CN113646060A - 脱气器、脱气***及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

脱气器、脱气***和使用脱气器去除夹带或溶解在处理液体中的气体分子的方法。该脱气器具有带一个或多个壁的真空室；液体分别通过其进入和流出真空室的一个或多个入口和一个或多个出口，该入口和出口穿过该一个或多个壁；位于真空室内且气体分子可透过而液体不可透过的一个或多个分离器；至少一个真空，其用于通过真空端口施加跨分离器的压力差以使气体分子离开液体并通过分离器渗透，从而从液体中除去夹带或溶解的气体；以及任选地与入口和两个或两个以上分离器流体连通的一个或多个进料管线。

Description

脱气器、脱气***及其使用方法
发明背景
本发明涉及半导体加工装置和操作，更具体地，涉及一种用于在半导体处理液体蒸发和输送到半导体处理室之前去除夹带或溶解在半导体处理液体中的气体的方法和装置。
在半导体晶片加工操作中，晶片加工反应物流体通常以气态形式供应到晶片处理室的内部。然而，这些反应物中的一些通常是化学前体，它们以液体形式储存在某个远处的储存点。然后反应物通过流量计从液体储存器供应以在汽化器中汽化，然后以气态形式进入处理室。
图1示意性地示出了结合这些元件和现有技术脱气器134的晶片加工***的典型实例。在该图中，典型的化学气相沉积(CVD)晶片加工装置110被示出包含处理室112。标准商业晶片处理液体或流体114(术语液体和流体可互换使用)以液体形式容纳在密封流体容器116中。对于CVD工艺，处理液体114(以品牌名称如原硅酸乙酯的缩写TEOS出售)包含硅源和任选地掺杂剂液体，例如TEOP(PO(C2OH5)3)、TMB(三甲氧基硼烷、三甲基硼酸酯、(CH3O)3B))、TMP(三甲氧基膦、三甲基亚磷酸酯、(CH3O)3P))、TEP(三乙基磷酸酯)等。
液体114经由液体流量计118和蒸发器130供应到腔室112，它们都通过源管线139连接在一起。流量计118旨在非常精确地调节处理液体114进入腔室112中的量，且蒸发器130起到将流体114从其液态转化为气态的作用。通过在压力下将诸如氦气、氩气或氮气的惰性气体注入容器116中液体114表面上方的空间124中，液体114沿着源管线139移动。(惰性气体从惰性气体源沿方向箭头152通过输送管150注射。)由于惰性气体的加压效果，流体114在压力下沿着源管线139流动并且在通过导管149流入腔室112之前被控制和汽化。流体控制阀128通过连接管线126与流量计118连通。如果流量计118感测到过量的处理液体114流入导管149中，则它向控制阀128发送信号，控制阀128继而操作以限制流体114的流动。类似地，如果流量计118感测到流入导管149中的流体太少，则它向控制阀128发出信号，该控制阀128打开以允许额外的流体114流入腔室112中。
在液体114流过流量计118之前，夹带或溶解在处理液体114中的被注射到空间124中的惰性气体通过脱气器134去除，因此流量计118不受液体114中夹带或溶解的气体的影响，这提高了进入腔室112中的处理液体114体积的准确度。
已知的商业脱气器已经使用多年，甚至数十年，以从用于半导体制造的流体中去除气体；然而，迄今为止，增加或减少的对脱气流体的需求或向处理室添加一种或多于一种流体需要增加或减少单个脱气***，占用制造设施中宝贵的占地面积并增加设备资本投入。现有的商业脱气装置对增加和减少的需求不灵活。因此，需要改进的脱气器设备和***。
发明概述
本发明提供了一种用于去除在处理流体或处理液体中夹带或溶解的气体的脱气器和脱气器***(这些术语可以互换使用)，其包含(i)真空室，该真空室包含一个或多于一个室壁；(ii)一个或多于一个流体入口以及一个或多于一个流体出口，处理液体分别通过该流体入口和出口流入和流出真空室，该一个或多于一个入口以及一个或多于一个出口穿透一个或多于一个真空室壁；(iii)一个或多于一个位于真空室内并被配置为对夹带或溶解的气体分子可渗透但对液体分子不可渗透的分离器；(iv)至少一个真空，其用于施加跨分离器的压力差，以使夹带或溶解的气体分子离开液体并通过一个或多于一个分离器渗透，从而从处理液体中除去夹带或溶解的气体；和(v)任选地一个或多于一个与该一个或多于一个入口以及两个或两个以上分离器流体连通的进料管线。
在本发明的一个方面，脱气器还包含(v)连接到一个或多于一个入口并具有两个或两个以上的连接点的一个或多于一个进料管线，其中如果分离器的数量大于入口的数量，则该连接点将两个或两个以上的分离器连接到该一个或多于一个进料管线。
