CN1858470A - 双流量阀及内部处理容器隔离系统 - Google Patents
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Abstract
流体流量阀组件，包括一具有外部端口和具有至少第一端口、第二端口、第三端口的入口端的阀体；一设置在阀体内部并且适于控制第一和第二端口之间的流体流动的第一阀；以及一设置在阀体内部并且适于控制第三端口和外部端口之间的流体流动的第二阀。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2005年4月18日提交的临时申请No.60/672290的优先权。
技术领域
本发明涉及一种流体流量阀组件。
背景技术
以小量或中等体积使用的工业气体在环境温度下储存于加压储气瓶中，该气体在需要时从储气瓶中抽出。临界温度低于环境温度的气体在高压下储存，该压力由储气瓶的设计压力额定值确定。这些气体的实例包括诸如氮气、氧气、氢气、氦气和甲烷的低沸点气体，其从压缩气瓶中抽出而没有相变。临界温度高于环境温度的气体在它们各自的蒸汽压力下以压缩饱和液体存储在储气瓶中，并且这些液体随着饱和蒸汽从储气瓶中抽出而汽化。这种液化压缩气体的普通实例为氯气、氨气和诸如丙烷和丁烷的轻质烃类。
在某些工业中对于如上所述的由储气瓶供给的极高纯度的气体存在需要。例如，极高纯度的气体在制造半导体和光电子器件、视频显示面板、光纤设备以及微机电系统的电子工业中使用。这种气体的实例包括氯化氢、溴化氢、氟化氢、氯气、氨气、六氟化钨、乙硅烷、二氯甲硅烷、三甲硅烷和三氯化硼。
对这些尤其是以液化压缩气体供给的气体的更高纯度等级的需要正在增加。目前存在使用在其内部具有嵌入式提纯器的储气瓶或容器的趋势，该提纯器随着存储气体抽出而将其提纯，从而提供超纯的气体产物。在超纯气体供给系统领域中对具有更高提纯能力和更长工作寿命的改进嵌入式提纯器存在需要。对于当气体没有通过提纯器抽出时使嵌入式提纯器与该气体隔离的方法同样存在需要。这些需要由下文描述及随后的权利要求所限定的本发明的实施例解决。
发明内容
本发明的实施例包括流体流量阀组件，其包括一具有外部端口和入口端的阀体，该入口端具有至少第一端口、第二端口和第三端口；一设置在阀体内部并且适于控制第一和第二端口之间的流体流动的第一阀；以及一设置在阀体内部并且适于控制第三端口和外部端口之间的流体流动的第二阀。
本发明的另一个实施例涉及一流体流量阀，其包括(a)一具有外部端口和入口端的阀体，该入口端具有至少三个端口；(b)一设置在阀体内部并且具有入口、出口和第一密封件的第一阀，该第一密封件适于当阀打开时允许流体从入口向出口流动并且当阀关闭时防止流体从入口向出口流动；(c)一设置在阀体内部并且具有入口、出口和第二密封件的第二阀，该第二密封件适于当阀打开时允许流体从入口向出口流动并且当阀关闭时防止流体从入口向出口流动；(d)一连接第一阀的入口和位于阀体入口端的第一端口的第一流体通道以及连接第一阀的出口和位于阀体入口端的第二端口的第二流体通道；和(e)一连接第二阀的入口和位于阀体入口端的第三端口的第三流体通道以及连接第二阀的出口和阀体的外部端口的第四流体通道。
该流体流量阀组件还可以包括一位于阀体入口端的第四端口，一位于阀体内的附加外部端口，一设置在阀体内部并具有入口、出口、第三密封件的第三阀，该第三密封件适于当阀打开时允许流体从入口向出口流动并且当阀关闭时防止流体从入口向出口流动，一连接第三阀的出口和位于阀体入口端的第四端口的第五流体通道以及连接第三阀的入口和阀体内的附加外部端口的第六流体通道。该第一和第二密封件中的任意一个可以包括柔性膜片，其适于密封地压紧入口和出口以防止流体在入口和出口之间流动。
相关的实施例包括一种流体流量阀与流体处理容器的组件，包括：
(a)流体流量阀组件，其具有
(1)一具有外部端口和入口端的阀体，该入口端具有至少三个端口；
(2)一设置在阀体内部并且具有入口、出口和第一密封件的第一阀，该第一密封件适于当阀打开时允许流体从入口向出口流动并且当阀关闭时防止流体从入口向出口流动；
(3)一设置在阀体内部并且具有入口、出口和第二密封件的第二阀，该第二密封件适于当阀打开时允许流体从入口向出口流动并且当阀关闭时防止流体从入口向出口流动；
(4)一连接第一阀的入口和位于阀体入口端的第一端口的第一流体通道以及连接第一阀的出口和位于阀体入口端的第二端口的第二流体通道；和
(5)一连接第二阀的入口和位于阀体入口端的第三端口的第三流体通道以及连接第二阀的出口和阀体的外部端口的第四流体通道；
(b)一流体处理容器，包括入口、出口和设置在该容器内部的处理材料，其中处理容器适于处理流经容器的流体；和
