纯水预处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种纯水预处理系统，包括供水系统、通过过滤管路与供水系统相连的过滤系统和通过存储管路与过滤系统相连的存储系统，过滤系统的出水端通过回流管路与供水系统相连，存储管路上设有一气动阀，回流管路设有一破虹吸阀。在存储系统即将达到停止高点的液位时，打开回流管路，使源水回流至供水系统，避免存储系统控制纯水预处理系统停止，在存储系统即将达到运行低点的液位时，打开存储管路的气动阀，借助大气压强和破虹吸阀的破虹作用，使源水回流至存储系统，从而可避免纯水预处理系统不断的启停，消除水锤现象对纯水预处理系统造成的损害，保证纯水预处理系统的工作稳定性。
【专利说明】纯水预处理系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及半导体制造领域，尤其涉及一种纯水预处理系统。
【背景技术】
[0002] 在半导体行业中，纯水具有非常广泛应用，例如用于很多重要的工艺制程中，同时 制作纯水的工艺要求非常高，如果工艺的问题导致纯水被污染，则将会对全厂造成影响。
[0003] 纯水通常是由纯水预处理系统将来自外界的水源（例如自来水、长江水等等）通 过一系列处理净化过滤后得到。因此，在一定程度上，水源的水质也直接影响着制成纯水的 水质。由于受到长江咸潮的影响，冬天自来水的水质状况较差，导致预处理系统运行负荷很 重，预处理后的纯水总有机碳（T0C)含量很高，预处理系统耗材更换的周期变短，预处理系 统中反渗透膜的产水量变差，对于上述出现的问题，需要改变预处理系统的运行方式，来改 善纯水的水质，并且提高工艺的要求和预处理系统的稳定性。
[0004] 请参考图1，图1为现有技术中纯水预处理系统的结构图，包括依次连接的补液系 统11、砂滤系统30、过滤加热系统（HEX)42、脱气塔系统（DG)50、初级过滤器60、反渗透膜 70及预处理桶槽80。其中补液系统11包括第二桶槽10和第一桶槽20,第二桶槽10和第 一桶槽20用于提供源水，具体的，第二桶槽10为10000吨，可以收集和储备较多的自来水 作为总的水源，第一桶槽20为3000吨，储蓄的3000吨水为厂区提供纯水的水源，第一桶槽 20专门负责向纯水预处理系统供应源水，第二桶槽10用于对其进行补液，补液系统11主要 根据第一桶槽20的液位变化来由第二桶槽10对第一桶槽20进行自来水补充。
[0005] 由图1可知，水源可通过两条管路由第二桶槽10补给至第一桶槽20, 一路经过补 液加热系统41，另一路则直接补给至第一桶槽20,通常，在冬天温度较低时，则需要对第二 桶槽10补给至第一桶槽20的水源进行预加热处理。此外，在补液加热系统41的出水端， 还有一管路与第二桶槽10相连。在冬天温度较低的情况下，为了防止第二桶槽10内的温 度过低，可以采用该管路和补液加热系统41对第二桶槽10内的水源进行循环加热处理，保 持第二桶槽10内的温度。
[0006] 结合图1所示，现有技术中纯水预处理系统的预处理工艺流程为：第一桶槽20供 应的源水进入砂滤系统30进行悬浮物和大颗粒的过滤，源水再经过滤加热系统42加热至 22度左右，再进入脱气塔系统50对源水进行C032-和HC03离子的去除，之后源水再进入至 初级过滤器60进行初级过滤，然后源水再经过加压泵61进行加压，例如将源水压力加压至 8kg?10kg左右，随后源水进入反渗透膜70进行脱盐处理，经过脱盐后的源水进入预处理 桶槽80进行收集。为了使源水能够正常的流动以及保证纯水预处理系统的稳定，各管路中 均可以根据需要设定手阀90和水泵62。
[0007] 上述预处理工艺在处理过程中，系统的运行与停止（启停）是由脱气塔系统50和 预处理桶槽液80的液位来控制，当液位达到停止高点的设定时，系统即停止运行，当液位 降到运行低点的设定时，系统开始运行。
[0008] 在管路存在压力时，若由于某种外界原因（如阀门突然关闭、水泵突然停车等）使 水的流速突然发生变化，会引起压强急剧升高和降低的交替变化，出现水锤现象。由于现有 技术中系统会经常启停，出现水锤现象较为频繁，极易对系统产生巨大潜在的冲击，尤其是 对反渗透膜70运行造成冲击，造成反渗透膜70出现破裂和渗漏现象，影响反渗透膜70的 寿命和性能。此外水锤现象还使管路震动比较严重，会造成管路中水泵和变频器出现故障 的频率增高，影响水泵和变频器使用寿命，降低了预处理系统的稳定性。 实用新型内容
[0009] 本实用新型的目的在于提供一种纯水预处理系统，能够降低启停次数，提高纯水 预处理系统的稳定性并且延长纯水预处理系统的使用寿命。
