CN204269441U - 一种空气采样泵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种空气采样泵装置，包括通过管路连接的采样管及泵体；管路包括第一、第二防护段；第一防护段包括分别与第一管道及第二管道连接的二通阀，第一管道中放置单透膜，单透膜与二通阀之间设有与泵体及二通阀电连接移动警报装置；第二防护段包括入口与第二管道连接、两个出口分别与第一、第二分支管道连接的三通阀；第一分支管道与内壁设有吸水树脂膜、出口装设有封闭阀门的第一干燥管连接；第二分支管道与第二干燥管连接，第二干燥管的出口与所述泵体连接；第二管道内壁上装设有与三通阀及封闭阀门电连接的液体传感器。本实用新型形成采样泵的多重防护，从而确保泵的使用和正常取样，防止采样泵或机台意外损坏，延长采样泵的使用寿命。

Description

一种空气采样泵装置

技术领域

本实用新型属于半导体制造领域，涉及一种空气采样泵装置。

背景技术

为了能够很好地监控半导体工厂(Fab)环境的空气污染物质量，质量工程师(QE)对于Fab需要每天进行空气取样，每次需要多个空气采样泵装置(pump)去抽取各个区域的环境空气，并溶解于液体中，形成采样溶液，采样溶液统一由化学实验集成电路(Chemical Lab IC)机台进行分析。

现在质量工程师使用较简易的取样方式，人为的通过面板设定所需取样的时间段，设定完成之后，在泵体抽取管道中的气体形成负压的情况下，空气污染物会随空气通过取样口进入取样瓶并溶解于取样瓶内的液体中，多余的空气经过干燥管路被泵体继续抽取，从而空气源源不断进入取样瓶中，使取样瓶内内体溶解足够的空气污染物。其中干燥管路可以防止泵体因潮气损坏。经过规定时间的取样后，将取样瓶内的液体样品及时进行分析。

由于取样时空气采样泵装置需要放在FAB里的机台旁约一个小时，经常会发生空气采样泵被人不小心撞倒的状况，由于现有的干燥管路仅包括一个干燥管，其吸取液体能力有限，这时取样瓶中的水会顺着管道倒流而使采样泵损坏，并且有可能将液体倒灌入机台，导致机台破损。

因此，提供一种新的空气采样泵装置以防止采样泵及机台由于液体倒灌而损坏实属必要。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种空气采样泵装置，用于解决现有技术中空气采样泵装置容易因意外发生液体倒流使得采样泵损毁或导致机台破损的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种空气采样泵装置，包括采样管及泵体，所述采样管顶部设有空气入口及管路接口，所述管路接口与所述泵体之间通过管路连接；所述管路包括第一防护段及第二防护段；

所述第一防护段包括一二通阀，所述二通阀的入口通过第一管道与所述管路接口连接、出口与第二管道连接；所述第一管道中放置有一能透过气体而不能透过液体的单透膜，所述单透膜与所述二通阀之间设有移动警报装置；所述移动警报装置安装于所述第一管道内壁并与所述泵体及二通阀电连接，当所述单透膜由于液体冲力与所述移动警报装置接触并触发所述移动警报装置，所述移动警报装置控制所述泵体停止抽气，并控制所述二通阀使其关闭；

所述第二防护段包括入口与所述第二管道连接的三通阀，所述三通阀的两个出口分别与第一分支管道及第二分支管道连接；所述第一分支管道与一内壁设有吸水树脂膜的第一干燥管的入口连接，所述第一干燥管的出口装设有一封闭阀门；所述第二分支管道与一第二干燥管的入口连接，所述第二干燥管的出口通过第三管道与所述泵体连接；所述第二管道内壁上装设有与所述三通阀及所述封闭阀门电连接的液体传感器，当所述液体传感器未检测到液体时，所述第一分支管道关闭，所述第二分支管道开启，当所述液体传感器检测到液体时，所述液体传感器控制所述三通阀关闭所述第二分支管道并开启第一分支管道，并控制所述封闭阀门关闭所述第一干燥管的出口。

可选地，所述第一干燥管入口处放置有色度指示剂卡片。

可选地，所述吸水树脂膜包括一基板及连接于所述基板表面的若干鱼鳞状树脂片。

可选地，所述鱼鳞状树脂片外端朝向所述第一干燥管入口方向。

可选地，所述移动警报装置包括压力传感器。

可选地，所述移动警报装置包括一与所述压力传感器连接的蜂鸣器、发光二极管或声光装置。

可选地，所述吸水树脂薄膜采用聚丙乙烯材料。

可选地，所述第一管道与所述管路接口之间还设置有一缓冲容器，所述缓冲容器包括进气端口及出气端口，所述进气端口通过第四管道与所述管路接口连接，所述出气端口与所述第一管道连接。