(c)一连接流体处理容器的入口和位于阀体入口端的第二端口的入口管以及连接流体处理容器的出口和一位于阀体入口端的第一端口的出口管。
该流体流量阀与流体处理容器的组件还可以包括一位于阀体入口端的第四端口，一位于阀体内的附加外部端口，设置在阀体内部并且具有入口、出口、第三密封件的第三阀，其第三密封件适于当阀打开时允许流体从入口向出口流动并且当阀关闭时防止流体从入口向出口流动的，一连接第三阀的出口和位于阀体入口端的第四端口的第五流体通道以及一连接第三阀的入口和阀体内的附加外部端口的第六流体通道。
该流体流量阀与流体处理容器的组件还可以包括(d)一第一单向阀，其设置在流体处理容器的入口管和流体处理容器的出口管之间并且适于允许流体从出口管向入口管流动并且防止流体从入口管向出口管流动和(e)一第二单向阀，其设置在出口管中位于第一单向阀和流体处理容器的出口之间的位置处并且适于允许流体从流体处理容器的出口流向阀体入口端处的第三端口和防止流体从第三端口流向流体处理容器的出口。
设置在流体处理容器内部的流体处理材料可以从由吸附材料、吸收材料、催化材料、吸气材料、过滤材料和它们的混合物组成的组中选取。
本发明的另一个相关实施例包括一种流体储存和输送系统，包括
(a)一具有开口和内部的流体储存容器；
(b)一流体流量阀组件，包括具有外部端口和具有至少第一端口、第二端口和第三端口的入口端的阀体；一设置在阀体内部并且适于控制第一和第二端口之间的流体流动的第一阀；以及一设置在阀体内部并且适于控制第三端口和外部端口之间的流体流动的第二阀；其中阀体可密封地安装在流体存储容器内的开口中并且第一、第二和第三端口位于流体存储容器内部；
(c)一流体处理容器，包括入口、出口和处理材料，该处理材料设置在该流体处理容器内部并且适于有选择地处理流经容器的流体，其中流体处理容器设置在流体存储容器内部；和
(d)一连接流体处理容器的入口和位于阀体入口端的第二端口的入口管以及一连接流体处理容器的出口和位于阀体入口端的第一端口的出口管。
该流体存储容器可以容纳加压气体，并且该加压气体可以从由氮气、氩气、氦气、氢气、惰性气体或气体混合物组成的组中选取。可选择地，该流体存储容器可以容纳加压液化气体，并且该加压液化气体可以从由氯化氢、溴化氢、氟化氢、氯气、氨气、六氟化钨、乙硅烷、二氯甲硅烷、三甲硅烷和三氯化硼组成的组中选取。
该流体存储容器可以包括一设置在容器内部并且适于产生一或多种化合物的反应器系统，其中该反应器系统适于向容器内部排放一或多种化合物。
设置在流体处理容器内部的处理材料可以从由吸附材料、吸收材料、催化材料、吸气材料、过滤材料和它们的混合物组成的组中选取。
本发明的可选择的实施例涉及一种用于存储和分配流体的方法，包括
(a)提供一种加压流体存储及输送系统，包括：
(1)一具有开口和内腔的流体存储容器；
(2)一流体流量阀组件，包括具有外部端口和具有至少第一端口、第二端口、第三端口的入口端的阀体；一设置在阀体内部并且适于控制第一和第二端口之间的流体流动的第一阀；以及一设置在阀体内部并且适于控制第三端口和外部端口之间的流体流动的第二阀；其中阀体可密封地安装在流体存储容器内的开口中并且第一、第二和第三端口位于流体存储容器内部；
(3)一包括入口、出口和处理材料的流体处理容器，该处理材料设置在该容器内部，其中流体处理容器设置在流体存储容器内部并且适于处理由流体存储容器内部提供并且流经流体处理容器的流体；和
(4)一连接流体处理容器的入口和位于阀体入口端的第二端口的入口管以及一连接流体处理容器的出口和位于阀体入口端的第一端口的出口管；
(b)在维持第一和第二阀处于闭合位置的同时将流体引入流体存储容器中；
(c)打开第一阀和第二阀，从而将各阀置于打开位置；和
(d)从流体存储容器中通过第一阀抽出流体，将流体引入流体处理容器，通过与处理材料相接触来处理流体，将处理过的流体从流体处理容器中抽出，通过第二阀输送处理过的流体，并且经外部端口抽出处理过的流体。
该流体流量阀组件可以一包括位于阀体入口端的第四端口；阀体内的加注端口；一设置在阀体内部并且具有入口、出口的第三阀，该第三阀适于当阀处于打开位置时允许流体从入口向出口流动并且当阀处于关闭位置时防止流体从入口向出口流动；一连接第三阀出口和位于阀体入口端的第四端口的第五流体通道；和一连接第三阀的入口和阀体内的加注端口的第六流体通道。该流体存储容器可以通过将流体引入加注端口中、穿过处于打开位置的第三阀并且流入流体存储容器中而填充，同时维持第一和第二阀处于关闭位置，并且通过将第三阀置于关闭位置而终止流体存储容器的填充。
