CN217093235U

CN217093235U - 超临界氮氩混合流体发生系统

Info

Publication number: CN217093235U
Application number: CN202221003824.0U
Authority: CN
Inventors: 史继英; 刘博瑞; 谢辉
Original assignee: Sichuan Boteng Chuangda Intelligent Technology Co ltd
Current assignee: Sichuan Boteng Chuangda Intelligent Technology Co ltd
Priority date: 2022-04-26
Filing date: 2022-04-26
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2032-04-26

Abstract

本申请涉及清洗设备制造技术领域，提供了一种超临界氮氩混合流体发生系统，其包括用于暂存液氩的高压液氩缓冲罐、第一质量流量计、第一控制阀、用于暂存液氮的高压液氮缓冲罐、第二质量流量计、第二控制阀以及高压混合罐；高压液氩缓冲罐和高压液氮缓冲罐分别与高压混合罐连接，第一质量流量计和第一控制阀设置于高压液氩缓冲罐和高压混合罐连接的管路上；第二质量流量计和第二控制阀设置于高压液氮缓冲罐和高压混合罐连接的管路上；高压混合罐内设置有加热器，混合罐上设置有混合罐温度传感器和混合罐压力传感器，高压混合罐连接有混合流体控制阀。该系统工艺简单，能耗较小，容易控制。

Description

超临界氮氩混合流体发生系统

技术领域

本实用新型涉及流体发生装置领域，具体而言，涉及超临界氮氩混合流体发生系统。

背景技术

在半导体器件、光学镜片和金属器件制品的加工过程中，其表面不可避免地存在一些残留颗粒污染物，而在半导体器件、光学器件的精密加工过程中，通常对表面残留污染物的控制限制到微米、亚微米量级或者纳米级，以缓解由于表面残留污染物导致的待清洗器件产品性能下降或产品报废等问题。目前针对这一问题可采用超临界清洗的方式去除表面颗粒污染物，而由于超临界氮氩混合气制作难度高，暂未见或少见超临界氮氩混合气发生装置。若超临界氮氩混合流体发生系统采用氮气和氩气作为源气体，则制作过程需要增压和降温。降温工艺复杂，能耗高。

鉴于此，特提出本申请。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超临界氮氩混合流体发生系统。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种超临界氮氩混合流体发生系统，包括用于暂存液氩的高压液氩缓冲罐、第一质量流量计、第一控制阀、用于暂存液氮的高压液氮缓冲罐、第二质量流量计、第二控制阀以及高压混合罐；

高压液氩缓冲罐和高压液氮缓冲罐分别与高压混合罐连接，第一质量流量计和第一控制阀设置于高压液氩缓冲罐和高压混合罐连接的管路上；第二质量流量计和第二控制阀设置于高压液氮缓冲罐和高压混合罐连接的管路上；

高压混合罐内设置有加热器，混合罐上设置有混合罐温度传感器和混合罐压力传感器，高压混合罐连接有混合流体控制阀。

在可选的实施方式中，高压液氩缓冲罐和高压混合罐连接的管路上还设置有液氩流单向阀；

高压液氮缓冲罐和高压混合罐连接的管路上还设置有液氮流单向阀。

在可选的实施方式中，超临界氮氩混合流体发生系统还包括液氮储存容器、液氩储存容器、第一液体泵和第二液体泵；液氩储存容器与高压液氩缓冲罐连接，第一液体泵设置于液氩储存容器与高压液氩缓冲罐连接的管路上；液氮储存容器与高压液氮缓冲罐连接，第二液体泵设置于液氮储存容器与高压液氮缓冲罐连接的管路上。

在可选的实施方式中，高压液氩缓冲罐上设置有第一温度传感器；高压液氮缓冲罐上设置有第二温度传感器；

高压液氩缓冲罐上设置有第一压力传感器；高压液氮缓冲罐上设置有第二压力传感器。

在可选的实施方式中，超临界氮氩混合流体发生系统还包括PLC控制系统，PLC控制系统与第一液体泵、第二液体泵、第一温度传感器、第二温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第一质量流量计、第二质量流量计、第一控制阀、第二控制阀、混合罐温度传感器、混合罐压力传感器、加热器以及混合流体控制阀通信连接。

