TWI302974B - Dual-flow valve and internal processing vessel isolation system - Google Patents

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1302974 . 九、發明說明： 相關申請的交 本申請要求於2〇〇5年4月18曰提交的臨時申往 No.60/672290的優先權。 明 發明所屬之拮 本發明涉及一種流體流量閥元件。 先前技術 以小量或中等體積使用的工業氣體在環境溫度下儲存 於加壓儲氣甑中，該氣體在需要時從儲氣瓶中抽出。臨: 溫度低於環境溫度的氣體在高壓下儲存，該壓力由儲^瓶 的設計壓力額定值確定。這些氣體的實例包括諸如氣氣、 氧氣、氫氣、氦氣和曱烷的低沸點氣體，其從壓縮氣瓶中 抽出而沒有相變。臨界溫度高於環境溫度的氣體在它們各 | 自的蒸n壓力下以壓縮飽和液體儲存在儲氣瓶中，並且這 些液體ik著飽和蒸汽從儲氣瓶中抽出而汽化。這種液化壓 縮氣體的普通實例為氯氣、氨氣和諸如丙烷和丁烷的輕質 烴類。 在某些工業中對於如上所述的由儲氣瓶供給的極高純 度的氣體存在需要。例如，極高純度的氣體在製造半導體 和光電子益件、視頻顯示面板、光纖設備以及微機電系統 的電子工業中使用。這種氣體的實例包括氯化氫、溴化氫、 氟化氯、氯氣、氨氣、六氟化鎢、乙矽烷、二氯甲石夕烧、 1302974 , " 三甲矽烷和三氯化硼。 *對這些尤其是以液化壓縮氣體供給的氣體的更高純度 等級的需要正在增加。目前存在使用在其内部具有嵌入式 提純器的儲氣瓶或容器的趨勢，該提純器隨著儲存氣體抽 出而將其提純，從而提供超純的氣體產物。在超純氣體供 給系統領域中對具有更高提純能力和更長工作壽命的改進 嵌入式提純器存在需要。對於當氣體沒有通過提純器抽出 ^ 時使嵌入式提純器與該氣體隔離的方法同樣存在需要。這 些需要由下文描述及隨後的申請專利範圍所限定的本發明 的實施例解決。 μ • 發明内交 本發明的實施例包括流體流量閥元件，其包括一具有外 邛埠和入口端的閥體，該入口端具有至少第一埠、第二埠 和第二埠；一設置在閥體内部並且適於控制第一和第二埠 • 之間的流體流動的第一閥；以及一設置在閥體内部並且適 於控制第三埠和外部埠之間的流體流動的第二閥。 本發明的另一個實施例涉及一流體流量閥，其包括（a) 一具有外部埠和入口端的閥體，該入口端具有至少三個 埠；（b) —設置在閥體内部並且具有入口、出口和第一密 封件的第一閥，該第一密封件適於當閥打開時允許流體從 入口向出口流動並且當閥關閉時防止流體從入口向出口流 • 動；（c) 一設置在閥體内部並且具有入口、出口和第二密 封件的第二閥，該第二密封件適於當閥打開時允許流體從 1302974 入口向出口流動並且當閥關閉時防止流髏從入口向出口流 連接弟一閥的入口和位於閥體入口端的第_蜂 的第一流體通道以及連接第一閥的出口和位於閥體入口端 的第二埠的第二流體通道；和（e) 一連换第二閥的入口和 位於閥體入口端的第三埠的第三流體通道以及連接第二閥 的出口和閥體的外部埠的第四流體通道。 忒机體流量閥元件還可以包括一位於閥體入口端的第 φ 車 位於閥體内的附加外部埠，一設置在閥體内部並 具有入口、出口、第三密封件的第三閥，該第三密封件適 ;田閥打開時允許流體從入口向出口流動並且當閥關閉時 防止流體從入口向出口流動，一連接第三閥的出口和位於 ，閥體入口端的第四埠的第五流體通道以及連接第三閥的入 I和閥體内的附加外部埠的第六流體通道。該第一和第二 密封件中的任意一個可以包括可撓膜片，其適於密封地壓 緊入口和出口以防止流體在入口和出口之間流動。 •相關的實施例包括一種流體流量閥與流體處理容器的 元件，包括： (a )流體流量閥元件，其具有 ο)—具有外部埠和入口端的閥體，該入口端具有至 少三個埠； ⑺一設置在閥體内部並且具有入口、出口和第一密 封件的第-閥，該第一密封件適於當閥打開時允許流體從 入口向出口流動亚且當閥闕閉時防止流體從入口向出口流 1302974 (3) —設置在閥體内部並且具有入口、出口和第二密 封件的第一閥’該第二雄、封件適於當閥打開時允許流體從 入口向出口流動並且當閥關閉時防止流體從入口向出口流 動； (4) 一連接第一閥的入口和位於閥體入口端的第一璋 的第一流體通道以及連接第一閥的出口和位於閥體入口端 的第二埠的第二流體通道；和

(5) —連接第二閥的入口和位於閥體入口端的第三埠 μ三流體通道以及連接第二閥的出口和閥體的外部璋的 第四流體通道； (b) —流體處理容器，包括入口、出口和設置在該容 器内部的處理材料，其中處理容器適於處理流經容器的流 體；和 —(C) 一連接流體處理容器的入口和位於閥體入口端的