该加压流体存储及输送系统可以包括(5)一第一单向阀，其设置在流体处理容器的入口管和流体处理容器的出口管之间并且适于允许流体从出口管向入口管流动并且防止流体从入口管向出口管流动和(6)一第二单向阀，其设置在出口管中位于第一单向阀和流体处理容器的出口之间的位置处并且适于允许流体从流体处理容器的出口流向阀体入口端处的第三端口和防止流体从第三端口流向流体处理容器的出口。该流体存储容器可以通过将第一和第二阀置于打开位置，将流体引入产品输送端口，穿过第一阀，穿过第一单向阀，穿过第二阀并且流入流体存储容器而填充，并且通过将第一和第二阀全部置于关闭位置而终止流体存储容器的填充。
本发明的另一个可选实施例涉及一种用于产生化学产品的系统，包括
(a)一具有开口和内部主容器；
(b)一流体流量阀组件，包括具有外部端口和具有至少第一端口、第二端口、第三端口的入口端的阀体；设置在阀体内部并且适于控制第一和第二端口之间的流体流动的第一阀；以及设置在阀体内部并且适于控制第三端口和外部端口之间的流体流动的第二阀；其中阀体可密封地安装在主容器内的开口中并且其中第一、第二和第三端口位于主容器内部；
(c)一包括入口、出口和处理材料的流体处理容器，该处理材料设置在该流体处理容器内部，其中流体处理容器设置在主容器内部并且适于处理由主容器内部提供并且流经流体处理容器的流体；
(d)一连接流体处理容器的入口和位于阀体入口端的第二端口的入口管以及连接流体处理容器的出口和一位于阀体入口端的第一端口的出口管；和
(e)一反应器系统，其设置在主容器内部并且适于产生不纯的化学产品并将该不纯的化学产品排放到主容器的内部。
该反应器系统为电化学三氢化砷发生器，其适于通过电化学反应从含砷金属中产生潮湿的三氢化砷气体。用于产生化学产品的该系统可以适于在主容器的内部维持亚大气压力。设置在流体处理容器内部的处理材料可以为干燥材料，其适于从潮湿的三氢化砷气体中去除水分。
本发明的另一可选实施例包括一种用于产生纯净化学产品的方法，包括
(a)提供一种化学产生系统，其包括
(1)一具有开口和内部的主容器；
(2)一流体流量阀组件，包括一具有外部端口和具有至少第一端口、第二端口和第三端口的入口端的阀体；一设置在阀体内部并且适于控制第一和第二端口之间的流体流动的第一阀；以及一设置在阀体内部并且适于控制第三端口和外部端口之间的流体流动的第二阀；其中阀体可密封地安装在主容器内的开口中并且其中第一、第二和第三端口位于主容器内部；
(3)一包括入口、出口和处理材料的流体处理容器，该处理材料设置在流体处理容器内部，其中流体处理容器设置在主容器内部并且适于处理由主容器内部提供并且流经流体处理容器的流体；
(4)一连接流体处理容器的入口和位于阀体入口端的第二端口的入口管以及一连接流体处理容器的出口和位于阀体入口端的第一端口的出口管；和
(5)一反应器系统，其设置在主容器内部并且适于产生不纯的化学产品并将该不纯的化学产品排放到主容器的内部；
(b)产生不纯的化学产品并且将该不纯的化学产品排放到主容器的内部；和
(c)使该不纯的化学产品通过流体处理容器以提供纯净的化学产品并且通过第二阀和阀体的外部端口将纯净的化学产品抽出。
该反应器系统为电化学三氢化砷发生器，其适于通过电化学反应从含砷金属中产生潮湿的三氢化砷气体。用于产生化学产品的该系统可操作以在主容器的内部维持亚大气压力。通过设置在流体处理容器内部的干燥气体可以将水分从潮湿的三氢化砷气体中去除。
本发明的另一实施例包括一种用于产生化学产品的方法，包括
(a)提供一种化学产生系统，其包括
(1)一具有开口和内部的主容器，该内部容纳第一反应成分；
(2)一流体流量阀组件，包括一具有外部端口和具有至少第一端口、第二端口及第三端口的入口端的阀体；一设置在阀体内部并且适于控制第一和第二端口之间的流体流动的第一阀；以及一设置在阀体内部并且适于控制第三端口和外部端口之间的流体流动的第二阀；其中阀体可密封地安装在主容器内的开口中并且其中第一、第二和第三端口位于主容器内部；
(3)一包括入口、出口和第一反应成分的流体处理容器，该第一反应成分设置在该流体处理容器的内部，其中流体处理容器设置在主容器中；和
(4)一连接流体处理容器的入口和位于阀体入口端的第二端口的入口管以及连接流体处理容器的出口和一位于阀体入口端的第一端口的出口管；
(b)使第一反应成分通过第一阀并流入流体处理容器；
(c)使第一反应成分和第二反应成分反应以形成产品成分，并且将该产品成分从流体处理容器中抽出；和
(d)将该产品成分通过第二阀和外部端口抽出。
附图说明
图1为根据本发明实施例的流体存储及输送系统的横截面示意图。
图2为根据本发明另一实施例的流体存储及输送系统的横截面示意图。
图3为在图1和2的流体存储及输送系统中使用的流体流量阀组件的侧视图。
图4为沿图3的流体流量阀组件的4-4的剖面图。
