TWI410574B - 用於高壓輸送系統之故障安全（ｆａｉｌ-ｓａｆｅ）真空致動閥 - Google Patents

用於高壓輸送系統之故障安全（ｆａｉｌ-ｓａｆｅ）真空致動閥 Download PDF

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Description

用於高壓輸送系統之故障安全(fail－safe)真空致動閥
本發明係有關於一種具有一故障安全真空致動閥之高壓儲存與輸送系統用以防止有危險之流體從一容器，譬如像是一加壓氣瓶或鋼瓶，排出。。詳言之，本發明係有關於一種被設計來將大體積的產品裝盛於該輸送系統內的故障安全閥及當施加一預定的真空條件於該閥的下游側時該產品的配送。
工業上的處理及製造應用需要使用到有毒的流體。半導體物質的製造為此等應用的一個代表，其中有毒的氫化物或鹵化物氣體的安全儲存與搬運是有必要的。這些氣體的子包括矽烷，germane，氨，磷化氫，砷化氫，氫化銻，硫化氫，硒化氫，碲化氫，三氟化磷，五氟化砷及其它鹵化物化合物。毒性與安全考量的結果為，這些氣體在工業上的處理設備中必需被小心地儲存及搬運。半導體工業特別仰賴砷化三氫(AsH3 )與磷化氫(PH3 )的氣體氫化物，三氟化硼(BF3 )，四氟化矽(SiF4 )作為離子植入時砷(As)，磷(P)，硼(B)及矽(Si)的來源。離子植入系統典型地使用儲存在輸送容器內之以800psi的壓力儲存之AsH3 與PH3 的稀釋的混合物及以1500psi的壓力儲存之純的氣體譬如BF3 與SiF4 。由於它們極大的毒性與高的蒸氣壓力的關係，它們的使用，運輸及儲存對於半導體工業而言都產生極嚴重的安全擔憂。
為了解決各種安全上的擔憂，已有許多的系統被開發出來，用以將這些氫化物及鹵化物在次大氣壓的條件下輸送至該離子佈植工具。例如，一由ATMI公司所製售的SDSTM 的化學系統包含了將一物理上的吸收劑物質(以活化碳為基礎)填入一加壓氣體的鋼瓶內，及逆向地將該摻雜物氣體吸收至該物質上。該釋放處理包含將一真空或熱施加至該吸收劑物質/鋼瓶上。實際上，來自該離子佈植機的真空被用來吸收來自該固相吸收劑的氣體。此SDS技術有一些限制，例如：1)該吸收劑物質的吸收容量有限，因而限制了可裝在一給定大小的鋼瓶內之產品的量；2)該釋放處理可藉由將該鋼瓶曝露在熱中來啟始，藉以在該鋼瓶曝露於70℉的溫度(其為在許多鋼瓶倉庫在地與離子佈植機內很常見的溫度)時可造成該鋼瓶達到大氣壓力及次大氣壓力並在大氣壓力與次大氣壓力下輸送；3)從該鋼瓶被送來之氣體的純度會因為在該吸收劑物質上的其它物質/氣體的吸收/釋放而被降低；4)鋼瓶利用百分比受到施加至該鋼瓶包裝的真空的深度很大的影響，即鋼瓶被回送時其內通常都留有相當數量的產品；及5)該吸收屬性會導致該氣體輸送系統內的微粒污染。
分別地，多種機械性系統已被開發出來，以用於摻雜氣體的次大氣壓輸送。某些系統使用壓力調節器，而其它系統子使用閥裝置來次大氣壓地控制並輸送該產品。這些裝置被設計來在次大氣壓或真空條件被施加至該鋼瓶的輸送埠時來實施輸送或打開。這些裝置的確實位置可位在埠本體內，在頸穴室內，在鋼瓶本身內部，或所有這些位置的組合。在每一種例子中，該壓力調節器或閥裝置係位在該鋼瓶閥座相關於筒的內部到該輸入埠的氣體流的上言。
