，第一直管段的直径大于第二直管段的直径。

值得注意的是，在尾气处理系统运行时，内部空间通常为负压环境，进气法兰组件、氮气进气法兰14之间的分离往往需要借助工具将两者连接处撬开，但是，两者的连接处缝隙非常小，导致工具很难插入连接处，操作不便且十分费力，而且会对进气法兰组件和氮气进气法兰14造成损伤，因此，上述尾气处理系统还法兰分离件，参见图7，尾气进气法兰13和氮气进气法兰14层叠设置，该法兰分离件包括第一凸块15、第二凸块16和分离螺丝17，第一凸块15与尾气进气法兰13相连，第二凸块16与氮气进气法兰14相连，第一凸块15设于尾气进气法兰13的边缘处，第二凸块16设于氮气进气法兰14的边缘处，分离螺丝17的一端贯穿第一凸块15并抵在氮气进气法兰14上，分离螺丝17与第一凸块15可操作地相对移动，例如，两者可以通过螺纹连接。当需要将尾气进气法兰13与氮气进气法兰14分离时，转动分离螺丝17，使得分离螺丝17进一步旋入第一凸块15，也即分离螺丝17朝向氮气进气法兰14的方向运动，这时，当分离螺丝17与氮气进气法兰14相抵后，继续拧动分离螺丝17并使其向下运动2～8mm的长度，尾气进气法兰13和氮气进气法兰14的连接处产生缝隙，完成尾气进气法兰13和氮气进气法兰14的分离。

为了能够提高上述尾气处理系统的整体性，尾气进气法兰13、氮气进气法兰14、水幕法兰21和反应腔通过卡钳固定连接，卡钳包括第一卡块18、第二卡块20和锁紧螺丝19，参见图8，锁紧螺丝19的一端与第一卡块18连接，锁紧螺丝19的另一端与第二卡块20连接，第一卡块18设于尾气进气法兰13的上表面，第二卡块20设于反应腔顶端凸缘22的下表面，在尾气处理系统的装配过程中，将尾气进气法兰13、氮气进气法兰14、水幕法兰21和反应腔依次层叠，将第一卡块18卡在尾气进气法兰13的上表面，将氮气进气法兰14卡在反应腔顶端凸缘22的下表面，然后，采用锁紧螺丝19将第一卡块18和第二卡块20锁紧，实现尾气进气法兰13、氮气进气法兰14、水幕法兰21和反应腔的固定连接。这样，采用上述结构的卡钳，能够简单地将尾气进气法兰13和氮气进气法兰14锁紧为一个整体，无需在尾气进气法兰13和氮气进气法兰14上开设螺栓孔，能够有效降低加工难度，保证尾气处理系统的气密性；此外，卡钳可以设置在尾气进气法兰13和氮气进气法兰14边缘处的任一位置，从而能够对法兰组件进行更加灵活的设计，无需过多考虑卡钳的位置。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种进气法兰组件，其特征在于，包括尾气进气法兰以及多个进气管，多个进气管均与尾气进气法兰连接，每个进气管包括一个进气直管以及多个进气弯管，所述进气弯管的一端与尾气出口连接，所述进气弯管的另一端与进气直管的一端连接，所述进气直管的另一端与尾气进气法兰连接；

沿逐渐远离进气直管方向，所述进气弯管朝背向尾气进气法兰的轴线的方向弯折；

所述进气直管的轴向垂直于尾气进气法兰的上表面。

2.根据权利要求1所述的进气法兰组件，其特征在于，所述进气弯管与尾气出口通过波纹管连接。

3.根据权利要求1所述的进气法兰组件，其特征在于，所述进气管还包括一个混气管，所述混气管具有多个进气口和一个出气口，所述进气弯管与进气口一一对应连接，所述出气口与进气直管连接。

4.根据权利要求1所述的进气法兰组件，其特征在于，所述进气弯管的直径＞混气管的直径＞进气直管的直径。

5.根据权利要求1所述的进气法兰组件，其特征在于，还包括吹扫组件，所述吹扫组件包括吹扫主管和吹扫支管，所述吹扫支管设于进气管中且沿进气管的长度方向延伸，所述吹扫支管上开设多个吹扫通孔，所述吹扫主管贯穿进气管的内壁，所述吹扫主管的一端与供气设备连接，另一端与吹扫支管连接。

6.根据权利要求5所述的进气法兰组件，其特征在于，所述吹扫支管设于进气弯管和/或进气直管中。

7.根据权利要求5所述的进气法兰组件，其特征在于，所述吹扫主管的直径为4～10mm，所述吹扫支管的直径为4～10mm。

8.根据权利要求5所述的进气法兰组件，其特征在于，所述吹扫支管上，相邻两个吹扫通孔之间距离为5～15mm。

9.一种尾气处理系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的进气法兰组件。

10.根据权利要求9所述的尾气处理系统，其特征在于，还包括氮气旋流法兰，所述氮气旋流法兰设于尾气进气法兰内腔的顶部，所述氮气旋流法兰上开设气流环道，所述气流环道的外壁开设进气孔，所述气流环道的内壁开设出气孔，所述出气孔的出气方向相对于氮气旋流法兰的径向倾斜设置。