CN202040537U - 一种全自动特殊气体输送柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全自动特殊气体输送柜，其特征在于：所述的全自动特殊气体输送柜具有柜体、气瓶、控制显示操作单元、条码扫描枪、气瓶工作单元、吹扫单元和报警单元；该全自动气柜利用计算机C控制技术，事先按气体换瓶流程编好程式，通过程式控制气动阀自己完成换瓶前吹、钢瓶接口泄漏测试、换瓶后吹扫，从而避免因人为误操作引起的设备损害、和人身危害。

Description

一种全自动特殊气体输送柜

技术领域

本实用新型涉及特殊气体输送技术领域，特别涉及一种操作员最大可能不直接接触有毒、有害介质的全自动特殊气体输送柜。

背景技术

由于全球电子，光伏产业的蓬勃发展，及我国政府大力提倡科技兴国，国内半导体、光伏制造业发展迅猛。据2006年中国半导体产业研究报告指出：“2006年年底，中国国内有近50家晶圆制造厂，112家IC封测和IC装配厂，450家IC设计公司。2006年中国国内半导体业产值为807亿元人民币，大约为100亿美元，其中封测350亿元，晶圆制造242亿元，I C设计215亿元。中国国内半导体市场的规模在2006年超过600亿美元。其中前20大厂家就有占有300亿美元以上。”光伏产业在近两年快速发展、并是未来新能源产业的主力军。

而在半导体、光伏相关产业常用的制程中需要使用到许多特殊气体，其中一些有毒、腐蚀、可燃的气体危害性相当高，一旦这些气体供应系统发生阀件失当损坏(如受腐蚀或人为操作失误等因素)造成气体泄漏；将威胁到人员生命安全、设备损失及生产中断，其危害性是让我们必须特别重视且不可小看的。其中特殊气体输送柜在半导体产业中使用非常广泛。在半导体产业发展的初期曾发生不少的事故。数据显示，特殊气体输送柜意外事故常造成事业单位财产损失、环境污染、人员伤亡、爆炸及死亡等问题。而造成意外事故的主要原因为人为失误。国内各半导体厂都采用各种管理及危害分析方法来达到风险的适当控制，但在人员手动控制的状态下，仍然无法降低风险性。

特殊气体输送柜主要用在半导体、光伏产业中为工艺机台连续配送工艺气体。因工艺气体一般为钢瓶包装，在工厂运转过程中须不断更换新的气体钢瓶，拆除在线的用空的气体钢瓶，我们称这为钢瓶更换流程。在钢瓶更换过程中为保证有毒有害气体不外漏威胁到人身安全，拆除用空的钢瓶前，须用高纯氮气置换与钢瓶相连的管线内的有毒有害气体，这在钢瓶更换流程称之为换瓶前吹。为确保有毒有害气体能置换干净，须重复开关排空阀和吹扫阀60次以上。当空钢瓶拆除换装上新的钢瓶后须对新好装好的钢瓶接口做泄漏测试。对泄漏测试通过的钢瓶我们要做换瓶后吹扫以清除换瓶过程中有可能带入气体管线的空气、水分和微小的颗粒。整个过程须连续持续3至4个小时。

这在目前和以前的一些老的手动、半自动特殊气体输送柜的操作中都须人工来完成。因此带来多方不合理因素：1、操作员机械连续重复同一个动作，误操作机率高。2、操作员在整过操作过程中因须要手动开关阀门，直接面对有输送毒有害气体设备时间长，人员安全风险大。3、手动、半自动特殊气体输送柜在有气体泄漏、火灾报警等紧急情况时无法自己关闭阀门，切断气源来减少危害。4、在更换钢瓶中因半导体厂气体种类繁多、常发生换错气体钢瓶事件

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上问题，提供一种通过设备安装的扫描枪、气动阀、过流量计来防正操作过程中换错气瓶、开错阀门及设备故障时的安全联动，确保工厂正常生产和员工人身安全，实现设备状况现场显示和操作员最大可能非直接接触有毒、有害介质的全自动特殊气体输送柜。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种全自动特殊气体输送柜，该全自动特殊气体输送柜具有柜体、气瓶、控制显示操作单元、条码扫描枪、气瓶工作单元、吹扫单元和报警单元；

