专利名称：收集装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在将半导体制造设备等的真空室抽成真空的排空系统中使用的收集装置。
下面参考附
图16将描述一种常用的排空系统。在图16中，一气密密封室201包括一在半导体制造过程，如蚀刻装置或化学气相淀积(VCD)装置中使用的处理室。气密密封室201通过排气道202与真空泵203连接。真空泵203用于使在排气过程中从气密密封室201排出的气体压力增加至大气压。因此，一油密封旋转真空泵被用作真空泵203。目前，一干燥泵主要用作真空泵203。
如果气密密封室201所需的真空度高于真空泵203的最终真空，那么一超高真空泵如涡轮分子泵就另设于真空泵203的上游。一排气处理设备204位于真空泵203的下游。在排气处理设备204中，由于取定于处理过程的种类的气体的毒性或爆炸性，不能被直接排放到大气中的气体成分是通过如吸附，分解或吸收过程来加工处理的。只有那些无害的气体从排气处理设备204内被排放到大气中。因此，在排气道202的适当位置处就必须设置阀门。
这种常用的排空系统具有以下的缺点。
在该常用的排空系统中，如果反应副产物包含一具有较高升华温度的物质，那么在该物质的压力被增大时，它的气体就会凝固，从而沉淀在真空泵内。这样就会使真空泵渐渐地失去作用。
例如，使用一种典型的铝蚀刻处理气体BCl3或Cl2时，处理室通过真空泵排放处理气体BCl3或Cl2的残余物和AlCl3的化学反应副产物。由于AlCl3分压较低，它就不会沉淀在真空泵的抽入侧。然而，AlCl3在压力下被排放时，它的分压就会升高以使AlCl3沉淀并附着在真空泵的内壁上，从而导致真空泵失去作用。对于化学反应副产物如(NH4)2SiF6和NH4Cl也会产生同样的问题，这些副产物是在沉淀SiN膜的CVD装置中产生的。
因此，人们试图加热真空泵以使化学反应副产物以气态通过真空泵，这样就不会有固态物质沉淀在真空泵内。这种试图已有效地避免固态物质沉淀在真空泵内。然而，它还是存在这样的问题固态物质沉淀在位于真空泵下游的排气处理设备中，因此使一填充层堵塞在排气处理设备中。
一个解决方法是在真空泵的上游或下游安装一种收集装置。这种收集装置使产物吸附在设置于该收集装置内的收集器上，因此预先去除将产生固态物质的部分(成分)，以此保护了设置在排气道上的各种设备。然而，总的来说，这种常用的收集装置的收集效率不高，大约60％的排气成分流过该收集装置而没有吸附在收集器上，却吸附在下游的管道和设备上。这主要是因为被排放的气态流过容器内壁和收集装置的收集器之间的具有低收集效率的区段，从而通过该收集装置而没有被收集。
本发明是根据上述缺点而提出的。因此，本发明的一个目的是提供一种收集装置，其中在薄膜沉淀处理等过程中，能够提高收集效率，同时在气密密封室侧能够保持必要的流通率，还延长了真空泵的使用寿命，保护了毒性物质去除设备，另外，它还能够降低设备的制造成本和运行成本。
根据本发明的第一个方案，提供一种收集装置，它包括一排气道，用于通过真空泵将气密密封室抽成真空；一气密密封收集容器，延伸过排气道和邻设于排气道的再生通道；一收集器，位于收集容器中以吸附被排放气体中的产物，并从被排放气体中去除该产物，该收集器有选择地位于排气道或再生通道上；一阀门件，位于收集器的两侧，可与收集器一体移动；一密封件，安装在阀门件的外周表面上以便收集器被移动时能够在收集容器的内周表面上滑动。
对于上述结构，由于收集器的外径可设计成一个接近于收集容器内径的值，所以能提高进入具有收集器的收集容器中的被排放气体的接触效率。因此，就提高了被排放气体中产物的收集效率，同时被排放气体的流通率和预定的排空量能够被保持而没有影响气密密封室或真空泵内处理过程的进行。而且，由于收集器有选择地位于排气道或再生通道上，收集再生能够以在线方式实现，因此收集再生工作就简单化了。
气密密封室还包括一半导体制造设备等用的处理室。如果需要，还可以设置一从处理气体中去除毒性物质的排气处理设备。该真空泵最好包括一干燥泵，该泵在排气道内不使用润滑油以避免该处理室被反向扩散油产生污染。
根据本发明的第二个方案，提供一种收集装置，其中在收集容器中至少设置两个收集器以便同时在排气道内实现收集操作和在再生通道内实现再生操作。
