CN208687354U - 一种高纯特种气体的分装装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高纯特种气体的分装装置，涉及高纯特种气体领域，包括气源瓶、充装瓶、充装管、第一阀门、第二阀门、质量流量计、自动切断装置、称重装置、连接管、抽气管、真空泵；所述充装管的一端连接所述气源瓶，另一端连接所述充装瓶；所述充装管上设有第一阀门和第二阀门，所述第一阀门与所述第二阀门之间设有质量流量计和自动切断装置；所述充装瓶放在所述称重装置上，所述称重装置、自动切断装置均连接到自动控制系统；所述连接管的一端连接在所述第一阀门与所述第二阀门之间，另一端连接所述抽气管；所述抽气管连接所述真空泵。本实用新型的优点在于：充装质量准确，不会出现过充现象。
Description
技术领域
本实用新型涉及高纯特种气体领域，尤其涉及一种高纯特种气体的分装装置。
背景技术
砷化氢作为集成电路产业关键原材料的高纯特种气体，不仅在集成电路产业中占有重要的地位，其在太阳能光伏、平面显示器、化合物半导体器件、石油化工、光纤通讯等领域也都有着不可或缺的作用，广泛应用在薄膜、掺杂、刻蚀、扩散、气相沉积等工艺中。随着科学技术的发展，对于高纯特种气体的品质要求也越来越高，一般对于气体的纯度要求要大于99.9999％，其杂质总浓度不高于1ppm(ppm表示百万分之一)。
高纯特种气体的运输是借助钢瓶等压力容器，通常将气体通过管道输送，盛装于钢瓶内。现有的砷化氢分装装置充装质量控制不够准确，容易出现过充现象；如果连接管道置换不干净或者存在漏点，则会引入新的杂质，从而使得产品纯度无法保证99.9999％；且砷化氢具有剧毒、易燃等特性，现有的分装装置操作较繁琐，危险性较高。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种充装质量准确，不会出现过充现象的高纯特种气体的分装装置。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种高纯特种气体的分装装置，包括气源瓶(1)、充装瓶(2)、充装管(3)、第一阀门(4)、第二阀门(5)、质量流量计(6)、自动切断装置(7)、称重装置(10)、连接管(14)、抽气管(18)、真空泵(21)；
所述充装管(3)的一端连接所述气源瓶(1)，另一端连接所述充装瓶(2)；所述充装管(3)上位于所述气源瓶(1)的出口处设有第一阀门(4)，位于所述充装瓶(2)的入口处设有第二阀门(5)，所述充装管(3)上位于所述第一阀门(4)与所述第二阀门(5)之间设有质量流量计(6)和自动切断装置(7)；所述充装瓶(2)放在所述称重装置(10)上，所述称重装置(10)、自动切断装置(7)均连接到自动控制系统；
所述连接管(14)的一端连接在所述充装管(3)位于所述第一阀门(4)与所述第二阀门(5)之间的部分上，另一端连接所述抽气管(18)；所述抽气管(18)连接所述真空泵(21)。
作为优化的技术方案，所述气源瓶(1)外设有加热套(8)。
作为优化的技术方案，所述充装瓶(2)外设有冷却套(9)。
作为优化的技术方案，该分装装置还包括液氮回收瓶(11)、回收管(12)、第三阀门(13)，所述回收管(12)的一端连接所述液氮回收瓶(11)，另一端连接在所述充装管(3)位于所述第一阀门(4)与所述第二阀门(5)之间的部分上，所述回收管(12)上设有第三阀门(13)。通过液氮回收瓶回收管路内的砷化氢。
作为优化的技术方案，该分装装置还包括置换面板，所述置换面板包括连接管(14)、氦气管、排气管(17)、抽气管(18)、高压氦气储存装置(19)、尾气处理装置(20)、真空泵(21)、隔断阀(32)；所述氦气管、排气管(17)、抽气管(18)并联设置，共同连接所述连接管(14)；所述氦气管连接所述高压氦气储存装置(19)；所述排气管(17)连接所述尾气处理装置(20)；所述抽气管(18)连接所述真空泵(21)；所述氦气管、排气管(17)、抽气管(18)上分别设有阀门；所述连接管(14)上设有隔断阀(32)。
