CN221222353U - 一种高纯三氟化氮的充装装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高纯三氟化氮的充装装置，包括：高压容器与充装系统；其中，充装系统包括原料罐、真空泵、充装容器；原料罐设置于充装系统的首端，装有液态三氟化氮；真空泵的安装则用于充装过程中管道系统抽真空，真空度可以到达1～10Pa；充装容器设置于充装系统的末端，用于充装气体；本实用新型通过设置高压容器与充装系统，充装过程由电脑自动控制和运行，并且采用9N级高纯氮气加上真空泵来置换和吹扫，这样不仅可以大大降低成本，因为氮气较氦气成本低廉，纯度往往也更高，可以增加吹扫次数，加上真空泵的使用，可以最大限度地减少三氟化氮路径上的杂质，从而保证三氟化氮的高纯和安全的充装。
Description
技术领域
本发明涉及材料充装技术领域，具体涉及一种高纯三氟化氮的充装装置。
背景技术
三氟化氮，是一种无机化合物，化学式为NF3，常温常压下为无色气体，不溶于水，是一种强氧化剂，还可用作高能燃料，特别是高纯三氟化氮，是一种重要的电子气体，广泛使用在多种芯片的制造上。三氟化氮产业近年来在中国得到了巨大的发展，很快将会形成一个巨大的产业，中国也已成为全球最大的三氟化氮生产国。
由于三氟化氮的纯度很高(纯度在99.9999％以上)，为了防止在充装过程中混进杂质，需要对充装过程进行仔细的考虑，比如吹扫和纯度检测的考虑；另外，三氟化氮是一种遇到空气就会自燃甚至爆炸的物质，因此充装时还需要考虑安全问题，这里也涉及保压、吹扫(空气排空)以及在充装过程中不可避免的部分三氟化氮的排放问题；最后，为了降低(最好是避免)充装过程中的出错，也同时降低操作人员的工作强度，还需要考虑充装系统的自动控制和运行问题；并且现有技术的三氟化氮的充装，采用的是昂贵的高纯氦气来进行吹扫三氟化氮路径(管道阀门等多个部件)，成本会很高。因此，有必要发明一种新型的高纯三氟化氮的充装装置，以解决上述问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种高纯三氟化氮的充装装置，该充装装置安全，成本低，易操作，充装的气体纯度更高。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种高纯三氟化氮的充装装置，其特征在于，包括：高压容器与充装系统；
其中，充装系统包括原料罐、真空泵、充装容器；
所述原料罐设置于充装系统的首端，装有液态三氟化氮；
所述真空泵的安装则用于充装过程中管道系统抽真空，真空度可达1～10Pa；
所述充装器设置于充装系统的末端，用于充装三氟化氮气体。
进一步地，所述真空泵真空度可以到达1～5Pa。
进一步地，所述高压容器为可移动高压容器。
进一步地，所述原料罐和真空泵之间还设有气化器。所述液态三氟化氮需经过加热气化和升温后才可以用于充装。气化器用于加热气化和升温液态三氟化氮。
进一步地，所述高压容器的前端还设有隔膜压缩机。所述加热气化和升温后的三氟化氮气体需要使用隔膜压缩机进行增压然后充入高压容器。
进一步地，还设有吹扫系统。所述充装过程需要进行吹扫。
进一步地，所述充装过程的吹扫气体为9N级的氮气。
进一步地，所述充装系统由电脑自动控制和运行，包括但不限于以下功能：温度、压力、流量、称重等多个参数的测量、记录，阀门的开启和关闭，系统的报警，紧急情况下的切断等。
进一步地，所述充装装置还连接有防爆的供电供水系统。
进一步地，所述真空泵抽真空排出的气体进入尾气系统。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
本实用新型通过设置高压容器与充装系统，充装过程由电脑自动控制和运行，并且采用9N级高纯氮气加上真空泵来置换和吹扫，这样不仅可以大大降低成本，因为氮气较氦气成本低廉，纯度往往也更高，可以增加吹扫次数，加上真空泵的使用，可以最大限度地减少三氟化氮路径上的杂质，从而保证三氟化氮的高纯和安全的充装。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
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，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1为本实用新型高纯三氟化氮地充装装置图。
附图中各部件的标号如下：