可选地，所述进气端口设置于所述缓冲容器顶部，所述出气端口设置于所述缓冲容器侧壁上部且与所述进气端口垂直。

可选地，所述泵体及采样管均放置于一承载框体内。

如上所述，本实用新型的空气采样泵装置，具有以下有益效果：本实用新型的空气采样泵装置形成采样泵的多重防护，从而确保泵的使用和正常取样，防止采样泵或机台意外损坏，延长采样泵的使用寿命，且结构设计更为紧凑。当发生异常状况时，首先通过单透膜的设计可以初步阻碍水流的侵入，但是无法避免气路通过时或者水流过大时可能导致的膜层移位，所以在设计上加入了移动警报装置，其一旦被移位的单透膜触发，将控制采样泵停止工作，并关闭二通阀，取样自动停止，并报警引发工程师的注意。但是二通阀关闭前可能有水流透过并可能继续沿管路流动，所以加入分支管路设计，包括异常通道及正常通道，当有液体进入管道时，通过第一干燥管(异常通道)吸收异常情况下的水流，同时可以根据色度卡指示剂作出初步判断，并且发生异常情况时，第二干燥管(正常通道)入口关闭，将泵口完全堵住，从而形成了对采样泵的多重防护。正常情况下，第一干燥管入口关闭，第二干燥管入口开启，进行正常采样。

附图说明

图1显示为本实用新型的空气采样泵装置的结构示意图。

元件标号说明

101                    采样管

102                    泵体

103                    空气入口

104                    管路接口

105                    二通阀

106                    第一管道

107                    第二管道

108                    单透膜

109                    移动警报装置

110                    三通阀

111                    第一分支管道

112                    第二分支管道

113                    吸水树脂膜

114                    第一干燥管

115                    封闭阀门

116                    第二干燥管

117                    第三管道

118                    液体传感器

119                    色度指示剂卡片

120                    缓冲容器

121                    进气端口

122                    出气端口

123                    第四管道

124                      空气

125                      液体

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型提供一种空气采样泵装置，请参阅图1，显示为该装置的结构示意图，包括采样管101及泵体102，所述采样管101顶部设有空气入口103及管路接口104，所述管路接口104与所述泵体101之间通过管路连接；所述管路包括第一防护段及第二防护段；

所述第一防护段包括一二通阀105，所述二通阀105的入口通过第一管道106与所述管路接口104连接、出口与第二管道107连接；所述第一管道106中放置有一能透过气体而不能透过液体的单透膜108，所述单透膜108与所述二通阀105之间设有移动警报装置109；所述移动警报装置109安装于所述第一管道106内壁并与所述泵体102及二通阀105电连接，当所述单透膜108由于液体冲力与所述移动警报装置109接触并触发所述移动警报装置109，所述移动警报装置109控制所述泵体102停止抽气，并控制所述二通阀105使其关闭；

所述第二防护段包括入口与所述第二管道107连接的三通阀110，所述三通阀110的两个出口分别与第一分支管道111及第二分支管道112连接；所述第一分支管道111与一内壁设有吸水树脂膜113的第一干燥管114的入口连接，所述第一干燥管114的出口装设有一封闭阀门115；所述第二分支管道112与一第二干燥管116的入口连接，所述第二干燥管116的出口通过第三管道117与所述泵体102连接；所述第二管道107内壁上装设有与所述三通阀110及所述封闭阀门115电连接的液体传感器118，当所述液体传感器118未检测到液体时，所述第一分支管道111关闭，所述第二分支管道112开启，当所述液体传感器118检测到液体时，所述液体传感器118控制所述三通阀110关闭所述第二分支管道112并开启第一分支管道111，并控制所述封闭阀门115关闭所述第一干燥管115的出口。

进一步的，所述第一管道106与所述管路接口124之间还可以设置有一缓冲容器120，所述缓冲容器120包括进气端口121及出气端口122，所述进气端口121通过第四管道123与所述管路接口104连接，所述出气端口122与所述第一管道106连接。所述缓冲容器120的作用是缓冲气体，使得气流稳定。所述缓冲容器120可采用玻璃容器，所述进气端口121设置于所述缓冲容器120顶部，所述出气端口122设置于所述缓冲容器120侧壁上部且与所述进气端口121垂直。

本实用新型的空气采样泵装置可进一步包括一承载框体，所述泵体及采样管均放置于该承载框体内(未图示)，使得空气采样泵装置结构紧凑，便于整体移动。

具体的，连接各部件如所述采样瓶101、缓冲容器120、二通阀105、三通阀110、第一干燥管114、第二干燥管116及泵体102之间的管道采用塑料软管，优选采用高压聚氯乙烯([-CH(Cl)CH₂-)]n)材质，该材质具有稳定、不易被酸碱腐蚀的物理性质，同时还具有不溶于水、酒精及汽油，气体、水汽渗漏性低的化学性质。

