一种管路清洗设备以及系统的制作方法

1.本技术涉及半导体制造设备技术领域，具体涉及一种管路清洗设备以及系统。


背景技术：

2.在化学液体的混合、调配、输送过程中，必然经过管路，通常这样的管路，为了避免氧化等其他化学反应造成污染,通常使用pp、pvc、等的塑料管路。
3.半导体制造设备在使用过程中,各类化学液体的颗粒会发生沉积、粘连管路的现象，甚至出现污染设备的问题，管路的污染最后导致半导体等制程的偏差。
4.由于半导体生产车间为无尘洁净车间，对机械设备的使用有严格要求，一般的清洗设备具有水泵或空气压缩机的结构，个别使用燃油驱动，这一类设备并不能在车间内使用。
5.目前解决的方法就是定期更换管路，或者定期管路浸泡其他清洁化学液体等方式，但是其中的阀门内的细小角落依然无法解决，除非一起更换管路及阀门。


技术实现要素：

6.本实用新型主要解决的技术问题是半导体制造设备中管路清洗困难的技术问题。
7.根据本技术的一方面，一种实施例中提供一种管路清洗设备，包括液体存储系统、气体存储系统、第一管路及阀门系统以及第二管路及阀门系统；
8.液体存储系统用于与液体供应系统连通，存储液体供应系统提供的液体；
9.气体存储系统用于与气体供应系统连通，存储气体供应系统提供的气体；气体供应系统用于提供预设气压的气体；其中，预设气压大于一个大气压；
10.液体存储系统和气体存储系统均通过第一管路及阀门系统连接外部的待清洗设备；液体存储系统和气体存储系统均通过第二管路及阀门系统与气体供应系统连通；
11.在气体供应系统提供的预设气压的气体的驱动下，液体存储系统存储的液体和气体存储系统存储的气体在第一管路及阀门系统中汇合并输出给外部的待清洗设备。
12.在一种可能实现的方式中，管路清洗设备还包括第三管路及阀门系统；液体存储系统包括密封的液体存储腔以及液位传感器；液体供应系统通过第三管路及阀门系统与液体存储腔连通；
13.液位传感器用于检测液体存储腔内液体的液位，在液位小于预设液位阈值时输出第一液位信号，在液位大于预设液位阈值时输出第二液位信号；
14.在第一液位信号的触发下，第三管路及阀门系统将液体供应系统与液体存储腔连通，使得液体存储腔获得液体供应系统提供的液体；在第二液位信号的触发下，第三管路及阀门系统将液体供应系统与液体存储腔断开。
15.在一种可能实现的方式中，液体存储系统还包括第一泄压阀，第一泄压阀设于液体存储腔上，第一泄压阀用于在液体存储腔内的压强大于第一泄压阈值时，对液体存储腔进行泄压。
16.在一种可能实现的方式中，第三管路及阀门系统包括第一阀门与第二阀门；液体供应系统包括负压产生装置和液体容器；负压产生装置通过第一阀门与液体存储腔连通；液体存储腔通过第二阀门与液体容器连通；
17.在第一液位信号的触发下，第一阀门与第二阀门开启，从而将负压产生装置、液体存储腔和液体容器三者连通，负压产生装置降低液体存储腔内的压强，使得液体存储腔通过压差从液体容器中吸取液体；在第二液位信号的触发下，第一阀门与第二阀门关闭，从而将负压产生装置、液体存储腔和液体容器三者断开。
18.在一种可能实现的方式中，气体存储系统包括密封的气体存储腔以及压力传感器；气体供应系统通过第二管路及阀门系统与气体存储腔连通；
19.压力传感器用于检测气体存储腔内气体的气压，在气压小于预设腔内气压阈值时输出第一气压信号，在气压大于预设腔内气压阈值时输出第二气压信号；
20.在第一气压信号的触发下，第二管路及阀门系统将气体供应系统与气体存储腔连通，使得气体存储腔获得气体供应系统提供的气体；在第二气压信号的触发下，第二管路及阀门系统将气体供应系统与气体存储腔断开。
21.在一种可能实现的方式中，气体存储系统还包括第二泄压阀，第二泄压阀设于气体存储腔上，第二泄压阀用于在气体存储腔内的压强大于第二泄压阈值时，对气体存储腔进行泄压。
