ES2708140T3

ES2708140T3 - Válvula de suministro a prueba de fallos para tanques presurizados

Info

Publication number: ES2708140T3
Application number: ES07018726T
Authority: ES
Inventors: David Lefebre; Thomas Martin
Original assignee: Praxair Technology Inc
Current assignee: Praxair Technology Inc
Priority date: 1999-07-31
Filing date: 1999-07-31
Publication date: 2019-04-08
Anticipated expiration: 2019-07-31
Also published as: EP1887276A3; EP1074786A1; EP1887276A2; ES2622198T3; EP1887276B1; EP1074786B1

Abstract

Un aparato para contener y descargar fluido presurizado, comprendiendo el aparato: un cilindro de gas (10) que contiene gas hidrídico o halídico altamente tóxico a presión; un cuerpo de puerto (50) para la comunicación con la salida del cilindro de gas para definir una trayectoria de descarga de fluido (26, 34, 41); un elemento de válvula (20) fijado en o aguas arriba del cuerpo del puerto y adaptado para el movimiento entre una posición de sellado que bloquea el flujo de fluido a través de la trayectoria de descarga de fluido y una posición abierta que permite el flujo de fluido a lo largo de la trayectoria de descarga de fluido; y un diafragma (23) que define un volumen interior (30) aislado de la condición de presión aguas arriba del elemento de válvula y acoplado con el elemento de válvula para controlar el movimiento del elemento de válvula de manera que retenga el elemento de válvula en la posición de sellado hasta que un diferencial de presión entre el volumen interior del diafragma y el interior del cuerpo del puerto mueve el elemento de la válvula a la posición abierta; caracterizado por un dispositivo de restricción de flujo (13, 13') ubicado dentro del cilindro de gas y aguas arriba del cuerpo del puerto para limitar la tasa de descarga del gas desde el cilindro, donde el dispositivo de restricción de flujo incluye un tubo capilar (13, 13').

Description

DESCRIPCION

Valvula de suministro a prueba de fallos para tanques presurizados.

Esta invencion se refiere a un aparato para contener y descargar fluido presurizado de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1.

ANTECEDENTES

Muchas aplicaciones industriales de procesamiento y fabricacion requieren el uso de fluidos altamente toxicos. La fabricacion de materiales semiconductores representa una de esas aplicaciones en las que es necesario el almacenamiento y manejo seguros de gases hidndicos o halfdicos altamente toxicos. Los ejemplos de tales gases incluyen silano, germano, amoniaco, fosfina, arsina, estibina, sulfuro de hidrogeno, seleniuro de hidrogeno, telururo de hidrogeno y otros compuestos de haluro. Como resultado de las consideraciones de toxicidad y seguridad, estos gases deben almacenarse y manejarse cuidadosamente en las instalaciones de procesos industriales. La industria de los semiconductores, en particular, se basa en los hidruros gaseosos de arsina (AsH³) y fosfina (PH³) como fuentes de arsenico (As) y fosforo (P) en la implantacion de iones. Los sistemas de implantacion de iones suelen utilizar mezclas diluidas de AsH³y PH³a presiones tan altas como 10.4 MPa (1500 psig). Debido a su extrema toxicidad y alta presion de vapor, su uso, transporte y almacenamiento plantean importantes problemas de seguridad para la industria de los semiconductores.

Al considerar el manejo de arsina como un ejemplo mas espedfico de como la industria de semiconductores utiliza un gas extremadamente toxico, la arsina se almacena tfpicamente en contenedores presurizados a 1825 kPa (250 psig). El manejo de cilindros de arsina en entornos de produccion presenta una amplia variedad de situaciones peligrosas. Una fuga en un cilindro de arsina de 140 gramos podna contaminar todo el volumen de un edificio de 3.500 metros cuadrados con techos de 3 metros de alto hasta el nivel de peligro inmediato para la vida y la salud (PIVS). Si la fuga fuera grande, esto podna suceder en solo uno o dos minutos, lo que significana que durante muchas horas habna concentraciones extremadamente letales en el area cercana a la fuente del derrame.