在本发明的另一方面，单独地或与其他方面结合，该脱气器包含两个或更多个分离器或者三个或更多个分离器。
在本发明的另一方面，单独地或与其他方面结合，该脱气器包含一个入口或者两个或更多个入口或者三个或更多个入口。
在本发明的另一方面，单独地或与其他方面结合，该脱气器包含一个出口或者两个或更多个出口或者三个或更多个出口。
在本发明的另一方面，单独地或与其他方面结合，该脱气器包含与两个或更多个分离器流体连通的进料管线。
在本发明的另一方面，单独地或与其他方面结合，该脱气器包含与三个或更多个分离器流体连通的进料管线。
在本发明的另一方面，单独地或与其他方面结合，该脱气器包含与两个或更多个分离器或者与三个或更多个分离器流体连通的收集管线。
在本发明的另一方面，单独地或与其他方面结合，该脱气器包含进料管线中的至少一个阀和收集管线中的至少一个阀，当关闭时，该阀将包含入口、分离器和出口的流动路径与脱气器中包含一个或多于一个其他分离器的一个或多于一个其他流动路径隔离。
在本发明的另一方面，单独地或与其他方面结合，该脱气器包含每一个分离器上游的至少一个阀，除了任选地一个分离器之外，使得除了一个分离器之外的所有分离器可以与该一个分离器隔离。
在本发明的另一方面，单独地或与其他方面结合，该脱气器包含压力计、与真空室流体连通的变速泵以及与压力计和泵电连通的控制器，以在压力未处于预定压力下时调节变速泵的泵速。“预定”是指预先确定的，使得必须在某些事件(此处为调节泵速)之前确定(即选择或至少已知)预定的特征(此处为压力)。
在本发明的另一方面，单独地或与其他方面结合，第一分离器对第一流体脱气并且第二分离器对第二流体脱气。
在本发明的另一方面，单独地或与其他方面结合，该脱气器包含壳体。
本发明还提供一种对流体进行脱气的方法，包括使流体流动通过本文公开的脱气器的任何实施方式的步骤。
在另外的方面，单独地或与其他方面结合，对流体脱气的方法还包括通过手动或自动打开与一个或多于一个分离器流体连通的关闭阀来增加在脱气器中脱气的流体的量并引导流体通过一个或多于一个分离器(任选地响应于传感器感测或在使用点对脱气流体的需求手动增加)的步骤。
在本发明的另一方面，单独地或与本发明的其他方面结合，打开关闭的阀的自动化过程可以响应于流量计或由秤测量的流体重量的变化率，其中流体源可以位于该秤上。秤和流体源可以任选地位于柜内。
在本发明的另一方面，单独地或与本发明的其他方面结合，该方法还包括同时对两种不同流体进行脱气的步骤。两种不同的流体被引导通过至少两个不同的分离器。
在本发明的另一方面，单独地或与本发明的其他方面结合，该方法还包括将一个分离器与一个或多个正对流体脱气的其他分离器隔离的步骤。
本公开提供了一种方法和装置，其实现了以下一个或多个益处：(1)在半导体晶片处理液体到达控制这种流体供应至半导体晶片加工设备的装置之前从半导体晶片处理液体中去除夹带或溶解的气体，从而可以更精确地控制该流体；(2)通过一个脱气***对一种或多于一种流体脱气，该脱气***包含单个真空室，并且仅需要通过一个或多于一个分离器的一个减压装置和/或一个控制***；(3)通过一个真空室对一种或多于一种流体进行脱气，其在可能响应于使用点的需求增加或减少该第一流体和/或第二流体的流速时，只需要一个减压装置和/或一个控制***。
在阅读了以下优选实施方式的详细描述之后，本公开的这些和其他优点对于本领域技术人员来说无疑将变得显而易见。
附图简述
当结合附图阅读时，从以下详细描述可以最好地理解本公开。附图包含以下图形：
图1是半导体晶片加工***的现有技术示意图；
图2是根据本发明的一个实施方式的脱气器的一部分的局部剖视图；
图3是根据本发明的一个实施方式的脱气器的横截面示意图；
图4是根据本发明的一个实施方式的脱气器的横截面示意图；和
图5是使用本发明的脱气器的实施方式的脱气***的示意图。
发明详述
下面将参考图2至5更详细地描述本发明的脱气器的实施方式。脱气器运行以去除任何被夹带或溶解在处理流体中的惰性气体。作为脱气器操作的结果，由导管输送到设备的处理液体几乎没有或没有夹带或溶解在处理液体中的气体。液体流量计被提供基本不含气体的液体，因此可以准确地测量在进程中沿导管流向设备的液体量。
尝试对图2-5中相同或相似的元件给出相同或相似的参考数字。