22.在一种可能实现的方式中，第二管路及阀门系统包括第三阀门以及第四阀门；液体存储腔通过第三阀门与气体供应系统连通，气体存储腔通过第四阀门与气体供应系统连通。
23.在一种可能实现的方式中，第一管路及阀门系统包括第五阀门与第六阀门，气体存储腔通过第五阀门与待清洗设备连通，气体存储腔通过第六阀门与待清洗设备连通。
24.根据本技术的一方面，一种实施例中提供一种管路清洗系统，包括气体供应系统、液体供应系统以及第一方面以及第一方面任一种可能实现的方式中所描述的管路清洗设备；管路清洗设备包括液体存储系统、气体存储系统、第一管路及阀门系统以及第二管路及阀门系统；
25.液体存储系统用于与液体供应系统连通，存储液体供应系统提供的液体；
26.气体存储系统用于与气体供应系统连通，存储气体供应系统提供的气体；气体供应系统用于提供预设气压的气体；其中，预设气压大于一个大气压；
27.液体存储系统和气体存储系统均通过第一管路及阀门系统连接外部的待清洗设备；液体存储系统和气体存储系统均通过第二管路及阀门系统与气体供应系统连通；
28.在气体供应系统提供的预设气压的气体的驱动下，液体存储系统存储的液体和气体存储系统存储的气体在第一管路及阀门系统中汇合并输出给外部的待清洗设备。
29.在一种可能实现的方式中，气体供应系统提供的气体为氮气或空气。
30.依据上述实施例的管路清洗设备以及系统，利用高于大气压的压力驱动气体与液体同时向待清洗设备进行清洗，使得待清洗设备的待清洗管路发生震动，从而使得待清洗管路上的沉积颗粒脱落，气体以及液体两种不同重量的流体，在融合后可以对待清洗管路的死角进行冲刷撞击，有效实现清洗作用，同时流体将脱落的颗粒带走，最终完成清洗。
附图说明
31.图1为一种实施例提供的一种管路清洗设备以及系统的结构示意；
32.图2为一种实施例提供的另一种管路清洗设备以及系统的结构示意。
33.附图标记：1-液体存储系统；10-液体存储腔；11-液位传感器；12-第一泄压阀；2-气体存储系统；20-气体存储腔；21-压力传感器；22-第二泄压阀；31-第一阀门；32-第二阀门；33-第三阀门；34-第四阀门；35-第五阀门；36-第六阀门；301-第一管路及阀门系统；302-第二管路及阀门系统；303-第三管路及阀门系统；4-待清洗设备；5-液体供应系统；51-液体容器；52-负压产生装置；6-气体供应系统。
具体实施方式
34.下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本技术的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
35.另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式，各实施例所涉及的操作步骤也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的组成和/或顺序。
36.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
37.在半导体制造领域中，生产车间为无尘室，一般的发电机、空气压缩机或加压水泵等机械设备，并不能在生产车间内使用，因此，市面上利用上述机械设备的清洗设备均不能应用到生产车间内。对于车间内的生产设备，在需要进行管路清洗时，多采用拆卸管路与阀门进行的方式，效率较低，且多次拆卸对设备的运行稳定性也有一定影响。
38.实施例一：
39.请参考图1，本实施例提供一种管路清洗系统以及管路清洗设备，管路清洗系统包括气体供应系统6、液体供应系统5以及管路清洗设备。管路清洗设备包括液体存储系统1、气体存储系统2、第一管路及阀门系统301以及第二管路及阀门系统302。
40.液体存储系统1用于与液体供应系统5连通，存储液体供应系统5提供的液体。
