CN102628546A - 硅烷纯化与灌装用冷阱*** - Google Patents

硅烷纯化与灌装用冷阱*** Download PDF

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林培川
陈军
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Abstract

本发明公开了一种硅烷纯化与灌装用冷阱***，包括若干冷阱罐以及和冷阱罐等数量的液氮杜瓦，其特征是：所述冷阱罐为密闭罐体，罐体的顶部有进气管，罐体的侧上方设有出口管；冷阱罐的出口管与另一冷阱罐的进气管连接，照此将各冷阱罐串联；冷阱罐可套装在液氮杜瓦内。使用时，将第一个冷阱罐的进气管并联两个阀门，一个是硅烷阀门，与硅烷气源连接，一个是真空与排空阀，与真空与排空***连接。最后一个冷阱罐的出口管与汇流排连接，汇流排的各个出口接等待灌装硅烷的硅烷气瓶。本发明采用串接冷阱罐，低温灌装硅烷，且具备气体纯化功能。能有效纯化硅烷气体，抑制二氧化硅粉尘的产生，保证灌装***安全正常工作。

Description

硅烷纯化与灌装用冷阱***
技术领域
本发明涉及一种硅烷纯化与灌装设备，具体说是一种硅烷纯化与灌装用冷阱***，属特种电子气体生产技术领域。
背景技术
    硅烷是一种特殊的电子气体，其性质活泼，与空气接触即自燃，产生二氧化硅等尘埃颗粒。现有技术中，硅烷生产与产品包装多采用膜式压缩机进行灌装。膜式压缩机的内部管道与膜片会由于与硅烷长期接触，在***存在微漏气或硅烷中含有微量氧的作用下，在膜片和管道壁上中产生二氧化硅粉尘，轻则造成产品中颗粒指标超标，重则损坏膜片，堵塞管道，造成压缩机***压力过高而无法工作，甚至损坏压缩机。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的缺陷，提出了一种硅烷纯化与灌装用冷阱***，采用串接冷阱罐，低温灌装硅烷，且具备气体纯化功能。
本发明硅烷纯化与灌装用冷阱***，包括若干冷阱罐以及和冷阱罐等数量的液氮杜瓦，其特征是：所述冷阱罐为密闭罐体，罐体的顶部有进气管，罐体的侧上方设有出口管；冷阱罐的出口管与另一冷阱罐的进气管连接，照此将各冷阱罐串联；第一个冷阱罐的进气管并联两个阀门，一个是硅烷阀门，与硅烷气源连接，一个是真空与排空阀，与真空与排空***连接；最后一个冷阱罐的出口管与汇流排连接，汇流排的各个出口接等待灌装硅烷的硅烷气瓶；冷阱罐可套装在液氮杜瓦内。
本发明采用串接冷阱罐，低温灌装硅烷，且具备气体纯化功能。能有效纯化硅烷气体，抑制二氧化硅粉尘的产生，保证灌装***安全正常工作。
附图说明
图1是本发明硅烷纯化与灌装用冷阱***结构以及完整硅烷灌装***示意图。
图2是冷阱罐结构（剖面）示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，硅烷纯化与灌装用冷阱***，包括四个冷阱罐以及和四个液氮杜瓦。如图2所示，所述冷阱罐为密闭罐体，罐体的顶部有进气管，罐体的侧上方设有出口管；冷阱罐的出口管与另一冷阱罐的进气管连接，照此将四个冷阱罐串联；第一个冷阱罐的进气管并联两个阀门，一个是硅烷阀门V1，与硅烷气源连接，一个是真空与排空阀V4，与真空与排空***连接。第四个冷阱罐的出口管与汇流排连接，所谓汇流排是一根设有若干出口的管体，管体上有一个进口，该进口与第四个冷阱罐的出口管连接。汇流排的各个出口接等待灌装硅烷的硅烷气瓶。冷阱罐可套装在液氮杜瓦内，液氮杜瓦用于冷却冷阱罐。在第一个冷阱罐进气管前设有压力表，在第3、4冷阱罐之间设有压力表。硅烷气源与汇流排之间连接有直通管路，这是一个本发明之外的管路，用于直接灌装气体。