在可选的实施方式中，液氩储存容器与高压液氩缓冲罐连接的管路上设置有第一单向阀，第一单向阀位于第一液体泵和高压液氩缓冲罐之间；液氮储存容器与高压液氮缓冲罐连接的管路上设置有第二单向阀，第二单向阀位于第二液体泵和高压液氮缓冲罐之间。

在可选的实施方式中，高压混合罐上设置有混合罐安全阀。

在可选的实施方式中，高压混合罐上设置有混合罐排空阀。

在可选的实施方式中，高压液氩缓冲罐上设置有第一安全阀；高压液氮缓冲罐上设置有第二安全阀。

在可选的实施方式中，高压液氩缓冲罐上设置有第一排空阀；高压液氮缓冲罐上设置有第二排空阀。

本实用新型实施例的有益效果是：

本申请提供的超临界氮氩混合流体发生系统，由于其包括的多个单元的具体设置，使得该发生系统可用于采用液态氮和液态氩制备超临界流体，而采用液态氮和液态氩制备超临界流体工艺简单，能耗较小，容易控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的超临界氮氩混合流体发生系统的结构示意图。

图标:10-超临界氮氩混合流体发生系统；110-液氩储存容器；111-液氩开关；120-第一液体泵；130-第一单向阀；140-高压液氩缓冲罐；141-第一安全阀；142-第一排空阀；143-第一温度传感器；144-第一压力传感器；150-第一质量流量计；160-第一控制阀；170-液氩流单向阀；210-液氮储存容器；211-液氮开关；220-第二液体泵；230-第二单向阀；240-高压液氮缓冲罐；241-第二安全阀；242-第二排空阀；243-第二温度传感器；244-第二压力传感器；250-第二质量流量计；260-第二控制阀；270-液氮流单向阀；300-高压混合罐；301-混合罐安全阀；302-混合罐排空阀；303-混合罐温度传感器；304-混合罐压力传感器；305-混合流体控制阀；310-加热器；400-PLC控制系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本申请实施例提供一种超临界氮氩混合流体发生系统10，包括用于暂存液氩的高压液氩缓冲罐140、第一质量流量计150、第一控制阀160、用于暂存液氮的高压液氮缓冲罐240、第二质量流量计250、第二控制阀260以及高压混合罐300；

高压液氩缓冲罐140和高压液氮缓冲罐240分别与高压混合罐300连接，第一质量流量计150和第一控制阀160设置于高压液氩缓冲罐140和高压混合罐300连接的管路上；第二质量流量计250和第二控制阀260设置于高压液氮缓冲罐240和高压混合罐300连接的管路上；

高压混合罐300内设置有加热器310，混合罐上设置有混合罐温度传感器303和混合罐压力传感器304，高压混合罐300连接有混合流体控制阀305。

高压液氩缓冲罐140用于暂存经过加压后的液氩，第一质量流量计150用于检测管路通过的液氩流量，第一控制阀160用于调整管路的开度大小，从而控制液氩混合的量；高压液氮缓冲罐240用于暂存经过加压后的液氮，第一质量流量计150用于检测管路通过的液氮流量，第一控制阀160用于调整管路的开度大小，从而控制液氮混合的量；目标量的液氩和液氮被通入高压混合罐300内后，在加热器310的作用下温度升高，在混合罐温度传感器303和混合罐压力传感器304的作用下监控罐内温度和压力，通过控制罐内温度和压力，从而控制超临界氩氮混合流体的温度和压力，从而达到输出的指定要求。

本申请提供的超临界氮氩混合流体发生系统10，由于其包括的多个单元的具体设置，使得该发生系统可用于采用液态氮和氩制备超流界流体，工艺简单，能耗较小，容易控制。

进一步地，超临界氮氩混合流体发生系统10还包括液氮储存容器210、液氩储存容器110、第一液体泵120和第二液体泵220；液氩储存容器110与高压液氩缓冲罐140连接，第一液体泵120设置于液氩储存容器110与高压液氩缓冲罐140连接的管路上；液氮储存容器210与高压液氮缓冲罐240连接，第二液体泵220设置于液氮储存容器210与高压液氮缓冲罐240连接的管路上。