41.气体存储系统2用于与气体供应系统6连通，存储气体供应系统6提供的气体。气体供应系统6用于提供预设气压的气体；其中，预设气压大于一个大气压。
42.液体存储系统1和气体存储系统2均通过第一管路及阀门系统301连接外部的待清洗设备4；液体存储系统1和气体存储系统2均通过第二管路及阀门系统302与气体供应系统6连通。
43.在气体供应系统6提供的预设气压的气体的驱动下，液体存储系统1存储的液体和
气体存储系统2存储的气体在第一管路及阀门系统301中汇合并输出给外部的待清洗设备4。
44.具体地，在待清洗设备4的待清洗管路需要清洗时，通过第一管路及阀门系统301连接待清洗管路，在气体存储系统2存储好预设容量(或气压)的气体以及液体存储系统1存储好预设容量的液体后，通过气体供应系统6提供的气压作为驱动力，使得两种不同密度的流体通过第一管路及阀门系统301中汇合并输出到待清洗管路中。两种流体在高压(大于一个大气压)下形成喷射环流，喷射环流一方面冲刷待清洗管路的管路内部以及阀门死角，另一方面使得待清洗管路发生震动，待清洗管路上的化学颗粒会被震落并被喷射环流带走，从而实现对待清洗管路的清洗。
45.基于无尘生产车间的要求，在实际应用中，气体供应系统6可以是生产车间内任一气体供应源，例如是氮气气罐或惰性气体气罐或空气气罐，这一类气罐内气体一般都是通过加压注入罐体内，能提供大于大气压的气体供应。又或者是车间内现有的气体供应源。液体供应系统5可以是生产车间内任一液体供应源，例如是冷却水系统中的水，或者是水罐、水槽内的水，可以通过气压、虹吸、负压或高度差等方式输送至液体存储系统1，以摆脱水泵等机械设备的要求。
46.在一种可能实现的方式中，如图1与图2所示，管路清洗设备还可以包括第三管路及阀门系统303；液体存储系统1包括密封的液体存储腔10以及液位传感器11；液体供应系统5通过第三管路及阀门系统303与液体存储腔10连通。
47.液位传感器11用于检测液体存储腔10内液体的液位，在液位小于预设液位阈值时输出第一液位信号，在液位大于预设液位阈值时输出第二液位信号。液位传感器11的具体实现方式并不限制，可以采用音叉震动式、磁浮式、压力式、超声波、声呐波，磁翻板、雷达等可用的类型。
48.在第一液位信号的触发下，第三管路及阀门系统303将液体供应系统5与液体存储腔10连通，使得液体存储腔10获得液体供应系统5提供的液体；在第二液位信号的触发下，第三管路及阀门系统303将液体供应系统5与液体存储腔10断开。
49.为了保证清洗的效率，每次清洗需要达到预设液位对应的液体容量，避免反复向液体存储腔10提供液体。具体预设液位可以根据待清洗设备4而定，通过调节不同的预设液位阈值，可以实现调节每次液体供应系统5向液体存储腔10提供的液体的容量，并通过液位传感器11进行实时检测，从而根据液位信号控制第三管路及阀门系统303的通断。
50.在一种可能实现的方式中，液体存储系统1还可以包括第一泄压阀12，第一泄压阀12设于液体存储腔10上，第一泄压阀12用于在液体存储腔10内的压强大于第一泄压阈值时，对液体存储腔10进行泄压。在气体供应系统6提供预设压力的气体驱动液体存储腔10的液体向待清洗设备4进行清洗的过程中，为了避免压力过大的不良影响，液体存储腔10通过第一泄压阀12进行即时泄压，可以针对待清洗设备4可以承受的压力进行调节第一泄压阈值。通过第一泄压阀可以调整液体存储系统1中输出到待清洗设备4的最大压力。第一泄压阀可以安装在液体存储腔10的上方，高于内部液面。
51.气体供应系统6通过气罐的形式可以满足压力要求，且不需要空气压缩机等机械设备，对于液体供应系统5，理想的情况是采用自来水等具有一定压力的液体供应源，从而摆脱水泵等机械设备的限制，但是在生产车间中，并不便于通过外接管路连接自来水供应
源。