[0010] 为了达到上述目的，本实用新型提出了一种纯水预处理系统，包括：供水系统、过 滤系统和存储系统，所述供水系统通过过滤管路与所述过滤系统相连，所述过滤系统的出 水端通过存储管路与所述存储系统相连，所述过滤系统的出水端还通过回流管路与所述供 水系统相连，所述存储管路上设有一气动阀，所述回流管路设有一破虹吸阀。
[0011] 可选的，所述破虹吸阀包括设有进液口、出液口和气孔的阀体以及设置于所述阀 体内部的活动部件，所述活动部件的尺寸大于气孔的尺寸，并与所述气孔相对。
[0012] 可选的，所述回流管路上还设有反U型弯，所述破虹吸阀设于所述反U型弯上。
[0013] 可选的，所述回流管路上还设有一回流手阀。
[0014] 可选的，所述存储管路包括第一存储管路和第二存储管路，所述第一存储管路上 设有一第一存储管路手阀，所述第二存储管路上设有两个第二存储管路手阀，所述气动阀 设置在两个第二存储管路手阀之间。
[0015] 可选的，所述供水系统包括依次相连的补液系统和第一桶槽，所述第一桶槽与所 述过滤系统相连，所述补液系统通过应急管路与所述过滤系统相连。
[0016] 可选的，所述补液系统包括第二桶槽及补液加热系统，所述第二桶槽分别通过第 一补液管路和第二补液管路与所述第一桶槽相连，其中所述补液加热系统设于第一补液管 路上，所述补液加热系统的出水端通过一加热回流管路与所述第二桶槽相连，所述第二桶 槽通过所述第二补液管路与所述应急管路相连。
[0017] 可选的，所述过滤系统包括依次连接的砂滤系统、过滤加热系统、脱气塔系统、初 级过滤器及反渗透膜，所述反渗透膜的出水端为过滤系统的出水端。
[0018] 可选的，所述第二桶槽通过所述应急管路与所述砂滤系统相连。
[0019] 可选的，所述初级过滤器通过一加压泵与所述反渗透膜相连。
[0020] 可选的，所述存储系统包括一存储桶槽。
[0021] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果主要体现在：过滤系统的出水端通过存 储管路与存储系统相连，过滤系统的出水端通过回流管路与供水系统相连，在存储系统即 将达到停止高点的液位时，打开回流管路，使源水回流至供水系统，避免存储系统控制纯水 预处理系统停止，在存储系统即将达到运行低点的液位时，打开存储管路的气动阀，借助大 气压强和破虹吸阀的破虹作用，使源水回流至存储系统，从而可避免纯水预处理系统不断 的启停，消除水锤现象对纯水预处理系统造成的损害，保证纯水预处理系统的工作稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为现有技术中纯水预处理系统的结构图；
[0023] 图2为本实用新型一实施例中纯水预处理系统的结构图；
[0024] 图3-图4为本实用新型一实施例中破虹吸阀的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合示意图对本实用新型的纯水预处理系统进行更详细的描述，其中表示 了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型， 而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的 广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
[0026] 为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能 和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例 的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商 业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和 耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0027] 在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权 利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且 均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0028] 请参考图2,在本实施例中，提出了一种纯水预处理系统，包括：供水系统、过滤系 统和存储系统，供水系统通过过滤管路与过滤系统相连，过滤系统的出水端A0通过存储管 路与存储系统相连，过滤系统的出水端A0还通过回流管路与供水系统相连，存储管路上设 有一气动阀842,回流管路上设有一破虹吸阀820。