美國專利第6,089,027號及第6,101,816號都與一包含一用來保持一所想要的壓力的容器之流體儲存與分配系統有關。該容器包含一與該容器的埠口相關聯之壓力調節器，如一單階段或多階段調節器，且被設定在一預定的壓力。一分配組件，如包括一流量控制機構(如，一閥)被安排成與該調節器成氣體/蒸汽流聯通，藉此，該閥的開啟可資施來自該容器的氣體/蒸汽的配送。在該容器內的流體可以是一液體其在一普遍的溫度條件，如，環境溫度(室溫)，下在一超過其液化壓力的壓力下被侷限於該容器內。
美國專利第6,857,447 B2號揭露一種氣體配送組件，其中該來源氣體容器裝盛一在20至2000psig範圍內的壓力下的氣體。該設備需要一高壓氣體鋼瓶其具有比一般典型的頸部開口大的頸部開口，用以容納以沿著該流體拍出路徑串聯地設置的兩個壓力調節器的放入。在氣入口氣體側上的第一調節器將壓力從1000psig(或該容器在當時的實際壓力)降低至100psig，而該第二調節器則從100sig降低至次大氣壓力。
美國專利第5,937,895號係有關於流體儲存與分配容器，其具有一分配閥及一流體限制結構用來提供一故障安全系統來防止有危險的流體從一加壓筒或槽排出。美國專利第6,007,609號及第6,045,115號揭露沿著流體流路設置的流量限制器，其提供能夠提供毛細管大小的開口，該開口可讓在分配閥故障的事件中從壓縮氣體鋼瓶排出的有毒氣體槳至最小。最後提到的這三件專利文獻的揭露內容提供一次大氣壓輸送系統，其中該伸縮軟管室(bellows chamber)係位在一閥座相關於氣體通過一閥的氣體流的下游處。
與該相關的前技之儲存與輸送系統有關的缺點為，它們無法應付鋼瓶填充壓力大於600psig的情況或需要兩個串聯的裝置來應付。例如，當該砷化氫及磷化氫鋼瓶用液化流體來加以填充時，這些流體的內部壓力被限制在它們各自的蒸汽壓力，其在70℉時典型地為約205至約580psig。然而，流體(譬如三氟化硼，及四氟化矽流體)被填入當作一氣相產品，且該鋼瓶所需要的填充壓力為600psig或更大。詳言之，相關前技系統因為來自於該伸縮軟管的推力不足的關係所以無法在鋼瓶壓力大於600psig時作用。
在既有系統中的另一項缺點為，它們無法容納更大容量的流體產品，因此需要經常應換該鋼瓶包。而，這也將導致必需要經常更換產品鋼瓶而增加半導體製造商的停機時間。
又，目前使用分配止回閥的系統還需要在組裝該閥之前實施伸縮軟管的調整處理用以去除掉殘餘應力。詳言之，該分配閥在氮氣下被循環經歷一極高溫度與壓力處理。因此，該不銹鋼伸縮軟管在該調整處理中曝露在極端的熱與壓力下。
為了要克服與前技有關的缺點，本發明的目的是要提供一種用來儲存及輸送在氣相及/或部分氣體/液化相的流體的系統，其中該等流體是在大於600psig的壓力下被儲存。詳言之，該分配閥包含一伸縮軟管室，且伸縮軟管是用可提供軸向推力的物質製成的用以克服在該鋼瓶/槽筒內的壓力。
本發明的另一個目的為在不改變該鋼瓶/槽筒的尺寸或該鋼瓶的閥頭(包括該埠本體)下增加該鋼瓶/槽筒的容量。一此方式，一更大體積的氣體可被裝盛於該鋼瓶/槽筒內。因此，可達成降低客戶的處理變異性以及提高產量。再者，一經濟及安全上的效益可因為更換鋼瓶/槽筒的頻率減少而被獲得，藉此降低半導體製造工具的停機時間。
本發明的進一步目的為將需要耗費人力之閥的狀況調整處理消除掉。
本發明的其它目的及面向在檢視本說明書，圖式及申請專利範圍之後，對於熟習此技藝者而言將會是很明顯的。