图5为图3的流体流量阀旋转90度的侧视图。
图6为沿图5的流体流量阀组件的6-6的剖面图。
具体实施方式
在本发明实施例中使用单主体、双阀储气瓶阀组件，用于隔离位于主容器或存储容器中的一或多个处理容器。该阀防止主容器容纳物在填充、输送或存储期间的连通。该内部容器或容器可以具有诸如存储容器、反应器、提纯器和电解室的任何处理功能。
传统的气瓶，包括容纳高于其临界温度的气体的高压气体储气瓶和容纳处于其平衡蒸汽压下的饱和液体的液化气体储气瓶，提供了用于安全存储和运输这些气体和液体的装置。目前存在使用在其内部具有嵌入式提纯器的储气瓶或容器的趋势，该提纯器随着存储气体抽出而将其提纯，从而提供超纯的气体产物。本发明的实施例可以应用于此类嵌入式提纯器。
本发明的其它实施例还可以包括在主容器或储气瓶中存储或产生气态产物的可选手段。例如，储气瓶可以容纳用于产生三氢化砷(AsH3)的内部电解电池。在另一个可选方案中，主容器或储气瓶可以容纳在压力下吸附于固体吸附剂上的气体，其中当压力降低时气体释放以排出。在这些可选方案中的任意一个中，产品气体可以在最终抽出之前通过与处理容器中的处理材料相接触来处理或提纯，该处理容器位于主容器或存储气瓶内部。该单个主体、双阀储气瓶阀组件可以安装在储气瓶的出口中并且以两个模式中的任意一个操作。在用于储气瓶的填充、存储和运输期间的第一模式中，储气瓶阀组件中的两个阀都关闭以将内部处理容器中的处理材料与储气瓶的容纳物隔离。在将纯净的产品气体从储气瓶中抽出期间使用的第二模式中，储气瓶阀组件中的两个阀都打开以使来自储气瓶的存储或产生的气体穿过用于最终提纯的内部处理容器。
位于主容器或储气瓶中的一或多个内部处理容器或腔室可以适于完成若干个不同的单元操作。例如，在该实施例中，其中三氢化砷(AsH3)由位于主容器或储气瓶内部的电解发生器产生，容纳吸附干燥材料的内部处理容器可用于从粗制生成的三氢化砷中去除水分。在储气瓶运输期间，位于双阀储气瓶阀组件中的两个阀都关闭以将储气瓶与大气隔离并且将容纳干燥材料的内部处理容器与电解电池隔离以防止来自电池的水蒸气在运输或存储期间浸透吸附剂。
在另一个实施例中，该双阀储气瓶阀组件可以安装在储气瓶中，该储气瓶用作现场生成气体的反应容器。在该应用中，储气瓶备有两个内部处理容器，每个处理容器容纳不同的反应材料。所述两个容器在运输或存储期间通过关闭位于双阀储气瓶阀组件中的两个阀来保持隔离状态。为了操作用于现场产生气体的系统，所述两个内部处理容器允许通过打开两个阀进行连通，通过从储气瓶抽出气体产物使得反应物材料从第一处理容器向发生反应的第二处理容器流动。
第三实施例是使用嵌入式提纯器用于液体或液化气体的存储、运输和提纯。该主容器或储气瓶存储流体，并且内部处理容器或腔室容纳吸附提纯材料。所述两室在填充、运输和存储期间通过关闭两个阀来隔离，使得吸附剂保持隔离。该储气瓶内部和内部处理容器随后通过打开两个阀处于流体连通，存储流体凭此被吸附剂提纯并且提纯产物从储气瓶中抽出。
内部流体处理容器、流体流量阀组件、流体存储容器以及相关管路可以由不锈钢、优选地由诸如AISI316的奥氏体不锈钢制成。可选地，碳钢、低合金钢、铜、铜合金类、镍、镍合金(诸如HastelloyC22等等)、铜镍合金及其它类似的金属合金可以在某些应用中优选采用。诸如工程聚合物(例如，聚偏二氟乙烯(KynarTM))、玻璃和陶瓷材料在某些选定应用中也是可行的。
[0036]储气瓶中的流体可以是高于其临界温度的任何气体，诸如氮气、氩气、氦气、氢气、惰性气体或气体混合物。可选地，储气瓶中的流体可以是包括共存的汽相与液相的压缩液化气体。典型的压缩液化气体可以包括，例如氯化氢、溴化氢、氟化氢、氯气、氨气、六氟化钨、乙硅烷、二氯甲硅烷、三甲硅烷和三氯化硼。可选地，不局限于此的其它压缩液化气体可以存储在储气瓶中。
此处应用于液体或气体流的术语“处理”限定为使所述液气流的物理和/或化学性能发生改变的任何操作。处理可以包括，例如吸附性提纯、吸收性提纯、吸气、化学反应、电化学反应和气体洗涤。
此处使用的不定冠词“一”当应用于说明书和权利要求中所描述的本发明实施例中的各种特征时意味着一或多个。“一”的使用不局限于单个特征的含义，除非这种限制特别说明。单或复数名词或名词短语之前的定冠词“该”表示特别指定的特征并且取决于使用该特征的上下文可以具有单数或复数含义。形容词“任何”意味着任何数量中不加区分的一个、一些或全部。放置在第一实体和第二实体之间的术语“和/或”意味着(1)第一实体、(2)第二实体以及(3)第一实体和第二实体中的一个的含义。