第皐的入口 &以及連接流體處理容器的出口和-位於閥 體入口端的第—埠的出口管。 該流體流量閥與流體處理容器的元件還可以包括叫 於閥體入口端的第四埠，一位於閥體内的附加外部埠，， 置在閥體内部並且呈古λ 且具有入口、出口、第三密封件的第三閥 其第三密封件適於告關h 、田3打開時允許流體從入口向出口流望 並且當閥關閉時防也泠 一 |方止，爪體從入口向出口流動的，一連接j 二闕的出口和位於關轉 一、^ 於閥體入口端的第四埠的第五流體通道i 及-連接第三閥的入口和閥體内的附加外部埠的第六 通道。 1302974 該流體流量閥與流體處理容器的元件還可以包括（以 -第-單向閥’其設置在流體處理容器的入口管和流體處 理容器的出口管之間並且適於允許流體從出口管向入口管 流動並且防止流體從入口管向出口管流動和（e) 一第二單 向閥’其設置在出口管中位於第一單向閥和流體處理容器 的出口之間的位置處並且適於允許流體從流體處理容器的 出口流向㈣人Π端處的第三蟑和防止流體從第三璋流向 流體處理容器的出口。 叹置在流體處理容器内部的流體處理材料可以從由吸 附材料、吸收材料、催化材料、吸氣材料、過濾材料和它 們的混合物組成的組中選取。 本發明的另一個相關實施例包括一種流體儲存和輸送 系統，包括 (a ) —具有開口和内部的流體儲存容器； (b ) —流體流量閥元件，包括具有外部埠和具有至少 第一埠、第二埠和第三埠的入口端的閥體；一設置在閥體 内部並且適於控制第一和第二埠之間的流體流動的第— 閥；以及—設置在閥體内部並且適於控制第三埠和外部辞 之間的流體流動的第二閥；其中閥體可密封地安裝在流體 儲存容器内的開口中並且第―、第二和第三埠位於流體傳 存容器内部； (C ) 一流體處理容器，包括入口、出口和處理材料， 该處理材料設置在該流體處理容器内部並且適於有選擇地 處理流經容器的流體，其中流體處理容器設置在流體儲存 1302974

容器内部；和 (d ) 連接流體處理谷裔的入口和位於閥體入口端的 第二埠的入口管以及一連接流體處理容器的出口和位於閥 體入口端的第一埠的出口管。 該流體儲存容器可以容納加壓氣體，並且該加壓氣體可 以從由氮氣、氬氣、氦氣、氫氣、惰性氣體或氣體混合物 組成的組中選取。可選擇地，該流體儲存容器可以容納加 壓液化氣體，並且該加壓液化氣體可以從由氯化氣、漠化 氫、氣化氫、氯氣、氨氣、六氣化鶴、乙石夕烧、二氯曱石夕 烷、三甲矽烷和三氯化徽組成的組中選取。 該流體儲存容器可以包括一設置在容器内部並且適於 產生一或多種化合物的反應器系統’其中該反應器系統適 於向谷器内部排放一或多種化合物。 設置在流體處理容器内部的處理材料可以從由吸附材 料、吸收材料、催化材料、吸氣材料、過據材料和它們的 混合物組成的組中選取。 本發明的可選擇的實施例涉及—種用於儲存和分配流 體的方法，包括 a)提供一種加壓流體儲存及輸送系統，包括： 1) 一具有開口和内腔的流體儲存容器； >⑺-流體流量閥元#，包括具有外部埠和具有至 第皁第一埠、第二埠的入口端的闊體；一設置在闕 内部並且適於控制第_和第二埠之間的流體流動的第 閥；以及-設置在閥體内部並且適於控制第三埠和外部 \ 10 1302974 之間的流體流動的第二閥 「习，其中閥體可密封地安裝在流體 儲存容裔内的開口中並且第一、- 第一和第三埠位於流體儲 存容器内部； (3 )匕括入口、出口和處理材料的流體處理容器， 該處理材料设置在該容哭 甘占^ 你％谷為内部，其中流體處理容器設置在 流體儲存谷Is内部並且_於_饰& 週於處理由流體儲存容器内部提供 並且流經流體處理容器的流體；和 (4)連接流體處理容器的人π和位於閥體人口端的 第二埠的入口管以及一連接流體處理容器的出口和位於閥 體入口端的第一埠的出口管； (b )在維持第_和第二閥處於閉合位置的同時將流體 引入流體儲存容器中； ()打開帛Μ和第二閥，從而將各閥置於打開位置； 和 ⑷從流體儲存容器中通過第一閥抽出流體，將流體 引入抓體處理容器，通過與處理材料相接觸來處理流體， 將處理過的流體從流體處理容器中抽出，通過第二閥輸送 處理過的流體，並且經外部埠抽出處理過的流體。 該流體流量閥元件可以一包括位於闕體入口端的第四 埠，閥體内的加注埠；一設置在閥體内部並且具有入口、 出口的第三閥，該第三閥適於當閥處於打開位置時允許流 體從入口向出口流動並且當閥處於關閉位置時防止流體從 入口向出口流動；一連接第三閥出口和位於閥體入口端的 第四埠的第五流體通道；和一連接第三閥的入口和閥體内 1302974 ·-的加注埠的第六流體通道。該流體儲存容器可以通過將流 體引入加注埠中、穿過處於打開位置的第三闕並且流人流 體儲存容器中而填充，同時維持第—和第二閥處於關閉位 置，並且通過將第三閥置於關閉位置而終止流體儲存容器 的填充。 該加壓流體儲存及輸送系統可以包括（5)一第一單向 闊’其設置在流體處理容器的入口管和流體處理容器的出 p管之間並且適於允許流體從出口管向人口管流動並且防 止流體從人Π管向出π管流動和（6)—第二單向閥，其設 置在出口管中位於第一單向閥和流體處理容器的出口之間 的位置處並且適於允許流體從流體處理容器的出口流向闕 體入口端處的第三琿和防止流體從第三蟑流向流體處理容 器的出口。該流體儲存容器可以通過將第一和第二閥置於 打開位置，將流體引入產品輸送埠，穿過第一閥，穿過第 單向閥，牙過第二閥並且流入流體儲存容器而填充，並 .且通過將第和第二閥全部置於關閉位置而終止流體儲存 容器的填充。 