依據本發明的一個面向，一種用來控制來自一加壓槽的出口之加壓流體的排出的系統被提供，該加壓槽內容納了氫化物或鹵化物化合物。該設備包括一用來容納一氣相或部分氣相之加壓流體的槽筒；一埠本體用來與該加壓槽的出口流體地聯通，其界定一流體排出路徑；一閥元件其被固定在該埠本體內或上游處且被設計來移動於一可將通過該流體排出路徑的流體流擋住的密封位置與一可讓流體沿著該流體排出路徑流過的打開位置之間；一伸縮軟管室(bellows chamber)其被設置在一位於該閥元件的下游的殼體內，其中該伸縮軟管是被灌滿的(charged)且被密封以達到約14.7至約50psia範圍之間的壓力，該伸縮軟管是由選自於一經久硬化的(age－hardened)鋼合金，經久硬化的鎳基合金與銅鈹合金所構成的組群中的物質所製成的；且該伸縮軟管室與該流體排出路徑的一位在該閥元件的下游的部分流體地相聯通，用以在與該排出路徑相聯通而產生一真空情況於該殼體內時將該閥元件移動至該打開的位置。
依據本發明的另一面向，一種用來容納加壓流體並控制該加壓流體從鋼瓶排出之鋼瓶與一閥組件被提供。該鋼瓶與該閥組件包括一鋼瓶其具有一鋼瓶開口；一鋼瓶閥其具有一埠本體，其被設計來與該鋼瓶開口密封地嚙合；一流體入口埠，其由該埠本體所界定並位在該鋼瓶內；一流體出口埠，其由該埠本體所界定並位在該鋼瓶外；一流體排出路徑其被該埠本體界定於該流體入口埠與該流體出口埠之間；一手動地或自動地操作的截斷閥，用來控制沿著該流體排出路徑的流體流；及一真空致動的止回閥其包含一閥元件，該閥元件被偏動進入一可將沿著該流體排出路徑的流體流擋住的密封位置及一伸縮軟管室其是被灌滿的(charged)且被密封以達到約14.7至約50psia範圍之間的壓力，該伸縮軟管係位在該閥元件之沿著該流體排出路徑的下游且是由選自於一經久硬化的(age－hardened)鋼合金，經久硬化的鎳基合金與銅鈹合金所構成的組群中的物質所製成的；及其中該伸縮軟管室具有一相關於該真空致動止回閥的本體被固定的部分及一當介於該伸縮軟管的內部與外部之間的相對壓力將該伸縮軟管擴大並將該閥元件偏動至一打開的位置用以容許流體沿著該流體排出路徑流動時，可操作地連接至該閥元件的另一部分。
依據本發明的另一面向，一種真空致動止回閥的伸縮軟管組件被提供。該止回閥包括一被設置在該真空致動止回閥殼體內的伸縮軟管室，其中該伸縮軟管是被灌滿的(charged)且被密封以達到約14.7至約50psia範圍之間的壓力，及其中該伸縮軟管係是由選自於一經久硬化的(age－hardened)鋼合金，經久硬化的鎳基合金與銅鈹合金所構成的組群中的物質所製成的。該伸縮軟管室對在該室內但在伸縮軟管外面的真空條件有反應，用以用至少4lbf的推力來膨脹伸縮軟管。
本發明提供一種低壓或次大氣壓儲存及輸送系統作為包含半導體處理，譬如離子佈植，在內之各種應用的一來源氣體供應。該系統控制以氣相或部分氣相被儲存之加壓流體的排出。為了說明起見，本發明係以三氟化硼的輸送為例來加以描述。然而，熟習此技藝者將可瞭解的是，任何氫化物或氟化物化合物，譬如富含硼的三氟化硼(11 BF3 )，矽烷，氟或四氟化矽都可被應用。
如圖1所示，一種用於加壓且有毒的流體的儲存及輸甕的系統10被示出。系統10包括高壓鋼瓶或槽12其內容內氣相或部分氣相的三氟化硼。該壓縮氣體鋼瓶可以是傳統的500cc鋼瓶，譬如運輸部所任可之3AA鋼瓶，但並不侷限於此。一鋼瓶閥頭14被螺紋地嚙合在該鋼瓶12的頂端處。該鋼瓶閥頭14可以是一雙埠口316不銹鋼閥，譬如由Ceodeux公司所製造者。該雙埠口鋼瓶閥頭14具有一防損害填充埠16，產品可經由此填充埠灌入到該鋼瓶內。在填充時，使用者可經由使用者埠18(其為具有出口開口在約0.25至約0.5英吋之間的一面密封VCR埠)將產品從該鋼瓶中抽出。該鋼瓶的內部包含一內部流量限制器20其具有一入口22。該三氟化硼流入到入口22中，沿著將於下文中描述的流體流路徑流經該內部流量限制器及一真空致動的止回閥26到達使用者埠18，直到用完之為止。