Un contenedor de arsina generalmente utiliza un cilindro de gas de 500 cc con una valvula en un extremo. La arsina lfquida bombeada a 1825 kPa (250 psig) llena el cilindro hasta aproximadamente el 20 % de su capacidad (140 gramos de arsina). Una vez llena, la valvula se cierra y se instala una tapa de seguridad en el puerto de salida de la valvula. El cilindro es liviano (alrededor de 2,5 kg) y la valvula es fuerte en comparacion con el peso del cilindro, por lo que dejar caer el cilindro en el extremo de la valvula desde 3 o 6 metros sobre un suelo de cemento no violara la integridad de la valvula o el cilindro. Esta resistencia de estos cilindros pequenos elimina la necesidad de la proteccion de la valvula que generalmente aparece en los cilindros de gas mas grandes.

Un usuario final que recibe el contenedor, en un area bien ventilada, quitara la tapa de seguridad, instalara el contenedor, generalmente verticalmente, en el aparato de uso final y abrira la valvula. El recipiente luego dispensa lfquido o gas de arsina dependiendo de la posicion del extremo de la valvula. Si el extremo de la valvula esta hacia abajo, se dispensara lfquido de arsina. Si el extremo de la valvula esta arriba, se dispensara gas de arsina. Independientemente de la posicion de la valvula, el aparato del usuario final siempre emplea arsina en la fase gaseosa, ya sea que se descargue del cilindro como un gas o se convierta de lfquido a gas dentro del aparato del usuario final. La presion de saturacion de la arsina lfquida a temperatura ambiente (22 °C) es de 1825 kPa (250 psig). Esto significa que cualquier fuga en el contenedor a las conexiones del aparato o en el propio usuario final tendra una salida de arsina a la atmosfera a 1825 kPa. Por lo tanto, las conexiones que permanecen absolutamente hermeticas a 1825 kPa o mejor deben unir todas las partes del aparato y el contenedor de suministro. Si el usuario final abriera primero la valvula y luego retirara el tapon de seguridad, la totalidad de los 140 gramos de arsina podnan derramarse en tan solo uno o dos segundos, especialmente si el extremo de la valvula estaba abajo. Tal evento podna suceder si alguien abre completamente la manija de la valvula con fuerza y con un par de torsion suficiente para que la manija se trabe lo suficiente como para enganar a otra persona para que piense que la valvula esta cerrada. La retirada de la tapa de seguridad o la desconexion del cilindro bajo la creencia erronea de que la valvula esta cerrada podna resultar en una rapida liberacion de arsina.

En vista del grave potencial de lesion o muerte que podna resultar de una liberacion involuntaria de estos fluidos, la tecnica anterior describe sistemas para prevenir dicha liberacion catastrofica de fluidos toxicos. Un sistema ahora de uso comun retiene la arsina u otros dopantes altamente toxicos en un adsorbente. Por ejemplo, el documento US-A-4,744,221 ensena el almacenamiento y el posterior suministro de arsina al poner en contacto la arsina a una temperatura de aproximadamente -30 °C a aproximadamente 30 °C con una zeolita para adsorber la arsina en la zeolita para su almacenamiento. Luego, el calentamiento dispensa la arsina de la zeolita a una temperature elevada de hasta aproximadamente 175 °C. El procedimiento del documento US-A-4,744,221 impone un requisito de calentamiento desventajoso en el suministro de arsina. Un problema con el calentamiento es que el recipiente de almacenamiento tiene tfpicamente una capacidad de calor significativa. La capacidad de calor del recipiente de almacenamiento introduce un tiempo de retraso significativo en la operacion de dispensacion. Ademas, el calentamiento puede descomponer la arsina dando como resultado la formacion de gas hidrogeno con sus posibles peligros de explosion. La descomposicion termica de la arsina tambien causa un aumento no deseado de la presion del gas para el sistema de proceso.