作为优化的技术方案，所述氦气管包括高压氦气管(15)、低压氦气管(16)，所述高压氦气管(15)、低压氦气管(16)并联设置，所述高压氦气管(15)、低压氦气管(16)均连接所述高压氦气储存装置(19)，所述低压氦气管(16)上设有减压阀(27)，所述连接管(14)上设有第四压力表(25)。高压氦气管和第四压力表可以用于测量管件、接入是否存在外漏，低压氦气管可以用于进行置换操作。
作为优化的技术方案，所述高压氦气管(15)上从所述高压氦气储存装置(19)到所述连接管(14)之间依次设有第一压力表(22)和高压氦气阀(26)。
作为优化的技术方案，所述低压氦气管(16)上从所述高压氦气储存装置(19)到所述连接管(14)之间依次设有减压阀(27)、第二压力表(23)和低压氦气阀(28)。
作为优化的技术方案，所述抽气管(18)上从所述真空泵(21)到所述连接管(14)之间依次设有第一抽空阀(30)、第三压力表(24)和第二抽空阀(31)。可以用于测量阀门是否存在内漏。
作为优化的技术方案，各阀门均连接到自动控制系统。
本实用新型的优点在于：充装质量准确，不会出现过充现象；置换面板不仅是置换操作的载体，还可以通过压力表对连接的管路系统进行高压测外漏和低压判断是否有阀门内漏，排除漏点从而保证整个系统的密闭性，工作过程中不引入新的杂质，保证产品的纯度和工作环境的安全性；充装速度快，无尾气排放；结构简单，安装方便；自动控制代替了人工操作，降低了操作的繁琐性，提高了安全系数。
附图说明
图1是本实用新型实施例高纯特种气体的分装装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种高纯特种气体的分装装置，包括气源瓶1、充装瓶2、充装管3、第一阀门4、第二阀门5、质量流量计6、自动切断装置7、加热套8、冷却套9、称重装置10、液氮回收瓶11、回收管12、第三阀门13、连接管14、置换面板。
充装管3的一端连接气源瓶1，另一端连接充装瓶2。
充装管3上位于气源瓶1的出口处设有第一阀门4，位于充装瓶2的入口处设有第二阀门5，充装管3上从第一阀门4到第二阀门5之间依次设有质量流量计6和自动切断装置7。
气源瓶1外设有加热套8。
充装瓶2采用钢瓶，充装瓶2外设有冷却套9。
充装瓶2放在称重装置10上，称重装置10采用电子天平，称重装置10、自动切断装置7均通过通讯协议连接到PLC、DCS自动控制系统。
回收管12的一端连接液氮回收瓶11，另一端连接在充装管3位于第一阀门4与第二阀门5之间的部分上，回收管12上设有第三阀门13。
连接管14的一端连接在充装管3位于第一阀门4与第二阀门5之间的部分上，另一端连接置换面板。
置换面板包括高压氦气管15、低压氦气管16、排气管17、抽气管18、高压氦气储存装置19、尾气处理装置20、真空泵21、第一压力表22、第二压力表23、第三压力表24、第四压力表25、高压氦气阀26、减压阀27、低压氦气阀28、排空阀29、第一抽空阀30、第二抽空阀31、隔断阀32。
高压氦气管15、低压氦气管16、排气管17、抽气管18并联设置，共同连接连接管14。
高压氦气管15、低压氦气管16均连接高压氦气储存装置19，高压氦气储存装置19采用高压氦气钢瓶或氦气集装格。
高压氦气管15上从高压氦气储存装置19到连接管14之间依次设有第一压力表22和高压氦气阀26。
低压氦气管16上从高压氦气储存装置19到连接管14之间依次设有减压阀27、第二压力表23和低压氦气阀28。
排气管17连接尾气处理装置20，排气管17上设有排空阀29。
抽气管18连接真空泵21，抽气管18上从真空泵21到连接管14之间依次设有第一抽空阀30、第三压力表24和第二抽空阀31。
连接管14上从置换面板到充装管3之间依次设有第四压力表25和隔断阀32。