該真空致動的止回閥26包含一伸縮軟管室其自動地控制該三氟化硼流體從該鋼瓶中排出。很自然地，該止回閥26可被設置在該雙埠口閥的埠本體內，在沿著該流體流路徑之該雙埠口閥的上游，在該鋼瓶內或部分在該雙埠口閥內及部分在該鋼瓶內。如圖1的示範性實施例所示，該真空致動的止回閥藉由將該止回閥的一部分固定到沿著該流體排出路徑設置的該殼體上而被安全設置在該鋼瓶內部中。一位在該雙埠口閥的頂端的把手28可容許對沿著該流體排出路徑流到該使用者埠18的流體實施手動控制。這種流體儲存及分配系統被描述在前面提到的美國專利第5,937,895號，第6,007,609號及第6,045,115號中，只是它們使用的是一單一埠口閥鋼瓶頭，這些專利的內容藉由此參照被併作本文的一部分。
參照圖2，顯示出該流體流路徑的內部構件。在一示範性實施例中，且為了易於說明起見，該真空致動的止回閥26被設置在該單一埠口鋼瓶閥頭14的埠本體29內。然後沿著該三氟化硼氣體的路徑流出該頭閥14，該氣體首先經由內部流量限制器管20進入閥入口30。該頭閥14的埠本體包含該真空致動的止回閥26。進入的氣體首先接觸提升閥(poppet)32形式的閥元件。一彈簧34將該提升閥32偏動抵靠一閥座36用以產生一將該氣體流路徑關閉的狀態。該提升閥32的頂端可具有一彈性墊圈或其它密封元件用以在該閥座36的兩邊保持一正密封。彈簧34正常下係將該提升閥32壓抵住閥座36直到伸縮軟管38膨脹並將一接觸板40移位為止。接觸板40作用在一控制銷42上，其將該提升閥32推離該閥座36。該三氟化硼氣體然後可流經銷42周圍的銷通道並進入到容納該伸縮軟管38的殼體內。
伸縮軟管室50包含一伸縮軟管導件48其界定一具有一包圍該伸縮軟管室的外部之外套筒/殼體54的內部壓力室；及一下導引板56。在伸縮軟管的上端與伸縮軟管導件48的密封接觸，及在伸縮軟管的下端與接觸板40的密封接觸將伸縮軟管與該真空致動的止回閥及該氣體流路徑內的壓力隔離開來。伸縮軟管室50的內部(即，壓力室)典型地在大氣壓下被密封，使得在包圍伸縮軟管室50的殼體內之壓力的降低會造成在伸縮軟管室內的氣體將伸縮軟管膨脹並迫使接觸板40向下頂抵銷42。
伸縮軟管導件48將外套筒54保持在其外緣周圍。外套筒54用導引板56來定位。伸縮軟管導件48，外套筒54及導引板56一起將該伸縮軟管室50保護性地圍起來。銷42穿過導引板56上的一中央孔用以保持它與接觸板40的對準。
流到包圍伸縮軟管室50的殼體外的三氟化硼氣體流經一閥入口埠58並橫越一密封表面60。有螺紋的軸襯62將一多層金屬隔板64夾於該埠本體29上藉以形成一防止流體從該閥桿66滲漏出來的正密封。結合有螺紋的閥桿66一起操作的把手28透過摩擦墊70迫使活塞68壓在該隔板64上用以將該主要閥柱塞72向下移動抵抗彈簧74的反抗力。柱塞72的向下移動迫使由螺帽78所固持的彈性密封件76在表面60處產生一密封。將該閥桿66退離該隔板64可讓彈簧74迫使閥柱塞72向上，藉以將密封表面60分離並容許氣體流經埠58。三氟化硼一但過密封表面60，它就會從一室80流經導管82並到達該使用者埠18。