柜体为密闭的，设置有气瓶进出的密闭的门；

气瓶内装有工作气体，其表面设置有气体种类识别条码，设置在柜体内；

控制显示操作单元具有微处理器、显示屏和操作单元；显示屏和操作单元在柜体的上部同侧；操作单元连接微处理器；微处理器控制显示屏；

条码扫描枪设置在柜体外部，连接微处理器；

气瓶工作单元设置在柜体的内部，具有气动调节阀、压力传感器、过滤器和工作管路；气动调节阀受控于微处理器，通过工作管路连接气瓶的出口，其出口端连接过滤器，通过工作管路连接到柜体外；压力传感器为2个，分别设置在气动调节阀两端的工作管路内，并连接微处理器；

吹扫单元具有吹扫气体进口、气动吹扫氮气隔离阀、气动排放阀和真空泵；吹扫气体进口设置在柜体上；气动吹扫氮气隔离阀的进口通过管路连通吹扫气体进口，其出口连通工作管理的一端；气动排放阀的进口连通工作管路的另一端，其出口通过管路连接到柜体外；真空泵的进口设置在柜体内，其出口通过管路连接到柜体外；气动吹扫氮气隔离阀、气动排放阀和真空泵受控于微处理器；

报警单元具有气体泄漏传感器和声光报警器；气体泄漏传感器设置在柜体内，连接微处理器；声光报警器安装在柜体的外表面上，控制于微处理器；

气瓶工作单元还设置有二级过滤器；二级过滤器设置在过滤器后面的工作管路上；

气瓶工作单元还设置有过流检测器；过流检测器设置在气动调节阀后，连接微处理器；

吹扫单元还具有单向阀；单向阀设置在吹扫气体进口、气动吹扫氮气隔离阀之间；

显示屏和操作单元为触摸屏；

柜体设置有观察窗；观察窗为防爆玻璃观察窗；

气动排放阀分为高压气动排放阀和低压气动排放阀和隔离阀；气动吹扫氮气隔离阀分别连通气动调节阀两端的工作管路，高压气动排放阀的一端连通气瓶和气动调压阀间的工作管路，连通点靠近气瓶，另一端通过管路连通到柜体外；低压气动排放阀的一端连通靠近气动调节阀的出口端的工作管路，另一端通过管路连通到柜体外；隔离阀设置在气动调节阀的进口端或出口端；高压气动排放阀、隔离阀和低压气动排放阀受控于微处理器；

吹扫单元还具有微流阀；微流阀的进口连通吹扫气体进口，出口端连通工作管路的末端，受控于微处理器。

气瓶的数量可以为1个以上，当为2个以上时，配套的管路和阀等相应的增加，已达到更好的使用效果

本实用新型的全自动特殊气体输送柜，采用计算机控制和触控屏的人机介面技术，通过气控阀控制工艺气的流向，可有效的解决以前手动、半自动气柜的各种弊端。

全自动气柜利用计算机控制技术，事先按气体换瓶流程编好程式，通过计算机的程式控制气动阀自己完成换瓶前吹、钢瓶接口泄漏测试、换瓶后吹扫，从而避免因人为误操作引起的设备损害、和人身危害。

全自动气柜用触控屏做为人机介面，操作员只须按操作提示操作触控操作屏即可起动计算机程式自动完成换瓶流程，无须操作人员直接操作阀门，从而最大可能减少有毒有害气体对人员的危险。

全自动气柜安气体类型不同选装相应的气体泄漏探测器、烟雾探测器、火焰探测器等安全保障设施、当设备有不可预见的泄漏、火灾发生时可通过计算机联动关闭气动阀、切断气源、从而减少危害。

