本發(fā)明涉及混合氣配置，尤其涉及一種多組分混合氣體配制裝置及使用方法。

背景技術(shù)：

1、混合氣體對組分含量的要求較高，尤其在半導(dǎo)體制作領(lǐng)域?qū)M分含量的要求更為嚴(yán)格，但受制于氣體特性、配氣設(shè)備等方面的因素，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)效率或產(chǎn)品性能指標(biāo)。

2、目前制備混合氣的配氣方法主要稱量法、分壓法等。稱量配氣采用高精度稱量設(shè)備可獲得較高的配氣精度，但需要較長時(shí)間的靜置混勻，或者高勞動強(qiáng)度的人工混勻，大大降生產(chǎn)效率，增大勞動強(qiáng)度。分壓配氣中由于溫度、氣體壓縮因子等影響，組分精度無法保證，且氣體混勻需要較長時(shí)間。因此，我們提出了一種混合氣配置裝置及配置方法來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供一種多組分混合氣體配制裝置及使用方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中配氣精度低，混勻時(shí)間長的問題技術(shù)問題。

2、本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

3、一種多組分混合氣體配制裝置，包括管道連接的抽真空管路、進(jìn)氣管路、配氣管路、循環(huán)管路和充裝管路；

4、所述抽真空管路包括第一真空管路和第二真空管路，所述第一真空管路和所述第二真空管路相連；

5、所述進(jìn)氣管路包括進(jìn)氣總管線，所述進(jìn)氣總管線上設(shè)置有依次連接的進(jìn)氣分管線、第一壓力表、配氣進(jìn)氣總閥；

6、所述配氣管路由第一并聯(lián)管路和第二并聯(lián)管路組成，所述第一并聯(lián)管路上設(shè)置有儲罐，所述第二并聯(lián)管路上設(shè)置有配氣進(jìn)氣分閥、定值罐和配氣出氣分閥，所述定值罐下設(shè)置稱量設(shè)備；

7、所述循環(huán)管路包括依次連接的返回氣路管一、返回閥和返回氣路管二；

8、所述充裝管路包括出氣總管線，所述出氣總管線上設(shè)置有依次連接的配氣出氣總閥、膜壓機(jī)、充裝閥和充裝容器；

9、所述第一真空管路與進(jìn)氣總管線相連，所述第二真空管路與出氣總管線相連；所述第一并聯(lián)管路和第二并聯(lián)管路一端與配氣進(jìn)氣總閥相連，另一端與出氣總管線相連；所述返回氣路管一與配氣進(jìn)氣總閥相連，所述返回氣路管二與膜壓機(jī)氣體出口相連。

10、優(yōu)選的，所述第一真空管路上設(shè)置有第一閥門、所述第二真空管路上設(shè)置有第二閥門。

11、優(yōu)選的，所述第一并聯(lián)管路和第二并聯(lián)管路長度等距，所述儲罐容積是所述定值罐的20-600倍；所述儲罐上設(shè)置第二壓力表，所述定值罐上設(shè)置第三壓力表。

12、優(yōu)選的，所述稱量設(shè)備采用高精度質(zhì)量比較儀。

13、優(yōu)選的，所述進(jìn)氣總管線上還設(shè)置有第一分析管路，所述第一分析管路上設(shè)置分析閥一；所述出氣總管線上還設(shè)置有第二分析管路，所述第二分析管路上設(shè)置分析閥二。

14、優(yōu)選的，所述所述進(jìn)氣分管線包括相連接的進(jìn)氣分管線一和進(jìn)氣閥一，進(jìn)氣分管線至少設(shè)置有一組。

15、優(yōu)選的，所述第二并聯(lián)管路與所述定值罐可拆卸連接；所述充裝容器與所述出氣總管線可拆卸連接。

16、本發(fā)明還提供了一種多組分混合氣體配制使用方法，以包括以下步驟：

17、s1、打開第二真空管路上第二閥門對儲罐和定值罐進(jìn)行抽真空，記錄定值罐在稱量設(shè)備上的空罐質(zhì)量；

18、s2、將第一組分氣與進(jìn)氣閥一連接，打開第一真空管路上的第一閥門進(jìn)行抽真空，然后關(guān)閉第一閥門，打開進(jìn)氣分管線一上的進(jìn)氣閥一，打開配氣進(jìn)氣總閥對儲罐和定值罐進(jìn)行第一組分氣充氣操作，然后關(guān)閉配氣進(jìn)氣總閥，待第一組分氣在儲罐和定值罐中的壓力相等時(shí)，根據(jù)定值罐在稱量設(shè)備上的稱量值，計(jì)算第一組分氣的充氣質(zhì)量；