具体的，所述单透膜108具有小分子可以透过大分子不能透过的特点，从而可以使得气体顺利通过，而发生异常时水流无法正常通过。

然而当水流较大时，所述单透膜108可能发生移位，使得水流进入下一段管道。本实用新型中，所述单透膜108与所述二通阀105之间设有移动警报装置109；所述移动警报装置109安装于所述第一管道106内壁并与所述泵体102及二通阀105电连接，当所述单透膜108由于液体冲力与所述移动警报装置109接触时，所述移动警报装置109被触发，所述泵体102停止抽气，所述二通阀105关闭；从而采样停止，水流被所述二通阀105截住。

具体的，所述移动警报装置109可包括压力传感器，当其感受到所述单透膜的压力时被触发。所述移动警报装置109还可进一步包括一与所述压力传感器连接的蜂鸣器、发光二极管或声光装置。其中，蜂鸣器可以声音的形式提醒工程师，所述发光二极管可以发光的形式提醒工程师，所述声光装置同时包括蜂鸣器及发光二极管等器件，可以更有效地进行提醒，以便工程师及时采取补救措施。

然而由于所述二通阀105可能存在延时效应，部分液体可能在所述二通阀105关闭前透过，进入所述第二管道107。所述第二管道107内壁上装设有与所述三通阀110及所述封闭阀门115电连接的液体传感器118，当所述液体传感器118未检测到液体时，所述第一分支管道111关闭，所述第二分支管道112开启，当所述液体传感器118检测到液体时，所述液体传感器118控制所述三通阀110关闭所述第二分支管道112并开启第一分支管道111，并控制所述封闭阀门115关闭所述第一干燥管115的出口。

具体的，所述第一干燥管114在空气采样泵装置发生异常情况时(如采样瓶101被碰倒)发挥作用，作为异常通道。此时所述三通阀110的第一出口开启、第二出口关闭，使得异常通道开启。所述第一干燥管114内壁设有吸水树脂膜113，用于快速大量吸附液体。所述吸水树脂膜113可采用高分子吸水树脂(Super Absorbent Polymer，SAP)，如聚丙烯酸(-CH₂＝CH-COOH)，其为亲水基团低交联度部分结晶高分子聚合物，具有稳定、吸水力强的特点。所述干燥管114中还可放置常规的干燥剂，如石墨粉等。

具体的，所述吸水树脂膜113包括一基板及连接于所述基板表面的若干鱼鳞状树脂片，采用鱼鳞片形式可以大幅增加所述吸水树脂膜113的吸水面积。所述鱼鳞状树脂片外端优选为朝向所述第一干燥管114入口方向，有助于将从入口进入的液体限制于鱼鳞状树脂片之间，从而有效吸收。

具体的，所述第一干燥管114的出口处装设有一封闭阀门115，当所述液体传感器118被触发时，所述封闭阀门115在所述液体传感器118的控制下关闭，将所述第一干燥管115的出口关闭，从而使得液体留存在所述第一干燥管114中，防止其直接暴露于空气中，以利于后续分析。所述第一干燥管114入口处可进一步放置色度指示剂卡片119，用于初步检测液体的性质，如酸碱度，从而初步判断溶解于液体中的空气污染物的特征，以备后续精度检测气体离子含量。

具体的，所述第二干燥管116在所述空气采样泵装置正常采样时使用，作为正常通道，此时所述三通阀110的第一出口关闭、第二出口开启，使得异常通道关闭，正常通道开启。所述第二干燥管116可采用常规的干燥管，其内放置有常规的干燥剂，如石墨粉等。苏搜狐第二干燥管116的出口通过第三管道117连接与所述泵体102.

本实用新型的空气采样泵装置的使用方法如下：

正常采样情况下，所述采样瓶101内装有液体125，所述三通阀110的第一出口关闭，第二出口开启，所述泵体102工作进行抽气，使各管道内形成负压，从而空气124从所述空气入口进入所述采样瓶101，使空气污染物溶解于所述液体125中，多余的空气通过管道进入所述第二干燥管112被干燥，并被所述泵体102抽取，从而使外部空气不断进入所述采样瓶中，最终获取足够浓度的采样液体。