本發明的另一個可選實施例涉及一種用於產生化學產 品的系統，包括 (a) 一具有開口和内部主容器； (b) 一流體流量閥元件，包括具有外部埠和具有矣少 第一璋、第二埠、第三埠的入口端的閥體；設置在閥體内 部並且適於控制第一和第二埠之間的流體流動的第一閥； 以及"又置在閥體内部並且適於控制第三埠和外部埠之間的 12 1302974 流體流動的第二閥 開口中並且其中第 (c) 一包括入 該處理材料設置在 设置在主容器内 流經流體處理容器 (d ) —連接流 第，一璋的入口管以 體入口端的第一埠 (e ) 一反應器 生不純的化學產品 内部。 :其中閥體可密封地安裝在主容器内的 一、第二和第三琿位於主容器内部； 口、出口和處理材料的流體處理容器， 該流體處理容器内部，其中流體處理容 部並且適於處理由主容器内部提供並且 的流體； 體處理容器的入口和位於閥體入口端的 及連接流體處理容器的出口和一位於閥 的出口管；和 系統，其設置在主容器内部並且適於產 亚將該不純的化學產品排放到主容器的 該反應器系統為電化學三氫化珅發生器，其適於通過電 化學反應從含坤金屬中產生潮濕的三氫化石申氣體。用於產 士化學產品的該系統可以適於在主容器的内部維持亞大氣 :力°又置在机體處理容器内部的處理材料可以為乾燥材 料，其適於從潮濕的三氯化石申氣體中去除水分。 本發明的另-可選實施例包括一種用於產生純淨化學 產品的方法，包括 (a ) k供一種化學產生系統，其包括 (1) 一具有開口和内部的主容器； _( 2) —流體流量閥元件，包括一具有外部埠和具有至 少第-埠、第二埠和第三璋的入口端的間體；一設置在閱 體内部並且適於控制第一和第二埠之間的流體流動的第—

13 1302974 閥，以及-认置在閥體内部並且適於控制第三埠和外部埠 之間的流體流動的第二閥；其中閥體可密封地安裝在^容 器内的開口中並且其中第一、第二和第三埠位於主 部； 。 (3) —包括入口、出口和處理材料的流體處理容器， 該處理材料設置在㈣處理容⑼部，其巾流體處理容器 設置在主容器内部並且適於處理由主容器内部提供並且流 經流體處理容器的流體； (4 ) 一連接流體處理容器的入口和位於閥體入口端的 第二埠的入口管以及一連接流體處理容器的出口和位於閥 體入口端的第一埠的出口管；和 (5 ) —反應器系統，其設置在主容器内部並且適於產 生不純的化學產品並將該不純的化學產品排放到主容器的 内部； (b)產生不純的化學產品並且將該不純的化學產品排 放到主容器的内部；和 (C)使該不純的化學產品通過流體處理容器以提供純 淨的化學產品並且通過第二閥和閥體的外部埠將純淨的化 學產品抽出。 該反應器系統為電化學三氫化砷發生器，其適於通過電 化學反應從含神金屬中產生潮濕的三氫化钟氣體。用於產 生化學產品的該系統可操作以在主容器的内部維持亞大氣 壓力。通過設置在流體處理容器内部的乾燥氣體可以將水 分從潮濕的三氫化砷氣體中去除。 14 1302974 本發明的另一實施例 法，包括 括㈣於產生化學產品的方 u)提供一種化學產生系統，其包括 (1)—具有開口和内 應成分； ’該内部容納第—反 (2 ) 一流體流量閥元侏 七紅 件包括一具有外部埠和具有至 少第一埠、第二埠及第三埠 亍八U鲕的閥體；一設置在 體内部並且適於控制第一和第—的 • 1示一坪您間的流體流動的第一 閥’以及—δ又置在閥體内部並且適於控㈣第三璋和外部埠 之間的流體流動的第二閥；丨中閥體可密封地安裝在主容 器内的開口中並且其中第一、第二和第三蟑位於主容器内 部； (3 ) —包括入口、出口和第一反應成分的流體處理容 為’該第一反應成分設置在該流體處理容器的内部，其中 流體處理容器設置在主容器中；和 (4) 一連接流體處理容器的入口和位於閥體入口端的 第二埠的入口管以及連接流體處理容器的出口和一位於閥 體入口端的第一埠的出口管； (b )使第一反應成分通過第一閥並流入流體處理容器； (c)使第一反應成分和第二反應成分反應以形成產品 成分，並且將該產品成分從流體處理容器中抽出；和 (d )將該產品成分通過第二閥和外部埠抽出。 實施方式

15 1302974 在本發明實施例中使用單主辨 體、雙閥儲氣瓶閥元件，用 於隔離位於主容器或儲存容由从 為干的一或多個處理容器。該 閥防止主容器容納物在填充、私、、， 輸适或儲存期間的連通。該 内部容器或容器可以具有諸如蚀六a 如儲存容器、反應器、提純器 和電解室的任何處理功能。 傳統的氣瓶，包括容納高於复 、具界溫度的氣體的高壓氣 體儲氣瓶和容納處於其平銜蒗、士 衡療，飞堡下的飽和液體的液化氣 體儲氣瓶，提供了用於安全儲左 @存和運輸這些氣體和液體的 裝置0目前存在使用在其內立κ ^ 、内邛具有敗入式提純器的儲氣瓶 或谷态的趨勢，該提純器隨莫 者儲存氣體抽出而將其提純， 從而提供超純的氣體產物。本 七月的貫施例可以應用於此 類喪入式提純器。 本發明的其他實施例還 包括在主容器或儲氣瓶中 儲存或產生氣態產物的可 田μ立丄一斤 、手1又0例如，儲氣瓶可以容納 用於產生二氫化砰（ΑςΗ、λα 一 Η3)的内部電解電池。在另一個可 :方案中，主谷器或儲氣瓶可以容納在壓力下 吸附劑上的氣體，其中去 U ^ ^ [力降低時氣體釋放以排出。在 廷些可選方案中的任咅 ^ ‘、 忍個中，產品氣體可以在最終拙屮 之剷通過與處理容器中％ '' °° 、地理材料相接觸來處理或提純， 该處理谷器位於主容 闕儲氣瓶閱元件可以安和該早個主體、雙 式中的任音一個:Γ 的出口中並且以兩個模 M W個刼作。在用於儲 期間的第w料和運輸 ^ ^ ^ 儲氧瓶閥凡件中的兩個閥都關閉以脾 内部處理容哭Φ沾态 〜名丨關閉以將 ^ 處理材料與儲氣瓶的容納物隔離。在將