图1的示意图显示了本发明的示例性实施例。在该图中，双阀流体流量阀组件1安装在储气瓶2中，该储气瓶包括密封地附到或连接到储气瓶主体5上的顶部3。阀组件可以通过管螺纹密封、焊接、密封法兰或任何其它适当的方法连接到顶部3上。顶部3通过密封件7连接到主体5上，该密封件例如可以为压紧在所示密封面之间的O形环或垫片密封。可选地，可以使用法兰密封(未示出)。在另一个可选方案中，双阀流体流量阀组件1可以通过螺接到高压气瓶(未示出)中而安装。
阀组件1包括阀体9，该阀体包括分别具有外部手柄或扳手连接器15和17的集成第一阀11和集成第二阀13。如图所示，阀体的入口端密封地插入到顶部3中，入口端具有三个端口19、21和23，并且阀体具有出口25。阀11的出口经流体通道27连接到端口19并且阀11的入口经流体通道29连接到端口21。阀13的入口经流体通道31连接到端口23并且阀13的出口连接到出口25。流体处理容器33位于气瓶主体5的内部，并且该容器具有入口35和出口37。端口19和入口35通过入口管36连接，并且端口23和出口37通过出口管39连接。流体处理容器容纳处理材料，该处理材料包括例如吸附材料、吸收材料、催化材料、吸气材料和过滤材料。
当阀11关闭时，储气瓶2中的液体或气体与流体处理容器33中的处理材料隔绝。当阀13关闭时，整个系统与周围大气隔绝。当阀11和13打开时，液体或气体从储气瓶内部经端口21、通道29、阀11、通道27、端口19和入口管37流入处理容器33中。该液体或气体在容器33中反应或提纯，并且提纯产物经出口管39、端口23、流体通道31、阀13和出口25流动。
在本发明的一实施例中，储气瓶2的内部包括适于在内部产生气体的气体发生装置41。该发生装置可以为例如用于生产三氢化砷(AsH3)的电解发生器。在该实施例中，潮湿的三氢化砷气体由含砷金属通过电化学反应制得，其流入储气瓶2的内部，并且通过穿过处理容器33中的干燥吸附材料提纯。在储气瓶的运输和存储期间，阀11和13关闭以使干燥吸附材料与气体发生装置41隔离，并且在操作期间，阀13和15打开。
储气瓶主体5可以充满液体或液化气体并且顶部3密封地连接到主体上以形成储气瓶2。可选地，储气瓶2可以在被分开的加注管和阀(未示出)密封关闭之后填充。在另一个可选方案中，阀体9可以改型以包括另一集成阀(未示出)，该阀具有连接到附加外部端口的入口和经第四流体通道连接到阀体9入口处的第四端口的出口。该附加的外部端口和阀可以用来填充储气瓶2。
图2中图示了用于填充储气瓶2的另一可选方案。在该可选方案中，如图所示，处理容器33的入口和出口管路通过在入口管36和出口管39之间安装单向阀43而改型。单向阀43允许从出口管39向入口管36的流动并且防止反向流动。单向阀45如图所示安装在出口管39中以允许流出处理容器33并且防止沿相反方向流入处理容器33。该改型可以用来通过打开阀11和13并且经出口25引入流体而填充密封的储气瓶2。该流体通过阀13、通道31、管39、单向阀43、管36、通道27、阀11和通道29流入储气瓶2的内部。当流体从储气瓶经阀13抽出时，阀组件参照图1以如上所述的方式工作。
在图1的实施例中，阀11具有位于阀内部的密封件或密封机构，该阀由手柄15操作以当阀打开时允许流体从通道29向通道27流动，并且当阀关闭时防止流体从通道29向通道27流动。还是在图1的实施例中，阀13具有位于阀内部的密封件或密封机构，该阀由手柄17操作以当阀打开时允许流体从通道31向出口25流动，并且当阀关闭时防止流体从通道31向出口25流动。
在图2的实施例中，阀11中的密封件或密封机构当阀打开时允许流体从通道29向通道27或从通道27向通道29流动(取决于所用操作模式)，并且当阀关闭时防止流体从通道29向通道27或从通道27向通道29流动(取决于所用操作模式)。还是在图2的实施例中，阀13中的密封件或密封机构当阀打开时允许流体从出口25向通道31或从通道31向出口25流动(取决于所用操作模式)，并且当阀关闭时防止流体从出口25向通道31或从通道31向出口25流动(取决于所用操作模式)。
阀11和13中的任意一个或两个可以是隔膜型阀，其中密封件或密封机构为分别由手柄15和/或17操作的隔膜。可选地，阀11和17中的任意一个或两个可以为现有技术中提供等效密封功能的任何其它类型的阀。
图1和2的系统可以用于可选的处理功能。例如，反应成分A可以存储在储气瓶2的内部并且另一反应成分B可以存储在处理容器33中。成分A和B当阀11和13关闭时被隔离。当阀11和13打开时，成分A通过通道29、阀11和通道36流入处理容器33中，成分A和B在该处理容器中反应以形成一或多种反应产物。这些反应产物通过出口管39、通道31、阀13和端口25抽出。在另一个可选方案中，两个容器可以安装在储气瓶2内，一个容器容纳反应成分A，另一个容器容纳反应成分B。这些容器可以安装在储气瓶2内，使得两者可以隔离，并且储气瓶2可以为这两个容器提供安全的外壳。这可以在图2所示系统的变型中实现，其中第二内部容器(未示出)安装在阀45和通道31的入口之间的出口管路39中。成分A在压力下存储于容器33中，并且成分B在压力下存储于第二内部容器中。当阀11和13关闭时，成分A和B被隔离。当阀11和13打开时，成分A通过单向阀45流入第二内部容器中，成分A在该第二容器中与成分B反应以形成一或多种产物成分，其随后流过通道31、阀13和端口25。