第一压力表22、第二压力表23、第三压力表24、第四压力表25均采用带有通讯协议的数字显示压力表，各压力表均通过通讯协议连接到PLC、DCS自动控制系统。
第一阀门4、第二阀门5、第三阀门13、高压氦气阀26、低压氦气阀28、排空阀29、第一抽空阀30、第二抽空阀31、隔断阀32均采用气动隔膜阀，这种类型阀门的漏率低、通量大，各阀门均通过通讯协议连接到PLC、DCS自动控制系统。
置换面板的组件采用VCR连接，这种连接方式好处是，面板拆卸方便，阀门和压力表有损坏时更换方便，且漏率低。所有组件、管件的材质均为316L不锈钢且内壁达到EP电抛光洁净要求。
本实施例高纯特种气体的分装装置的工作流程为：
1、固定充装瓶2：由钢瓶处理组接收充装瓶2，确认充装瓶2的信息卡内容正确，瓶重已知，然后将已提前在‐5～‐45℃冷冻大于8小时的充装瓶2固定在冷却套9内，放置在称重装置10上。
2、冷冻充装瓶2：将冷却套9的温度设为‐5～‐45℃。
3、将气源瓶1放置在平台上并包上加热套8。
4、佩戴好在线呼吸面具进入通风橱内，准备连接气源瓶1和充装瓶2。
5、在连接气源瓶1和充装瓶2前，确保第一阀门4和第二阀门5前都是真空状态，以防突发状况。
6、连接气源瓶1、充装瓶2：用扳手拧松堵头，拧松堵头后，放一个便携式探测器放在附近，侦测有无泄漏发生，将充装管3快速连接到气源瓶1和充装瓶2之间，进行抽真空，加热套8暂不开启。
7、高压来测量管件、接入是否存在外漏：打开高压氦气阀26、隔断阀32通入约60atm氦气对新接入的管路保压查漏，要求采用手持式氦检仪对新接入管路正反两遍氦检，保压15分钟。氦检漏率低于五倍环境漏率，且保压15分钟第四压力表25的变化小于5psig，可视为氦检通过。
低压来测量阀门是否存在内漏：打开第一抽空阀30、第二抽空阀31，开启真空泵21抽真空至第三压力表24的示数为绝对负压，然后关闭第一抽空阀30，保压5分钟，若第三压力表24的示数不变，则不存在阀门内漏。
8、置换程序：使用减压阀27将由高压氦气储存装置19出来的高压氦气调为3～5atm，打开低压氦气阀28，保持10～20s等到管路平压后，打开排空阀29放空至第四压力表25显示相对压力后，关闭低压氦气阀28、排空阀29，再打开第一抽空阀30、第二抽空阀31抽真空到第二压力表23、第三压力表24都显示量程最低值，上述整个过程可视为完成1次置换程序，重复运行20次置换程序。
9、钝化收集管路：打开第一阀门4，从气源瓶1放出小于30psig的微正压砷化氢钝化管路，钝化约2min后关闭第一阀门4，进行抽真空30s，重复该操作10次。
10、进行分装：开启加热套8进行升温，打开第一阀门4、第二阀门5，设定质量流量计6以8kg/h～10kg/h速率进行砷化氢从气源瓶1到充装瓶2的分装。
11、在自动控制系统中设定好重量保护值，充装瓶2超过重量保护值会立即报警示意，自动切断装置7自动切断管路终止充装，充装完成后拆下充装瓶2，再次称重，确认所充产品重量合格，交由质量部分析。
12、充装完一瓶后关闭第一阀门4、第二阀门5，将加热套8取下，打开第三阀门13回收管路内的砷化氢，然后关闭第三阀门13，重复步骤8～12。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高纯特种气体的分装装置，其特征在于：包括气源瓶(1)、充装瓶(2)、充装管(3)、第一阀门(4)、第二阀门(5)、质量流量计(6)、自动切断装置(7)、称重装置(10)、连接管(14)、抽气管(18)、真空泵(21)；
所述充装管(3)的一端连接所述气源瓶(1)，另一端连接所述充装瓶(2)；所述充装管(3)上位于所述气源瓶(1)的出口处设有第一阀门(4)，位于所述充装瓶(2)的入口处设有第二阀门(5)，所述充装管(3)上位于所述第一阀门(4)与所述第二阀门(5)之间设有质量流量计(6)和自动切断装置(7)；所述充装瓶(2)放在所述称重装置(10)上，所述称重装置(10)、自动切断装置(7)均连接到自动控制系统；