液氮储存容器210一般为液氮瓶，液氩储存容器110一般为液氩瓶，这两者分别用于储存液氮和液氩，液氮瓶和液氩瓶的出口分别设置有液氮开关211和液氩开关111，这两个开关一般为手动式，通过这两个开关使液氮储存容器210和液氩储存容器110与对应的管路连通。通过第一液体泵120对管道内的液氩进行增压泵送至高压液氩缓冲罐140内，通过第二液体泵220对管道内的液氮进行增压泵送至高压液氮缓冲罐240内。

液氩储存容器110与高压液氩缓冲罐140连接的管路上设置有第一单向阀130，第一单向阀130位于第一液体泵120和高压液氩缓冲罐140之间；液氮储存容器210与高压液氮缓冲罐240连接的管路上设置有第二单向阀230，第二单向阀230位于第二液体泵220和高压液氮缓冲罐240之间。

第一单向阀130和第二单向阀230的设置主要是为了防止对应管道内的液体倒流。

进一步地，高压液氩缓冲罐140上设置有第一温度传感器143；高压液氮缓冲罐240上设置有第二温度传感器243。

第一温度传感器143和第二温度传感器243分别用于检测高压液氩缓冲罐140和高压液氮缓冲罐240的温度。

进一步地，高压液氩缓冲罐140上设置有第一压力传感器144；高压液氮缓冲罐240上设置有第二压力传感器244。

第一压力传感器144和第二压力传感器244分别用于检测高压液氩缓冲罐140和高压液氮缓冲罐240的压力。

进一步地，高压液氩缓冲罐140上设置有第一安全阀141；高压液氮缓冲罐240上设置有第二安全阀241。

当罐内压力过高时第一安全阀141和第二安全阀241可自动泄压，其用于防止高压液氩缓冲罐140和高压液氮缓冲罐240内压力过高发生安全事故。

进一步地，高压液氩缓冲罐140上设置有第一排空阀142；高压液氮缓冲罐240上设置有第二排空阀242。

第一排空阀142和第二排空阀242可用于排出罐体内气化的气体，可以用于调低罐体的压力。

进一步地，高压液氩缓冲罐140和高压混合罐300连接的管路上还设置有液氩流单向阀170。

液氩流单向阀170的设置用于防止对应管路上液氩倒流。

进一步地，高压液氮缓冲罐240和高压混合罐300连接的管路上还设置有液氮流单向阀270。

液氮流单向阀270的设置用于防止对应管路上液氮倒流。

进一步地，高压混合罐300上设置有混合罐安全阀301。

当高压混合罐300内压力过高时可自动泄压罐，防止压力过高发生安全事故。

进一步地，高压混合罐300上设置有混合罐排空阀302。

混合罐排空阀302可排出罐内气体，可用于降低罐内气压。

进一步地，超临界氮氩混合流体发生系统10还包括PLC控制系统400，PLC控制系统400与第一液体泵120、第二液体泵220、第一温度传感器143、第二温度传感器243、第一压力传感器144、第二压力传感器244、第一质量流量计150、第二质量流量计250、第一控制阀160、第二控制阀260、混合罐温度传感器303、混合罐压力传感器304、加热器310以及混合流体控制阀305通信连接。

温度传感器和压力传感器将检测到的温度信号和压力信号发送至PLC控制系统400，PLC控制系统400通过接收到的温度和压力信号，对对应的液体泵、控制阀下发指令，调整液体泵的压缩量大小、控制阀的开闭或开度，对加热器310下发指令，调整加热器310加温的功率，从而在混合罐内制备所需氮、氩配比，指定温度、指定压力的超临界氮、氩混合流体。通过上述设置可实现超临界氮氩混合流体的制备实现全自动化。