Los documentos US-A-5,704,965; US-A-5,704,967; US-A-5,707,424; y US-A-5,518,528 ensenan sistemas para el almacenamiento y dispensacion de gases hidndicos y halfdicos que funcionan a temperatura ambiente mediante el uso de una reduccion de presion para desorber fluidos toxicos de materiales de zeolita que tienen una alta capacidad de almacenamiento (sorcion) para estos gases. Mirando mas de cerca la patente US-A-5,518,528, esta utiliza un conjunto dispensador para proporcionar una presion por debajo de la presion interior del recipiente de almacenamiento. La presion reducida desorbe el gas sorbato del medio absorbente ffsico en fase solida. Para recuperar una parte significativa de la arsina del adsorbente, se deben utilizar presiones muy bajas. Cuando esta lleno, la presion de dispensacion puede ser de 79,8 kPa (600 torr). Cuando este medio lleno, bajara a aproximadamente 9,3 kPa (70 torr). La mayona de los controladores de flujo masico solo tienen una presion de operacion de 20 kPa (150 torr). A 25 kPa (150 torr), el 60 % de la arsina en el adsorbente permanece en el adsorbente. Algunas modificaciones al equipo pueden ser necesarias para instalar los controladores de flujo masico de muy baja presion requeridos para utilizar mas del 40 % de la arsina en un cilindro de tipo adsorbente.

El documento US-A-4,936,877 ensena el suministro de arsina por dispersion en un gas portador. En este sistema, la arsina sale del deposito a traves de una membrana de control de velocidad ubicada en una camara de mezcla que hace que el gas portador entre en contacto con la arsina.

Las disposiciones de bloqueo de la valvula proporcionan medios mas directos para limitar el flujo de lfquido de los dispositivos de almacenamiento de gas portador. Los documentos US-A-4,723,867 y US-A-4,738,693 describen espedficamente el uso de elementos de membrana y diafragma en un bloque de valvulas que contiene varias valvulas multipuerto para evitar la descarga de lfquidos en el suministro de dopines para la industria de semiconductores. La tecnica general del diseno de valvula describe el uso de un miembro de fuelle sellado para controlar un elemento de valvula. El documento US-A-4,157,072 muestra una valvula de ventilacion para un tanque de combustible de un barco. La patente ensena como disponer un fuelle sellado para proporcionar una respuesta a la alta presion del agua que evita la descarga de combustible de un barco hundido.

Un aparato de acuerdo con el preambulo de la reivindicacion 1 se conoce a partir del documento US 4,793,379. Un objetivo amplio de esta invencion es reducir la posibilidad de derrames accidentales o la liberacion de lfquidos o gases toxicos.

Otro objetivo de esta invencion es eliminar la necesidad de que los sorbentes controlen el manejo, almacenamiento y suministro de fluidos toxicos.

Un objetivo adicional de esta invencion es proporcionar un aparato que solo descargara su contenido cuando se coloque en el servicio de suministro.

RESUMEN

De acuerdo con la invencion, se proporciona un aparato como se define en la reivindicacion 1. El aparato de esta invencion proporciona un regulador que limita automaticamente la liberacion de cualquier fluido toxico suministrado a traves de la salida de un contenedor de almacenamiento. De esta manera, la invencion puede proporcionar un sistema a prueba de fallos para el suministro de fluidos toxicos desde contenedores de almacenamiento.

Para mayor efectividad, la valvula del contenedor o el contenedor en sf albergara el regulador. El regulador puede tener una ubicacion aguas arriba o aguas abajo de la valvula del contenedor. Una ubicacion aguas arriba de la valvula del contenedor ofrece la mayor proteccion al regulador y su funcionamiento a prueba de fallas.