全自动气柜在更换钢瓶时，设备须操作员用设备自带的条码扫描扫描钢瓶上的条形码，和计算机内预设的带码做比对。比对成功后计算机才许可操作做换钢后吹、供气等动作。

附图说明：

1、图1为本实用新型的柜体示意图；

2、图2为本实用新型的控制示意图；

3、图3为本实用新型的柜体内部连接示意图。

具体实施方式：

为使本实用新型的技术方案便于理解，以下结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。

实施例1：以2个气瓶为例：

如图1、2、3所示，一种全自动特殊气体输送柜，该全自动特殊气体输送柜具有柜体1、气瓶2、控制显示操作单元、条码扫描枪4、气瓶工作单元、吹扫单元和报警单元；

柜体1为密闭的，设置有气瓶2进出的密闭的门5；

气瓶2内装有工作气体，其表面设置有气体种类识别条码，设置在柜体1内；

控制显示操作单元具有微处理器6、显示屏和操作单元为触摸屏3；微处理器6控制触摸屏3；

条码扫描枪4设置在柜体1外部，连接微处理器6；

气瓶工作单元设置在柜体1的内部，具有气动调节阀7、压力传感器8、过滤器9和工作管路10；气动调节阀7受控于微处理器6，通过工作管路10连接气瓶2的出口，其出口端连接过滤器9，通过工作管路10连接到柜体1外；压力传感器8为2个，分别设置在气动调节阀7两端的工作管路10内，并连接微处理器6；

吹扫单元具有吹扫气体进口11、气动吹扫氮气隔离阀12、气动排放阀13和真空泵14；吹扫气体进口11设置在柜体1上；气动吹扫氮气隔离阀12的进口通过管路连通吹扫气体进口11，其出口连通工作管理的一端；气动排放阀13的进口连通工作管路10的另一端，其出口通过管路连接到柜体1外；真空泵14的进口设置在柜体1内，其出口通过管路连接到柜体1外；气动吹扫氮气隔离阀12、气动排放阀13和真空泵14受控于微处理器6；

报警单元具有气体泄漏传感器15和声光报警器16；气体泄漏传感器15设置在柜体1内，连接微处理器6；声光报警器16安装在柜体1的外表面上，控制于微处理器6；

气瓶工作单元还设置有二级过滤器17；二级过滤器17设置在过滤器9后面的工作管路10上；

气瓶工作单元还设置有过流检测器18；过流检测器18设置在气动调节阀7后，连接微处理器6；

吹扫单元还具有单向阀19；单向阀19设置在吹扫气体进口11、气动吹扫氮气隔离阀12之间；

柜体1设置有观察窗20；观察窗20为防爆玻璃观察窗；

气动排放阀13分为高压气动排放阀13和低压气动排放阀13和隔离阀21；气动吹扫氮气隔离阀12分别连通气动调节阀7两端的工作管路10，高压气动排放阀13的一端连通气瓶2和气动调压阀间的工作管路10，连通点靠近气瓶2，另一端通过管路连通到柜体1外；低压气动排放阀13的一端连通靠近气动调节阀7的出口端的工作管路10，另一端通过管路连通到柜体1外；隔离阀21设置在气动调节阀7的进口端或出口端；高压气动排放阀13、隔离阀21和低压气动排放阀13受控于微处理器6；

吹扫单元还具有微流阀22；微流阀22的进口连通吹扫气体进口11，出口端连通工作管路10的末端，受控于微处理器6。

该全自动特殊气体输送柜为实现气柜吹扫流程的全自动化，我们对原有手动、半自动气柜的吹扫、排放阀门替换为气控阀门。对手动、半自动气柜的压力表替换为压力传感器8(4～20mA信号输出)。计数机通过收集压力传感器8的信号，按编辑好的程式控制气控阀门自动完成换瓶前吹、钢瓶接口泄漏测试、换瓶后吹扫等动作，并可按原有程式设定自动完成左右钢瓶供气切换，保证生产供气的不间断。

除后有小流量正压氮气通过来维持管线的洁净度。新增排风检测、过流量保护开关、真空发生器测试VPS、气体泄漏探测器、烟雾探测器、火焰探测器等设施来保证设备正常运转及异常情况下能即时发出警报信息和切断气源。