52.在一种可能实现的方式中，如图2所示，第三管路及阀门系统303可以包括第一阀门31与第二阀门32；液体供应系统5可以包括负压产生装置52和液体容器51；负压产生装置52通过第一阀门31与液体存储腔10连通；液体存储腔10通过第二阀门32与液体容器51连通。
53.在第一液位信号的触发下，第一阀门31与第二阀门32开启，从而将负压产生装置52、液体存储腔10和液体容器51三者连通，负压产生装置52降低液体存储腔10内的压强，使得液体存储腔10通过压差从液体容器51中吸取液体；在第二液位信号的触发下，第一阀门31与第二阀门32关闭，从而将负压产生装置52、液体存储腔10和液体容器51三者断开。
54.如图2所示，液体供应系统5可以采用液体容器51盛装液体，通过人工或者设备均可向液体容器51增加液体，在一种实际应用中，液体容器51的水平高度可以设置为高于液体存储腔10，这样可以通过重力的作用向液体存储腔10提供液体，但是每次向液体容器51中补给液体相对劳动强度大，同时存在安全隐患。
55.在本实施例中，液体容器51与液体存储腔10的底部连通，通过在液体存储腔10顶部设置负压产生装置52，利用负压产生装置52在液体存储腔10内形成负压，在大气压的作用下，液体容器51内的液体会被吸取到液体存储腔10内，从而使得液体容器51设置的位置不受限制，安全系数也高。
56.例如，液体容器51可以是水槽，负压产生装置52可以是真空发生器，操作人员可以便捷向液体容器51增添液体，保证向液体存储腔10的供应。当需要供应液体时，第一阀门31与第二阀门32开启，随着负压产生装置52降低液体存储腔10内的压强，使得液体存储腔10通过压差从液体容器51中吸取液体。
57.在一种可能实现的方式中，气体存储系统2可以包括密封的气体存储腔20以及压力传感器21；气体供应系统6通过第二管路及阀门系统302与气体存储腔20连通。
58.压力传感器21用于检测气体存储腔20内气体的气压，在气压小于预设腔内气压阈值时输出第一气压信号，在气压大于预设腔内气压阈值时输出第二气压信号。
59.预设腔内气压阈值小于气体供应系统6提供气体的最小气压，当气体供应系统6采用气罐的形式时，气罐提供的气压一般是一个范围值，例如，当气体供应系统6提供气体的预设气压为2.5-3mpa时，预设腔内气压阈值可以为2mpa，以保证第二气压信号可以被触发。
60.在第一气压信号的触发下，第二管路及阀门系统302将气体供应系统6与气体存储腔20连通，使得气体存储腔20获得气体供应系统6提供的气体；在第二气压信号的触发下，第二管路及阀门系统302将气体供应系统6与气体存储腔20断开。
61.在一种可能实现的方式中，气体存储系统2还包括第二泄压阀22，第二泄压阀22设于气体存储腔20上，第二泄压阀22用于在气体存储腔20内的压强大于第二泄压阈值时，对气体存储腔20进行泄压。在气体供应系统6提供预设压力的气体驱动时，为了避免压力过大的不良影响，气体存储腔20通过第二泄压阀22进行即时泄压，可以针对待清洗设备4可以承受的压力进行调节第二泄压阈值。
62.在一种可能实现的方式中，第二管路及阀门系统302包括第三阀门33以及第四阀门34；液体存储腔10通过第三阀门33与气体供应系统6连通，气体存储腔20通过第四阀门34与气体供应系统6连通。和/或，第一管路及阀门系统301包括第五阀门35与第六阀门36，气
体存储腔20通过第五阀门35与待清洗设备4连通，气体存储腔20通过第六阀门36与待清洗设备4连通。
63.例如，在第一气压信号的触发下，第五阀门35关闭、第四阀门34打开，将气体供应系统6与气体存储腔20连通，使得气体存储腔20获得气体供应系统6提供的气体；在第二气压信号的触发下，第五阀门35关闭、第四阀门34关闭，将气体供应系统6与气体存储腔20断开，气体存储腔20实现气体的存储。