16 •1302974 純淨的產品氣體從儲氣瓶中抽出期間使用的第 儲氣瓶閥元件中的^7柄Μ立 ^ 兩個閥都打開以使來自錯氣瓶的儲存或 產生的氣體穿過用於最終提純的内部處理容％。 —位於主容器或儲氣瓶中的一或多個内部處理容器或腔 至了以適於完成若干個不同的單元操作。例如，在該實施 ，其令：氫化石申（AsH3)由位於主容器或錯氣瓶内部 一解發生器產生’容納吸附乾燥材料的内部處理容器可 用於從粗制生成的三氫化坤中去除水分。在儲氣瓶運輸期 間，，於雙閥儲氣瓶閥元件中的兩個閥都關閉以將儲氣瓶 氣隔離並且將谷納乾燥材料的内部處理容器與電解電 池隔離以防止來自電池的水蒸氣在運輸或儲存期間浸透吸 附劑。 在另一個實施例中，該雙閥儲氣瓶閥元件可以安裝在儲 氣瓶中’該儲氣瓶用作現場生成氣體的反應容器。在該應 用中，儲氣瓶備有兩個内部處理容器，每個處理容器容納 不同的反應材料。所述兩個容器在運輸或儲存期間通過關 閉位於雙閥儲氣瓶閥元件中的兩個閥來保持隔離狀態。為 操作用於現％產.生氣體的糸統，所述兩個内部處理容器 允許通過打開兩個閥進行連通，通過從儲氣瓶抽出氣體產 物使仲反應物材料從第一處理容器向發生反應的第二處理 容器流動。 第三實施例是使用嵌入式提純器用於液體或液化氣體 的儲存、運輸和提純。該主容器或儲氣瓶儲存流體，並且 内部處理容器或腔室容納吸附提純材料。所述兩室在填 17 .1302974 充、運輸和儲存期間通過關閉兩個閥來隔離，使得吸附劑 保持隔離。該儲氣瓶内部和内部處理容器隨後通過打開兩 個閥處於流體連通，儲存流體憑此被吸附劑提純並且提純 產物從儲氣瓶中抽出。

内部流體處理容器、流體流量閥元件、流體儲存容器以 及相關管路可以由不銹鋼、優選地由諸如AISI316的奥氏 體不銹鋼製成。可選地，碳鋼、低合金鋼、銅、銅合金類、 錄、鎳合金（諸如Hastelloy®。〕]等等）、銅鎳合金及其它 類似的金屬合金可以在某些應用中優選採用。諸如工程聚 合物（例如，聚偏二氟乙烯（KynarTM))、玻璃和陶瓷材料 在某些選定應用中也是可行的。 儲氣瓶中的流體可以是高於其臨界溫度的任何氣體，諸 如氮氣、氬氣、氦氣、氳氣、惰性氣體或氣體混合物。可 選地，儲氣瓶中的流體可以是包括共存的汽相與液相的壓 縮液化氣體。典型的壓縮液化氣體可以包括，例如氯化氫、 溴化氫、氟化氫、氯氣、氨氣、六氟化鎢、乙矽烷、二 可選地，不局限於此的其 甲矽烷、三甲矽烷和三氯化硼 他壓縮液化氣體可以儲存在儲氣瓶中。 此處應用於液體或氣體流的術語“處理，，限定為使所 述液氣流的物理和/或化學性能發生改變的任何操作。處理 可以包括’例如吸附性提純、吸收性提純、 久乳、化學反 應、電化學反應和氣體洗滌。 此處使用的不定冠詞“一，，當應用於說明書和申請專 利範圍中所描述的本發明實施例中的各種特徵時咅味著一 18 /9 1302974 . 或夕個。—的使用不局限於單個特徵的含義，除非這 種t制Γ說明。單或複數名詞或名詞短語之前的定冠詞 二亥表示特別指定的特徵並且取決於使用該特徵的上下 :量:=_含義。形容詞“任何”意味著任何 第-實體Η刀的個、一些或全部。放置在第-實體和 ㈡:之間和/或，，“著⑴第—實體、(2) -只體以及⑶第-實體和第二實體中的—個的含義。 圖1的示意圖顯示了本發明的示例性實施例。在該圖 ’雙間流體流量閥組件1安裝在儲氣瓶2中，該儲氣瓶 :括密封地附到或連接到儲氣瓶主體5上的頂^。閥元 二=螺紋密封、焊接、密封法蘭或任何其他適當 5/ 頂部3上。頂部3通過密封件7連接到主體 執“封件例如可以為壓緊在所示密封面之間的〇形 u片擒封。可選地，可以使用法蘭密封（未示出 另:個可選方案中’雙闕流體流量闕元件丄可以通過螺接 到n壓氣瓶（未示出）中而安裝。 ’、 扳:連體9’該閥體包括分別具有外部手柄或 手連接器15和17的集成第一閥u和集成第二閥13。如 89所不’閥體的入口端密封地插入到頂部3中，入口媳 有三個◎、。和⑴並且閥體具有出口…閥心： 口經流體通道27連接到埠19並且閥u的入口經流體通道 9連接到埠21。閥13的入口經流體通道“連接到埠 並且閥13的出口連接到出口 25。流體處理容器μ位於氣 瓶主體5的内部，並且該容器具有入口 35和出口 η。埠