对于上述结构，即使在长时间工作的情况下，由于它无需为收集器再生而停止设备和为更换准备一收集器，因此就能在气密密封室内实现连续稳定的操作。而且，它通过使用一适当设备以控制转换的定时，就容易使该系统完全自动化。
该收集器用作一温度收集器时，一热介质可从外部引入收集器内。液化气体(例如，液态氮)，冷却水或冷却剂的气化热被用作热介质。在另一种方法中，一热电元件(帕尔帖元件)，一脉冲管致冷器等被用在收集器内产生较低温度而自身没有任何热介质流过。
在和收集器情况相同的再生部件中，可以使用热介质，或者也可以使用一加热器，一热电元件，自然升温的等。在再生操作中，再生的热介质(一般为气体)可以为再生的气体等。另一方面，热介质和再生的气体可单独地回收。在后面的情况下，要单独地提供一再生介质通道。
一气缸可以控制和驱动收集器。在此情况下，一包括电磁阀和速度控制器的气动控制器可用来控制。而且，该气动控制器通过一继电器由一序列发生器或一控制信号来控制。
以全自动方式而不是人工操作对收集器进行控制的方法包括，例如，一种提供传感器的方法，该传感器用于检测收集器前的压力和收集器后的压力之间的压力差，如果所检测值达到一设定值，控制就能够实现，一个更实际的方法是预定一合适的控制时间。提供一排气道用作一再生通道时，由于收集时间与再生时间相同，再生能力最好设计成大于收集能力以便再生操作先于收集操作完成。
根据本发明的第三个方案，提供一种收集装置，其中密封件安装在阀门件的外周表面上以便向收集容器的内周表面扩展。阀门件处于停止状态(密封状态)时，密封件径向扩展以使该密封件与收集容器的内周表面形成紧密接触能够保证足够的气密密封。阀门件移动时，该密封件径向收缩以减小密封件从阀门件的外周表面的凸起部。因此，由阀门件移动时滑动产生的负荷就被减小，这样就增加了密封件的耐久性。
在本发明的一个最佳方案中，只有密封件被径向扩展时，密封件才与收集容器的内周表面形成压力接触。对于这样的上述结构，阀门件处于停止状态(密封状态)时，能够实现足够的气密密封。阀门件移动时，密封部的负荷就被最小化了。
根据本发明的第四个方案，提供一种收集装置，其中，阀门件包括通过向外挤压密封件而使密封件径向扩展的机构。由于具有上述结构，阀门件的内部能被有效地利用，因此就能获得一结构紧凑的收集器。
在本发明的一个最佳方案中，使密封件相对径向扩展的该机构移动一对相互面对的元件或一对具有锥形表面的元件以使它们能够相互远离和接近，该锥形表面相互面对，并具有一个在水平截面外延的V字形状。
对于上述结构，使一对元件机械地相互接近就能够容许密封件通过垂直表面或锥形表面径向扩展。而且，移动一对元件使其相互远离就能够容许密封件以其弹性力径向收缩。
根据本发明的第五个方案，提供一种收集装置，其中，它包括一排气道，通过真空泵将气密密封室抽成真空；一气密密封收集容器，具有一进气口和一出气口，并构成排气道的一部分；一收集器，位于收集容器内，吸附排放气体中的产物并将该产物从排放气体中去除；一节流阀部分，位于收集容器的吸气口，用于调节吸气口的排放气体的流量，以便排放气体流向收集器内部。
对于上述结构，在节流阀部分调节排放气体的流量，以便流向收集器的内部，经过进气口流入收集容器内，然后通过收集容器再次扩散和流动。因此，可以确保大部分排放气体与收集器形成接触，以提高收集效率，并没有显著地降低流通率。节流阀部分的开口区最好约为收集容器进气口的通道区的80％-90％。
根据本发明的第六个方案，提供一种收集装置，它包括一排气道，通过真空泵将气密密封室抽成真空；一气密密封收集容器，具有一进气口和一出气口，并构成排气道的一部分；一收集器，位于收集容器内，吸附排放气体中的产物并将该产物从排放气体中去除；一抑制器，位于收集容器的排气口，用于抑制排气口的排放气体的流量。
对于上述结构，流入收集容器的排放气体的流量能被抑制，因而无需从收集容器的出气口平滑流出。因此，排放气体就在收集容器内滞留较长时间，以此通过排放气体与收集器形成较长时间的接触，就能够提高收集效率。
在本发明的一个最佳方案中，收集器可包括一弧形收集表面的挡板。对于这样的结构，设置一弧形收集通道以增加排放气体中的气体分子与收集表面碰撞的概率，以此提高收集效率。
在此情况下，收集表面最好成弧形状，弧形的轴线横穿排气道。对于上述结构，具有弧形收集表面的挡板以相对简单的方式设置。
本发明的上述目的和其它目的、特征和效果从下面结合附图的描述中将会变得更清楚，所述附图举例展示了本发明的优选实施例。