图3显示了如上所述的单主体、双阀储气瓶阀组件例子的外部视图。如图1所示，阀体9具有两个集成的内部阀和流体通道。所述两个内部阀11和13分别由手柄301和303操作。可选地，出于安全的目的，手柄301可以被扳手操作阀杆所取代。入口端305在需要时可以被旋入到螺纹的储气瓶入口或法兰储气瓶顶部中。出口307相当于图1的出口25。
图4中显示了图3的截面4-4，其中阀401相当于图1中的阀13，并且流体通道403、405和407分别相当于图1中的通道31、29和27。图4的端口409、411和413分别相当于图1中的端口23、21和19。图4图示出例如通过密封螺纹连接的示例性储气瓶415中的单主体、双阀储气瓶阀组件的装配。示例性的储气瓶盖417可以用于在按规定进行运输和存储期间保护储气瓶阀组件。
图5为图3旋转90度的外部视图，其示出了主体9、手柄301和手柄303。图6为图5的6-6截面，其示出了分别相当于图1中阀13和15的阀401和601。出口307相当于图1的出口25，流体通道405相当于通道29，并且端口411相当于端口21。
Claims (27)
1.一种流体流量阀组件，包括一阀体，它具有外部端口和具有至少第一端口、第二端口和第三端口的入口端；一设置在阀体内部并且适于控制第一和第二端口之间的流体流动的第一阀；以及一设置在阀体内部并且适于控制第三端口和外部端口之间的流体流动的第二阀。
2.一种流体流量阀组件，包括
(a)一具有外部端口和具有至少三个端口的入口端的阀体；
(b)一设置在阀体内部并且具有入口、出口和第一密封件的第一阀，该第一密封件适于当阀打开时允许流体从入口向出口流动并且当阀关闭时防止流体从入口向出口流动；
(c)一设置在阀体内部并且具有入口、出口和第二密封件的第二阀，该第二密封件适于当阀打开时允许流体从入口向出口流动并且当阀关闭时防止流体从入口向出口流动；
(d)一连接第一阀的入口和位于阀体入口端的第一端口的第一流体通道以及连接第一阀的出口和位于阀体入口端的第二端口的第二流体通道；以及
(e)一连接第二阀的入口和位于阀体入口端的第三端口的第三流体通道以及一连接第二阀的出口和阀体的外部端口的第四流体通道。
3.如权利要求2所述的流体流量阀组件，还包括一位于阀体入口端的第四端口、一位于阀体内的附加的外部端口、一设置在阀体内部并具有入口、出口、第三密封件的第三阀，该第三密封件适于当阀打开时允许流体从入口向出口流动并且当阀关闭时防止流体从入口向出口流动，连接第三阀的出口和位于阀体入口端的第四端口的第五流体通道以及连接第三阀的入口和阀体内的附加的外部端口的第六流体通道。
4.如权利要求2所述的流体流量阀组件，其中第一和第二密封件中的任何一个都包括柔性膜片，其适于密封地压紧入口和出口以防止入口和出口之间的流体流动。
5.一种流体流量阀与流体处理容器的组件，包括
(a)流体流量阀组件，其具有
(1)一具有外部端口和带有至少三个端口的入口端的阀体；
(2)一设置在阀体内部并且具有入口、出口和第一密封件的第一阀，该第一密封件适于当阀打开时允许流体从入口向出口流动并且当阀关闭时防止流体从入口向出口流动；
(3)一设置在阀体内部并且具有入口、出口和第二密封件的第二阀，该第二密封件适于当阀打开时允许流体从入口向出口流动并且当阀关闭时防止流体从入口向出口流动；
(4)一连接第一阀的入口和位于阀体入口端的第一端口的第一流体通道以及一连接第一阀的出口和位于阀体入口端的第二端口的第二流体通道；和
(5)一连接第二阀的入口和位于阀体入口端的第三端口的第三流体通道以及一连接第二阀的出口和阀体的外部端口的第四流体通道；
(b)一包括入口、出口和处理材料的流体处理容器，该处理材料设置在容器内部，其中处理容器适于处理流经该容器的流体；和
(c)一连接流体处理容器的入口和位于阀体入口端的第二端口的入口管以及连接流体处理容器的出口和一位于阀体入口端的第一端口的出口管。
6.如权利要求4所述的流体流量阀与流体处理容器的组件，还包括一位于阀体入口端的第四端口、一位于阀体内的附加的外部端口、一设置在阀体内部并具有入口、出口、第三密封件的第三阀，该第三密封件适于当阀打开时允许流体从入口向出口流动并且当阀关闭时防止流体从入口向出口流动，一连接第三阀的出口和位于阀体入口端的第四端口的第五流体通道以及一连接第三阀的入口和阀体内的附加的外部端口的第六流体通道。
