CN220194344U - 惰性气体回收纯化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种惰性气体回收纯化系统，涉及气体回收技术领域。惰性气体回收纯化系统包括输出阀、过滤器、真空泵、存储装置和供气阀；其中，反应腔体、输出阀、过滤器、真空泵、存储装置和供气阀依次首尾连通，形成循环回路；真空泵用于将反应腔体内的惰性气体抽入、并存储在存储装置中，过滤器用于在惰性气体进入真空泵之前对惰性气体进行过滤。惰性气体回收纯化系统能够对反应腔体内的惰性气体进行回收、再利用，降低生产成本。

Description

惰性气体回收纯化系统

技术领域

本实用新型涉及气体回收技术领域，具体而言，涉及一种惰性气体回收纯化系统。

背景技术

现有碳化硅长晶设备在生产中均会使用大量惰性气体，如氩气、氮气等，即将惰性气体通入碳化硅长晶设备的工艺腔体中，但这些气体并不参与生产反应，仅作为保护气体，防止产品与其它气体接触。

目前，在工艺腔体中完成长晶之后，一般会将保护气体排出，并没有采用什么手段将这些排出的保护气体加以回收利用，也造成生产成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种惰性气体回收纯化系统，其能够对反应腔体内的惰性气体进行回收、再利用，降低生产成本。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型提供一种惰性气体回收纯化系统，惰性气体回收纯化系统包括输出阀、过滤器、真空泵、存储装置和供气阀；

其中，反应腔体、输出阀、过滤器、真空泵、存储装置和供气阀依次首尾连通，形成循环回路；

真空泵用于将反应腔体内的惰性气体抽入、并存储在存储装置中，过滤器用于在惰性气体进入真空泵之前对惰性气体进行过滤。

本实用新型的实施例提供的惰性气体回收纯化系统的有益效果包括：

1.在反应腔体中的惰性气体使用完毕后，打开输出阀，利用真空泵将反应腔体内的惰性气体抽入、并存储在存储装置中，在下次反应腔体需要使用惰性气体时，打开供气阀，可将存储装置中存储的惰性气体再次充入反应腔体中，实现惰性气体再次利用，降低生产成本；

2.在惰性气体进入真空泵之前，利用过滤器对惰性气体进行过滤，避免惰性气体中的杂质颗粒对真空泵造成损坏，提供真空泵的使用寿命。

在可选的实施方式中，过滤器包括壳体和多根过滤管，多根过滤管竖直设置在壳体内，过滤管的顶部开口用于进气，过滤管的侧壁上开设有过滤孔，过滤孔用于出气，过滤管的底部开口用于落出从惰性气体中过滤出的粉尘。

在可选的实施方式中，壳体的顶部开设有进气口，进气口与输出阀连通；壳体的侧壁上开设有出气口，出气口与真空泵连通。

这样，过滤器中设有过滤管，惰性气体在真空泵的作用下被吸到在过滤管内，惰性气体中的粉尘被隔离在过滤管内，气体则排至真空泵侧，粉尘在重力的作用下从过滤管的底部开口排出。

在可选的实施方式中，过滤器还包括排尘阀，壳体内从上至下依次设置有进气腔体、过滤腔体和集尘腔体；进气口开设在进气腔体的顶部，多根过滤管竖直设置在过滤腔体内，集尘腔体用于收集从惰性气体中过滤出的粉尘，集尘腔体的底部开设有粉尘抽离口，粉尘抽离口与排尘阀连通。

这样，惰性气体在进气腔体中混合均匀后进入过滤腔体中的多根过滤器中，过滤管上的粉尘在重力的作用下聚集在集尘腔体，在粉尘聚集到一定量，可以关闭真空泵、输出阀，打开排尘阀，将集尘腔体内的粉尘排出。

在可选的实施方式中，过滤器还包括冲气管和冲气环；冲气环套设在多根过滤管的外围，冲气环的内壁上开设有冲气孔；冲气环通过冲气管连接到气泵，气泵用于向冲气环内冲气，以使冲气孔向过滤管喷出气体，从而吹落过滤管的表面以及过滤孔内的粉尘。

在可选的实施方式中，多个冲气环沿竖直方向间隔设置。

这样，冲气环喷出气体吹落过滤管的表面以及过滤孔内的粉尘，避免过滤管上的过滤孔堵塞。

在可选的实施方式中，过滤器还包括压差表，压差表用于监测过滤管内部与外部的压差，在过滤管内部与外部的压差超过阈值的情况下，暂停输出阀向过滤器内通气，并启动气泵、利用冲气孔向过滤管喷出气体。