图1是根据本发明第一实施例的具有收集装置的排空系统的系统图；图2A是图1所示的收集装置的侧剖视图；图2B是图2A所示的收集装置的部分放大视图；图3是图1所示的收集装置的正剖视图；图4是根据本发明第二实施例的收集装置的正剖视图；图5是根据本发明第三实施例的收集装置的正剖视图；图6是根据本发明第四实施例的具有收集装置的排空系统的系统图；图7是根据本发明第五实施例的具有收集装置的排空系统的系统图；图8是图7所示收集装置主要部分的剖视图；图9是沿图8中A-A线的剖视图；图10A是阀门件处于移动状态时，使位于图8所示的收集装置中的密封件径向扩展的机构的剖视图；图10B是阀门件处于停止状态(密封状态)时，使位于图8所示的收集装置中的密封件径向扩展的机构的剖视图；图11是根据本发明的使密封件径向扩展的第二机构的主要部分的剖视图；图12A是根据本发明的使密封件径向扩展的第三机构的剖视图；图12B是沿图12A中B-B线的剖视图；图13A是阀门件处于移动状态时，根据本发明的使密封件径向扩展的第四机构的剖视图；图13B是阀门件处于停止状态(密封状态)时，根据本发明的使密封件径向扩展的第四机构的剖视图；图14A是阀门件处于移动状态时，根据本发明的使密封件径向扩展的第五机构的剖视图；图14B是阀门件处于停止状态(密封状态)时，根据本发明的使密封件径向扩展的第五机构的剖视图；图15是图1至3中排空系统的收集效率和流通率的测量结果图；图16是常用排空系统的系统图。
下面参考附图将描述本发明实施例的一种收集装置。全部附图中相同或相对应的部件用相同或相对应的参考标号表示。
图1至3表示本发明第一实施例的一种收集装置。该收集装置10交叉延伸过排气道16和再生通道18，以便于通过真空泵14将气密密封室12抽成真空，再生通道18邻近排气道16设置。在该实施例中，真空泵14是一单级真空泵。另一方面，也可使用多级真空泵。从排放气体中去除毒性物质的排气处理设备20设置在真空泵14的下游。再生通道18具有清洗液体的管线22和干燥气体的管线24。在清洗液体管线22中，控制阀26a和26b分别设置在它的流入侧和排出侧。在干燥气体管线24中，控制阀28a和28b分别设置在它的吸气侧和排气侧。
如图2A和2B所示，该收集装置10包括一大致为圆筒型的收集容器32，其两端由挡板30气密密封，轴36沿收集容器32轴线贯穿收集容器32，收集器34安装在轴36上，位于收集容器32内，作为驱动器的气缸(未图示)使轴36沿收集容器32的轴线往复移动。与排气道16相通的进气管38和出气管40分别通过进气口38a和出气口40a与收集容器32连接。而且，收集容器32设有与清洗液体管线22相通的清洗液体进口42和清洗液体出口44，还设有与干燥气体管线24相通的干燥气体清洗口46和干燥气体排气口48。
一对圆盘状阀门件50、50固定在轴36上。每个阀门件50位于收集器34的两侧，其外径略微小于收集容器32的内径。如图2B所示，在每个阀门件50的整个外周表面上设有密封安装槽51，密封件52安装在密封安装槽51中。例如，一“O”型环或一盖封最好用作密封件52。每个密封件52具有这样的厚度，即密封件52安装在密封安装槽51中时，密封件52能被密封安装槽51和收集容器32的内周表面挤压。密封件52与收集容器32的内周表面的紧密接触能够密封收集容器32的内周表面和阀门件50的外周表面之间的空隙。将聚四氟乙烯等涂抹在收集容器32的内周表面上，就比较容易地滑动阀门件50，而且增强了抗化学性。
对于上述结构，收集容器32中的一对阀门件50、50之间形成了一个在其中容置有收集器34的气密密封收集/再生室54。收集器34位于和排气道16相对应的排气位置时，收集/再生室54就用作收集室，收集器34位于和再生通道18相对应的再生位置时，收集/再生室54就用作再生室。
因此，设置在阀门件50外周表面上的密封件52能够避免一部件从收集容器32的内周表面向内突出以便位于收集位置和再生位置之间。因此，即使收集器34的外径d1大致和收集容器32的内径d2相等，也不会阻止收集器34的移动。收集器34和收集容器32之间的空间非常小，以便旁流过收集器34而没有和收集器34接触的排放气体相对于全部流入气体的比例就会降低。这样就增加了收集效率。