所述连接管(14)的一端连接在所述充装管(3)位于所述第一阀门(4)与所述第二阀门(5)之间的部分上，另一端连接所述抽气管(18)；所述抽气管(18)连接所述真空泵(21)。
2.如权利要求1所述的高纯特种气体的分装装置，其特征在于：所述气源瓶(1)外设有加热套(8)。
3.如权利要求1所述的高纯特种气体的分装装置，其特征在于：所述充装瓶(2)外设有冷却套(9)。
4.如权利要求1所述的高纯特种气体的分装装置，其特征在于：该分装装置还包括液氮回收瓶(11)、回收管(12)、第三阀门(13)，所述回收管(12)的一端连接所述液氮回收瓶(11)，另一端连接在所述充装管(3)位于所述第一阀门(4)与所述第二阀门(5)之间的部分上，所述回收管(12)上设有第三阀门(13)。
5.如权利要求1所述的高纯特种气体的分装装置，其特征在于：该分装装置还包括置换面板，所述置换面板包括连接管(14)、氦气管、排气管(17)、抽气管(18)、高压氦气储存装置(19)、尾气处理装置(20)、真空泵(21)、隔断阀(32)；所述氦气管、排气管(17)、抽气管(18)并联设置，共同连接所述连接管(14)；所述氦气管连接所述高压氦气储存装置(19)；所述排气管(17)连接所述尾气处理装置(20)；所述抽气管(18)连接所述真空泵(21)；所述氦气管、排气管(17)、抽气管(18)上分别设有阀门；所述连接管(14)上设有隔断阀(32)。
6.如权利要求5所述的高纯特种气体的分装装置，其特征在于：所述氦气管包括高压氦气管(15)、低压氦气管(16)，所述高压氦气管(15)、低压氦气管(16)并联设置，所述高压氦气管(15)、低压氦气管(16)均连接所述高压氦气储存装置(19)，所述低压氦气管(16)上设有减压阀(27)，所述连接管(14)上设有第四压力表(25)。
7.如权利要求6所述的高纯特种气体的分装装置，其特征在于：所述高压氦气管(15)上从所述高压氦气储存装置(19)到所述连接管(14)之间依次设有第一压力表(22)和高压氦气阀(26)。
8.如权利要求6所述的高纯特种气体的分装装置，其特征在于：所述低压氦气管(16)上从所述高压氦气储存装置(19)到所述连接管(14)之间依次设有减压阀(27)、第二压力表(23)和低压氦气阀(28)。
9.如权利要求5所述的高纯特种气体的分装装置，其特征在于：所述抽气管(18)上从所述真空泵(21)到所述连接管(14)之间依次设有第一抽空阀(30)、第三压力表(24)和第二抽空阀(31)。
10.如权利要求1‐9任一项所述的高纯特种气体的分装装置，其特征在于：各阀门均连接到自动控制系统。
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| CN201821301117.3U CN208687354U (zh) | 2018-08-13 | 2018-08-13 | 一种高纯特种气体的分装装置 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110778912A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-02-11 | 安徽英杰精工机械有限公司 | 一种灭火剂充装设备及其充装方法 |
| CN112648529A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-04-13 | 内蒙古兴洋科技有限公司 | 一种硅烷的自动充装系统及控制方法 |
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| CN110778912B (zh) * | 2019-11-05 | 2021-10-12 | 安徽英杰精工机械有限公司 | 一种灭火剂充装设备及其充装方法 |
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