这样，通过过滤器上的压差表来判断过滤管是否阻塞，适时利用冲气环进行反冲清洁或更换。

在可选的实施方式中，真空泵包括外壳、第一转子和第二转子，外壳上开设有抽气口和排气口，第一转子与第二转子相互啮合地设置在外壳内、且位于抽气口与排气口之间。

在可选的实施方式中，存储装置包括储气罐和压力传感器，储气罐连接在真空泵与供气阀之间，压力传感器连接在储气罐上，压力传感器用于监测储气罐内的气压。

这样，利用压力传感器实时检测储气罐中气体的存量，避免储气罐中气压过高，造成真空泵过载损坏。

在可选的实施方式中，存储装置为多个，多个存储装置并联设置，多个存储装置用于存储不同的惰性气体。

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惰性气体回收纯化系统的结构示意图；

图2为图1中过滤器的结构示意图；

图3为图1中真空泵的结构示意图。

图标：100-惰性气体回收纯化系统；1-输出阀；2-过滤器；21-壳体；211-进气腔体；212-过滤腔体；213-集尘腔体；22-过滤管；23-冲气管；231-电动阀；24-冲气环；25-排尘阀；26-压差表；3-真空泵；31-外壳；32-第一转子；33-第二转子；34-抽气口；35-排气口；4-存储装置；5-供气阀；200-反应腔体。

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。

请参照图1，本实施例提供一种惰性气体回收纯化系统100，惰性气体回收纯化系统100包括输出阀1、过滤器2、真空泵3、存储装置4和供气阀5。

其中，反应腔体200、输出阀1、过滤器2、真空泵3、存储装置4和供气阀5依次首尾连通，形成循环回路。这里的反应腔体200主要是指碳化硅长晶的工艺腔体。

惰性气体回收纯化系统100的工作原理：在反应腔体200中的惰性气体使用完毕后，打开输出阀1，利用真空泵3将反应腔体200内的惰性气体抽入、并存储在存储装置4中，在下次反应腔体200需要使用惰性气体时，打开供气阀5，可将存储装置4中存储的惰性气体再次充入反应腔体200中，实现惰性气体再次利用，降低生产成本。其中，在惰性气体进入真空泵3之前，利用过滤器2对惰性气体进行过滤，避免惰性气体中的杂质颗粒对真空泵3造成损坏，提供真空泵3的使用寿命。

其中，存储装置4包括储气罐和压力传感器，储气罐连接在真空泵3与供气阀5之间，压力传感器连接在储气罐上，压力传感器用于监测储气罐内的气压。这样，利用压力传感器实时检测储气罐中气体的存量，避免储气罐中气压过高，造成真空泵3过载损坏。

本实施例中只示出一个存储装置4，在其它实施例中，存储装置4可以为多个，多个存储装置4并联设置，多个存储装置4用于存储不同的惰性气体。当然，每个存储装置4的输出端和输出端可以均安装阀门，以便灵活切换各个存储装置4投入使用。

请参照图2，过滤器2包括壳体21、过滤管22、冲气管23、冲气环24、排尘阀25和压差表26。

壳体21内从上至下依次设置有进气腔体211、过滤腔体212和集尘腔体213；过滤器2的进气口开设在进气腔体211的顶部，过滤管22和冲气环24安装在过滤腔体212内，过滤腔体212的侧壁上开设有连通真空泵3的出气口，其中，过滤管22可以选用管式H11型滤管；集尘腔体213的底部开设有粉尘抽离口，粉尘抽离口与排尘阀25连通；多根过滤管22竖直设置在过滤腔体212内，过滤管22的顶部开口与进气腔体211连通，过滤管22的侧壁上开设有过滤孔，过滤管22的底部开口用于落出粉尘、且与集尘腔体213连通；冲气环24套设在多根过滤管22的外围，多个冲气环24沿竖直方向间隔设置，冲气环24的内壁上开设有冲气孔；冲气环24通过冲气管23连接到气泵，冲气管23上设置有电动阀231，气泵用于向冲气环24内冲气，以使冲气孔向过滤管22喷出气体，从而吹落过滤管22的表面以及过滤孔内的粉尘，避免过滤管22上的过滤孔堵塞。其中，气泵供应的气体可以是氮气，电动阀231上可以设置氮气反冲清洗过滤管22的时间。

这样，惰性气体在进气腔体211中混合均匀后进入过滤腔体212中的多根过滤器2中，过滤管22上的粉尘在重力的作用下聚集在集尘腔体213，在粉尘聚集到一定量，可以关闭真空泵3、输出阀1，打开排尘阀25，将集尘腔体213内的粉尘排出。

压差表26用于监测过滤管22内部与外部的压差，在过滤管22内部与外部的压差超过阈值的情况下，暂停输出阀1向过滤器2内通气，并启动气泵、利用冲气孔向过滤管22喷出气体。这样，通过过滤器2上的压差表26来判断过滤管22是否阻塞，适时利用冲气环24进行反冲清洁或更换。

请参照图3，真空泵3包括外壳31、第一转子32和第二转子33，外壳31上开设有抽气口34和排气口35，第一转子32与第二转子33相互啮合地设置在外壳31内、且位于抽气口34与排气口35之间。其中，第一转子32和第二转子33可以由电机驱动。