一温度传感器(Tc)设置在收集器34的预定位置，一压力传感器(P)设置在排气道16上的收集器34的上游或下游。温度和压力差能够通过这些传感器测量出。
如图3所示，收集器34包括一对相互轴向相对安装在轴36上的端板56，和延伸于这些端板56之间的挡板58a，58b，58c。数块挡板58a，58b，58c(图3所示的实施例总共为六块板)以水平对称的模式设置，因此在相邻挡板之间，挡板58a和轴36之间，挡板58c和收集容器32内壁之间形成收集通道60a，60b，60c，60d，以便在收集容器32的上部和下部之间连通。在本实施例中，挡板58a，58b，58c的水平剖面大致呈半圆型，并与轴36同心设置。因此，收集通道60a，60b，60c，60d形成环绕轴36的旁路。
垂直延伸的导向部62设置在中心挡板58a，58b的上下端。挡板58a，58b，58c和端板56是由良好导热性能的材料制成。挡板58a，58b，58c与轴36一起经过端板56通过热流通被冷却。
轴36具有一通道64以冷却设在其中的热介质。包括如液态氮的液体、冷却空气或水的冷却热介质被供给到热介质通道64。
一对调节板68、68设置在收集容器32的进气口38a，组成一作为节流部的节流孔66以使进气口38a在宽度方向变窄。节流孔(节流部)66的宽度A设计成大致与最外端挡板58c的开口宽度相同。调节板68、68之间空隙的宽度A与进气管38的宽度B的比值A/B，即面积的缩减，大约为80％-90％。
因此下面将描述这样结构的收集装置的工作原理。如图2A所示，收集器34位于排气道16上的某一位置时，收集/再生室54用作收集室。冷却热介质，如液态氮流过轴36中的热介质通道64以冷却收集器34。
真空泵14工作时，从气密密封室12排放的气体经过排气道16流入收集容器32。排放气体流过进气管38，到达由调节板68、68形成的节流孔(节流部)66。该节流孔66减小了排放气体的气流宽度，同时提高了排放气体的流速。然后，排放气体流入收集容器32内。
流出节流孔66的排放气体流向下游，同时它的流动宽度正逐渐增大。一部分排放气体流过位于中心侧的收集通道60a，60b，60c。剩余的排放气体流过最外端的收集通道60d。沿着由挡板58a，58b，58c形成的弯曲收集通道60a，60b，60c流动的排放气体与挡板58a，58b，58c相撞击时就能被冷却。排放气体中容易凝固的组份就沉淀在其中，并吸附在挡板58a，58b，58c的内外表面上。
在本实施例中，由于排放气体的流动宽度能被节流孔66减小，流过中心侧的收集通道60a，60b，60c的排放气体对全部排放气体的比例就增大了。在位于外端的收集通道60d中，只有与收集容器32面对并经过加热以防止沉淀的挡板58c用于冷却排放气体。因此，收集通道60d的收集效率比其他收集通道60a，60b，60c的收集效率低。因而，整个收集器的收集效率的提高是通过增加流过中心侧的收集通道60a，60b，60c的排放气体对全部排放气体的比例来实现的。
而且，流出节流孔66的排放气体具有一个在宽度方向扩散的速度分量。因此，排放气体与收集器34上端的挡板58a，58b，58c内侧碰撞的概率增加了。这样就能提高整个收集器的吸附效率。
而且，在本实施例中，由于收集通道60a，60b，60c弯曲成弧形状，所排放气体中的气体分子与由挡板58a，58b，58c构成的收集表面相碰撞的概率就增加了，因此，气体分子的收集效率也就提高了。这种收集操作不仅对通过冷却收集气体分子有效，而且对通过吸收收集表面上的颗粒也有效。
除此之外，由于收集器34的外径d1设计成接近于收集容器32的内径d2值，旁路流过收集器34而没有与收集器34接触的排放气体对全部流入的排放气体的比例是很小的。因此，排放气体中产物的收集效率能被提高，同时还保持收集装置的流通性。本发明人曾做过一次收集NH4Cl的实验。实验结果表明，能够获得98％的收集效率。而且，该实验还证实在此情况下的流通性的水准是非常高的，而不会产生任何有关半导体制造设备操作的问题。
收集操作完成时，收集器34的冷却就停止了，气缸就工作以移动轴36，以此将收集器34移至再生通道18侧。在清洗液体管线22和干燥气体管线24与收集/再生室54相通的这样状态下，清洗液体就从清洗液体进口42流入收集/再生室54内。所收集的产物通过清洗液体的物理反应溶解到清洗液体中或从板上分离出来，然后随着清洗液体，从清洗液体出口44排放出去。因此，所收集的产物就能被去除。完成清洗过程之后，干燥气体，如N2气体，经过干燥气体净化口46提供给收集/再生室54，以此干燥收集器34和收集/再生室54的内部。然后，干燥气体从干燥气体排气口48被排放出去。完成干燥过程之后，收集器34就返回排气道16侧以便进行下一次的收集操作。
