CN111120866A - 一种提升液体金属有机源使用量的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提升液体金属有机源使用量的装置，包括备用钢瓶，备用钢瓶上设置有备用钢瓶进气阀门、备用钢瓶出气阀门及备用钢瓶旁路阀，备用钢瓶进气阀门和备用钢瓶出气阀门分别设置在备用钢瓶上端两侧，备用钢瓶旁路阀设置在备用钢瓶进气阀门和备用钢瓶出气阀门之间，备用钢瓶旁设置有使用瓶，使用瓶上设置有使用瓶进气阀门、使用瓶出气阀门以及使用瓶旁路阀，使用瓶进气阀门和使用瓶出气阀门设置在使用瓶的上端两侧，使用瓶旁路阀设置在使用瓶进气阀门和使用瓶出气阀门之间，备用钢瓶直接在室温下使用，使用瓶设置在恒温水槽内使用。备用瓶在使用瓶正常使用剩余30%以内切换至备用瓶模式。简化装置、降低成本、提高安全性。
Description
技术领域
本发明涉及金属有机源领域，尤其涉及一种提升液体金属有机源使用量的装置。
背景技术
目前在使用金属有机源时，需求量逐步增加，而限于机台尺寸以及配套恒温水槽规格，金属有机源包装钢瓶尺寸有限。以往一些专利设计需要增加复杂的控制***，在生产过程中将金属有机源逐步补充到使用钢瓶中来加大使用量，伴随着一系列的控制风险和安全隐患。因此，解决目前生产过程中金属有机源包装瓶尺寸不足导致存在控制风险和安全隐患的问题就显得尤为重要了。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种提升液体金属有机源使用量的装置，通过对液态金属有机源使用状态的精确计算，提供了一种简便易行的装置，取消了复杂的液位监测和阀门控制***，大大降低了成本并提高了操作的简便性，解决了目前生产过程中金属有机源包装瓶尺寸不足导致存在控制风险和安全隐患的问题。
本发明提供一种提升液体金属有机源使用量的装置，包括备用钢瓶，所述备用钢瓶上设置有备用钢瓶进气阀门、备用钢瓶出气阀门及备用钢瓶旁路阀，所述备用钢瓶进气阀门和备用钢瓶出气阀门分别设置在备用钢瓶上端两侧，备用钢瓶旁路阀设置在备用钢瓶进气阀门和备用钢瓶出气阀门之间，所述备用钢瓶旁设置有使用瓶，所述使用瓶上设置有使用瓶进气阀门、使用瓶出气阀门以及使用瓶旁路阀，使用瓶进气阀门和使用瓶出气阀门设置在使用瓶的上端两侧，使用瓶旁路阀设置在使用瓶进气阀门和使用瓶出气阀门之间，所述备用钢瓶直接在室温下使用，所述使用瓶设置在恒温水槽内使用。
进一步改进在于：所述备用钢瓶下端设置有电子秤，通过电子秤对备用钢瓶的重量进行称量。
进一步改进在于：所述备用钢瓶旁路阀和使用瓶旁路阀直接与备用钢瓶及使用瓶组合制造，或者备用钢瓶旁路阀和使用瓶旁路阀独立制造且与备用钢瓶及使用瓶通过VCR接口连接。
进一步改进在于：装置的工作状态分为两种，一种为正常使用，一种为超量使用，正常使用时，备用钢瓶旁路阀打开，备用钢瓶进气阀门和备用钢瓶出气阀门关闭，备用钢瓶处于备用状态；超量使用阶段，备用钢瓶旁路阀关闭，备用钢瓶进气阀门和备用钢瓶出气阀门打开，备用钢瓶处于使用状态。
具体设计计算如下：
使用瓶中液态源饱和浓度为C1；备用瓶中液态源饱和浓度为C2；使用瓶剩余X%时，进入超量状态，控制适当的X%可以保证超量使用模式下，使用瓶不会溢出。
以17KgTMGa为例，使用瓶（17Kg）极端使用条件（5°C，800torr）。对应饱和蒸汽压为：88.59torr；室温条件下备用瓶（17Kg）极端条件（25°C，800torr）对应饱和蒸汽压为：228.09。备注：TMGa饱和蒸汽压公式：logP=8.07-1703/T。
正常使用阶段，使用瓶消耗速率正比于88.59；超量阶段，由于备瓶超量供应高浓度TMGa，使得使用瓶内TMGa增加，增加速率正比于（228.09-88.59）。因此，在使用瓶消耗1Kg的同条件下，超量使用时，使用瓶新增约（228.09-88.59）/88.59=1.57kg.