64.又例如，如图2所示，操作人员通过按键或开关等方式触发准备信号以及清洗信号，在清洗信号的触发下，第三阀门33至第六阀门36四个阀门均打开，气体供应系统6通过第三阀门33与第四阀门34同时向气体存储腔20以及液体存储腔10提供高压气体，驱动气体存储腔20以及液体存储腔10内的气体以及液体通过第五阀门35以及第六阀门36输出至待清洗设备4。当清洗信号停止后，在准备信号的触发下，第三阀门33、第五阀门35以及第六阀门36关闭，第一阀门31、第二阀门32以及第四阀门34打开，气体供应系统6向气体存储腔20提供气体，液体容器51向液体存储腔10提供液体。
65.在提供气体以及液体的过程中，当气体存储腔20内气压大于预设腔内气压时，在第二气压信号的触发下，第四阀门34以及第五阀门35关闭，将气体供应系统6与气体存储腔20断开。当液体存储腔10内液体的液位高于预设液位时，在第二液位信号的触发下，第一阀门31与第二阀门32关闭，从而将负压产生装置52、液体存储腔10和液体容器51三者断开。
66.实施例二：
67.本实施例提供一种管路清洗方法，应用于实施例一所描述的管路清洗设备以及系统中，包括：
68.步骤1：根据待清洗设备4的最大承受压力，调整管路清洗设备以及系统的工作参数。
69.具体地，获取待清洗设备4的最大承受压力，根据最大承受压力调节气体供应系统6的预设气压，或者调节第一泄压阀12的第一泄压阈值以及第二泄压阀22的第二泄压阈值。其中，最大承受压力大于预设气压、第一泄压阈值以及第二泄压阈值。工作参数至少包括预设气压、第一泄压阈值以及第二泄压阈值。
70.步骤2：获取准备信号，控制气体供应系统6向气体存储系统2提供气体，和/或，控制液体供应系统5向液体存储系统1提供液体。
71.具体地，准备信号可以由操作人员触发或设备通电后自触发或者在步骤1执行完成后触发。在准备信号的触发下，获取液体存储腔10的液位以及气体存储腔20内的气压，当气体存储腔20内的气压小于预设腔内气压，在第一气压信号的触发下，控制第一管路及阀门系统301以及第二管路及阀门系统302的通断，控制气体供应系统6向气体存储系统2提供气体；当液体存储腔10内的液位小于预设液位，在第一液位信号的触发下控制第一管路及阀门系统301以及第三管路及阀门系统303的通断，控制液体供应系统5向液体存储系统1提供液体。
72.步骤3：获取气体存储腔20内的气压以及液体存储腔10内的液位，确定设备以及系统完成准备阶段。
73.具体地，当气体存储腔20内的气压大于预设腔内气压，以及液体存储腔10内的液位大于预设液位，在第二气压信号以及第二液位信号的触发下，控制气体供应系统6停止向
气体存储系统2提供气体，控制液体供应系统5停止向液体存储系统1提供液体。
74.步骤4：获取清洗信号，控制管路清洗设备以及系统对待清洗设备4进行清洗。
75.具体地，获取操作人员触发的清洗信号，控制第一管路及阀门系统301以及第二管路及阀门系统302的通断，控制气压供应系统同时向气体供应系统6以及液体供应系统5提供气体，以使得气体以及液体在第一管路及阀门系统301中汇合并输出给外部的待清洗设备4。完成步骤4后进入待机或者执行步骤1或者执行步骤2。
76.上述管路清洗方法中，第一管路及阀门系统301至第三管路及阀门系统303的各个阀门的通断过程可以参照实施例一中的说明，在此不再重复。本管路清洗方法具有实施例一所描述的管路清洗设备以及系统的技术效果，在此不再重复描述。
77.在实施例一以及实施例二中的各个阀门均可以采用电控阀门或其他可被控制的阀门，通过处理器或单片机等具有控制处理能力的器件或设备，对液位传感器以及压力传感器进行信号获取，并根据这些信号进行阀门控制，以实现气体以及液体的获取以及对待清洗设备的清洗。具体如何实现上述控制过程并不是本技术的需要解决的技术问题，在此不展开描述。
78.以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。