19 13029.74 · 19和入口 35通過入口管36連接，並且埠23和出口 37通 、、 S 39連接。流體處理容器容納處理材料，該處理材 料包括例如吸附材料、吸收材料、催化材料、吸 過濾材料。 〜當閥11關閉時，儲氣瓶2中的液體或氣體與流體處理 谷為33中的處理材料隔絕。當閥13關閉時，整個系統與 周圍大氣隔絕。當閥n和13打開時，液體或氣體從儲氣 φ幵瓦内部經崞21、通道29、閥U、通道27、埠19和入口管 Y流入處理容器33中。該液體或氣體在容器33中反應或 提純，並且提純產物經出口管39、埠23、流體通道31、 - 閥13和出口 25流動。 • a在本^發明的一實施例中，儲氣瓶2的内部包括適於在内 部產生氣體的氣體發生裝i 41。該發生裂置可以為例如用 於生產三氫化石申（AsH3)的電解發生器。在該實施例中， 潮濕的二氫化碎氣體由含砰金屬通過電化學反應制得，其 • 流入儲氣瓶2的内部，並且通過穿過處理容器33中的乾燥 吸附材料提純。在儲氣瓶的運輸和儲存期間，閥11和13 關閉以使乾燥吸附材料與氣體發生裝置41隔離，並且在操 作期間’閥13和1 5打開。 餘氣瓶主體5可以充滿液體或液化氣體並且頂部3密封 地連接到主體上以形成儲氣瓶2。可選地，儲氣瓶2可以 在被分開的加注管和閥（未示出）密封關閉之後填充。在 .·另一個可選方案中，閥體9可以改型以包括另一集成閥（未 不出），該閥具有連接到附加外部埠的入口和經第四流體通 20 1302974 道連接到閥體9入口處的第四埠的出口。該附加的外部蜂 和閥可以用來填充儲氣瓶2。 圖2中圖示了用於填充儲氣瓶2的另一可選方案。在該 可選方案中’如圖所示，處理容器33的人口和出口管路通 過在入口 & 36和出口管39之間安裝單向閥43而改型。單 向閥43抑允許從出口管39向入口管^的流動並且防止反向 流動。早向閥45如圖所+ &狀士丨，》 不女衣在出口管39中以允許流出 處理容器33並且防止沿相反方向流入處理容器33。該改 型可以用來通過打開關〗】 填充密封的儲氣航2。今^ 出口 Μ引入流體而 單向閥43、管36、通道 mm#私奴 、27閥11和通道29流入儲氣瓶2 =所 從儲氣瓶經間13抽出時，閥元件參照圖1 以如上所述的方式工作。 在圖1的實施例中，闕 密封機構，該閥由手柄15r/、有位於闕内部的密封件或 道Μ向料27流動，Γ以當閥打開時允許流體從通 向通道27流動。還時防止流體從通道29 逻疋在圖1的實施例中， 閥内部的密封件或密 4 I有位於 開時允許流體從通道3i 2 _由手柄n操作以當閥打 防止流體從通道3 11 25 ’瓜動，亚且當閥闕閉時 道31向出口 25流動。 打開時允許流IS中，二1中的密封件或密封機構當閥 …(〜操作::)道 體從通道29向诵、音。 且田闕關閉時防止流 或從通道27向通道29流動（取決 21 U02974 於所用操作模式)。還是在 封俥弋a ° 的實施例中’閥13中的密 件或费封機構當閥打開時允許产… 中的山 或從通道3 j向出口 口 25向通道31 先 /现動（取決於所用操作模弋、廿ι -閥關閉時防止流體從出 ：輪式)，並且 口 1 5勹通道31或從通道31向出 机動（取決於所用操作模式）。 穷封件$ 113中的任思—個或兩個可以是隔膜型閥，其中 二::機構為分別由手柄15和/或17操作的隔膜。 中挺*閥11和17中的任意—個或兩個可以為現有技術 钕供等效密封功能的任何其他類型的閥。 、圖1和2的系、統可以用於可選的處理功能。例如，反應 成分Α可以儲存在儲氣瓶2的内部並且另一反應成分Β可 以儲存在處理容器33中。成分A和B當閥U和13關閉 時被隔離。當閥11和13打開時，成分A通過通道29、閥 11和通道36流入處理容器33中，成分八和B在該處理容 斋中反應以形成一或多種反應產物。這些反應產物通過出 口管39、通道31、閥13和埠25抽出。在另一個可選方案 中，兩個容器可以安裝在儲氣瓶2内，一個容器容納反應 成分A，另一個容器容納反應成分B。這些容器可以安裝 在儲氣瓶2内，使得兩者可以隔離，並且儲氣瓶2可以為 這兩個容器提供安全的外殼。這可以在圖2所示系統的變 型中實現，其中第二内部容器（未示出）安裝在閥45和通 道31的入口之間的出口管路39中。成分A在壓力下儲存 於容器33中，並且成分B在壓力下儲存於第二内部容器 中。當閥11和13關閉時，成分A和B被隔離。當閥i 22 1302974 和13打開時，成分A通過單向閥45流入第二内部容哭中 成分A在該第二容器中與成分B反應以形成-或多種產物 成分，其隨後流過通道3 1、閥13和埠25。 圖3顯示了如上所述的單主體、雙閥儲氣瓶閥組件例子 的外部視圖。如圖1所示，閥體 岡瑕9具有兩個集成的内部閥 仏L體通道。所述兩個内部閥 从 和分別由手柄301和 303刼作。可選地，出於 的手柄301可以被扳 手刼作閥杆所取代。入口端3 在而要時可以被旋入到螺 紋的儲乳瓶入口或法蘭儲氣瓶頂部中。出口 1的出口 25。 々日田％圖 中二4ΐΓ顯Γ 了圖3的截面4—4,其中闕401相當於圖1 中的通、f 3Ϊ'且流體通道4G3、4G5和407分別相當於圖1 和27°圖4的璋侧、川和413分別相 S於圖1中的埠23、CM4 , 和9。圖4圖示出例如通過密封 系、、文連接的示例性啟备 組侏μ 心瓶415中的單主體、雙閥儲氣瓶間 組件的裝配。示例性的杜#、，— ^ r ^ , 、儲乳瓶盍417可以用於在按規定進 灯運輸和儲存期間保護儲氣瓶閥元件。 進 圖5為圖3旋轉91) 如、 手柄3〇1和手柄3二外部視圖，其示出了主體9、 八 圖6為圖5的6— ό截面，其示出了 为別相當於圖I中關 1 和15的閥401和601。出口 3〇7 相當於圖1的出口 25，冷辦07 治1 t 々,L體通道405相當於通道29，並且 埠411相當於埠21。 k 兀且 23 1302974 簡單說明 圖1為根據本發明實施例的流體儲存及輸送系統的橫 截面示意圖。 圖2為根據本發明另一實施例的流體儲存及輸送系統 的橫戴面示意圖。 圖3為在圖1和2的流體儲存及輸送系統中使用的流體 流量閥元件的側視圖。 圖4為沿圖3的流體流量閥組件的—4的剖面圖。 圖5為圖3的流體流量閥旋轉9〇度的側視圖。 圖6為沿圖5的$ 主要元件之符號說明 1··閥元件；2、415··儲I 9··閥體，11、13··打開r 的流體流量閥組件的6_ 6的剖面圖。 、415··儲氣瓶；3··頂部·,