本发明的脱气器的一部分的一个实施方式示于图2中。图2示出了真空室62和容纳在真空室62内的一个或多于一个分离器的一个实施例。如图所示的真空室62由垂直的圆筒壁63、顶壁24和相对定位的底壁25限定。第一和第二流体入口22A、22B(共同地或单独地，入口22)位于并穿透顶壁24，且第一和第二流体出口23A、23B(共同地或单独地，出口23)位于并穿透底壁25。(注意，入口和出口可以位于任何地方并穿过任何壁，甚至是真空室62的相同壁。此外，虽然方向性术语“顶部”、“底部”、“垂直”等用于描述所示的实施方式，但这些术语并不意味着限制。)当流动时，流体沿箭头64所示的方向流过脱气器60并流过第一和/或第二分离器68A、68B(共同地或单独地，分离器68)，它由一束管构成，每一个管包含分离器材料或由分离器材料形成。脱气器60包含减压器，例如经由真空端口66连接到真空室62的真空(未示出)。当脱气器60在使用中时，一种或多于一种流体流过一个或多于一个分离器68A、68B，真空室62内的压力抽空真空室62(通过真空端口66)而降低到预定水平，该水平可以在10毫托到150托之间。流体的压力可以在10到30psig之间。压力差将流体中的气体通过气体可渗透但液体不可渗透的分离器68A、68B的管道抽吸。跨管的压力可以是20到100psi。
在图2所示的实施方式中，顶壁24或底壁25或者两者可以从真空室62移除。或者，顶壁24和/或底壁25可以焊接到圆筒形壁63上。在可选的实施方式中，可以提供圆筒形壁63中的开口(未示出)以接近真空室62和真空室62中包含的一个或多个分离器68A、68B。优选地，顶壁24或底壁25中的至少一个可从真空室62的圆筒形壁63移除。在一实施方式中，顶壁24和底壁25可以用垫圈(未示出)，例如O形环(未示出)，螺栓固定到圆筒形壁63的相对末端，其中顶壁24和圆筒形壁63的一端163在垫圈处接触，以及底壁25和圆筒形壁63的相对端263接触以提供气密和液密的密封。
分离器68A被显示为包含多个管69A，这些管69A连接并与入口22A和出口23A流体连通。分离器68B包含连接并与入口22B和出口23B流体连通的多个管69B。分离器68A、68B各自进一步包含连接在多个管69A、69B的每一端处的连接器67。每一个连接器67可以带有螺纹并且可以与相反螺纹的中空连接器168配合，该连接器168连接在与分离器68A、68B相邻的入口22A、22B和出口23A、23B的末端处，以用于流体通过其流动。或者，可以使用任何合适的连接装置，只要它在入口22A、22B和管69A、69B的一端以及出口23A、23B和管69A、69B的另一端之间提供气密密封并提供流体通过其的流动。在所示的实施方式中，管69A、69B的数量通常在约1至约125之间；管69A、69B的尺寸可以是约5至约25英尺(约152至约762厘米)的长度和约0.025至约0.05英寸(约0.064至约0.13厘米)的壁厚，且真空室62的容积为3升至15升。在可选的实施方式中，分离器68可以是单个管或管道。
真空室62可设置有垂直或水平支撑结构(未示出)以在脱气器60在使用中并且真空室62中的压力降低时保持真空室62的形状。
处理液体(未显示)流过脱气器60的真空室62，同时真空室62在真空端口66处被排空以降低真空室62中的压力。由于该压力差，流体中夹带或溶解的气体分子渗透通过分离器68的管并通过真空端口66被排出。该过程在脱气器60的下游端产生基本上不含气体的处理液体。
管的优选材料是合成含氟聚合物，例如
Figure BDA0003277252910000071
(E.I.duPont de Nemours&Co.,Inc.，Wilmington,Delaware的商标)。更优选地，管的材料是FEP
Figure BDA0003277252910000072
(
Figure BDA0003277252910000073
的氟化乙丙烯(FEP)形式)，尽管
Figure BDA0003277252910000074
的全氟烷氧基(PFA)或聚四氟乙烯(PTFE)形式也可能是足够的。PTFE是一种高度稳定的热塑性四氟乙烯均聚物，由连接成非常长的无分支链的至少20,000个C2F4单体单元组成。FEP
Figure BDA0003277252910000075
的优势在于它提供了足够多孔的分离器管69A、69B，以允许典型的惰性加压气体分子通过它，而同时对TEOS分子或其他市售反应物的分子是不可渗透的。FEP也适用，因为它具有足够的结构强度以在形成为上述尺寸的管道时承受跨越于其上的压力差。此外，FEP是一种行业认可的用于半导体加工操作的材料。已经发现，FEP具有相对高的纯度并且不会放气和将杂质注入任何加工环境或工艺流体中。这对于其它方面适合用作本发明的脱气器60中的分离器68的其他材料来说不一定如此。
图2进一步示出了真空室62中围绕分离器68A和68B的膜76。膜76具有靠近真空端口66的开口78。图2还进一步示出了位于真空室62内的任选的低功率加热器80。加热器80在需要时用于将膜76的温度升高几度，通常10摄氏度，并从而提高其渗透性。