[0029] 在存储系统即将达到停止高点的液位时，为了避免存储系统控制纯水预处理系统 停止，此时可以打开回流管路，使源水回流至供水系统中；在存储系统即将达到运行低点的 液位时，打开存储管路的气动阀842,借助大气压强和破虹吸阀820的破虹作用，使源水回 流至存储系统，从而可避免纯水预处理系统不断的启停，消除水锤现象对纯水预处理系统 造成的损害，保证纯水预处理系统的工作稳定性。
[0030] 具体的，在本实施例中，供水系统包括依次相连的补液系统110和第一桶槽200， 补液系统110包括第二桶槽100及补液加热系统410,过滤系统的出水端A0通过回流管路 与第二桶槽100相连，第二桶槽100分别通过第一补液管路111和第二补液管路112与所 述第一桶槽200相连，其中补液加热系统410设于第一补液管路111上，由于第一补液管路 111设有补液加热系统410,因此第一补液管路111适用于冬天进行补液，当温度较低时，需 要将源水加热至一定温度，再输送至第一桶槽200内，当温度较高时，则可以直接通过第二 补液管路将源水输送至第一桶槽200内。此外，补液加热系统410的出水端还通过一加热 回流管路114与第二桶槽100相连，当冬天温度较低时，可以通过补液加热系统410加热， 并将加热后的源水回流至第二桶槽100内，保持第二桶槽100内的温度不会过低。
[0031] 在本实施例中，第一桶槽200与过滤系统相连，用于提供进行过滤所需的源水，此 夕卜，第二桶槽100可以通过应急管路113直接与过滤系统相连，当然第一桶槽200出现故障 无法使用时，可以不再经过第一桶槽200,可以直接由第二桶槽100提供源水，这样也可以 减少源水及相应设备的水资源浪费。
[0032] 过滤系统还包括依次连接的砂滤系统300、过滤加热系统420、脱气塔系统500、初 级过滤器600及反渗透膜700，反渗透膜700的出水端即为过滤系统的出水端A0。其中，初 级过滤器600和反渗透膜700之间通过一加压泵610相连，砂滤系统300、初级过滤器600 及反渗透膜700均由多个组成，用于处理较大流量的源水。
[0033] 结合图2所示，本实用新型一实施例中纯水预处理系统的过滤系统的工作流程 为：源水进入砂滤系统300进行悬浮物和大颗粒的过滤，源水再经过过滤加热系统420加热 到22度左右，再进入脱气塔系统500对源水进行C032-和HC03离子的去除，之后源水再进 入至初级过滤器600进行初级过滤，然后源水再经过加压泵610进行加压，例如将源水压力 加压至8kg?10kg左右，随后源水进入反渗透膜700进行脱盐处理，在经过脱盐后的源水 进入存储系统中进行收集。在本实施例中，存储系统包括一存储桶槽800。
[0034] 在本实用新型的优选实施例中，回流管路上还设有反U型弯810,所述破虹吸阀 820设于所述反U型弯810上。反U型弯810通常处于较高的水平位，其高度可以通过不同 的需要来决定，在此不作限定。由于过滤系统的出水端A0处的水压通常仅有0. 8Kg，即8mm 水柱，而回流至第二桶槽100的回流端A2的水压不小于1. lKg，因此需要添加反U型弯810 增加水压，使其能够回流至第二桶槽100内，为了使回流管路更加便于控制，通常还会在回 流管路上设置一回流手阀830。
[0035] 在本实施例中，存储管路包括第一存储管路和第二存储管路，第一存储管路上设 有一第一存储管路手阀843,第二存储管路上设有两个第二存储管路手阀841，气动阀842 设置在两个第二存储管路手阀841之间。第一存储管路手阀843可以在第二存储管路出现 故障或需要维修时打开，不影响整个纯水预处理系统的运行；由于气动阀842在运行一定 时间后会出现故障，此时可以通过关闭其前后两个第二存储管路手阀841对气动阀842进 行维护或者更换等动作。
[0036] 由于存储桶槽800内的液位达到停止高点的液位时会使纯水预处理系统停止对 存储桶槽800进行供水，为了避免纯水预处理系统的停止运行，当存储桶槽800内的液位即 将达到停止高点的液位时，可以关闭气动阀842,从而使源水通过回流管路回流至第二桶槽 100内；由于存储桶槽800内的液位达到运行低点的液位时，会使停止的纯水预处理系统开 始运行并对存储桶槽800进行供水，因此在存储桶槽800即将达到运行低点的液位时，即可 以打开气动阀842,使源水通过存储管路流入存储桶槽800内，从而避免了现有技术中由存 储桶槽800内液位的变化引起的多次启停，对纯水预处理系统造成的损害，提高了纯水预 处理系统的工作稳定性及工作寿命。