Esta invencion incorpora la proteccion adicional de la restriccion de flujo interno en el contenedor de almacenamiento. La restriccion de flujo limitara positivamente la descarga de fluido de fase gaseosa desde el contenedor a un caudal masico bajo. El caudal masico generalmente es igual o superior al caudal maximo deseado al que el contenedor debe suministrar gas al dispositivo de uso final, pero lo suficientemente restrictivo como para limitar severamente cualquier tasa de descarga accidental. La restriccion de flujo adecuada puede incluir, solo o en combinacion, conductos empaquetados, elementos de membrana o materiales de filtro o malla fina y porosa. Un tubo capilar fino proporciona una restriccion de flujo de acuerdo con la invencion donde las variaciones tanto en la longitud como en el diametro permitiran el ajuste de la tasa maxima de descarga de fluido. Las restricciones de flujo utiles tienen una ubicacion aguas arriba de la salida del contenedor o la salida de la valvula del contenedor. La restriccion de flujo tiene una ubicacion dentro de un cilindro o tanque que suministra gas.

La descarga de lfquidos del contenedor representa un peligro especial ya que la descarga del caudal de masa de lfquido excedera en gran medida la descarga de caudal de masa del gas correspondiente a traves de la misma apertura restringida. Por consiguiente, la ubicacion de la entrada al limitador de flujo puede ayudar a controlar la descarga de fluido. Una disposicion particularmente beneficiosa ubicara la entrada al limitador de flujo de manera que se evite la descarga de lfquido del recipiente. Para el volumen de llenado del 20 % del cilindro de arsina tfpico, la ubicacion de la entrada al limitador de flujo en el punto medio del cilindro evita la descarga de arsina lfquida, ya sea que el cilindro se encuentre boca abajo o boca arriba. Ademas, la ubicacion de la entrada en el centro radial del cilindro evitara la descarga de lfquido en cualquier posicion vertical u horizontal del cilindro parcialmente lleno.

En otra realizacion limitada del aparato, esta invencion es un cilindro y un conjunto de valvula para contener fluido presurizado y controlar la descarga de fluidos presurizados desde el cilindro. El conjunto de cilindro y valvula comprende un cilindro que define una abertura del cilindro. El conjunto de valvula incluye un cuerpo de puerto adaptado para sellar el acoplamiento con la abertura del cilindro. Un puerto de entrada de fluido esta definido por el cuerpo del puerto y se comunica con la abertura del cilindro. Un puerto de salida de fluido esta definido por el cuerpo del puerto y ubicado fuera del cilindro. Una trayectoria de descarga de fluido esta definida por el cuerpo de la valvula entre el puerto de entrada de fluido y el puerto de salida de fluido. Una valvula de cierre operada manualmente controla el flujo de fluido a lo largo de la trayectoria de descarga de fluido. Una valvula automatica contiene un elemento de valvula cargado en una posicion de sellado que bloquea el flujo de fluido a lo largo la trayectoria de descarga de fluido. Un fuelle sellado, ubicado aguas abajo del elemento de valvula a lo largo de la trayectoria de descarga de fluido, tiene una parte fija con respecto al cuerpo del puerto y otra parte unida operativamente al elemento de valvula para mover el elemento de valvula desde la posicion de sellado a una posicion abierta cuando una diferencia de presion relativa entre el interior y el exterior del fuelle expande el fuelle.

El aparato de esta invencion se puede usar en un procedimiento y sistema de control para descargar fluido de un tanque y evitar la descarga incontrolada de fluido del tanque. El procedimiento comprende: llenar un tanque con un fluido presurizado; establecer una trayectoria de descarga para la descarga controlada desde un puerto de salida en comunicacion con el interior del tanque a un puerto de suministro ubicado fuera del tanque; bloqueando el flujo de fluido a traves de la trayectoria de descarga por una valvula de control que responde a una condicion de presion que esta fuera del rango de las condiciones atmosfericas normales; e imponer la condicion de presion necesaria en la valvula de control para abrir selectivamente la trayectoria de descarga y liberar el fluido presurizado cuando se desee. Por ejemplo, la valvula de control podna responder a un pulso electrico como condicion de control. No se producina ningun flujo fuera de la valvula hasta que la corriente llegue a la valvula. La corriente de impulsos funciona para permitir solo los impulsos periodicos del gas en el sistema. La tubena del sistema tiene suficiente volumen para un suministro adecuado de gas para comprimir y cumplir los requisitos de suministro entre pulsos. Si se produce una fuga en el tubo durante la operacion, los impulsos limitan la cantidad de cualquier descarga posible.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es una vista en seccion transversal de un conjunto de valvula de culata y cilindro.