尽管未示出，但可以设想本发明的脱气器60的任何实施方式可包含传感器以检测分离器68的故障。例如，如果分离器68与连接器67断开连接或者管69A、69B破裂，则可能发生这种故障。例如，可以通过将液体传感器放置在脱气器60的真空室62的底部以感测由于例如破裂分离管69A、69B而积聚的任何液体来检测这种故障。或者，压力传感器可以放置在真空端口66附近或如下所述的其他地方以检测真空室62内的任何压力突然变化，这种变化在管故障或与分离器68相关的其他故障的情况中发生，例如连接处或者入口或出口管线中的泄漏。
在图2所示的实施方式中，入口22A、22B的数量等于分离器68A、68B的数量。类似地，出口23A、23B的数量等于分离器68A、68B的数量。相同或不同的化学品可以通过包含入口22A、分离器68A和出口23A的经过真空室62的第一流动路径或系列A，以及通过包含入口22B、分离器68B和出口23B的经过真空室62的第二流动路径或系列B进料。入口22A连接到源管线38，源管线38连接到第一流体的第一源(未示出)，而入口22B连接到源管线39，源管线39连接到第一源或者连接到来自第二源的相同的第一种化学品(来自第一或第二源)或第二种化学品的第二源(未示出)。
图3显示了包含三个分离器68的本发明的脱气器60的可选实施方式。在图3所示的脱气器60的实施方式中，入口22的数量再次等于分离器68的数量并且出口23的数量也等于分离器68的数量。脱气器60包含壳体100，其中定位有真空室62、泵83、一个或多于一个进入壳体100的源管线、一个或多于一个从壳体100出来的出口管，以及将一种或多于一种流体(化学品)引导到每一个分离器68的阀和其他管线。
在图3所示的实施方式中，存在第一、第二和第三分离器68A、68B和68C。图3示出了分离器68A、68B、68C上游和下游的真空室62外部的管道，其可以包含多个源管线和出口管线。如图所示，在分离器68的入口侧，第一和第二源管线38、39包含在第一、第二和第三入口22A、22B、22C的上游，这可用于使一种或两种不同的或相同的流体化学品物流流到一个或多于一个分离器68A、68B、68C。此外，脱气器管道包含进料管线47，该进料管线位于源管线的下游并将一个或多个源管线连接到第一、第二和第三分离器68A、68B和68C，在该实施方式中，这是通过在第一、第二和第三连接点JA、JB和JC处将进料管线47分别连接到入口22A、22B和22C。(在可选实施方式中，进料管线47可以在入口22的下游并且位于真空室62内。)如图所示，源管线38中在其与进料管线47的连接部J38的上游具有阀。源管线39在连接部J39处连接到进料管线47。连接点，也称为连接部，可以相同或不同。合适的连接点是，例如，二通或三通或四通配件。
入口22A、22B、22C各自分别连接到各分离器68A、68B、68C，如上文针对图2所述。进料管线47可在其中包含一个或多于一个阀。如图所示，进料管线47中有一个阀37，其位于连接点JA和JB之间。第一、第二和第三入口22A、22B、22C中各自分别具有第一、第二和第三阀35A、35B和35C，位于进料管线47内的第一、第二和第三连接点JA、JB和JC的下游。如果将使用单一流体源以使流体流入脱气器60中，则可以关闭阀37，且流体将流过源管线39，并且取决于该流体流向脱气器60的流速，阀35A、35B和35C中的仅一个、两个或所有三个被打开以允许流体分别流过分离器68A、68B、68C中的一个、两个或所有三个。如果来自单一流体源的流速低，则仅一个阀，例如阀35B将打开，因此流体经由流体连接到分离器68B的入口22B流入真空室62中。如果源管线39中的流体流速足够大以需要两个分离器，则阀37可以(或保持)关闭并且流体的流动可以经由源管线39到进料管线47，分别通过打开的阀35B和35C到分离器68B和68C。另一方面，如果通过源管线39的流体流足以用于三个分离器，则源管线38中的阀29将被关闭；进料管线47中的阀37以及入口22A、22B和22C中的阀35A、35B和35C将全部打开并且流体将流入并流过分离器68A、68B和68C。