417··儲氣瓶蓋 5··氣瓶主體；7..密封件； 、303··手柄；19、21、23、 ;27、29、31、403、405、 36··入口管；39.·出口管； •入 口端；401、601··閥； 24

Claims (1)

1302974 一-———(2纖來9.月f証)…— ' 十、申請專利範圍： ？7年7月#日修、更)正本 1.一種流體流量閥元件，包括一閥體,^ 具有至少第-埠、第二埠和第三埠的入口端；一設置在閥 體内部並且適於控制第一#第二璋之間的流體流動的第一 閥；以及一設置在閥體内部並且適於控制第三埠和外部埠 之間的流體流動的第二閥。 2·—種流體流量閥元件，包括 (a) -具有外部崞和具有至少三料的* 口端的閱體； (b) —設置在閥體内部並且具有第一閥入口、第一閥 出口和第一密封件的第一閥，該第一密封件適於當第一閥 打開時允許流體從第一閥入口向第一閥出口流動並且當第 一閥關閉時防止流體從第一閥入口向第一閥出口流動； (C) 一設置在閥體内部並且具有第二閥入口、第二閥 出口和第二密封件的第二閥，該第二密封件適於當第二閥

開時允許流體從第二閥入口向第二閥出口流動並且當第 閥關閉時防止流體從第二閥入口向第二閥出口流動· (d) —連接第一閥入口和位於閥體入口端的第一 閥體入口端的第 弟一流體通道以及連接第一閥出口和位於 二埠的第二流體通道；以及 (e ) —連接第二閥入口和位於閥體入口端的第三埠的 第三流體通道以及一連接第二閥出口和閥體的外部淳的第 四流體通道。 25 1302974 ------------------------------------1 V 1 *r泮f月<r曰修:更)正本 、 __ (2008 年 9 月修g)_ 、 3 ·如申請專利範圍第2項所述的流體流量閥元件，還包 括一位於闕體入口端的第四埠、一位於閥體内的附加的外 部埠、一設置在閥體内部並具有第三閥入口、第三閥出口、 第二密封件的第二閥，該第三密封件適於當第三閥打開時 允許流體從第三閥入口向第三閥出口流動並且當第三閥關 閉時防止流體從第三閥入口向第三閥出口流動，連接第三 閥出口和位於閥體入口端的第四埠的第五流體通道以及連 接第二閥入口和閥體内的附加的外部埠的第六流體通道。 4 ·如申凊專利範圍第2項所述的流體流量閥元件，其中 第一和第二閥密封件中的任何一個都包括可撓膜片，其適 於在封地壓緊第一及苐一閥入口中的任何一個和第一及第 二閥出口中的任何一個以防止第一及第二閥入口中的任何 一個和第一及第二閥出口中的任何一個之間的流體流動。 5_—種流體流量閥與流體處理容器的組件，包括 (a )流體流量閥元件，其具有 ^ ( D 一具有外部埠和入口端的閥體，其中該閥體包含 第一埠、第二埠及第三埠； (2) —設置在閥體内部並且具有第一閥入口、第一閥 出口和帛始封件的第一閥，該第一密封件適於當第一閥 打開時允許流體從第-閥入口向第一閥出口流動並且當第 -閥關閉時防止流體從第一閥入口向第一閥出口流動； _ ( 3 ) 一設置在閥體内部並且具有第二閥入口、第二閥 26 1302974 W49^|g· --Till· 出口和第二密封件的第二 一_-----. 打開時允許錢從第二^ ^二密封件適於當第二閥 一閥關閉時防止流體從 I田弟 —間入口向第二閥出口流動，· Q ) 連接弟一闕人 第-流體通道以及-連接第二於閥體入口端的第-痒的 第二埠的第二流體通道;和1出口和位於闕體入口端的 (5) —連接第二閥 第二产f、s、# 口位於閥體入口端的第三埠的 弟一机體通道以及一連接鬥 早的 四流體通道； 彡弟-閥出口和閥體的外部埠的第 兮二：包括入口、出口和處理材料的流體處理容哭 邊處理材料設置在容器内处里谷為， 該容器的、流體；和 〃 & s容器適於處理流經 連接«處理容㈣_和位 弟-埠的入口管以及連接流體^的 體入口端的第三埠的出口管。 -的出口和-位於閥 6.如”專利範圍第5項所述的流 容㈣組件1包括-位於閱體入口端的第四;阜：體f理 閥體㈣附加的外部埠、―設置在„内部並於 入口弟二閥出口、第三密封件的第三閥…-間 適於當第三間打開時允許流體從第三闕入口向第件 流動並且當第三間關閉時防止流體從第三闕入口 =出口 出口流動，-連接第三闕出口和位於闕體卜 的第五流體通道以™三閥入口和闕體内的::： 27 130297.4 ”年正本 - 外部埠的第六流體通道。 