全自动气柜用触控屏做为人机介面，操作人员不须要直接操作阀门，通过触控屏可控制阀门动作。通过双层防爆玻璃可以观察设备运转状态

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上和实质上的限制，凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用以上所揭示的技术内容，而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本实用新型的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种全自动特殊气体输送柜，其特征在于：所述的全自动特殊气体输送柜具有柜体、气瓶、控制显示操作单元、条码扫描枪、气瓶工作单元、吹扫单元和报警单元；

所述的柜体为密闭的，设置有气瓶进出的密闭的门；

所述的气瓶内装有工作气体，其表面设置有气体种类识别条码，设置在所述的柜体内；

所述的控制显示操作单元具有微处理器、显示屏和操作单元；所述的显示屏和操作单元在所述的柜体的上部同侧；所述的操作单元连接所述的微处理器；所述的微处理器控制所述的显示屏；

所述的条码扫描枪设置在所述的柜体外部，连接所述的微处理器；

所述的气瓶工作单元设置在所述的柜体的内部，具有气动调节阀、压力传感器、过滤器和工作管路；所述的气动调节阀受控于所述的微处理器，通过工作管路连接所述的气瓶的出口，其出口端连接过滤器，通过工作管路连接到所述的柜体外；所述的压力传感器为2个，分别设置在气动调节阀两端的工作管路内，并连接所述的微处理器；

所述的吹扫单元具有吹扫气体进口、气动吹扫氮气隔离阀、气动排放阀和真空泵；所述的吹扫气体进口设置在所述的柜体上；所述的气动吹扫氮气隔离阀的进口通过管路连通所述的吹扫气体进口，其出口连通所述的工作管理的一端；所述的气动排放阀的进口连通所述的工作管路的另一端，其出口通过管路连接到所述的柜体外；所述的真空泵的进口设置在所述的柜体内，其出口通过管路连接到所述的柜体外；所述的气动吹扫氮气隔离阀、气动排放阀和真空泵受控于所述的微处理器；

所述的报警单元具有气体泄漏传感器和声光报警器；所述的气体泄漏传感器设置在所述的柜体内，连接所述的微处理器；所述的声光报警器安装在所述的柜体的外表面上，控制于所述的微处理器。

2.根据权利要求1所述的全自动特殊气体输送柜，其特征在于：所述的气瓶工作单元还设置有二级过滤器；所述的二级过滤器设置在过滤器后面的工作管路上。

3.根据权利要求1所述的全自动特殊气体输送柜，其特征在于：所述气瓶工作单元还设置有过流检测器；所述的过流检测器设置在所述的气动调节阀后，连接所述的微处理器。

4.根据权利要求1所述的全自动特殊气体输送柜，其特征在于：所述的吹扫单元还具有单向阀；所述的单向阀设置在所述的吹扫气体进口、气动吹扫氮气隔离阀之间。

5.根据权利要求1所述的全自动特殊气体输送柜，其特征在于：所述的显示屏和操作单元为触摸屏。

6.根据权利要求1所述的全自动特殊气体输送柜，其特征在于：所述的柜体设置有观察窗；所述的观察窗为防爆玻璃观察窗。

7.根据权利要求1所述的全自动特殊气体输送柜，其特征在于：所述的气动排放阀分为高压气动排放阀和低压气动排放阀和隔离阀；所述的气动吹扫氮气隔离阀分别连通所述的气动调节阀两端的工作管路，所述的高压气动排放阀的一端连通所述的气瓶和气动调压阀间的工作管路，连通点靠近气瓶，另一端通过管路连通到所述的柜体外；所述的低压气动排放阀的一端连通靠近所述的气动调节阀的出口端的工作管路，另一端通过管路连通到所述的柜体外；所述的隔离阀设置在所述的气动调节阀的进口端或出口端；所述的高压气动排放阀、隔离阀和低压气动排放阀受控于所述的微处理器。

8.根据权利要求1所述的全自动特殊气体输送柜，其特征在于：所述的吹扫单元还具有微流阀；所述的微流阀的进口连通所述的吹扫气体进口，出口端连通所述的工作管路的末端，受控于所述的微处理器。

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