在分离器68A、68B、68C的下游，如在图3中示出，还具有在脱气器60中设置的任选的管道。如图所示，脱气器60包含出口23A、23B和23C；分别在出口23A、23B和23C中的每一个中的阀31A、31B和31C；以及流体连接到出口23A、23B和23C并且流体连接到两个出口管线48和49的收集管线41。出口管48和49分别通过连接器J48和J49连接到收集管线41。出口23A、23B和23C分别通过连接点JD、JE和JF连接到收集管线41。脱气器60还包含出口管线48(收集管线41的下游)中的阀40和连接点JD和JE之间的收集管线41中的阀33。如上文针对图3中所示的实施方式所述，如果分离器68B是流体流过的唯一分离器，则阀31B打开并且阀33和31C可关闭以引导脱气的流体进入并通过出口管线49至脱气器60下游的一个或多个设备(未示出)。如果分离器68B和68C如先前所述对相同的流体脱气，则阀33将关闭而阀31B和31C将打开。如果所有三个分离器68A、68B和68C对流体脱气，并且仅使用一个出口管线，则阀40将关闭而阀31A、31B和31C将打开。
如果使用多于一个流体源，则源管线38和39将用于使流体流入脱气器60中。脱气的流体可以是相同或不同的。如果来自第一和第二流体源的流体相同，并且所有分离器都在线，则分离器上游的所有阀可以打开。或者，如果待脱气的第一流体和第二流体不相同，则用于对第一流体脱气的一个或多个分离器必须与用于对第二流体脱气的一个或多个分离器隔离。因此，例如，如果第一流体通过源管线38流入脱气器60中，而第二流体通过源管线39流入脱气器60中，则进料管线47中的阀37和收集管线41中的阀33将被关闭以将第一流体系列与第二流体系列隔离。第一源管线39中的第一流体将流过第一连接点J39和JB、第一入口22B中进入第一分离器68A的第一阀35B、第一出口23A中的第一阀31A、第一连接点JD和J48、阀40和第一出口管线48。如果将进料管线47连接到第三分离器68C的阀35C关闭，则第二源管线39中的第二流体将流向并通过第二连接点J39和JB、第二阀35A、进入第二分离器68B的第二入口22B，然后流向并通过第二出口23B、第二阀31B(优选阀31C将关闭)、第二连接点JE和J49、第二阀40，以流向和通过出口管线48。如果第二流体的流速足够大，则第二流体将流过第二和第三分离器68B和68C。分别在第二和第三入口22B和22C中的第二和第三阀35B、35C将打开以使第二流体流入第二和第三分离器68B、68C中。此外，第二和第三出口23B、23C中的第二和第三分离器68B、68C下游的阀31B、31C将打开以供第二流体流动。
在图4所示的实施方式中，入口22的数量少于分离器68的数量。类似地，出口23的数量少于分离器68的数量。图4所示的脱气器60被设计用于具有增加或减少的流速的待脱气单一化学品。图4中所示的脱气器60允许增加待脱气的单一化学品的流速而无需增加第二脱气器***的资本投入和占用空间要求。在图4所示的实施方式中，待脱气的化学品可以通过包含入口22、第一分离器68A和出口23的经过真空室62的第一流动路径，和/或包含入口22、第二分离器68B和出口23和/或入口22、第三分离器68C和出口23的经过真空室62的第二流动路径进料。入口22连接到源管线38，源管线38连接到用于流体的源(未显示)。出口23连接到出口管线，该出口管线向一个或多个设备(未示出)提供经脱气的流体。
在图4所示的实施方式中，脱气器60包含多于一个分离器(即第一、第二和第三分离器68A、68B和68C)、入口22、进料管线47、收集管线41和出口23。在该实施方式中，第一、第二和第三分离器68A、68B和68C在连接点JA、JB和JC处与进料管线47连接和在连接点JD、JE和JF处与收集管线41连接。进料管线47和收集管线41位于分离器68A、68B、68C的上游和下游的真空室62内部。(如图所示，存在单一源管线39，但如在图3中所示的实施方式中那样，如果需要，可以将一个或多个额外的源管线和入口添加到本实施方式中。此外，如果需要，一个或多个进料管线47和/或收集管线41可以位于真空室62外。)脱气器管道包含在源管线39下游的进料管线47，并且在该实施方式中，在一个或多于一个入口22的下游。(如图3所示，进料管线47位于真空室62外部一个或多于一个入口22的上游。)进料管线47将一个或多于一个源管线39连接到分离器68，这在本实施方式中是通过在连接点JA、JB和JC处将进料管线47连接到第一、第二和第三分离器68A、68B、68C。
源管线39在连接部J39处连接到进料管线47。(连接点和连接部可以相同或不同。连接点和连接部可以使用一个或多于一个二通或三通和/或四通管配件，并且在该实施方式和其他实施方式中，连接点和连接部可以位于进料管线47和收集管线41上的任何位置，而不仅仅是如图所示。)进料管线47中的连接点JA、JB和JC可以分别地直接连接到各分离器68A、68B、68C，或者在一个或多个连接点JA、JB和JC与一个或多个分离器68A、68B、68C之间可以分别存在一些管道或可选的配件。在一些实施方式中，在一个或多个连接点JA、JB和JC与一个或多个分离器68A、68B、68C之间可以分别包含快速释放阀(未示出)。