19、s3、將第二組分氣與進(jìn)氣閥一連接，打開第一真空管路上的第一閥門進(jìn)行抽真空，然后關(guān)閉第一閥門，打開進(jìn)氣分管線一上的進(jìn)氣閥一，打開配氣進(jìn)氣總閥對儲罐和定值罐進(jìn)行第二組分氣充氣操作，然后關(guān)閉配氣進(jìn)氣總閥，待第二組分氣在儲罐和定值罐中的壓力相等時(shí)，根據(jù)定值罐在稱量設(shè)備上的稱量值，計(jì)算第二組分氣的充氣質(zhì)量；

20、s4、關(guān)閉配氣進(jìn)氣總閥和充裝閥，打開配氣出氣總閥和返回閥，開啟膜壓機(jī)將儲罐和定值罐中的混合氣體進(jìn)行循環(huán)混勻操作，直至混合氣體混勻，關(guān)閉膜壓機(jī)；

21、s5、關(guān)閉返回閥，打開充裝閥，再次開啟膜壓機(jī)，將儲罐和定值罐中的混合氣體充入充裝容器，得到混合氣體。

22、優(yōu)選的，當(dāng)進(jìn)行三組分或者多組分混合氣體配制時(shí)，重復(fù)步驟s3，得到三組分或者多組分混合氣體。

23、優(yōu)選的，在儲罐和定值罐中完成組分氣充裝后，需等待儲罐和定值罐的壓力差值≤0.05mpa后，進(jìn)行定值罐的稱量；在混合氣混勻后，對儲罐和定值罐的各組分含量進(jìn)行測定，各組分含量偏差≤0.05％；所述儲罐和定值罐中的混合氣體被膜壓機(jī)混勻次數(shù)為2-5次/小時(shí)。

24、本發(fā)明的一種多組分混合氣體配制裝置及使用方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

25、1、本發(fā)明采用膜壓機(jī)進(jìn)行氣體的混勻操作，顯著縮短了混勻時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率；相比傳統(tǒng)方法，膜壓機(jī)的使用降低了勞動強(qiáng)度，使得操作更加便捷高效。

26、2、本發(fā)明通過在并聯(lián)管路上設(shè)置定值罐，并配備高精度質(zhì)量比較儀，能夠準(zhǔn)確定量儲罐中充入的各組分氣量，這種設(shè)計(jì)有效避免了溫度、氣體壓縮因子等外部因素對配氣準(zhǔn)確性的影響，確保了配氣的高精度。

27、3、本發(fā)明通過簡單的重復(fù)操作步驟，即可實(shí)現(xiàn)三組分或更多組分的混合氣體配制，當(dāng)裝置為單個(gè)進(jìn)氣分管線的設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過更換組分氣與進(jìn)氣分管線連接，完成多組分混合氣體的配制；當(dāng)裝置為多個(gè)進(jìn)氣分管線的設(shè)計(jì)時(shí)，不僅能夠完成多組分混合氣體的配制，還能減少更換組分氣的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；進(jìn)氣分管線和定值罐的可拆卸連接，以及充裝容器的可拆卸設(shè)計(jì)，增加了裝置的靈活性和適用性。

28、4、在配氣過程中，對儲罐和定值罐的壓力進(jìn)行嚴(yán)格控制，確保在壓力相等時(shí)進(jìn)行稱量，提高了配氣的準(zhǔn)確性；混合氣體混勻后，對儲罐和定值罐的各組分含量進(jìn)行測定，確保各組分含量偏差在極小范圍內(nèi)，保證了混合氣體的質(zhì)量。