此止回閥26可被設置來可靠地防止提升閥32在該伸縮軟管殼體內的壓力下降至真空條件之前被打開。此條件通常是等於760托耳(torr)或更低。藉由設置此真空致動的止回閥，將該把手28轉動於逆時鐘方向上來將閥柱塞70退回不會造成該三氟化硼從該鋼瓶中分配出來。因為典型的終端使用者的設備是在小於100托耳的壓力下操作的，將三氟化硼在真空下(特別是在500托耳或更低的壓力下)分配出來具有數項優點。例如，在所有三氟化硼氣體連接處都有一負壓，所以滲漏只能漏到該終端使用者的設備內且會很快地被該設備本身偵測到。因此，吾人無需一個接合點一個接合點地加以檢查來確認沒有任何的滲漏。此外，無需外部的調節器來將槽壓力降低至可為該終端使用者的質量流控制器所能接受的壓力。更重要的是，該三氟化硼系統內的管連接的意外打開其危險性遠比一高壓輸送系統連接的意外打開要低很多。
然而，已發現的是對於其內裝了氣體狀態的流體，譬如三氟化硼(即，壓力超過600psig且高達1500psig)，的鋼瓶而言，伸縮軟管的推力是不足以移動銷42及將該提升閥32轉離其閥座。
已被發現的是，將該密豐的伸縮軟管室50的內部灌滿或加壓至一大於大氣壓(即，大於14.7psia)的壓力會在一真空被施加至該伸縮軟管的外部時造成更大的壓力差。如圖3所示的，該伸縮軟管室被灌入鈍氣，譬如氬氣，用以加壓至約14.7psia至約50psia的範圍，較佳地約14.7至約35psia的範圍及最佳地約29.5psia，的壓力。為了要用次大氣壓的氣體灌入該伸縮軟管室50且獲得一足以將該銷移動至一儲存氣體壓力超過600psig的系統中的推力，已被發現的是，經久硬化的伸縮軟管材質可承受該密封的內部伸縮軟管壓力且提供適當的推力來讓該提升閥32離開其閥座。較佳地，該伸縮軟管材質係選自於由經久硬化的鋼合金，經久硬化的鎳基合金(如，英高鎳(inconel))與銅鈹合金所構成的組群中。雖然前述為較佳的材質，但熟習此技藝者將可瞭解是，具有類似的物理特性之其它的材質亦可被使用。
詳言之，當該真空致動的止回閥感測到次大氣壓力時，該真空致動的止回閥係以一可重復地伸展的伸縮軟管為基礎。伸縮軟管在其使用壽命期間的操作是很關鍵的(即，重復地伸展/收縮以回應一壓力條件)。用冷作材質(如，沃斯田不銹鋼)製造的伸縮軟管在整體長度改變上會表現出不穩定性。伸縮軟管長度降級(length degradation)或壓縮設定(compression set)為彈簧元件的一特徵(即，伸縮軟管與螺旋彈簧在它們的形成處理中會施加殘留應力)。用來製造具有高的壓縮設定(或長度降級)抵抗性之伸縮軟管元件的最佳材質類別為經久硬化合金，譬如上文中提到的。經久硬化的合金是較佳的候選者因為用這些材質製成的伸縮軟管室會表現出絕佳的抗蝕性及機械特性來達到所想要的推力。用經久硬化的材質來製造伸縮軟管可獲得的另一額外的好處為可省卻掉整理(conditioning)伸縮軟管的處理。詳言之，在先前技藝中，伸縮軟管整理是在將伸縮軟管室組裝到該系統內之前實施的。此一相當耗費人工的處理因為使用本發明之經久硬化的材質而不再需要了。
因為對伸縮軟管材質的改變及灌注該伸縮軟管室，高壓鋼瓶12的容量可在無需改變鋼瓶的尺寸下經容量提高至目前所用之鋼瓶的容量的三倍。例如，對三氟化硼而言使用本發明的伸縮軟管室之目前的2.27公升鋼瓶可被灌填至1000克(在1235psig下)的容量，相對的，習知技術則只可灌填335克(在600psig下)，及對於6.33公升的鋼瓶而言則是3180克對1065克。