收集/再生室54通过安装在阀门件50上的密封件52一直保持气密密封状态，从而避免污染物在收集或再生操作时从外部进入排气道16中。
图4是根据本发明第二实施例的一种收集装置。在本实施例中，一对调节板72，72设置在收集容器32的出气口40a，构成作为一抑制器的节流孔70以抑制排放气体的流量。节流孔70减小出气口40a的宽度以抑制流过出气口40a的排放气体的流量。其它结构与本发明第一实施例的相同。
根据本发明的第二实施例，从气密密封室12中排放出的排放气体流入和流过收集容器32，并从出气口40a排出。此时，排放气体的流量通过节流孔70(抑制器)进行抑制。对于上述结构，排放气体停留在收集容器32内较长的一段时间。而且，除增加了流过位于中心侧的收集通道60a，60b，60c的排放气体的比例，和具有良好收集效率的上述效果之外，排放气体与收集器34中的挡板58a，58b，58c的内外表面上的收集表面的接触时间的延长能够进一步提高收集效率。
图5是根据本发明第三实施例的一种收集装置。该收集装置包括，取代第二实施例中节流孔(节流部)66的流量控制气体出口80，它设置在收集容器32中进气口38a的左右壁上以用于在垂直于排放气体气流的方向提供一流量控制气体。流量控制气体出口80与一流量控制气体源相连接，该流量控制气体源在一预定压力和流速条件下提供如氮气这样的惰性气体。由流量控制气体出口80提供的流量控制气体的压力和流速设定成能使该流量控制气体仅仅流过最外面的收集通道60d。其它结构与本发明第二实施例的相同。
根据该实施例，由气密密封室12排放出的排放气体与具有一预定压力和流速并在收集容器32的进气口38a与左右侧的流量控制气体出口80流出的流量控制气体一起流入收集容器32中。因此，排放气体主要流过中心侧的收集通道60a，60b，60c，就几乎不可能流过最外端的收集通道60d。另一方面，流量控制气体主要流过最外端的收集通道60d，就几乎不可能流过位于收集通道60d内侧的收集通道60a，60b，60c。
因此，由于排放气体几乎不可能流过基本上没有收集能力的收集容器32壁侧的最外端收集通道60d，因此就能避免收集效率的降低。正如第二实施例的情况一样，在排放气体流过收集容器32并从出气口40a排出时，除了因为通过节流孔(抑制器)70抑制流量而产生排放气体在收集容器32内停留较长时间的效果外，第三实施例的上述效果也能进一步提高收集效率。
图6是根据本发明第四实施例的一种收集装置。在该收集装置10中，再生位置设置在收集容器32的排气位置的两侧。排气道16与排气位置相连接，再生通道18与两个再生位置相连接。轴36具有两个收集器34、34和三个分别设置在左边收集器34的左侧，右边收集器34的右侧和收集器34，34之间的阀门件50、50，50。密封件52安装于设置在每个阀门件50外周表面上的密封安装槽51中(见图2B)。因此，三个阀门件50、50，50和收集容器32的内壁形成两个由密封件52各自气密密封的收集/再生室54，54。
在本实施例中，具有控制阀26a，26B的清洗液体管线22联合具有控制阀28a，28b的干燥气体管线24，然后该联合管线被分支成两条能够进入收集装置10的再生通道18，18。分支再生通道在收集装置10的下游端相互联合，然后该联合的通道被分支成清洗液体管线22和干燥气体管线24。控制阀82a，82b，84a，84b设置在再生通道18，18上方的收集装置10的上游和下游上。
根据本实施例，在图6所示的状态下，左边收集器34位于左侧再生通道18上，并被再生。右边收集器34位于排气道16的下面，并实现收集操作。此后，轴36被移动以使左边收集器34位于排气道16的下面，并实现收集操作，右边收集器34位于右侧再生通道18上，并被再生。因此，再生操作和收集操作之间的转换能够容许产生一连续的收集操作，即使在操作持续很长时间的情况下，也无需停止该设备以再生收集器34和准备一收集器来替换，并能容许气密密封室12进行连续处理。