La figura 2 es una vista ampliada del conjunto de culata.

La figura 3 es una disposicion alternativa para el interior del cilindro.

La figura 4 es una seccion de la figura 3 tomada en las lmeas 3 - 3.

DESCRIPCION DETALLADA

Mirando entonces a la figura 1, la invencion en una forma se ve desde el exterior como una unidad dispensadora tfpica que comprende un cilindro 10 de 500 cc con la valvula de culata 12 en el extremo superior y que tiene una salida de valvula 16. El interior o el cilindro contiene un tubo capilar 13 que tiene una entrada 14 que suministra gas arsina a una entrada de valvula 11. Hasta que se agote, un deposito de arsina lfquida 15 en la parte inferior del cilindro 10 rellena el gas arsina cuando sale del cilindro y mantiene la presion de vapor del cilindro. Un regulador 17, ubicado en la valvula 12, contiene un conjunto de fuelle 28 que controla automaticamente la descarga de gas de arsina del cilindro. Un mango 18 permite el control manual de un elemento de valvula principal 19.

La figura 2 muestra el regulador 17 y las partes internas de la valvula de culata 12 con mas detalle. Siguiendo entonces la trayectoria del gas de arsina fuera de la valvula de culata 12, el gas entra primero en la entrada de la valvula 11 a traves del area de flujo del tubo 13 de tamano capilar. El cuerpo de la valvula de culata 12 contiene el regulador 17. El gas que ingresa primero entra en contacto con un elemento de valvula en forma de obturador 20. Un resorte 21 desvfa la valvula de asiento 20 contra un asiento de valvula 22 para crear una condicion cerrada a lo largo de la trayectoria del flujo de gas. La parte superior de la valvula de asiento 20 puede retener una arandela elastica u otro elemento de sellado para mantener un sello positivo a traves del sello de valvula 22. El resorte 21 normalmente presiona la valvula de asiento 20 contra el asiento de la valvula 22 hasta que el elemento de diafragma del regulador, en forma de fuelle 23, se expande para desplazar una placa de contacto 24. La placa de contacto 24 actua sobre un pasador de control 25 que empuja el obturador 20 lejos del asiento de la valvula 22. El gas de arsina puede fluir luego a traves del pasaje del pasador 26 alrededor del pasador 25 y hacia una camara de fuelle que alberga el conjunto del fuelle 28.

El conjunto de fuelle 28 consiste en una grna de fuelle 29 que define una camara de presion interna 30 que tiene paredes 31 que soportan el interior del fuelle 23; un manguito exterior 32 que rodea el exterior del fuelle 23; y una placa de grna inferior 33. El contacto de sellado en el extremo superior del fuelle 23 con la grna del fuelle 29, y en el extremo inferior del fuelle con la placa de contacto 24, afsla el fuelle de la presion dentro de la camara y la trayectoria del flujo de gas en general. La camara interna 30 normalmente esta sellada a la presion atmosferica, de modo que una reduccion de la presion dentro de la camara del fuelle hace que los gases en la camara interna 30 expandan el fuelle 23 y empujen la placa de contacto 24 hacia abajo contra el pasador 25. La grna de fuelle 29 retiene el manguito 32 alrededor de su borde exterior. El manguito 32 coloca la placa grna 33. Juntos, la grna de fuelle 29, el manguito 32 y la placa de grna 33 encierran de manera protectora los fuelles 23. El pasador 25 pasa a traves de un orificio central en la placa de grna 33 para mantener su alineacion con la placa de contacto 24.