參照圖1，一被限制的流體通道20可沿著該流路被設置在該真空致動的止回閥26的上游用以限制該止回閥在一打開位置故障或具有該止回閥的閥頭14被切斷的事件中氣體的流動。作為一流量限制器，一毛細管形式的限制器可提供最大的彈性及可靠性。不論是由單一或多個小直徑孔或緊密地聚集的物質來提供，此類之適合的限制器可將氣相流體的輸送限制至極低的速率。
例如，一單孔毛細管可在1200psig的鋼瓶壓力及68℉的溫度下將大氣的三氟化硼釋放限制至小於35sccm的三氟化硼，而一7孔毛細管可在相同的條件下將流率限制至約245sccm。該毛細管提供從該鋼瓶離開的唯一出口，且它可呈一迂迴形式且通常具有小於0.02公釐(0.001英吋)的內徑。
有許多適合的毛細管結構可被製造出來。如在圖4中以剖面圖清楚地顯示的，一金屬管84(典型地係用不銹鋼製造)保護性地包圍一玻璃管86。管86的直徑內具有一由6根繞著一中心玻璃棒90設置之實心玻璃棒88所構成的六錶角形結構，所有這些玻璃棒都具有相同的直徑。介於棒88與棒90之間及介於棒88與管86的內部之間的空間92提供毛細管尺寸的流動區域用來計量通過該內部流量限制器20的氣體。縮小套在玻離棒88及90外的玻璃管可提供一堅硬的管與棒組件。因此，即使是內部棒子斷裂，玻璃管86將斷掉的棒子碎片保持在一起仍能維持毛細管流通過玻璃管86的內徑。當非必要地在玻璃棒88及90周圍縮小時，金屬管84進一步增加堅硬度及耐用性用以提供一強化單元時。藉由此非必要的金屬管84的強化，玻璃棒或其周圍的玻璃管的裂痕仍能讓通過該毛細管結構之該限制流路徑的功能大致上沒有被改變。
本發明現將藉由參照下面的例子及比較例於下文中說明，然而這些例子並不應被解讀為是本發明的限制。
比較例1
在一傳統的真空致動止回閥內之伸縮軟管的推力的測量被實施。參照圖5，該密封的伸縮軟管室的內環形物用氬氣灌注至14.7psia的壓力。伸縮軟管是用321不銹鋼(即，沃斯田不銹鋼)製成的。假設該伸縮軟管的平均有效面積(MEA)為0.27平方英吋的話，則由一300托耳(5.8psia)的致動壓力所產生的向下力量為其內部壓力(14.7psia)與致動壓力(5.8psia)之間的差值乘上該MEA(0.237平方英吋)。因此，2.11 lbf的向下力量被施加在該銷/提升閥組件上，打開該止回閥讓氣體流入該鋼瓶內。此伸縮軟管設計產生足夠的打開力量來克服由該預先壓縮的彈簧與內部氣體壓力的結合所施加在該銷/提升閥上的關閉力量，其對於BF3 而言高達600psig。然而，當內部氣體壓力大於600psig時，該傳統的伸縮軟管組件無法產生足夠的向下推力來打開該閥。因此，對於BF3 (及其它氣體)而言該鋼瓶容量受限於600psig之鋼瓶最大壓力。
例子2
在本發明的真空致動的止回閥中，伸縮軟管推力已藉由改變伸縮軟管參數而被提高用以利用傳統的鋼瓶埠開口來達成在該儲存與輸送系統中有更大的BF3 容量。用於更大的BF3 容量的伸縮軟管組件結構被示於圖3中。重大的改變為建造伸縮軟管的材質及環狀物的填充壓力。如之前提到的，經久硬化的合金具有用於伸縮軟管，風笛管(bourdon tube)及彈簧等製造及操作之最佳的特性組合。與沃斯田不銹鋼相反地，它們因為熱處理的關係而獲得彈性特性。將環狀物內的填充壓力提高至29.5psia會在相同的300托耳真空致動壓力下產生5.62 lbf的向下推力。本發明的伸縮軟管結構提供足夠的力量來打開閥，讓鋼瓶填充容量高於600psig。