图7至10B是根据本发明第五实施例的一种收集装置。图7至10B所示的收集装置10的结构基本上与图6所示的收集装置的结构相同。特别是，再生位置设置在收集容器32的排气位置的两侧。排气道16与排气位置相连接，再生通道18与两个再生位置相连接。轴36具有两个收集器34、34和三个分别设置在左边收集器34的左侧，右边收集器34的右侧和收集器34，34之间的阀门件50、50，50。密封件52安装于设置在每个阀门件50外周表面上的密封安装槽51中。因此，三个阀门件50、50，50和收集容器32的内壁形成两个由密封件52各自气密密封的收集/再生室54，54。
在本实施例中，具有控制阀26a，26b的清洗液体管线22和具有控制阀28a，28b的干燥气体管线24分别与收集装置10相连接。在本实施例中，收集器34的外径设计成一个接近于收集容器32的内径值。因此，如图9所示，间隙d就可以做得更小以提高收集效率。
详细地如图10A和10B所示，阀门件50具有一对圆盘90，92。圆盘90，92可以移动至这样的一个方向，通过作为驱动器的气缸(未图示)的驱动以移动和往复移动轴36(见图7至9)，从而使圆盘90，92能够相对地形成相互接触或相互分离。其中的一个圆盘，圆盘90具有一个延向另一个圆盘92的圆柱部94。一具有尖塔剖面形状的活动环96与圆柱部94的外周表面形成宽松的接合。而且，一密封垫98置于圆盘90，92之间，从而使密封垫98能够位于圆柱部94的内周表面上。
而且，在与活动环96的锥形表面96a相面对的圆盘90的这部分设置一锥形表面90a，在此状态下，一锥形表面90a和96a形成的一空间向外变宽以便在水平剖面上形成一“V”字形状。在与活动环96的另一个锥形表面96b相面对的圆盘92的这部分设置一锥形表面92a，在此状态下，一锥形表面92a和96b形成的一空间向外变宽以便在水平剖面上形成一“V”字形状。设置两个密封件52，52以分别地邻靠相互面对的锥形表面90a和96a以及相互面对的锥形表面92a和96b。
因此，如图10A所示，一对圆盘90，92移动相互远离时，其中的一个密封件52就被容置在由锥形表面90a和96a所包围成的区域中，另一个密封件52就被容置在由锥形表面92a和96b所包围成的区域中。在此情况下，密封件52就能被容置以使密封件52的外周表面轻度地外突。然后，一对圆盘90，92移动相互靠近时，如图10B所示，密封件52就压靠锥形表面90a，96a，92a，96b，并因此径向扩展，这样其中的一个密封件52与三个表面，锥形表面90a，96a和收集容器32的内周表面形成紧密接触，和所谓三角形槽的情况一样。同样，另一个密封件52也与三个表面，锥形表面92a，96b和收集容器32的内周表面形成紧密接触。因此，就能实现可靠的密封和双重的密封结构。
在本实施例中，收集操作和再生操作基本上和图6所示的第四实施例一样以相同的方式实现。然而，在驱动气缸(未图示)以移动轴36之前，阀门件50的圆盘90，92移动相互远离，这样密件52就能分别地容置在锥形表面90a，96a所包围成的区域中，及锥形表面92a，96B所包围成的区域中。轴36被移动后，一对圆盘90，92就移动相互靠近，这样密封件52就分别地压靠锥形表面90a，96a和锥形表面92a，96b，以此就能被径向扩展。因此，密封件52就能分别地与三个表面，锥形表面90a，96a和收集容器32的内周表面，还与三个表面，锥形表面92a，96b和收集容器32的内周表面形成紧密接触以实现密封功能。
如上所述，密封件52能被径向扩展，并与收集容器32的内周表面形成紧密接触，因此在阀门件50处于停止状态(密封状态)时，能够充分地实现气密密封功能。而且，在阀门件50移动时，密封件52能径向收缩以减弱阀门件50外周表面的突出度。因此，阀门件50移动时滑动产生的密封件52的摩擦和密封件52通过不同区段如进气管38、出气管40、清洗液体进口42、清洗液体出口44、干燥气体清洗口46和干燥气体排气口48时碰撞所产生的负荷能被减小，这样就能增强密封件52的耐用性。
在本实施例中，设置了一双重密封结构。然而，本实施例中使用的活动环可以省略以形成一单密封结构，该单密封件设置在一对圆盘的各自锥形表面之间。