进料管线47可以在其中包含一个或多个阀。如图所示，进料管线47具有位于连接点JA和JB(分别与第一和第二分离器68A和68B流体连通的连接点)之间的一个阀37。如图所示，进料管线47具有位于连接点JB和JC(分别与第二和第三分离器68B和68C流体连通的连接点)之间的第二阀57。图4中的实施方式被设计成使得如果有流体流过脱气器60，则分离器68B总是在线。基于待脱气的流体的量，阀37和57可以都关闭、都打开，或者分别地单独打开和关闭或者关闭和打开，以防止或允许流体分别流入分离器68A和68C中的两个或每一个中。
在分离器68A、68B和68C的出口端是与收集管线41的连接点JD、JE和JF。收集管线41可以在其中具有一个或多个阀。通常，收集管线41中的阀数量将与进料管线47中的阀数量相匹配。如图所示，在第一和第二连接点JD和JE之间有阀33，而在第二和第三连接点JE和JF之间有阀53。当分离器68A不在线时，即当阀37关闭时，则阀33也将关闭。当分离器68C不在线时，即当阀57关闭时，则阀53也将关闭。运行一段时间后，当分离器68B是唯一在线(对流体脱气)的分离器时，如果对流体的需求增加或进料相同的化学流体的第二设备上线，则可以通过打开进料管线中的阀和收集管线中的相应阀使额外的一个或多个分离器68A和/或68C上线，其将用于流体流向和通过该一个或多个分离器。对于分离器68A，阀37和33将被打开，和/或对于分离器68C，阀57和53将被打开以供待脱气的流体流向并通过这些分离器。
在可选的实施方式中，进料管线47可以在真空室62的外部而收集管线41可以在真空室62的内部和/或进料管线47可以在真空室62的内部而收集管线41可以在真空室62的外部。使进料管线47和收集管线41在真空室62的内部可以提供较少的必须穿透真空室62的一个壁或多于一个壁的入口22和出口23。较少的壁穿透降低了穿透之一中泄漏的机会。另一方面，如果进料管线47和/或收集管线41位于真空室62的外部，则真空室62的尺寸可以减小并且如果需要维修进料管线47和/或收集管线41或者进料管线47和/或收集管线41任一或两者中的阀或阀控制，那么如果它们位于真空室62的外部时更容易接近。如果进料管线47和收集管线41位于真空室62内部，顶壁24和底壁25之一或两者可以是可移除的和/或真空室62可以设置有具有气密密封的出入门(未示出)。
在本发明的另外的方面，脱气器60中使用的分离器68可设计为对一定量的流体进行脱气，但分离器68的体积不必相等。例如，可以使标准分离器脱气，例如0.5体积流体/分钟、1体积流体/分钟和0.8体积流体/分钟。因此，例如，如果分离器正在使用中并且每分钟脱气1体积的流体，而最终用户需要将体积增加到1.5，则可以将0.5体积流体/分钟的分离器在同一真空室62内上线。在一个实施方式中，每一个分离器68将包含多个管。为了改变分离器可以脱气的流体体积，可对于每一个分离器以增加或减少管的数量。如果流体需求从1体积流体/分钟增加到1.5体积流体/分钟，则上线的第二个分离器中使用的管的数量将是已经在线的分离器中的管数量的一半。
在可选的实施方式中，隔离未使用的分离器的任何阀可以用塞子(未示出)代替。当分离器(例如分离器68A和68C)在最初安装时并未随装置一起提供时，可提供塞子，但如果对脱气流体的需要增加，将允许容易地更换和安装与进料管线47和收集管线41流体连通的一个或多于一个分离器68A、68C，以及任选地在进料管线47和收集管线41中的一个或多于一个阀对37和33或者57和53。在一个实施方式中，脱气器60可仅安装有第一分离器或仅安装有第一和第二分离器，例如分离器68B或者分离器68A和68B，并且可提供塞子(未示出)代替阀37或57和/或阀33和53中的任一者或两者。在允许流体流入那些分离器之前，必须移除塞子并将一个或多个分离器安装到脱气器60中。
图5示出了具有附加方面的脱气***的示意图。脱气器60布置在待脱气流体的源84(如图所示为罐)和已脱气流体的使用点86之间。脱气器60包含：真空室62；用于将真空室62内部减压至低于大气压的压力的真空泵83(其用于表示任何可以使用的减压装置)；连接真空泵83与真空室62的真空端口66以形成真空管线88的真空抽吸管；压力计82，用于测量真空抽吸管88内的压力；以及液体泄漏传感器81，位于比真空管线中的压力计82的位置更靠近真空室62的位置。脱气器***还包含控制***98和人-机界面或HMI 97以及用于打开和关闭阀和调节泵速的电子和/或机械部件。真空室62以真空室62的顶壁24垂直向上定向的方式安装在脱气器壳体100中，并且入口22和出口23两者通过顶壁24，且入口22和出口23均垂直向上定向。任选的泵85去除流体源84中保留的流体并将流体发送到脱气器60，然后将脱气的流体发送到使用点86。如果对流体源84的顶部另外加压而导致流体流向脱气器60，则可以省略泵85。另外在可选的实施方式中，任选的泵85和流体源84也可以在壳体100内。