硅烷纯化与灌装用冷阱***（简称***）使用前，***经过真空与高压检漏。对***抽真空与氦气多次置换，排净***中的空气。
一、低温灌装操作：
1、打开硅烷阀门V1，硅烷进入***，把冷阱罐放置入液氮杜瓦中，使其冷却，随着冷阱罐温度的不断降低，***压力也降低，进入冷阱罐中的硅烷不断液化。
2、当冷阱罐1中硅烷液化，液面升高到出口管（为虹吸管）位置时，液面不再升高，再液化的硅烷被引入到冷阱罐2中。
3、当冷阱罐2中硅烷液化，液面升高到出口管位置时，液面不再升高，再液化的硅烷被引入到冷阱罐3中。同样，冷阱罐3硅烷液面达出口管时，被引入到冷阱罐4中。
4、全部冷阱罐充满液态硅烷后，***压力会升高，当***压力表指示压力逐渐升高时，关闭硅烷阀门V1，移除套在冷阱罐上的液氮杜瓦8。
5、打开***硅烷出口阀门V2，打开灌装阀门V3，当***压力大于硅烷气瓶中压力时，打开硅烷气瓶瓶阀。
6、冷阱罐在室温下，温度不断升高，冷阱罐中的硅烷慢慢汽化，当硅烷全部汽化后，***压力不再升高。
7、硅烷气瓶采用汇流排方式，当第一个气瓶灌装完成后，关闭阀门，打开第二个硅烷气瓶，第二个完成后再打开第三个气瓶，依此类推，直到最后一个，最后一个气瓶为空的气瓶，当***停止工作时，***中的硅烷全部灌入该瓶中，保证***压力不高于1MPa。
8、步骤6完成后，如硅烷气瓶中硅烷未到灌装量，关闭阀门V2、V3，重复步骤2至6。
二、纯化操作：
1、打开硅烷阀门V1，硅烷进入***，把冷阱罐体放置入液氮杜瓦瓶中，使其冷却，随着冷阱温度的不断降低，***压力也降低，进入冷阱罐中的硅烷不断液化。
2、当冷阱罐1中硅烷液化，液面升高到出口管位置时，液面不再升高，液化的硅烷被引入到冷阱罐2中。
3、当冷阱罐2中硅烷液化，液面升高到出口管位置时，液面不再升高，液化的硅烷被引入到冷阱罐3中。同样，冷阱罐3硅烷液面达出口管时，被引入到冷阱罐4中。
4、全部冷阱罐充满液态硅烷后，***压力会逐渐升高，当***压力表指示压力缓慢升高时，关闭硅烷阀门V1，打开真空与排空阀V4，通过排空操作除去不凝气体杂质，再移除套在冷阱罐上的液氮杜瓦8。
5、等待1～2分钟，再关闭真空与排空阀V4。
6、打开***硅烷阀门V2，打开灌装阀门V3，当***压力大于硅烷气瓶中压力时，打开硅烷气瓶瓶阀。
7、冷阱罐在室温下，温度不断升高，冷阱罐中的硅烷慢慢汽化，当硅烷全部汽化后，***压力不再升高。
8、硅烷气瓶采用汇流排方式，当第一个气瓶灌装完成后，关闭阀门，打开第二个硅烷气瓶，第二个完成后再打开第三个气瓶，以此类推，直到最后一个，最后一个气瓶一般为空气瓶，为***停止工作时，***中的硅烷全部灌入该瓶中，保证***压力不高于1MPa。
9、步骤7完成后，如硅烷气瓶中硅烷未到灌装量，关闭V2、V3，重复步骤1至7。
三、常温灌装操作
不使用低温和纯化操作时，直接灌装高压状态的硅烷，可按如下步骤操作：
1、关闭硅烷阀门V1，出口阀门V2。
4、打开旁路阀V5。
5、确认硅烷***压力大于硅烷气瓶压力即可打开灌装阀门V3及硅烷气瓶阀门进行灌装。
6、其他操作参见低温与纯化操作步骤。

Claims (1)

1.一种硅烷纯化与灌装用冷阱***，包括若干冷阱罐以及和冷阱罐等数量的液氮杜瓦，其特征是：所述冷阱罐为密闭罐体，罐体的顶部有进气管，罐体的侧上方设有出口管；冷阱罐的出口管与另一冷阱罐的进气管连接，照此将各冷阱罐串联；冷阱罐可套装在液氮杜瓦内。
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