图11是第五实施例的第二个修改实施例。如图11所示，密封件52能被径向扩展。在图11中，阀门件50在其中设有一气流槽50a，该气流槽50a经过通孔50b与设置在阀门件50外周表面上的密封安装槽51相连通。在本修改实施例中，阀门件50处于停止状态时(密封状态)，一加压气体流入气流槽50a以将密封件52外压，并由于气压的作用使密封件52径向扩展，以此密封件与收集容器32的内周表面形成紧密接触。阀门件50移动时，就停止气体的进入，密封件52就由于密封件52弹性力的作用而径向收缩以减小其外突程度，因此就能减小滑动产生的密封件52上的负荷。
图12A和12B是第五实施例的第三个修改实施例。如图12A和12B所示，密封件52能被径向扩展。一环状周形槽100a设置在圆盘状体100的外周表面上，一半对开的双金属片102宽松地与周形槽100a的内部相接合以构成一阀门件50。例如，双金属片102通过加热或提供电流就能向外张开。在本修改实施例中，阀门件50处于停止状态(密封状态)时，双金属片102被加热或提供一电流，以此具有力F向外张开。因此，密封件52通过双金属片102的力F向外挤压和径向扩展，以此与收集容器32的内周表面形成紧密接触。然后在阀门件50移动时，就停止加热或提供电流，密封件52就由于密封件52弹性力的作用而径向收缩以减小其外突程度，因此就能减小滑动产生的密封件52上的负荷。
图13A和13B是第五实施例的第四个修改实施例。如图13A和13B所示，密封件52能被径向扩展。在图13A和13B中，显示了图8所示的所有三个阀门件50。每个阀门件50包括一对圆盘110，112。位于左侧的阀门件50和位于右侧的阀门件50设有一个介于圆盘110，112之间的弹簧114以便一力作用于圆盘110，112上而使圆盘110，112移动相互远离。因此，圆盘110，112通过弹簧114的弹力和驱动作为驱动器的气缸以使轴36往复移动(见图8)就能实现相对的相互远离或靠近的移动。
一环116设置在圆盘110，112之间的位置上。密封件52分别地设置在环116和圆盘110，112之间的位置上。而且，一密封垫118设置在圆盘110，112之间。
如图13A所示，在一对圆盘110，112移动相互远离的状态下，密封件52分别地容置在由环116的两侧和圆盘110，112形成而没有塌陷的区域中。特别是，密封件52不会与收集容器32的内周表面形成接触，在自由状态下被容置。然后一对圆盘110，112移动相互靠近，如图13B所示，密封件52分别被环116和圆盘110，112挤压，以此被径向扩展，因此就能使每个密封件52的外周表面与收集容器32的内周表面形成紧密接触。从而就能实现可靠的密封和双重密封的结构。
在本修改实施例中，在驱动气缸(未图示)以移动轴36(见图8)前，在每个阀门件50上的圆盘110，112就被移动相互远离，这样密封件就在自由状态下分别地容置在由环116的两侧和圆盘110，112形成的区域中。轴36被移动后，一对圆盘110，112就被移动相互靠近，这样密封件52就分别地被环116和圆盘110，112挤压，以此被径向扩展。因此就能使每个密封件52的外周表面与收集容器32的内周表面形成紧密接触以实现密封功能。
如上所述，密封件52能被径向扩展，并与收集容器32的内周表面形成紧密接触，因此在阀门件50处于停止状态(密封状态)时，能够充分地实现气密密封功能。而且，在阀门件50移动时，密封件52上的负荷能被减至最小化，，这样就能增强密封件52的耐用性。
图14A和14B是第五实施例的第五个修改实施例。如图14A和14B所示，密封件52能被径向扩展。密封件52即所谓的帽状密封件包括一O型环120和一覆盖O型环120外周部并保护O型环120的覆盖件122。帽状密封件具有良好的耐用性。其它结构与图13A和13B所示的结构相同。
如图14A所示，在一对圆盘110，112移动相互远离的状态下，密封件52分别地容置在由环116的两侧和圆盘110，112形成而没有塌陷的区域中。在一对圆盘110，112移动相互靠近时，如图14B所示，密封件52分别被环116和圆盘110，112挤压，以此被径向扩展，因此就能使每个密封件52的外周表面与收集容器32的内周表面形成紧密接触。从而就能实现可靠的密封和双重密封的结构。
(实例)在图1至3所示的一种收集装置中，由调节板68、68限定的节流孔(节流部)的宽度Ax长度为46x125mm(实例1)，46x95mm(实例2)，和46x75mm(实例3)，最外端的挡板58c的外径D为117mm，长度为61mm。在该收集装置中，测定NH4Cl的收集效率和流通率。在这样的情况下，提供25C°的水作为冷却液体以流速2.5L/min进入轴36内的热介质通道64中。