本發明之真空致動的止回閥被安裝在一氣體儲存及輸送系統中且一流量測試被實施。氮氣被提供至該系統內使得施加在該真空致動的止回閥上的入口壓力為1230psig。該流量測試被實施2.5小時的時間。如圖6所示，用於具有1230psig的鋼瓶填充壓力的止回閥的真空致動壓力係介於420至440托耳之間。因此，這顯示在1230psig的輸入壓力下的伸縮軟管功能並證實上面計算的力量總合模式及顯示可提供一適當的推力來將該提升閥移動離開其閥座並讓氣體能夠從一高壓高寧量儲存真空輸送系統中被移除。
雖然本發明已參照特定實施例加以描述，然而熟習此技藝者將可瞭解的是，在不偏離下面申請專利範圍所界定的範圍下可以有各種改變及修改被完成，且可用不同的等效物。
10．．．系統
12．．．鋼瓶
14．．．鋼瓶閥頭
16．．．填充埠
18．．．使用者埠
20．．．內部流量限制器
22．．．入口
26．．．真空致動的止回閥
28．．．把手
29．．．埠本體
30．．．閥入口
32．．．提升閥
34．．．彈簧
36．．．閥座
38．．．伸縮軟管
40．．．接觸板
42．．．銷
44．．．銷通道
54．．．殼體
50．．．伸縮軟管室
48．．．伸縮軟管導件
56．．．底部導引板
58．．．閥入口埠
60．．．密封表面
62．．．有螺紋的軸襯
64．．．隔板
66．．．閥桿
68．．．活塞
70．．．摩擦墊
72．．．閥柱塞
74．．．彈簧
76．．．密封元件
78．．．螺帽
80．．．室
82．．．導管
84．．．金屬管
86．．．玻璃管
88．．．玻璃棒
90．．．中央玻璃棒
92．．．空間
本發明的目的及優點從下面配合附圖之較佳實施例的詳細說明中將可被更佳地瞭解，其中相同的標號代表相同或類似的特徵，其中：圖1顯示一用來儲存一加壓流體並控制加壓流體流出的系統的示意剖面圖；圖2顯示一閥頭組件的放大示意剖面圖，其具有一真空致動止回閥設置於其內；圖3為依據本發明的一示範性實施例的伸縮軟管/室的示意圖；圖4顯示依據本發明的一示範性實施例的一內部流量限制器的示意剖面圖；圖5為一先前技藝之伸縮軟管組件/室的示意圖；及圖6顯示包含本發明的伸縮軟管室的止回閥的測試結果，其中該系統用氮氣加壓至1230psig。

Claims (19)

  1. 一種用來控制來自一加壓槽的出口之加壓流體的排出的系統，該加壓槽內容納了氫化物或鹵化物化合物，該系統包含：一槽筒，用來容納一氣相或部分氣相之加壓流體；一埠本體，用來與該加壓槽的出口流體地聯通，其界定一流體排出路徑；一閥元件，其被固定在該埠本體內或上游處且被設計來移動於一可將通過該流體排出路徑的流體流擋住的密封位置與一可讓流體沿著該流體排出路徑流過的打開位置之間；一伸縮軟管室(bellows chamber)，其被設置在一位於該閥元件的下游的殼體內，其中該伸縮軟管是被灌滿的(charged)且被密封以達到約14.7 psia至約50 psia之間的壓力，該伸縮軟管是由經久硬化的英高鎳(inconel)物質所製成；及該伸縮軟管室與該流體排出路徑的一位在該閥元件的下游的部分流體地相聯通，用以在與該排出路徑相聯通而於該殼體內產生一真空情況時將該閥元件移動至該打開的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該閥元件包含一提升閥(poppet valve)且該伸縮軟管的膨脹造成一銷將該提升閥位移至一打開位置。
  3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該槽筒在最大 容量條件下容納一壓力範圍在約600 psig至約1500 psig的氣態流體。