本实用新型的实施例提供的惰性气体回收纯化系统100的有益效果包括：

1.在反应腔体200中的惰性气体使用完毕后，打开输出阀1，利用真空泵3将反应腔体200内的惰性气体抽入、并存储在存储装置4中，在下次反应腔体200需要使用惰性气体时，打开供气阀5，可将存储装置4中存储的惰性气体再次充入反应腔体200中，实现惰性气体再次利用，降低生产成本；

2.在惰性气体进入真空泵3之前，利用过滤器2对惰性气体进行过滤，避免惰性气体中的杂质颗粒对真空泵3造成损坏，提供真空泵3的使用寿命；

3.过滤器2中设有过滤管22，惰性气体在真空泵3的作用下被吸到在过滤管22内，惰性气体中的粉尘被隔离在过滤管22内，气体则排至真空泵3侧，冲气环24喷出气体吹落过滤管22的表面以及过滤孔内的粉尘，粉尘在重力的作用下聚集在集尘腔体213，即可清理排出，还可以对清理排出的粉尘进行回收利用；

4.通过过滤器2上的压差表26来判断过滤管22是否阻塞，适时进行反冲清洁或更换。

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 (10)

1.一种惰性气体回收纯化系统，其特征在于，所述惰性气体回收纯化系统包括输出阀(1)、过滤器(2)、真空泵(3)、存储装置(4)和供气阀(5)；

其中，反应腔体(200)、所述输出阀(1)、所述过滤器(2)、所述真空泵(3)、所述存储装置(4)和所述供气阀(5)依次首尾连通，形成循环回路；

所述真空泵(3)用于将所述反应腔体(200)内的惰性气体抽入、并存储在所述存储装置(4)中，所述过滤器(2)用于在所述惰性气体进入所述真空泵(3)之前对所述惰性气体进行过滤。

2.根据权利要求1所述的惰性气体回收纯化系统，其特征在于，所述过滤器(2)包括壳体(21)和多根过滤管(22)，多根所述过滤管(22)竖直设置在所述壳体(21)内，所述过滤管(22)的顶部开口用于进气，所述过滤管(22)的侧壁上开设有过滤孔，所述过滤孔用于出气，所述过滤管(22)的底部开口用于落出从惰性气体中过滤出的粉尘。

3.根据权利要求2所述的惰性气体回收纯化系统，其特征在于，所述壳体(21)的顶部开设有进气口，所述进气口与所述输出阀(1)连通；所述壳体(21)的侧壁上开设有出气口，所述出气口与所述真空泵(3)连通。

4.根据权利要求3所述的惰性气体回收纯化系统，其特征在于，所述过滤器(2)还包括排尘阀(25)，所述壳体(21)内从上至下依次设置有进气腔体(211)、过滤腔体(212)和集尘腔体(213)；所述进气口开设在所述进气腔体(211)的顶部，多根所述过滤管(22)竖直设置在所述过滤腔体(212)内，所述集尘腔体(213)用于收集从惰性气体中过滤出的粉尘，所述集尘腔体(213)的底部开设有粉尘抽离口，所述粉尘抽离口与所述排尘阀(25)连通。

5.根据权利要求2所述的惰性气体回收纯化系统，其特征在于，所述过滤器(2)还包括冲气管(23)和冲气环(24)；所述冲气环(24)套设在多根所述过滤管(22)的外围，所述冲气环(24)的内壁上开设有冲气孔；所述冲气环(24)通过所述冲气管(23)连接到气泵，所述气泵用于向所述冲气环(24)内冲气，以使所述冲气孔向所述过滤管(22)喷出气体，从而吹落所述过滤管(22)的表面以及所述过滤孔内的粉尘。

6.根据权利要求5所述的惰性气体回收纯化系统，其特征在于，多个所述冲气环(24)沿竖直方向间隔设置。

7.根据权利要求5所述的惰性气体回收纯化系统，其特征在于，所述过滤器(2)还包括压差表(26)，所述压差表(26)用于监测所述过滤管(22)内部与外部的压差，在所述过滤管(22)内部与外部的压差超过阈值的情况下，暂停所述输出阀(1)向所述过滤器(2)内通气，并启动所述气泵、利用所述冲气孔向所述过滤管(22)喷出气体。

8.根据权利要求1所述的惰性气体回收纯化系统，其特征在于，所述真空泵(3)包括外壳(31)、第一转子(32)和第二转子(33)，所述外壳(31)上开设有抽气口(34)和排气口(35)，所述第一转子(32)与所述第二转子(33)相互啮合地设置在所述外壳(31)内、且位于所述抽气口(34)与所述排气口(35)之间。

9.根据权利要求1所述的惰性气体回收纯化系统，其特征在于，所述存储装置(4)包括储气罐和压力传感器，所述储气罐连接在所述真空泵(3)与所述供气阀(5)之间，所述压力传感器连接在所述储气罐上，所述压力传感器用于监测所述储气罐内的气压。

10.根据权利要求1所述的惰性气体回收纯化系统，其特征在于，所述存储装置(4)为多个，多个所述存储装置(4)并联设置，多个所述存储装置(4)用于存储不同的惰性气体。