因此，在实例1中，收集效率为80％，起始阶段的流通率为34，200L/min，收集操作后为27，500L/min。在实例2中，收集效率为83％，起始阶段的流通率为32，100L/min，收集操作后为26，800L/min。在实例3中，收集效率为88％，起始阶段的流通率为30，200L/min，收集操作后为24，200L/min。这些结果如图15所示。
如上所述，根据本发明，就能提高流入具有收集器的收集容器内的排放气体的接触效率。因此，能够提高排放气体中产物的收集效率，同时又能保持排放气体的流通率。因此，在使用该收集装置的排空系统中，能够延长真空泵的使用寿命，保护毒性物质去除设备以提高操作的可靠性而不影响真空泵的工作性能，这样就能降低整个系统的设备制造成本和运行成本。
虽然本发明的一定数量的实施例已被图示和详细描述，但是应该明白可以对此作出各种变化和修改而没有脱离后面权利要求所限定的保护范围。
权利要求
1．一种收集装置，它包括一排气道，用于通过真空泵将气密密封室抽成真空；一气密密封收集容器，交叉延伸通过上述排气道和邻设于上述排气道的再生通道；一收集器，位于上述收集容器中以吸附被排放气体中的产物，并从被上述排放气体中去除上述产物，上述收集器有选择地位于上述排气道或上述再生通道上；一阀门件，位于上述收集器的两侧，可与上述收集器一体移动；一密封件，安装在上述阀门件的外周表面上，以便上述收集器被移动时能够在上述收集容器的内周表面上滑动。
2．如权利要求1所述的一种收集装置，其特征在于在上述收集容器中至少设置两个收集器以便同时在上述排气道内实现收集操作和在上述再生通道内实现再生操作。
3．如权利要求1所述的一种收集装置，其特征在于上述密封件安装在上述阀门件的外周表面上以便向上述收集容器的内周表面扩展。
4．如权利要求3所述的一种收集装置，其特征在于只有上述密封件被径向扩展时，上述密封件才与上述收集容器的内周表面形成压力接触。
5．如权利要求3所述的一种收集装置，其特征在于上述阀门件包括通过向外挤压上述密封件而使上述密封件径向扩展的机构。
6．如权利要求5所述的一种收集装置，其特征在于使上述密封件相对径向扩展的上述机构移动一对相互面对的元件或一对具有锥形表面的元件以使它们能够相互远离和接近，上述锥形表面相互面对，并具有一个在水平截面外延的V字形状。
7．一种收集装置，它包括一排气道，通过真空泵将气密密封室抽成真空；一气密密封收集容器，具有一进气口和一出气口，并构成上述排气道的一部分；一收集器，位于上述收集容器内，吸附排放气体中的产物并将上述产物从上述排放气体中去除；一节流阀部分，位于上述收集容器的吸气口，用于调节上述吸气口的排放气体的流量，以便上述排放气体流向上述收集器内部。
8．如权利要求7所述的一种收集装置，其特征在于上述收集器包括一具有弯曲收集表面的挡板。
9．如权利要求8所述的一种收集装置，其特征在于上述收集表面是弧形状，上述弧形的轴线穿过上述排气道。
10．一种收集装置，它包括一排气道，通过真空泵将气密密封室抽成真空；一气密密封收集容器，具有一进气口和一出气口，并构成上述排气道的一部分；一收集器，位于位于收集容器内，吸附排放气体中的产物并将上述产物从上述排放气体中去除；一抑制器，位于上述收集容器的排气口，用于抑制上述排气口的排放气体的流量。
11．如权利要求10所述的一种收集装置，其特征在于上述收集器包括一具有弧形收集表面的挡板。
12．如权利要求11所述的一种收集装置，其特征在于上述收集表面是弧形状，上述弧形的轴线穿过上述排气道。
全文摘要
一种收集装置,它包括:一排气道,用于通过真空泵将气密密封室抽成真空;一气密密封收集容器,延伸过排气道和邻设于排气道的再生通道;一收集器,位于收集容器中以吸附被排放气体中的产物,并从被排放气体中去除该产物,该收集器有选择地位于排气道或再生通道上;一阀门件,位于收集器的两侧,可与收集器一体移动:一密封件,安装在阀门件的外周表面上,以便收集器被移动时能够在收集容器的内周表面上滑动。
文档编号C23C16/44GK1284613SQ0012628
公开日2001年2月21日 申请日期2000年8月3日 优先权日1999年8月3日
发明者野村典彦 申请人:株式会社荏原制作所