  4. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該伸縮軟管室被用一約25 psia的壓力加以密封。
  5. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該槽筒更包含一沿著該流路的至少一部分之限制器，其將容納在該槽筒內之氣體的流量在大氣壓條件下限制在小於35sccm。
  6. 如申請專利範圍第5項之系統，其中該限制器為至少一導管。
  7. 如申請專利範圍第6項之系統，其中該至少一導管為一毛細管其具有一不超過0.2mm的內徑。
  8. 一種鋼瓶與一閥組件，用來容納加壓流體並控制該加壓流體從鋼瓶排出，該鋼瓶與該閥組件包含：一鋼瓶，其具有一鋼瓶開口；一埠本體，其被設計來與該鋼瓶開口密封地嚙合；一流體入口埠，其由該埠本體所界定並位在該鋼瓶內；一流體出口埠，其由該埠本體所界定並位在該鋼瓶外；一流體排出路徑，其被該埠本體界定於該流體入口埠與該流體出口埠之間；一截斷閥，用來控制沿著該流體排出路徑的流體流；一閥元件，其被偏動進入一可將沿著該流體排出路徑的流體流擋住的密封位置； 一真空致動的止回閥，其包含一伸縮軟管室其是被灌滿的(charged)且被密封以達到約14.7psia至約50psia範圍之間的壓力，該伸縮軟管係位在該閥元件之沿著該流體排出路徑的下游且是由經久硬化的英高鎳(inconel)物質所製成；及其中該伸縮軟管室具有一相關於該真空致動止回閥的本體被固定的部分及一當介於該伸縮軟管的內部與外部之間的相對壓力將該伸縮軟管擴大並將該閥元件偏動至一打開的位置用以容許流體沿著該流體排出路徑流動時，可操作地連接至該閥元件的另一部分。
  9. 如申請專利範圍第8項之鋼瓶與閥組件，其中該真空致動的止回閥被全部地或部分地設置在該埠本體內。
  10. 如申請專利範圍第8項之鋼瓶與閥組件，其中該真空致動的止回閥被設置在該鋼瓶內，在該埠本體的上游。
  11. 如申請專利範圍第8項之鋼瓶與閥組件，其中該伸縮軟管被設計來將該閥元件移動至一打開位置以回應一真空條件。
  12. 如申請專利範圍第8項之鋼瓶與閥組件，其中該真空致動的止回閥包含一提升閥。
  13. 如申請專利範圍第8項之鋼瓶與閥組件，其更包含一沿著該流路的至少一部分之限制器。
  14. 如申請專利範圍第13項之鋼瓶與閥組件，其中該限制器將容納在該容器內之氣體的流量在大氣壓條件下限 制在小於35sccm。
  15. 如申請專利範圍第14項之鋼瓶與閥組件，其中該限制器包含至少一毛細管其具有一小於0.2mm的內徑。
  16. 如申請專利範圍第8項之鋼瓶與閥組件，其中該槽筒容納一壓力範圍在約600 psig至約1500 psig的氣態流體。
  17. 如申請專利範圍第8項之鋼瓶與閥組件，其中該伸縮軟管室被用一約25 psia的壓力加以密封。
  18. 如申請專利範圍第8項之鋼瓶與閥組件，其中該伸縮軟管為一經久硬化的英高鎳(inconel)物質。
  19. 一種真空致動止回閥的伸縮軟管組件，其包含：一伸縮軟管室，其被設置在該真空致動止回閥殼體內，其中該伸縮軟管是被灌滿的(charged)且被密封以達到約14.7psia至約50psia範圍之間的壓力，及其中該伸縮軟管係是由經久硬化的英高鎳(inconel)物質所製成；及該伸縮軟管對在該室內但在伸縮軟管外面的真空條件有反應，用以用至少4 lbf的推力來膨脹該伸縮軟管。
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