1、原料罐；3、气化器；8、真空泵；9、压力表；10、温度表；11、纯度表；12、隔膜压缩机；13、充装容器；14、尾气系统。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，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。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
请参阅图1所示，本实用新型提供地高纯三氟化氮的充装装置，
包括：高压容器与充装系统；
其中，充装系统包括原料罐1、真空泵8、充装容器13；
所述原料罐1设置于充装系统的首端，装有液态三氟化氮；
所述真空泵8的安装则用于充装过程中管道系统抽真空；真空度可以到达1～10Pa。
所述充装器13设置于充装系统的末端，用于充装气体。
所述高压容器为可移动高压容器。
所述液态三氟化氮需经过气化器3加热气化和升温后才可以用于充装，然后加热气化和升温后的三氟化氮气体需要使用隔膜压缩机12进行增压然后充入高压容器。
所述充装过程需要进行吹扫，吹扫气体为9N级的氮气。
所述充装系统由电脑自动控制和运行，包括但不限于以下功能：温度、压力、流量、称重等多个参数的测量、记录，阀门的开启和关闭，系统的报警，紧急情况下的切断等。
所述充装装置还连接有防爆的供电供水系统。
所述真空泵抽真空排出的气体进入尾气系统14。
本实用新型的具体操作方式如下：
连接：把可移动高压容器与充装系统连接好；
吹扫：使用真空泵8对管道等系统抽真空，然后打入9N级的高纯氮气，然后再抽真空和打入高纯氮气，抽真空排出的气体进入尾气系统14，重复这个过程数次；
保压：使用高压氮气进行保压，确保没有泄露后进入下一步；
再次吹扫：重复吹扫步骤，吹扫次数根据实际情况确定，彻底排除管道系统内包含的氧气和水气，这既保证三氟化氮的纯度也排除意外(三氟化氮遇到氧气会反应甚至燃烧)；
充装：慢速打开阀门移动压力容器的阀门，让管道内压力平衡(从高压容器内释放少量三氟化氮到管道)，然后经过压力表9、温度表10以及纯度表11；然后再打开隔膜压缩机的阀门，开始把三氟化氮打入高压容器。充装时同时检测三氟化氮的压强和重量，待达到充装数量的时候，系统通过自动切断隔膜压缩机和关闭相关阀门，停止充装；
取样检测：对于三氟化氮进行品质检测，检测合格后，关闭压力容器内的阀门，产品可以出厂，如果检测不合格、这需要分析原因，在极端情况下，不排除需要把移动压力容器内的三氟化氮重新导回生产系统进行重新提纯；
排放：把管道内的三氟化氮慢速泄压排放至尾气系统14进行处理；
再次吹扫：重复吹扫步骤，彻底排除管道系统内剩余的三氟化氮；
断开：在确保阀门关闭的情况下，把可移动高压容器与充装系统断开，挪开压力容器，为下一次的充装做好准备。
综上所述，本实用新型通过设置高压容器与充装系统，充装过程由电脑自动控制和运行，并且采用9N级高纯氮气加上真空泵来置换和吹扫，这样不仅可以大大降低成本，因为氮气较氦气成本低廉，纯度往往也更高，可以增加吹扫次数，加上真空泵的使用，可以最大限度地减少三氟化氮路径上的杂质，从而保证三氟化氮的高纯和安全的充装。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种高纯三氟化氮的充装装置，其特征在于，包括高压容器与充装系统；
其中，充装系统包括原料罐、真空泵、充装容器；
所述原料罐设置于充装系统的首端，装有液态三氟化氮；
所述真空泵用于充装过程中管道系统抽真空，真空度可达1～10Pa；
所述充装容器设于充装系统的末端，用于充装气体。
2.如权利要求1所述的一种高纯三氟化氮的充装装置，其特征在于，所述高压容器为可移动高压容器。
3.如权利要求1所述的一种高纯三氟化氮的充装装置，其特征在于，所述原料罐和真空泵之间还设有气化器。
4.如权利要求1所述的一种高纯三氟化氮的充装装置，其特征在于，所述高压容器的前端还设有隔膜压缩机。
5.如权利要求1所述的一种高纯三氟化氮的充装装置，其特征在于，还设有吹扫系统。
6.如权利要求5所述的一种高纯三氟化氮的充装装置，其特征在于，所述吹扫系统采用的吹扫气体为9N级的氮气。
7.如权利要求1所述的一种高纯三氟化氮的充装装置，其特征在于，所述充装装置还连接有防爆的供电供水系统。
8.如权利要求1所述的一种高纯三氟化氮的充装装置，其特征在于，所述真空泵抽真空排出的气体进入尾气系统。
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