因此，对于使用瓶来说，剩余百分比x%时，可以进入超量使用状态。X计算如下：2.57X=1；X=38.9%。
为了提供较大的安全余量，一般可以要求剩余量在20%~30%进入超量使用阶段。
所有控制仅在于客户按照剩余量切换使用模式，简化了控制设备。取消了使用瓶的液位监控装置。钢瓶同上同下，取消了对备用瓶使用量的监控
本发明的有益效果是：通过对使用条件的精确计算，保证了超量使用阶段的安全性，避免了使用瓶的超量溢出。简化了监控装置，避免设备监控失效风险。简化了装置结构，投入成本极低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中：1-备用钢瓶旁路阀，2-备用钢瓶进气阀门，3-备用钢瓶出气阀门，4-备用钢瓶，5-电子秤，6-使用瓶旁路阀，7-使用瓶进气阀门，8-使用瓶出气阀门，9-使用瓶，10-恒温水槽。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1所示，本实施例提供了一种提升液体金属有机源使用量的装置，包括备用钢瓶4，所述备用钢瓶4上设置有备用钢瓶进气阀门2、备用钢瓶出气阀门3及备用钢瓶旁路阀1，所述备用钢瓶进气阀门2和备用钢瓶出气阀门3分别设置在备用钢瓶4上端两侧，备用钢瓶旁路阀1设置在备用钢瓶进气阀门2和备用钢瓶出气阀门3之间，所述备用钢瓶4旁设置有使用瓶9，所述使用瓶9上设置有使用瓶进气阀门7、使用瓶出气阀门8以及使用瓶旁路阀6，使用瓶进气阀门7和使用瓶出气阀门8设置在使用瓶9的上端两侧，使用瓶旁路阀6设置在使用瓶进气阀门7和使用瓶出气阀门8之间，所述备用钢瓶4直接在室温下使用，所述使用瓶9设置在恒温水槽10内使用。所述备用钢瓶4下端设置有电子秤5，通过电子秤5对备用钢瓶4的重量进行称量。所述备用钢瓶旁路阀1和使用瓶旁路阀6直接与备用钢瓶4及使用瓶9组合制造，或者备用钢瓶旁路阀1和使用瓶旁路阀6独立制造且与备用钢瓶4及使用瓶9通过VCR接口连接。
装置的工作状态分为两种，一种为正常使用，一种为超量使用，正常使用时，备用钢瓶旁路阀1打开，备用钢瓶进气阀门2和备用钢瓶出气阀门3关闭，备用钢瓶处于备用状态；超量使用阶段，备用钢瓶旁路阀1关闭，备用钢瓶进气阀门2和备用钢瓶出气阀门3打开，备用钢瓶处于使用状态。
以VEECO公司的K868i型MOCVD设备，每一组配气面板配置1瓶17Kg规格TMGa，配套1套恒温水浴槽，满产40天使用完。
在水槽左侧设备空腔内可以再增加1瓶17KgTMGa，以上述条件计算。在剩余量30%时，即开机使用约28天后，开启超量使用模式。15.54天（40*88.59/228.09）备用瓶将清空，已经大大超过30%可以使用的12天，也就是这时候使用瓶相当于正常使用3天多后的量。因此永远不会出现溢出情况。接下来备用瓶可以选择切换回旁路模式或者维持现有状态均不会对后续使用造成影响。设备将可以继续使用出总时间80天的换源周期。
Claims (4)
1.一种提升液体金属有机源使用量的装置，包括备用钢瓶（4），所述备用钢瓶（4）上设置有备用钢瓶进气阀门（2）、备用钢瓶出气阀门（3）及备用钢瓶旁路阀（1），所述备用钢瓶进气阀门（2）和备用钢瓶出气阀门（3）分别设置在备用钢瓶（4）上端两侧，备用钢瓶旁路阀（1）设置在备用钢瓶进气阀门（2）和备用钢瓶出气阀门（3）之间，所述备用钢瓶（4）旁设置有使用瓶（9），所述使用瓶（9）上设置有使用瓶进气阀门（7）、使用瓶出气阀门（8）以及使用瓶旁路阀（6），使用瓶进气阀门（7）和使用瓶出气阀门（8）设置在使用瓶（9）的上端两侧，使用瓶旁路阀（6）设置在使用瓶进气阀门（7）和使用瓶出气阀门（8）之间，其特征在于：所述备用钢瓶（4）直接在室温下使用，所述使用瓶（9）设置在恒温水槽（10）内使用。
2.如权利要求1所述的一种提升液体金属有机源使用量的装置，其特征在于：所述备用钢瓶（4）下端设置有电子秤（5），通过电子秤（5）对备用钢瓶（4）的重量进行称量。
3.如权利要求1所述的一种提升液体金属有机源使用量的装置，其特征在于：所述备用钢瓶旁路阀（1）和使用瓶旁路阀（6）直接与备用钢瓶（4）及使用瓶（9）组合制造，或者备用钢瓶旁路阀（1）和使用瓶旁路阀（6）独立制造且与备用钢瓶（4）及使用瓶（9）通过VCR接口连接。
4.如权利要求1所述的一种提升液体金属有机源使用量的装置，其特征在于：装置的工作状态分为两种，一种为正常使用，一种为超量使用，正常使用时，备用钢瓶旁路阀（1）打开，备用钢瓶进气阀门（2）和备用钢瓶出气阀门（3）关闭，备用钢瓶处于备用状态；超量使用阶段，备用钢瓶旁路阀（1）关闭，备用钢瓶进气阀门（2）和备用钢瓶出气阀门（3）打开，备用钢瓶处于使用状态。
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