7·如申請專利範圍第5頊 ^ 、所逃的流體流量閥與流體處理 谷為的組件，包括 (d) —第一單向閥，复机 、°又置在流體處理容器的入口管 和流體處理容器的出口管之 間並且適於允許流體從出口管 向入口管流動並且防止流 篮從入口管向出口管流動；和 (e ) —第二單向閥，复势番+ , ，…又置在出口管中位於第一單向 閥和流體處理容器的出口之間 1的位置處並且適於允許流體 從流體處理容器的出口流向關 、 门閥體入口端處的第三埠和防止 ML體從第二埠流向流體處理容器的出口。 8.如申請專利範圍第5項所述的流體流量閥與流體處理 谷器的組件，丨中設置在流體處理容㈣部的流體處理材 料從由吸㈣料、吸收材料、催化材料、吸氣材料、過濾 材料及它們的混合物組成的組中選取。 9· 一種流體儲存和輸送系統，包括 (a) —具有開口和内部的流體儲存容器； (b) -流體流量閥元件’包括—具有外料和具有至 少第一埠、第二埠、第三埠的入口端的閥體；一設置在閥 體内部並且適於控制第ϋ二埠之間的_流動的第一 閥；以及一設置在閥體内部並且適於控制第三埠和外部埠 之間的流體流動的第二閥，·其中閥體可密封地安裝在流體 28 1302974 儲存容器内的開口中並且第一 存容器内部； 广7牛本 第二和第三埠位於流體儲 L括入口、出口和處理材料的流體處理容器， 該處理材料設置在該流體處理容器内部並且適於有選擇地 處理流經容器的流體’丨中流體處理容器設置在流體儲存 容器内部；和 (d )連接流體處理容器的入口和位於閥體入口端的 第一埠的入口官以及一連接該流體處理容器的出口和位於 閥體入口端的第三埠的出口管。 10·如申請專利範圍第9項所述的流體儲存和輸送系 統，其中流體儲存容器容納加壓氣體。 U •如申請專利範圍第1 〇項所述的流體儲存和輸送系 統，其中該加壓氣體係從由氮氣、氬氣、氦氣、氳氣、氖 氣、氪氣、氣氣、氡及它們的混合物組成的組中選取的至 少一種氣體。 12.如申請專利範圍第9項所述的流體儲存和輸送系 統’其中流體儲存容器容納加壓液化氣體。 13 ·如申請專利範圍第12項所述的流體儲存和輸送糸 統，其中該加壓液化氣體係從由氯化氳、溴化氫、氟化氫、 氣氣、氨氣、六氣化嫣、乙石夕院、二氯甲碎炫、三甲石夕嫁 29 1302974 Ο年Γ月f HI館f更) (2008年9¾修正) 和三氯化硼組成的組中選取的至少一種氣體。 14·如申請專利範圍第9項所述的流體儲存和輸送系 統，其中該流體儲存容器還包括設置在該流體儲存容器内 部並且適於產生一或多種化合物的反應器系統，其中該反 應器系統適於向該流體儲存容器内部排放一或多種化合 物0 15·如申請專利範圍第9項所述的流體儲存及輸送系 統，其中設置在流體處理容器内部的處理材料從由吸附材 料、吸收材料、催化材料、吸氣材料、過濾材料及它們的 混合物組成的組中選取。 1 6 · —種用於儲存和分配流體的方法，包括 (a)提供一種加壓流體儲存及輸送系統，包括： (1) 一具有開口和内腔的流體儲存容器； 儲存容器内的開口中並且第— 存容器内部； (2 ) —流體流量閥元件，包括一具有外部埠和具有至 少第一埠、第二埠、第三埠的入口端的閥冑；一設置在閥 體内部並且適於控制第一和第二埠之間的流體流動的第一 閥；以及-言史置在目體内部並且適於控制第三埠和外部璋 之間的流體流動的第二閥；其中閱體可密封地安裝在流體 第二和第三埠位於流體儲 (3) —包括入口、出口和處理材料的流體處理容器， 30 1302974 π年f為。!㈢龜备)正本 該處理材料設置在該流體處理容器内部，其中流體處理^^一一 恭a又置在流體儲存容為内部並且適於處理由流體儲存容哭 内部提供並且流經流體處理容器的流體；和 (4) 一連接流體處理容器的入口和位於閥體入口端的 第二埠的入口管以及一連接流體處理容器的出口和位於閥 體入口端的第三埠的出口管； (b)在維持第一和第二閥處於閉合位置的同時將流體 引入流體儲存容器中； (C)打開第一閥和第二閥，從而將各閥置於打開位置； 和 ， ’將流體引 理流體，將 一閥輸送處 (d )從流體儲存容器通過第一閥抽出流體 入流體處理容器，通過與處理材料相接觸來處 處理過的流體從流體處理容器中抽出，通過第 理過的流體，並且經外部埠抽出處理過的流體 一閥體内的加 口、第三閥出 開位置時允許 第三閥處於關 口流動；連接 五流體通道； 流體通道；並 中、穿過處於 如甲請專利範圍第16項所述的方法， 閥元件還包括一位於閥體入口端的第四埠； 注璋；一設置在閥體内部並且具有第三闕入 口的第三閥，該第三閥適於當第三閥處於打 流體從第三閥入口向第三閥出口流動並且當 閉位置時防止流體從第三閥入口向第三閥出 第三閥出Π和位於閥體人口端的第四璋的第 和連接第三閥入口和閥體内的加注埠的第六 且其尹流體儲存容器通過將流體入加注璋、 31 1302974 余丁開位置的第三閥並且流入流體儲存容器中而填充，同時 維持第一和第二閥在關閉位置，並且通過將第三閥置於關 閉位置而終止流體儲存容器的填充。 18.