29、5、通過精確的閥門控制和壓力表監(jiān)測，優(yōu)化了配氣操作流程，使得操作更加簡便、安全；減少了人工干預(yù)和等待時(shí)間，提高了整體配氣效率。

技術(shù)特征：

1.一種多組分混合氣體配制裝置，其特征在于，包括管道連接的抽真空管路、進(jìn)氣管路、配氣管路、循環(huán)管路和充裝管路；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多組分混合氣體配制裝置，其特征在于，所述第一真空管路(101)上設(shè)置有第一閥門(103)、所述第二真空管路(102)上設(shè)置有第二閥門(104)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多組分混合氣體配制裝置，其特征在于，所述第一并聯(lián)管路(301)和第二并聯(lián)管路(302)長度等距，所述儲罐(3011)容積是所述定值罐(3022)的20-600倍；所述儲罐(3011)上設(shè)置第二壓力表(3012)，所述定值罐(3022)上設(shè)置第三壓力表(3025)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多組分混合氣體配制裝置，其特征在于，所述稱量設(shè)備(3024)采用高精度質(zhì)量比較儀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多組分混合氣體配制裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣總管線(201)上還設(shè)置有第一分析管路(205)，所述第一分析管路(205)上設(shè)置分析閥一(2051)；所述出氣總管線(501)上還設(shè)置有第二分析管路(506)，所述第二分析管路(506)上設(shè)置分析閥二(5061)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多組分混合氣體配制裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣分管線(202)包括相連接的進(jìn)氣分管線一(2021)和進(jìn)氣閥一(2022)，進(jìn)氣分管線(202)至少設(shè)置有一組。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多組分混合氣體配制裝置，其特征在于，所述第二并聯(lián)管路(302)與所述定值罐(3022)可拆卸連接；所述充裝容器(505)與所述出氣總管線(501)可拆卸連接。

8.一種權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述多組分混合氣體配制裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種多組分混合氣體配制裝置的使用方法，其特征在于，當(dāng)進(jìn)行三組分或者多組分混合氣體配制時(shí)，重復(fù)步驟s3，得到三組分或者多組分混合氣體。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種多組分混合氣體配制裝置的使用方法，其特征在于，在儲罐(3011)和定值罐(3022)中完成組分氣充裝后，需等待儲罐(3011)和定值罐(3022)的壓力差值≤0.05mpa后，進(jìn)行定值罐(3022)的稱量；在混合氣混勻后，對儲罐(3011)和定值罐(3022)的各組分含量進(jìn)行測定，各組分含量偏差≤0.05％；所述儲罐(3011)和定值罐(3022)中的混合氣體被膜壓機(jī)(503)混勻次數(shù)為2-5次/小時(shí)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種多組分混合氣體配制裝置，包括管道連接的抽真空管路、進(jìn)氣管路、配氣管路、循環(huán)管路和充裝管路，所述抽真空管路包括第一真空管路和第二真空管路，所述進(jìn)氣管路包括進(jìn)氣總管線，所述進(jìn)氣總管線上設(shè)置有依次連接的進(jìn)氣分管線、第一壓力表、配氣進(jìn)氣總閥；所述配氣管路由第一并聯(lián)管路和第二并聯(lián)管路組成，所述循環(huán)管路包括依次連接的返回氣路管一、返回閥和返回氣路管二；所述充裝管路包括出氣總管線，所述出氣總管線上設(shè)置有依次連接的配氣出氣總閥、膜壓機(jī)、充裝閥和充裝容器。本發(fā)明采用膜壓機(jī)進(jìn)行氣體的混勻操作，顯著縮短了混勻時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率；相比傳統(tǒng)方法，膜壓機(jī)的使用降低了勞動強(qiáng)度，使得操作更加便捷高效。

技術(shù)研發(fā)人員：閆云,趙丙倩,郝豪馳,岳立平,田偉雄,花瑩曦,李偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中船（邯鄲）派瑞特種氣體股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23