在图5所示的脱气器60中，布置在真空室62和真空泵83之间的真空管线88上的压力计82将其测量的量经由数据发送器99(有线、无线或其他方式)电传送到控制***98以检查波动。控制***98使用该信息与真空泵83通信以使真空泵83加速或减速。在优选的实施方式中，泵83是变速泵以使得可能在真空室62中保持相同水平的减压，无论一个或两个或三个或更多的分离器68在真空室中正对流体进行脱气，同时减少真空泵83的磨损。
此外，脱气器60可包含液体泄漏传感器81以测定真空室62中是否存在任何泄漏，其可能由，例如，管束69A、69B中的泄漏管或泄漏连接器67引起。如果检测到泄漏，应停止脱气处理。液体泄漏传感器81的合适类型不受限制。例如，可以使用具有两条导线以检测导线之间的电阻变化的液体泄漏传感器81、超声液体检测器或光纤类型的液体泄漏传感器。此外，在脱气器60的真空室62中可以布置检测器，例如液体泄漏传感器81和真空计。
如图5所示，可以在真空室62和脱气器60中的真空泵83之间的真空管线88上布置液体捕集器(liquid trap)89。液体捕集器89防止已经通过真空端口66流入真空管线88中的待脱气的流体被吸入真空泵83中并接触压力计82。当如此配置时，可以保护压力计82和真空泵83免于故障。
可以使用能够容纳液体的小腔室和包含允许气体从中渗透而防止液体从中渗透的气体渗透过滤器的部件作为液体捕集器89。这种气体渗透过滤器的具体实例是包含由氟树脂或聚烯烃树脂制成的多孔膜的多孔过滤器。具体地，液体捕集器89布置在液体泄漏传感器81和真空管线88上的真空泵83之间，优选地在液体泄漏传感器81和压力计82之间。
图5中所示的脱气***还包含流量计118，其测量流过的脱气流体的流速并调节控制阀以增加或减少到达使用点86的脱气流体的流量。如果需求增加或减少，流量计118将与控制***98通信，控制***98将响应于脱气流体需求而自动打开和关闭脱气器60中的阀以将流体流向一个或多个另外的分离器或者一个或多个更少的分离器。此外，任选的泵85的速度可响应于对增加或减少的需求作出反应的控制***98来调节。或者，可以通过打开与一个或多于一个分离器68流体连通的关闭的阀并引导流体通过一个或多于一个分离器68来手动(与自动相比)调节流体流量(任选地响应于传感器感测或在使用点86对脱气流体需求的人工增加)。
可选地或另外地，打开关闭的阀的自动或手动过程可以响应于流量计118或由测量流体源84重量的秤(未示出)测量的流体重量的变化率。在可选的实施方式中，除了泵85和任选的一个或多个流量计118、控制阀128和蒸发器130之外，秤和流体的源84可以任选地位于壳体100内。流体控制阀128通过连接管线126与流量计118连通。
已经参考特定实施方式描述了本发明。修改对于本领域技术人员来说是显而易见的。这类修改包含在本公开中。

Claims (24)

1.一种脱气器(60)，用于去除夹带或溶解在处理液体(114)中的气体分子，该脱气器包含：
具有一个或多于一个真空室壁(24、25)的真空室(62)；
所述处理液体(114)分别通过其流入和流出所述真空室(62)的一个或多于一个流体入口(22)和一个或多于一个流体出口(23)，该一个或多于一个入口(22)以及该一个或多于一个出口(23)穿透至少一个所述真空室壁(24、25)；
一个或多于一个分离器(68)，其位于所述真空室(62)内并且被配置为对所述夹带或溶解的气体分子可渗透但对所述处理液体(114)不可渗透；
至少一个真空，其用于通过真空端口(66)施加跨所述一个或多于一个分离器(68)的压力差，以使所述夹带或溶解的气体分子离开所述处理液体(114)并通过所述一个或多于一个分离器(68)渗透从而从所述处理液体(114)中去除所述夹带或溶解的气体；和
任选地，与所述一个或多于一个入口(22)和所述一个或多于一个分离器(68)流体连通的一个或多于一个进料管线(47)。