7.如权利要求5所述的流体流量阀与流体处理容器的组件，包括
(d)一第一单向阀，其设置在流体处理容器的入口管和流体处理容器的出口管之间并且适于允许流体从出口管向入口管流动并且防止流体从入口管向出口管流动；和
(e)一第二单向阀，其设置在出口管中位于第一单向阀和流体处理容器的出口之间的位置处并且适于允许流体从流体处理容器的出口流向阀体入口端处的第三端口和防止流体从第三端口流向流体处理容器的出口。
8.如权利要求5所述的流体流量阀与流体处理容器的组件，其中设置在流体处理容器内部的流体处理材料从由吸附材料、吸收材料、催化材料、吸气材料、过滤材料及它们的混合物组成的组中选取。
9.一种流体存储和输送系统，包括
(a)一具有开口和内部的流体储存容器；
(b)一流体流量阀组件，包括一具有外部端口和具有至少第一端口、第二端口、第三端口的入口端的阀体；一设置在阀体内部并且适于控制第一和第二端口之间的流体流动的第一阀；以及一设置在阀体内部并且适于控制第三端口和外部端口之间的流体流动的第二阀；其中阀体可密封地安装在流体存储容器内的开口中并且第一、第二和第三端口位于流体存储容器内部；
(c)一包括入口、出口和处理材料的流体处理容器，该处理材料设置在容器内部并且适于有选择地处理流经容器的流体，其中流体处理容器设置在流体存储容器内部；和
(d)一连接流体处理容器的入口和位于阀体入口端的第二端口的入口管以及一连接流体处理容器的出口和位于阀体入口端的第一端口的出口管。
10.如权利要求9所述的流体存储和输送系统，其中流体存储容器容纳加压气体。
11.如权利要求10所述的流体存储和输送系统，其中该加压气体可以从由氮气、氩气、氦气、氢气、惰性气体或气体混合物组成的组中选取。
12.如权利要求9所述的流体存储和输送系统，其中流体存储容器容纳加压液化气体。
13.如权利要求12所述的流体存储和输送系统，其中该加压液化气体可以从由氯化氢、溴化氢、氟化氢、氯气、氨气、六氟化钨、乙硅烷、二氯甲硅烷、三甲硅烷和三氯化硼组成的组中选取。
14.如权利要求9所述的流体存储和输送系统，其中该流体存储容器还包括设置在容器内部并且适于产生一或多种化合物的反应器系统，其中该反应器系统适于向容器内部排放一或多种化合物。
15.如权利要求9所述的流体存储及输送系统，其中设置在流体处理容器内部的处理材料从由吸附材料、吸收材料、催化材料、吸气材料、过滤材料及它们的混合物组成的组中选取。
16.一种用于存储和分配流体的方法，包括
(a)提供一种加压流体存储及输送系统，包括：
(1)一具有开口和内腔的流体存储容器；
(2)一流体流量阀组件，包括一具有外部端口和具有至少第一端口、第二端口、第三端口的入口端的阀体；一设置在阀体内部并且适于控制第一和第二端口之间的流体流动的第一阀；以及一设置在阀体内部并且适于控制第三端口和外部端口之间的流体流动的第二阀；其中阀体可密封地安装在流体存储容器内的开口中并且第一、第二和第三端口位于流体存储容器内部；
(3)一包括入口、出口和处理材料的流体处理容器，该处理材料设置在容器内部，其中流体处理容器设置在流体存储容器内部并且适于处理由流体存储容器内部提供并且流经流体处理容器的流体；和
(4)一连接流体处理容器的入口和位于阀体入口端的第二端口的入口管以及一连接流体处理容器的出口和位于阀体入口端的第一端口的出口管；
(b)在维持第一和第二阀处于闭合位置的同时将流体引入流体存储容器中；
(c)打开第一阀和第二阀，从而将各阀置于打开位置；和
(d)从流体存储容器通过第一阀抽出流体，将流体引入流体处理容器，通过与处理材料相接触来处理流体，将处理过的流体从流体处理容器中抽出，通过第二阀输送处理过的流体，并且经外部端口抽出处理过的流体。
17.如权利要求16所述的方法，其中流体流量阀组件还包括一位于阀体入口端的第四端口；一阀体内的加注端口；一设置在阀体内部并且具有入口、出口的第三阀，该第三阀适于当阀处于打开位置时允许流体从入口向出口流动并且当阀处于关闭位置时防止流体从入口向出口流动；连接第三阀出口和位于阀体入口端的第四端口的第五流体通道；和连接第三阀的入口和阀体内的加注端口的第六流体通道；并且其中流体存储容器通过将流体引入加注端口中、穿过处于打开位置的第三阀并且流入流体存储容器中而填充，同时维持第一和第二阀在关闭位置，并且通过将第三阀置于关闭位置而终止流体存储容器的填充。
18.如权利要求16所述的方法，其中加压流体存储和输送系统还包括：
(5)一第一单向阀，其设置在流体处理容器的入口管和流体处理容器的出口管之间并且适于允许流体从出口管向入口管流动并且防止流体从入口管向出口管流动；和
