[發明專利]用于壓力容器的失效保護排氣閥

有效

• 申請號: 200610151746.8
• 申請日: 1999-08-10
• 公開（公告）號: CN101245894A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 戴維·A·勒費伯勒;小托馬斯·B·馬丁
• 申請（專利權）人: 普拉塞爾技術有限公司
• 主分類號: F17C7/02
• 分類號: F17C7/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 張金熹

本發明是中國發明專利申請號為03138413.7、發明名稱為“用于壓力容器的失效保護排氣閥”、申請日為1999年8月10日的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種用于像壓力容器或充氣鋼瓶一樣的儲存容器的排氣閥，該壓力容器或充氣鋼瓶設有多道防止容器中的物質意外泄漏的保護裝置。

背景技術

許多工業加工和生產的實施都需要使用劇毒流體。半導體材料的生產就是一種這種實施的例子，其中劇毒含氫的或含鹵素的氣體的安全儲存和盛放是必不可少的。這樣的氣體包括硅烷、鍺烷、氨水、磷化氫、胂(砷化氫)、銻化氫、硫化氫、硒化氫、碲化氫以及其它的鹵素化合物。由于考慮到劇毒性和安全性，這些氣體必須小心地儲存和盛放在工業生產設備中。半導體工業在離子移入技術中特別依賴于作為砷(As)和磷(P)的來源的氣態砷化氫(AsH₃)和磷化氫(PH₃)。離子移入技術系統通常使用壓力高為10.4MPa(1500psig)的AsH₃和PH₃的稀薄混合物。由于這些氣體的劇毒性和較高的蒸氣壓力，所以對于半導體工業來說，在這些氣體的使用、運輸以及儲存過程中就要提高對安全性的關注。

將胂的盛放作為一個非常具體的例子來說明半導體工業是怎樣來使用一種劇毒氣體的，胂通常儲存在一個壓力為1825KPa(250psig)的壓力容器中。在生產環境中胂氣鋼瓶處理具有各種各樣的危險情況。一個140克氣瓶內胂的泄漏能夠污染一個帶有高為3米天花板且面積為3,500平方米的建筑物的全部體積空間并達到立即致命(IDLH)的水平。如果泄漏量較大，這可能會在僅僅一兩分鐘內發生，這將意味著在泄漏源的附近區域內將有數小時處于極度致死的濃度。

一種胂的容器通常是使用一種一端帶有一個閥的容量為500cc的氣瓶。被增壓到1825KPa(250psig)的液態胂將氣瓶填充到其容量的20％(140克的胂)。一旦充氣完畢，就將閥門關閉且將安全帽蓋安裝到閥的出口上。該氣瓶比較輕(約2.5公斤)且該閥與氣瓶的重量相比要結實一些，因此使氣瓶閥端朝下從距離水泥地板上方3米或6米處落下將不會破壞閥或氣瓶的整體性。這些小容量的氣瓶的強度消除了使用通常出現在大容量氣瓶上的保護閥的必要性。

一個獲得該容器的最終用戶將在通風良好的區域內去掉安全帽蓋，并以通常的垂直方式將該容器安裝一個最終使用裝置上并將閥門打開。接著該容器則根據閥端的位置來排送液態或氣態的胂。如果閥端向下，將排送胂液。如果閥端向上，將排送胂氣。不管閥的位置怎樣，最終使用裝置使用的總是處于氣相狀態的胂，這種氣態或者從氣瓶中排出就是氣體，或者在最終使用裝置中將液體轉換為氣體。

在室溫(22℃)下液態胂的飽和壓力是1825KPa(250psig)。這意味著與裝置的接頭連接的容器中的任何泄漏或最終使用裝置自身內的泄漏都將使胂以1825KPa的壓力排到大氣中。因此，那些對1825KPa或更高的壓力保持絕對的密封的接頭必須將這些裝置的所有部件和供給容器連接起來。如果最終用戶先開啟閥門并接著去掉安全冒蓋，則140克的胂將在短短的一兩秒鐘內全部噴出，特別的是閥端向下的情況下更是如此。如果有人以足夠大的力矩旋轉閥柄使之完全開啟，以至閥柄緊緊卡住而使其它人誤認為閥門是關閉的，在這種情況下，前述事件就可能會發生。將安全帽蓋去掉或在錯誤地認為閥門是關閉的情況下將氣瓶斷開都可能導致胂的迅速的釋放。

由于存在因為這些流體的不經意的釋放會導致一種極其嚴重的潛在傷害和致死的原因，現有技術公開了一些用于防止劇毒流體出現災難性釋放的系統。目前通常常用的系統是將胂或其它劇毒的參雜劑保持在吸附劑上。例如US-A-4,744,221講解了一種胂的儲存及后續輸送，它是通過使溫度在-30℃到+30℃的胂與沸石相接觸以使胂吸附在用于儲存的沸石上來進行的。通過加熱可以使胂從溫度上升到175℃的沸石上分離出來。US-A-4,744,221所述的方法使得胂的輸送具有一個需更加熱的缺陷。加熱的一個問題是儲存容器通常具有一個相當大的熱容量。儲存容器的熱容量在輸送操作中會導致一個遲滯時間。而且，加熱可能會分解胂而產生具有潛在的爆炸危險的氫氣。胂的熱解也可能對加工系統造成在氣體壓力方面的不必要的增加。