El gas de arsina que sale de las camaras de fuelles fluye a traves de un puerto de entrada de la valvula 34 y a traves de las superficies de sellado 35. El buje roscado 36 sujeta un diafragma metalico multicapa 48 al cuerpo de la valvula 50, formando asf un sello positivo contra la fuga de lfquido que pasa por el vastago de la valvula 38. La manija 18, que funciona junto con el vastago de la valvula roscada 38, fuerza el piston 51 a traves de la almohadilla de friccion 52 en el diafragma 48 para mover el embolo de la valvula principal 37 hacia abajo contra la fuerza de resistencia del resorte 53. El movimiento hacia abajo del embolo 37 fuerza un elemento de sellado de teflon 54, retenido por la tuerca 55, en el cuerpo de la valvula 50 para crear un sello en la superficie 35. Al retroceder el vastago de la valvula 38 del diafragma 48, el resorte 53 puede forzar el embolo de la valvula 37 hacia arriba, separando asf las superficies de sellado 35 y permitiendo que el gas fluya a traves del puerto 34. Una vez que pasan las superficies de sellado, el gas arsina 35 fluye desde una camara 40 a un puerto de salida 41 y a la salida de la valvula 16.

Esta disposicion del regulador 17 se puede configurar para prevenir de manera fiable la apertura del obturador 20 hasta que la presion dentro del cuerpo de la valvula caiga a una condicion de vado. Esta condicion es generalmente igual a 500 torr o menos. Con esta configuracion del regulador, la apertura de la valvula principal, con o sin la tapa protectora colocada, no dispensana arsina desde el cilindro. Dado que el aparato tfpico del usuario final opera a una presion inferior a 100 torr, la dispensacion de arsina al vado, y en particular a presiones de 500 torr de menos, tiene varias ventajas distintas. Por ejemplo, hay una presion negativa en todas las conexiones de gas arsina, por lo que las fugas solo pueden filtrarse en el aparato del usuario final donde el propio aparato las detecta rapidamente. Por lo tanto, no es necesario verificar junta por junta para verificar que no haya fugas. Ademas, no se requieren reguladores de presion externos para reducir la presion del tanque a presiones aceptables para los controladores de flujo masico. Y lo que es mas importante, una apertura accidental de una conexion de tubena en el sistema de arsina es mucho menos peligrosa que la apertura de la valvula del cilindro con la tapa protectora retirada.

El uso de un paso de flujo restringido puede aumentar aun mas la seguridad en el improbable caso de que el regulador 17 no verifique el flujo de gas cuando se desee. Fuera de los limitadores mencionados anteriormente, alguna forma de area de flujo de tamano capilar ofrece la mayor flexibilidad y confiabilidad que el limitador de flujo. Tanto si se trata de perforaciones de diametro pequeno simple o multiple, como de materiales compactos, los limitadores adecuados de este tipo limitaran de manera deseable el transporte de fluidos en fase gaseosa a tasas muy bajas al tiempo que permiten el flujo de lfquidos a tasas mas altas por accion capilar.

Por ejemplo, un capilar de un solo orificio puede limitar la liberacion de arsina en la atmosfera a aproximadamente 3 sccm de arsina. Mirando nuevamente la figura 1 para explicar con mas detalle esta forma del limitador de flujo, el tubo capilar 13 proporciona la unica salida del cilindro 10. La formacion de bobinado del capilar 13 mantiene la entrada 14 cerca del centro axial y radial del cilindro 10. El diametro interno del capilar generalmente no excedera de 0.02 milfmetros (.001 pulgada). Este diametro limita la velocidad a la que la presion de saturacion de arsina de 1825 kPa (250 psig) puede forzar la arsina a traves del tubo a solo 60 miligramos por minuto. Los usuarios finales tfpicos requieren solo de 3 a 10 miligramos por minuto (1 a 3 sccm). A la tasa de 60 miligramos, el contenedor tardana 40 horas en vaciarse. Tardana una hora en una sala de 10 metros por 10 metros con techos de 3 metros en alcanzar el nivel de peligro inmediato para la vida y la salud (PIVS) de arsina. Una hora debe proporcionar tiempo suficiente para que las alarmas adviertan al personal que salga y los equipos de respuesta tomen las medidas necesarias. Y lo que es mas importante, una apertura accidental o fallo de una conexion de tubena en el sistema arsina es mucho menos peligrosa en un sistema operado al vado que en un sistema operado por presion.