2.根据权利要求1所述的脱气器(60)，其包含连接到所述一个或多于一个入口(22)并且具有两个或两个以上连接点(JA、JB、JC)的一个或多于一个进料管线(47)，如果分离器(68)的数量大于入口(22)的数量，则该两个或两个以上连接点(JA、JB、JC)将两个或两个以上分离器(68)连接到所述一个或多于一个进料管线(47)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其包含两个或更多个分离器(68)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其包含三个或更多个分离器(68)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其包含一个入口(22)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其包含两个或更多个入口(22)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其包含三个或更多个入口(22)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其包含一个出口(23)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其包含两个或更多个出口(23)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其包含三个或更多个出口(23)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(68)，其包含与两个或更多个分离器(68)流体连通的一个进料管线(47)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其包含与三个或更多个分离器(68)流体连通的一个进料管线(47)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其包含与两个或更多个分离器(68)流体连通的收集管线(41)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其包含与三个或更多个分离器(68)流体连通的收集管线(41)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其包含在所述进料管线(47)中的至少一个阀(37)和在所述收集管线(41)中的至少一个阀(33)，其在关闭时将包含入口(22)、分离器(68)和出口(23)的流动路径与包含位于脱气器(60)中的一个或多于一个其他分离器(68)的一个或多于一个其他流动路径隔离。
16.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其在除了一个分离器(68)之外的每一个分离器(68)的上游包含至少一个阀(35)，使得除了一个分离器(68)之外的所有分离器可以与该一个分离器(68)隔离。
17.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其还包含与所述真空室(62)流体连通的压力计(82)和变速泵(83)。
18.根据权利要求17所述的脱气器(60)，其还包含与所述压力计(82)和所述泵(83)电连通的控制***(98)，以在压力未处于预定压力时调节所述变速泵(83)的泵速。
19.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其中第一分离器(68)对第一处理液体(114)进行脱气，并且第二分离器(68)对第二处理液体(114)进行脱气。
20.根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)，其还包含壳体(100)。
21.一种对处理液体(114)进行脱气的方法，包括使所述处理液体流动通过根据前述权利要求中任一项所述的脱气器(60)的步骤。
22.根据权利要求21所述的对处理液体(114)进行脱气的方法，包括以下步骤：通过自动或手动打开与一个或多于一个分离器(68)流体连通的关闭的阀来增加在所述脱气器(60)中脱气的处理液体(114)的量，并且根据在使用点(86)处对脱气流体的增加的需求来引导流体通过所述一个或多于一个分离器(68)。
23.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述脱气器(60)对两种不同的流体进行脱气。
24.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其还包括将一个分离器(68)与正对处理液体(114)进行脱气的一个或多个其他分离器(68)隔离的步骤。
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