[0037] 当存储桶槽800即将达到运行低点的液位时，需要使源水通过存储管路流入至存 储桶槽800内时，由于当源水已经在不停的流入至第二桶槽100内，此时重新打开气动阀 842时，由于存储桶槽800的入水端A1的水压大于1. 363Kg，且存在的吸虹效应会导致源水 不会正常流入存储桶槽800内。因此，添加的破虹吸阀820可以起到破虹吸的作用，保证源 水正常流入至存储桶槽800内。
[0038] 请参考图3至图4,破虹吸阀820包括设有进液口、出液口和气孔的阀体以及设置 于所述阀体内部的活动部件821，活动部件821的尺寸大于气孔的尺寸，并与所述气孔相 对。当源水经过破虹吸阀820的进液口流入，再由出液口回流至第二桶槽100时，水压将破 虹吸阀820内的活动部件821顶起，由于活动部件821的尺寸大于破虹吸阀820气孔的尺 寸，因此活动部件821可以堵住气孔，使源水正常回流至第二桶槽100内；当需要源水流入 存储桶槽800内时，由于气动阀842的打开，大气压强会顶开活动部件821，使气体从气孔进 入，从而起到破虹吸的作用，并使源水正常流入至存储桶槽800内。
[0039] 综上，在本实用新型实施例提供的纯水预处理系统中，过滤系统的出水端通过存 储管路与存储系统相连，过滤系统的出水端通过回流管路与供水系统相连，在存储系统即 将达到停止高点的液位时，打开回流管路，使源水回流至供水系统，避免存储系统控制纯水 预处理系统停止，在存储系统即将达到运行低点的液位时，打开存储管路的气动阀，借助大 气压强和破虹吸阀的破虹作用，使源水回流至存储系统，从而可避免纯水预处理系统不断 的启停，消除水锤现象对纯水预处理系统造成的损害，保证纯水预处理系统的工作稳定性。
[0040] 上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。 任何所属【技术领域】的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型 揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型 的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种纯水预处理系统，其特征在于，包括：供水系统、过滤系统和存储系统，所述供 水系统通过过滤管路与所述过滤系统相连，所述过滤系统的出水端通过存储管路与所述存 储系统相连，所述过滤系统的出水端还通过回流管路与所述供水系统相连，所述存储管路 上设有一气动阀，所述回流管路上设有一破虹吸阀。
2. 如权利要求1所述的纯水预处理系统，其特征在于，所述破虹吸阀包括设有进液口、 出液口和气孔的阀体以及设置于所述阀体内部的活动部件，所述活动部件的尺寸大于气孔 的尺寸，并与所述气孔相对。
3. 如权利要求1所述的纯水预处理系统，其特征在于，所述回流管路上还设有反U型 弯，所述破虹吸阀设于所述反U型弯上。
4. 如权利要求1所述的纯水预处理系统，其特征在于，所述回流管路上还设有一回流 手阀。
5. 如权利要求1所述的纯水预处理系统，其特征在于，所述存储管路包括第一存储管 路和第二存储管路，所述第一存储管路上设有一第一存储管路手阀，所述第二存储管路上 设有两个第二存储管路手阀，所述气动阀设置在两个第二存储管路手阀之间。
6. 如权利要求1所述的纯水预处理系统，其特征在于，所述供水系统包括依次相连的 补液系统和第一桶槽，所述第一桶槽与所述过滤系统相连，所述补液系统通过应急管路与 所述过滤系统相连。
7. 如权利要求6所述的纯水预处理系统，其特征在于，所述补液系统包括第二桶槽及 补液加热系统，所述第二桶槽分别通过第一补液管路和第二补液管路与所述第一桶槽相 连，其中所述补液加热系统设于第一补液管路上，所述补液加热系统的出水端通过一加热 回流管路与所述第二桶槽相连，所述第二桶槽通过所述第二补液管路与所述应急管路相 连。
8. 如权利要求7所述的纯水预处理系统，其特征在于，所述过滤系统包括依次连接的 砂滤系统、过滤加热系统、脱气塔系统、初级过滤器及反渗透膜，所述反渗透膜的出水端为 过滤系统的出水端。
9. 如权利要求8所述的纯水预处理系统，其特征在于，所述第二桶槽通过所述应急管 路与所述砂滤系统相连。
10. 如权利要求8所述的纯水预处理系统，其特征在于，所述初级过滤器通过一加压泵 与所述反渗透膜相连。
11. 如权利要求1所述的纯水预处理系统，其特征在于，所述存储系统包括一存储桶 槽。
【文档编号】C02F9/02GK203999185SQ201420381068
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月10日 优先权日:2014年7月10日
【发明者】朱江宁, 宋智云, 彭志辉, 文恒毅 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司