La longitud, asf como el diametro del capilar, se pueden ajustar para proporcionar un caudal maximo deseado a traves de la restriccion. En el caso del suministro de arsina a las tasas mencionadas anteriormente, el capilar es tfpicamente de 15 cm de largo con un diametro de alrededor de 12 micrones de diametro. Si el diametro del capilar se reduce a 9 micrones mientras mantiene la misma longitud aproximada, se necesitanan cuatro capilares en paralelo para proporcionar aproximadamente la misma capacidad de flujo. Los capilares de este tamano pueden estar hechos de varios materiales de vidrio. La contencion adecuada puede superar cualquier fragilidad del vidrio.

Se puede crear una variedad de estructuras capilares adecuadas. La figura 3 muestra un tanque que utiliza una forma modificada de un capilar definido por varillas de vidrio para proporcionar una disposicion capilar recta 13 con su entrada 14 centrada en el punto medio radial y axial del cilindro 10. Como se muestra mas claramente en la vista de la seccion transversal en la figura 4, un tubo de metal 42, tfpicamente construido de acero inoxidable, rodea de manera protectora un tubo de vidrio 46. El interior del tubo de diametro 46 sostiene una disposicion hexagonal de 6 varillas de vidrio solido 43 alrededor de una varilla de vidrio central 44 y en donde todas las varillas tienen aproximadamente el mismo diametro. Los espacios 45 entre las varillas 43 y la varilla 44 y entre las varillas 43 y el interior del tubo 46 proporcionan areas de flujo de tamano capilar para medir el gas a traves de la disposicion capilar 13'. El tubo de vidrio que se encoge sobre las varillas de vidrio 43 y 44 proporciona un conjunto de tubo y varilla ngidos. Por lo tanto, incluso si las barras internas se rompen, la retencion de las piezas por el tubo de vidrio 46 mantendra el flujo capilar a traves del diametro interno del tubo de vidrio 46. El tubo de metal 42 agrega mas rigidez y durabilidad cuando se contrae opcionalmente alrededor de las varillas de vidrio 43 y 44 para proporcionar una unidad reforzada. Con el refuerzo opcional del tubo metalico 42, la fractura de las varillas de vidrio o su tubo de vidrio circundante dejana la funcion de la trayectoria de flujo restringido a traves de la disposicion capilar 13' sustancialmente sin cambios.

Donde el capilar es la unica entrada, la arsina para llenar el cilindro debe ingresar a traves del capilar. El llenado del cilindro normalmente requiere el bombeo de arsina lfquida en los cilindros. La arsina lfquida tiene una densidad aproximadamente 500 veces mayor que la arsina gaseosa. En consecuencia, para la mayona de los sistemas de llenado de lfquido y extraccion de gas, el llenado tomara mucho menos tiempo que el vaciado del cilindro.

En aplicaciones donde el tiempo de llenado necesita reduccion, un puerto mas grande dedicado exclusivamente al llenado de cilindros puede reducir los tiempos de recarga de los cilindros cuando se desee o sea necesario para el llenado/suministro de otros sistemas gas/gas o fluido/gas. En tales disposiciones, el cilindro o la valvula pueden contener un puerto de entrada separado que pasa por alto el capilar u otra restriccion de flujo. El flujo en el puerto de derivacion puede controlarse por medios de presion, electricos o magneticos, o mecanicos, para mencionar solo algunas posibilidades.