(6)一第二单向阀，其设置在出口管中位于第一单向阀和流体处理容器的出口之间的位置处并且适于允许流体从流体处理容器的出口流向阀体入口端处的第三端口和防止流体从第三端口流向流体处理容器的出口；并且其中流体存储容器通过将第一和第二阀置于打开位置，将流体引入产品输送端口，穿过第一阀，穿过第一单向阀，穿过第二阀并且流入流体存储容器而填充，并且通过将第一和第二阀全部置于关闭位置而终止流体存储容器的填充。
19.一种用于产生化学产品的系统，包括
(a)一具有开口和内部的主容器；
(b)一流体流量阀组件，包括一具有外部端口和具有至少第一端口、第二端口、第三端口的入口端的阀体；一设置在阀体内部并且适于控制第一和第二端口之间的流体流动的第一阀；以及一设置在阀体内部并且适于控制第三端口和外部端口之间的流体流动的第二阀；其中阀体可密封地安装在主容器内的开口中并且其中第一、第二和第三端口位于主容器内部；
(c)一包括入口、出口和处理材料的流体处理容器，该处理材料设置在流体处理容器内部，其中流体处理容器设置在主容器内部并且适于处理由主容器内部提供并且流经流体处理容器的流体；
(d)一连接流体处理容器的入口和位于阀体入口端的第二端口的入口管以及一连接流体处理容器的出口和位于阀体入口端的第一端口的出口管；和
(e)一反应器系统，其设置在主容器内部并且适于产生不纯的化学产品并将该不纯的化学产品排放到主容器的内部。
20.如权利要求19所述的系统，其中该反应器系统为电化学三氢化砷发生器，其适于通过电化学反应从含砷金属中产生潮湿的三氢化砷气体。
21.如权利要求19所述的系统，其中用于产生化学产品的该系统适于在主容器的内部维持亚大气压力。
22.如权利要求20所述的系统，其中设置在流体处理容器内部的处理材料为适于从潮湿的三氢化砷气体中去除水分的干燥材料。
23.一种用于产生纯净化学产品的方法，包括
(a)提供一种化学产生系统，其包括
(1)一具有开口和内部的主容器；
(2)一流体流量阀组件，包括一具有外部端口和具有至少第一端口、第二端口、第三端口的入口端的阀体；一设置在阀体内部并且适于控制第一和第二端口之间的流体流动的第一阀；以及一设置在阀体内部并且适于控制第三端口和外部端口之间的流体流动的第二阀；其中阀体可密封地安装在主容器内的开口中并且其中第一、第二和第三端口位于主容器内部；
(3)一包括入口、出口和处理材料的流体处理容器，该处理材料设置在流体处理容器内部，其中流体处理容器设置在主容器内部并且适于处理由主容器内部提供并且流经流体处理容器的流体；
(4)一连接流体处理容器的入口和位于阀体入口端的第二端口的入口管以及一连接流体处理容器的出口和位于阀体入口端的第一端口的出口管；和
(5)一反应器系统，其设置在主容器内部并且适于产生不纯的化学产品并将该不纯的化学产品排放到主容器的内部；
(b)产生不纯的化学产品并且将该不纯的化学产品排放到主容器的内部；和
(c)使该不纯的化学产品通过流体处理容器以提供纯净的化学产品并且通过第二阀和阀体的外部端口将纯净的化学产品抽出。
24.如权利要求23所述的系统，其中该反应器系统为电化学三氢化砷发生器，其适于通过电化学反应从含砷金属中产生潮湿的三氢化砷气体。
25.如权利要求23所述的系统，其中用于产生化学产品的该系统被操作以在主容器的内部维持亚大气压力。
26.如权利要求24所述的系统，其中通过设置在流体处理容器内部的干燥材料将水分从潮湿的三氢化砷气体中去除。
27.一种用于产生纯净化学产品的方法，包括
(a)提供一种化学产生系统，其包括
(1)一具有开口和内部的主容器，该内部容纳第一反应成分；
(2)一流体流量阀组件，包括一具有外部端口和具有至少第一端口、第二端口、第三端口的入口端的阀体；一设置在阀体内部并且适于控制第一和第二端口之间的流体流动的第一阀；以及一设置在阀体内部并且适于控制第三端口和外部端口之间的流体流动的第二阀；其中阀体可密封地安装在主容器内的开口中并且其中第一、第二和第三端口位于主容器内部；
(3)一包括入口、出口的流体处理容器，并且第一反应成分设置在该流体处理容器的内部，其中流体处理容器设置在主容器中；和
(4)一连接流体处理容器的入口和位于阀体入口端的第二端口的入口管以及连接流体处理容器的出口和位于阀体入口端的第一端口的出口管；
(b)使第一反应成分通过第一阀并流入流体处理容器；和
(c)使第一反应成分和第二反应成分反应以形成产品成分，并且将该产品成分从流体处理容器中抽出；和
(d)将该产品成分通过第二阀和外部端口抽出。
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