进一步地，由于液氮和液氩温度非常低，因此本申请提供的超临界氮氩混合流体发生系统10的各个管道外壁和各个系统单元的外壁均做保温隔热处理，以减少液体气化的量。

由于气态物质制备超临界流体需要增压和降温，降温工艺复杂，能耗高，本申请提供的超临界氮氩混合流体发生系统，由于其包括的多个单元的具体设置，使得该发生系统可用于采用液态氮和氩制备超临界流体，工艺简单，能耗较小，容易控制。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种超临界氮氩混合流体发生系统，其特征在于，包括用于暂存液氩的高压液氩缓冲罐、第一质量流量计、第一控制阀、用于暂存液氮的高压液氮缓冲罐、第二质量流量计、第二控制阀以及高压混合罐；

所述高压液氩缓冲罐和所述高压液氮缓冲罐分别与所述高压混合罐连接，所述第一质量流量计和所述第一控制阀设置于所述高压液氩缓冲罐和所述高压混合罐连接的管路上；所述第二质量流量计和所述第二控制阀设置于所述高压液氮缓冲罐和所述高压混合罐连接的管路上；

所述高压混合罐内设置有加热器，所述混合罐上设置有混合罐温度传感器和混合罐压力传感器，所述高压混合罐连接有混合流体控制阀。

2.根据权利要求1所述的超临界氮氩混合流体发生系统，其特征在于，所述高压液氩缓冲罐和所述高压混合罐连接的管路上还设置有液氩流单向阀；

所述高压液氮缓冲罐和所述高压混合罐连接的管路上还设置有液氮流单向阀。

3.根据权利要求1所述的超临界氮氩混合流体发生系统，其特征在于，所述超临界氮氩混合流体发生系统还包括液氮储存容器、液氩储存容器、第一液体泵和第二液体泵；所述液氩储存容器与所述高压液氩缓冲罐连接，所述第一液体泵设置于所述液氩储存容器与所述高压液氩缓冲罐连接的管路上；所述液氮储存容器与所述高压液氮缓冲罐连接，所述第二液体泵设置于所述液氮储存容器与所述高压液氮缓冲罐连接的管路上。

4.根据权利要求3所述的超临界氮氩混合流体发生系统，其特征在于，所述高压液氩缓冲罐上设置有第一温度传感器；所述高压液氮缓冲罐上设置有第二温度传感器；

所述高压液氩缓冲罐上设置有第一压力传感器；所述高压液氮缓冲罐上设置有第二压力传感器。

5.根据权利要求4所述的超临界氮氩混合流体发生系统，其特征在于，所述超临界氮氩混合流体发生系统还包括PLC控制系统，所述PLC控制系统与第一液体泵、第二液体泵、第一温度传感器、第二温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器、第一质量流量计、第二质量流量计、第一控制阀、第二控制阀、混合罐温度传感器、混合罐压力传感器、加热器以及混合流体控制阀通信连接。

6.根据权利要求3所述的超临界氮氩混合流体发生系统，其特征在于，所述液氩储存容器与所述高压液氩缓冲罐连接的管路上设置有第一单向阀，所述第一单向阀位于所述第一液体泵和所述高压液氩缓冲罐之间；所述液氮储存容器与所述高压液氮缓冲罐连接的管路上设置有第二单向阀，所述第二单向阀位于所述第二液体泵和所述高压液氮缓冲罐之间。

7.根据权利要求1～6任一项所述的超临界氮氩混合流体发生系统，其特征在于，所述高压混合罐上设置有混合罐安全阀。

8.根据权利要求1～6任一项所述的超临界氮氩混合流体发生系统，其特征在于，所述高压混合罐上设置有混合罐排空阀。

9.根据权利要求1～6任一项所述的超临界氮氩混合流体发生系统，其特征在于，所述高压液氩缓冲罐上设置有第一安全阀；所述高压液氮缓冲罐上设置有第二安全阀。

10.根据权利要求1～6任一项所述的超临界氮氩混合流体发生系统，其特征在于，所述高压液氩缓冲罐上设置有第一排空阀；所述高压液氮缓冲罐上设置有第二排空阀。