Tambien es posible llenar el cilindro usando una restriccion desplazable. En una disposicion de este tipo, un elemento de filtro que puede servir como elemento de restriccion alterna entre diferentes posiciones, una para llenar el contenedor y otra para extraer el gas del contenedor. En el caso de un limitador, puede ser en forma de un cuerpo de sellado en el que el cuerpo de sellado esta adaptado para desplazarse lejos de la superficie de sellado para establecer una trayectoria de flujo de fluido desde el recipiente que inhibe el flujo de fluido a traves del cuerpo de la valvula y para el desplazamiento hacia la superficie de sellado para establecer una trayectoria de flujo de fluido desde el contenedor al puerto de salida de la valvula que pasa el fluido a traves del limitador y restringe el flujo de fluido del contenedor. De esta manera, se puede utilizar un solo puerto para mover el fluido dentro y fuera del contenedor a tasas diferentes en forma automatica. El uso de un solo puerto a traves de la entrada del tanque facilita el llenado del tanque con gases al permitir que el puerto tenga una gran area de flujo a traves del cuello estrecho de la mayona de los contenedores. Un elemento limitador desplazable puede incorporar ademas elementos de sellado de valvula que se mueven con el elemento limitador para bloquear cualquier descarga de gas a menos que el limitador este completamente en contacto con la superficie de la junta.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un aparato para contener y descargar fluido presurizado, comprendiendo el aparato:

un cilindro de gas (10) que contiene gas hidndico o haKdico altamente toxico a presion;

un cuerpo de puerto (50) para la comunicacion con la salida del cilindro de gas para definir una trayectoria de descarga de fluido (26, 34, 41);

un elemento de valvula (20) fijado en o aguas arriba del cuerpo del puerto y adaptado para el movimiento entre una posicion de sellado que bloquea el flujo de fluido a traves de la trayectoria de descarga de fluido y una posicion abierta que permite el flujo de fluido a lo largo de la trayectoria de descarga de fluido; y

un diafragma (23) que define un volumen interior (30) aislado de la condicion de presion aguas arriba del elemento de valvula y acoplado con el elemento de valvula para controlar el movimiento del elemento de valvula de manera que retenga el elemento de valvula en la posicion de sellado hasta que un diferencial de presion entre el volumen interior del diafragma y el interior del cuerpo del puerto mueve el elemento de la valvula a la posicion abierta;

caracterizado por

un dispositivo de restriccion de flujo (13, 13') ubicado dentro del cilindro de gas y aguas arriba del cuerpo del puerto para limitar la tasa de descarga del gas desde el cilindro, donde el dispositivo de restriccion de flujo incluye un tubo capilar (13, 13').

2. El aparato de la reivindicacion 1, donde dicho cuerpo de puerto retiene una valvula activada manualmente (12) ademas del elemento de valvula (20),

3. El aparato de la reivindicacion 1, donde el dispositivo de restriccion de flujo (13, 13') incluye al menos un elemento seleccionado del grupo que consiste en conductos empaquetados, elementos de membrana y materiales de filtro o pantalla fina y porosa.

4. El aparato de la reivindicacion 3, donde el dispositivo de restriccion de flujo comprende un conducto (13) con una trayectoria de flujo restringido que define una parte de la trayectoria de descarga de fluido (26, 34, 41).

5. El aparato de la reivindicacion 1, donde el diafragma (23) comprende un fuelle.

6. El aparato de la reivindicacion 5, donde una cubierta (32) define una camara de fuelle que aloja el fuelle (23), la camara de fuelle se comunica con una parte de la trayectoria de descarga de fluido situado aguas abajo (26, 34, 41) del elemento de valvula (20 ), y el fuelle esta sellado con suficiente presion interior para mover el elemento de la valvula a la posicion abierta cuando la comunicacion con la trayectoria de descarga produce una condicion de vacfo dentro de la camara del fuelle.

7. El aparato de la reivindicacion 6, donde el elemento de valvula (20) comprende una valvula de asiento y la expansion del fuelle (23) hace que un pasador (25) desplace la valvula de asiento a una posicion abierta.

8. El aparato de la reivindicacion 6, donde el fuelle sellado (23) tiene una parte fija con respecto al cuerpo del puerto (50) y otra parte (24) unida operativamente al elemento de valvula (20) para mover el elemento de valvula a una posicion abierta cuando la presion relativa entre el interior y el exterior del fuelle expande el fuelle y donde la posicion abierta permite el flujo de fluido a lo largo de la trayectoria de descarga de fluido (26, 34, 41).

9. El aparato de la reivindicacion 8, donde el fuelle (23) esta adaptado para mover el elemento de valvula (20) a una posicion abierta en respuesta a una condicion de vacfo en la camara de fuelle.