当空气采样泵装置被人不小心撞倒时，所述采样瓶101内的液体125经由所述管路接口104流入所述第一管道106中，此时，所述单透膜108形成第一道防护；当所述单透膜108因为液体的冲力与所述移动警报装置109接触时，所述移动警报装置109发出警报并使得所述泵体102停止工作、使所述二通阀105关闭，形成第二道防护；当液体进入所述第二管道107中时，所述液体传感器118控制所述三通阀110关闭正常通道、开启异常通道，防止水进入所述泵体102，形成第三道防护；液体进入所述第二干燥管114，其内的吸水树脂膜113对液体进行吸收，且所述封闭阀门115关闭使得液体留存于所述第一干燥管114中，防止液体流出进入机台，防止机台损坏，形成第四道防护。

综上所述，本实用新型的空气采样泵装置形成采样泵的多重防护，从而确保泵的使用和正常取样，防止采样泵或机台意外损坏，延长采样泵的使用寿命，且结构设计更为紧凑。当发生异常状况时，首先通过单透膜的设计可以初步阻碍水流的侵入，但是无法避免气路通过时或者水流过大时可能导致的膜层移位，所以在设计上加入了移动警报装置，其一旦被移位的单透膜触发，将控制采样泵停止工作，并关闭二通阀，取样自动停止，并报警引发工程师的注意。但是二通阀关闭前可能有水流透过并可能继续沿管路流动，所以加入分支管路设计，包括异常通道及正常通道，当有液体进入管道时，通过第一干燥管(异常通道)吸收异常情况下的水流，同时可以根据色度卡指示剂作出初步判断，并且发生异常情况时，第二干燥管(正常通道)入口关闭，将泵口完全堵住，从而形成了对采样泵的多重防护。正常情况下，第一干燥管入口关闭，第二干燥管入口开启，进行正常采样。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种空气采样泵装置，包括采样管及泵体，所述采样管顶部设有空气入口及管路接口，所述管路接口与所述泵体之间通过管路连接，其特征在于：

所述管路包括第一防护段及第二防护段；

所述第一防护段包括一二通阀，所述二通阀的入口通过第一管道与所述管路接口连接、出口与第二管道连接；所述第一管道中放置有一能透过气体而不能透过液体的单透膜，所述单透膜与所述二通阀之间设有移动警报装置；所述移动警报装置安装于所述第一管道内壁并与所述泵体及二通阀电连接，当所述单透膜由于液体冲力与所述移动警报装置接触并触发所述移动警报装置，所述移动警报装置控制所述泵体停止抽气，并控制所述二通阀使其关闭；

所述第二防护段包括入口与所述第二管道连接的三通阀，所述三通阀的两个出口分别与第一分支管道及第二分支管道连接；所述第一分支管道与一内壁设有吸水树脂膜的第一干燥管的入口连接，所述第一干燥管的出口装设有一封闭阀门；所述第二分支管道与一第二干燥管的入口连接，所述第二干燥管的出口通过第三管道与所述泵体连接；所述第二管道内壁上装设有与所述三通阀及所述封闭阀门电连接的液体传感器，当所述液体传感器未检测到液体时，所述第一分支管道关闭，所述第二分支管道开启，当所述液体传感器检测到液体时，所述液体传感器控制所述三通阀关闭所述第二分支管道并开启第一分支管道，并控制所述封闭阀门关闭所述第一干燥管的出口。

2.根据权利要求1所述的空气采样泵装置，其特征在于：所述第一干燥管入口处放置有色度指示剂卡片。

3.根据权利要求1所述的空气采样泵装置，其特征在于：所述吸水树脂膜包括一基板及连接于所述基板表面的若干鱼鳞状树脂片。

4.根据权利要求3所述的空气采样泵装置，其特征在于：所述鱼鳞状树脂片外端朝向所述第一干燥管入口方向。

5.根据权利要求1所述的空气采样泵装置，其特征在于：所述移动警报装置包括压力传感器。

6.根据权利要求5所述的空气采样泵装置，其特征在于：所述移动警报装置包括一与所述压力传感器连接的蜂鸣器、发光二极管或声光装置。

7.根据权利要求1所述的空气采样泵装置，其特征在于：所述吸水树脂薄膜采用聚丙乙烯材料。

8.根据权利要求1所述的空气采样泵装置，其特征在于：所述第一管道与所述管路接口之间还设置有一缓冲容器，所述缓冲容器包括进气端口及出气端口，所述进气端口通过第四管道与所述管路接口连接，所述出气端口与所述第一管道连接。

9.根据权利要求8所述的空气采样泵装置，其特征在于：所述进气端口设置于所述缓冲容器顶部，所述出气端口设置于所述缓冲容器侧壁上部且与所述进气端口垂直。

10.根据权利要求1所述的空气采样泵装置，其特征在于：所述泵体及采样管均放置于一承载框体内。