[實用新型]用于控制加壓流體的系統、氣瓶和閥組件與波紋管組件

有效

• 申請號: 200720182032.3
• 申請日: 2007-12-10
• 公開（公告）號: CN201273451Y
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: S·L·庫珀;L·A·布朗;D·C·海德曼;B·M·梅雷迪思
• 申請（專利權）人: 普萊克斯技術有限公司
• 主分類號: F17C13/00
• 分類號: F17C13/00;F17C13/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 原紹輝;廖凌玲

技術領域

本實用新型涉及具有故障防護真空促動閥的高壓存儲和輸送系統，以防止流體從例如加壓氣瓶或罐的容器內的有害排放。更特定地，本實用新型涉及設計為適應輸送系統內的高產品體積和在閥下游側施加預先確定的真空條件時分配產品的故障防護閥。

背景技術

工業加工和制造應用要求使用高度有毒的流體。半導體材料制造代表了一個這樣的應用，其中安全的存儲和處理高度地有毒的氫化物的(hydridic)或鹵化物的(halidic)氣體變得是必需的。這樣的氣體的例子包括硅烷、鍺烷、氨、磷化氫、砷化氫、銻化氫、硫化氫、硒化氫、碲化氫、三氟化磷、五氟化砷和其他鹵化物化合物。作為對毒性和安全的考慮的結果，在工業加工設備中必須小心地存儲和處理這些氣體。半導體工業特別地依賴于氣態砷的氫化物(AsH₃)和磷的氫化物(PH₃)、三氟化硼(BF₃)、四氟化硅作為離子植入中的砷(As)、磷(P)、硼(B)和硅(Si)的源。離子植入系統典型地使用在輸送容器內存儲在高至800psig的壓力下AsH₃和PH₃的稀釋混合物，和在輸送容器內存儲在高至1500psig的壓力下的例如BF₃和SiF₄的純氣體。由于它們的極度毒性和高的蒸氣壓，它們的使用、運輸和存儲對于半導體工業增加了顯著的安全性問題。

為解決多種安全性問題，開發了多個系統以將這些氫化物的和鹵化物的化合物在低于大氣壓條件下輸送到離子植入工具。例如，已知為SDS^TM的和由ATMI，Inc銷售的化學系統涉及以物理吸附劑材料(珠粒活性碳)填充壓縮氣體氣瓶且可逆地將摻雜劑氣體吸附到材料上。解除吸附過程涉及將真空或熱施加到吸附劑材料/氣瓶。在實踐中，來自離子植入器的真空用于將氣體從固相吸附劑解除吸附。存在某些與SDS技術相關的限制，限制包括：1)吸附劑材料具有有限的裝載量，因此限制了在給定尺寸的氣瓶內可獲得的產品的量；2)解除吸附過程可以通過將氣瓶包裝暴露于熱而初始，因此導致當氣瓶暴露于大于70華氏度的溫度時達到大氣壓和超大氣壓且在該壓力下輸送氣體，這在許多氣瓶庫存位置和離子植入工具內是通常的溫度；3)因為在吸附劑材料上的其他材料/氣體的吸附/解除吸附可能危及從氣瓶輸送的氣體的純度；4)氣瓶百分比利用高度地受到施加到包裝的真空程度的影響，即氣瓶經常以明顯的剩余在包裝內的產品返回；和5)吸附劑磨損可能導致在氣體輸送系統內的微粒污染。

另外地，已開發多個機械系統以用于低于大氣壓下的摻雜劑氣體的輸送。一些涉及使用壓力調節器，而其他的要求閥設備來在低于大氣壓下控制和輸送產品。這些設備設定為當低于大氣壓或真空條件施加到氣瓶的輸送口時輸送或打開。這些設備的準確位置可以在口主體內、在頸腔內、在氣瓶自身內部或所有三個位置的組合。在每個情況中，壓力調節器或閥設備位于氣瓶閥座的相對于氣體從氣瓶內部到輸送口流動的上游。

美國專利No?6,089,027和No?6,101,816都涉及包括用于保持希望的壓力的容器的流體存儲和分配系統。容器包括壓力調節器，例如與容器口相關的且設定在預先確定的壓力下的單級或多級調節器。例如包括諸如閥的流動控制裝置的分配組件布置為與調節器氣體/蒸氣流動連通，以此閥的打開實現了氣體/蒸氣從容器的分配。容器內的流體可以由液體形成，該液體在例如環境溫度(室溫)的主要溫度條件下在超過其液化壓力的壓力下限制在容器內。

美國專利No?6,857,442?B2披露了其中源容器包含從20到2000psig的范圍內的壓力下的氣體的氣體分配組件。該設備要求帶有大于典型的頸部開口的高壓氣體氣瓶以適應將兩個壓力調節器串聯地沿流體排放路徑引入。在入口氣體側的第一調節器將壓力從1000psig(或此時容器內的實際壓力)降低到100psig，而第二調節器將壓力從100psig降低到低于大氣壓。

美國專利No?5,937,895涉及流體存儲和分配容器，容器具有分配閥和流體限制設備以提供實際上故障防護的系統以防止流體從加壓氣瓶或罐內的有害排放。美國專利No?6,007,609和No?6,405,115披露了沿流體流動路徑布置的流限制器，限制器提供了在不太可能的分配閥失效的情況下最小化了從壓縮氣體氣瓶的有毒氣體排放的毛細尺寸的開口。此后三個文檔的披露提供了用于低于大氣壓的輸送系統，其中波紋管室位于閥座的相對于通過閥的氣體流動的下游。