如申請專利範圍第16項所述的方法，其中加壓流體 儲存和輸送系統還包括： 土 (5) 一第一單向閥，其設置在流體處理容器的入口管和 /爪體處理谷益的出口管之間並且適於允許流體從出口管向 入口管流動並且防止流體從入口管向出口管流動；和 (6)一第二單向閥’其設置在出口管中位於第一單向閥 和流體處理容器的出口之㈣位置處並且適於允許流體從 μ體處理容ϋ的出口流向閥體人口端處的第三埠和防止流 體，第三埠流向流體處理容器的出口；並且其中流體儲存 容器通過將第一和第二閥置於打開位置，將流體引入產品 輸送埠，穿過第一閥，穿過第一單向Μ，穿過第二閥並且 流入流體儲存容器而填充’並且通過將第一和第二閥全部 置於關閉位置而終止流體儲存容器的填充。 、19· 一種用於產生化學產品的系統，包括 (a ) —具有開口和内部的主容器； (b) —流體流量閥元件，包括一具有外部埠和具有至 少第一埠、第二埠、第三埠的入口端的閥體，·—設置在閥 體内部並且適於控制第一和第二埠之間的流體流動的第1 閥’以及一設置在閥體内部並且適於控制第三埠和外部埠 32 ?年f月彳日修(吏)正 __£221^9 月修 if) —一一‘“丄..…〜〜 閱體可密封地安裝在主容 二和第三埠位於主容器内 内部，其中流體處理容器 由主谷器内部提供並且流 1302974 之間的流體流動的第二閥；其中 器内的開口中並且其中第一、第 部； 出口和處理材料的流體處理容器， (C) 一包括入口 該處理材料設置在流體處理容器 設置在主容器内部並且適於處理 經流體處理容器的流體； 第 體 (d) —連接流體處理容器的仞 一 和位於閥體入口端的 二埠的入口管以及一連接流體處山 肢处段谷态的出口和位於閥 入口端的第三埠的出口管；和 (e ) —反應器系統， 生不純的化學產品並將該 内部。 其°又置在主容器内部並且適於產 不純的化學產品排放到主容器的 李统申請專利範圍第19項所述的系統，其中該反應器 三氫化坤發生器，其適於通過電化學反應從 3金屬中產生潮濕的三氫化砷氣體。 21·如申請專利範圍第 化學產品的該系統適於在 19項所述的系統，其中用於產生 主容器的内部維持亞大氣壓力。 統’其中設置在流 濕的三氫化砷氣體 22·如申請專利範圍第2〇項所述的系 體處理容器内部的處理材料為適於從潮 中去除水分的乾燥材料。 33 1302974 23.—種用於產生純淨化學產品的方法，包括 (a )提供一種化學產生系統，其包括 (1 ) 一具有開口和内部的主容器； (2 ) —流體流量閥元件，句紅 a , L 一 T a栝一具有外部埠和具有至 少第一埠、第二埠、第三埠的入 卞w八口鳊的閥體；一設置在閥 體内部並且適於控制第-和第二4之間的流體流動的第一 閥，以及一設置在閥體内部並且適於控制第三璋和外料 之間的流體流動的第二閥；1中 /、T阀體可密封地安裝在主容 器内的開口中並且其中第一、第一 弟一和苐二埠位於主容器内 部； (3) —包括入口、出口知#田 矛處理材料的流體處理容器， 该處理材料設置在流體處理容 ^ 谷态内部，其中流體處理容器 汉置在主容器内部並且適於處里 一 处田主谷态内部提供並且流 經流體處理容器的流體； (4 ) 一連接流體處理容器的 / — 令w旳入口和位於閥體入口端的 第一璋的入口管以及一連接流辦声τ田a 體處理各器的出口和位於閥 體入口端的第三埠的出口管；和 (5 ) —反應器系統，其設置在 且牡王谷态内部並且適於產 生不純的化學產品並將該不純的彳卜與 电的化學產品排放到主容器的 内部； (b )產生不純的化學產品並日骆 I且將该不純的化學產品排 放到主容器的内部；和 (c)使該不純的化學產品通 <以/瓜體處理容器以提供純 34 1302974 將純淨的化 學淨=品並且通過第二間和閥截的々 24.如申請專利範圍帛23項所 方 系統Λ雪仆風- _儿丄 々凌，其中該反應器 凡馬電化學二虱化砷發生器，1 含砷金j _ $ & ^ "《通過電化學反應從 Tt屬中產生潮濕的三氫化砷氣體。 25·如申請專利範圍第23項所述的方 化學姦口 ΛΛ # / J万法，其中用於產生 化予產如的该糸統被操作以在主容 力。 7^維持亞大氣壓 26·如申請專利範圍第24項所述的方法 在流體處理容器内邱的耖γ T k過5又置 HP的乾紐材料將水分從 砷 氣體中去除。 …、扪一虱化砷 27.一種用於產生純淨化學產品的方法，包括 u)提供-種化學產生系统，其包括 (1)—具有p幵1 口和内部的主容器，該内部容納第 應成分； ^ (2) —流體流量閥元件，包括一具有外部埠和具有至 乂 ^埠第—埠、第三埠的入口端的閥體；一設置在閥 體内部並且適於控制第一和第二埠之間的流體流動的第一 閥、及°又置在閥體内部並且適於控制第三埠和外部淳 之間的流體流動的第二閥；纟中閥體可密封地安裝在主容 35 •1302974 裊 騫 難 ^ 器内的開口中並且其中第一 部； 第一和第三埠位於主容器内 (3) —包括入口、出口的义 叼/從體處理容器，並且第二反 應成分設置在該流體處理容器的 扣的内部，其中流體處理容哭 設置在主容器中；和 σ 於閥體 U) -連接流體處理容器的人π和位於龍人口端的 第二埠的人口管以及連接流體處理容器的出口和位 入口端的第三埠的出口管； 器；和 b)使第一反應成分通過第一閥並流入流體處理容 Cc)使第一反應成分和第二反應成分反應以形成產品 成分，並且將該產品成分從流體處理容器中抽出；和 (d )將該產品成分通過第二閥和外部璋抽出。 36