一种气体制备设备的制作方法

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种气体制备设备。

背景技术：

随着科技的不断发展，电子特气作为基础性支撑源材料，在半导体、微电子和太阳能电池等高科技产业中的应用越来越广泛，电子特气的制备和提纯规模也越来越大。电子特气通常具有易燃、剧毒和腐蚀等危险性，对操作人员存在一定的安全隐患，且在电子工业中，电子特气的纯度通常要求达到99.9999％以上。

传统的电子特气制备设备包括上封头、筒体和法兰密封组件，其中上封头和筒体通过法兰密封组件进行密封，法兰密封组件通常包括法兰、密封垫和紧固螺栓。但是，随着法兰尺寸的增大，电子特气制备设备在高温、高压和高真空条件下，法兰的密封性和可靠性变差，电子特气制备设备在正压的使用情况下，会出现电子特气泄漏的情况，引发安全事故或污染环境。

基于此，亟待发明一种具有良好密封效果的气体制备设备，当气体制备设备在正压使用时，可有效避免电子特气的泄漏。

技术实现要素：

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种气体制备设备，密封效果良好，当气体制备设备在正压使用时，可有效避免电子特气的泄漏。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种气体制备设备，包括容器，所述容器包括上封头和筒体，所述上封头和所述筒体通过法兰密封组件密封连接，所述气体制备设备还包括密封罩，所述密封罩与所述容器外壁共同构成密封空间，以密封所述法兰密封组件。

可选地，所述密封罩包括两个呈半圆环形的壳体，所述壳体包括依次连接呈u形的第一板、第二板以及第三板，所述第二板的两端分别弯折连接有第一连接板和第二连接板，两个所述壳体的所述第一连接板抵接固定，两个所述壳体的所述第二连接板抵接固定，以使两个所述壳体合围形成一体结构。

可选地，所述气体制备设备还包括抽气组件，所述抽气组件被配置为将所述密封空间中的气体抽出。

可选地，所述抽气组件包括：

抽气管和动力组件，所述抽气管分别与所述动力组件和所述密封空间相连通；以及

抽气控制阀，设置在所述抽气管上。

可选地，所述抽气管上还设置有泄漏侦测装置。

可选地，所述气体制备设备包括惰性气体发生装置，所述惰性气体发生装置与所述密封空间相连通。

可选地，所述气体制备设备还包括进气管和惰性气体发生器，所述进气管的一端与所述密封空间相连通，另一端与所述惰性气体发生器相连通。

可选地，所述惰性气体发生器为氮气发生器。

可选地，所述进气管上设置有进气控制阀，所述进气控制阀被配置为控制所述进气管内气体流量的大小。

可选地，所述密封罩上设置有压力监测装置，所述压力监测装置被配置为检测所述密封空间的内部压力。

本发明的有益效果为：

本发明提供的气体制备设备包括容器、法兰密封组件和密封罩。其中，容器包括上封头和筒体，并通过法兰密封组件密封连接，通过密封罩与容器外壁构成密封空间，对法兰密封组件进行密封，提高气体制备设备的密封效果，当气体制备设备在正压使用时，即便法兰密封失效，也能有效避免电子特气泄漏，从而避免发生安全事故和环境污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的气体制备设备的结构示意图；

图2是本发明提供的密封罩的结构示意图。

图中标记如下：

100-增强密封组件；200-法兰密封组件；300-容器；

201-法兰盘；202-密封垫；203-紧固螺栓；301-上封头；302-筒体；303-通气孔；

1-密封罩；2-压力监测装置；3-惰性气体发生装置；4-抽气组件；5-泄漏侦测装置；

11-第一连接板；12-第二板；13-第二连接板；14-弧形腔；31-进气管；32-进气控制阀；33-惰性气体发生器；41-抽气管；42-抽气控制阀；43-动力组件；

111-第一安装孔；131-第二安装孔。

具体实施方式

为了使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本实施例提供的气体制备设备的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的气体制备设备包括容器300、法兰密封组件200和增强密封组件100。其中，通过传统的法兰密封组件200能对气体制备设备进行密封连接。具体而言，容器300包括上封头301、筒体302和通气孔303。上封头301设置在筒体302上方，上封头301的敞开口和筒体302的敞开口相接合，接合处通过法兰密封组件200进行密封连接。法兰密封组件200包括两个相扣合的法兰盘201、密封垫202和紧固螺栓203，一个法兰盘201设置在上封头301的敞开口的外周，另一个法兰盘201设置在筒体302的敞开口的外周，密封垫202呈环形，夹设在两个法兰盘201之间。每个法兰盘201在圆周边缘开设有用于安装紧固螺栓203的孔，紧固螺栓203依次穿过上封头301的法兰盘201上的孔、密封垫202以及筒体302的法兰盘201上的孔，实现对上封头301和筒体302的紧固，从而实现对气体制备设备的密封连接。上封头301设置有通气孔303，实现将在气体制备设备中制备的电子特气导出至其他设备。

在此基础上，通过设置增强密封组件100，强化对气体制备设备的密封效果，进一步改进该设备的密封性能，当气体制备设备在正压使用时，即便法兰密封组件200失效，也能有效避免气体制备设备内部的电子特气泄漏引发安全事故和环境污染。如图1所示，增强密封组件100包括密封罩1、压力监测装置2、惰性气体发生装置3、抽气组件4和泄漏侦测装置5。其中，密封罩1紧密围设在气体制备设备的外周，密封罩1与气体制备设备之间形成密封空间，上封头301、筒体302和法兰密封组件200的接合处涵盖在该密封空间内，实现对气体制备设备的强化密封。

图2是本实施例提供的密封罩1的结构示意图。如图2所示，密封罩1包括两个半圆环形壳体，该壳体包括依次连接呈u型的第一板、第二板12和第三板，第一板、第二板12和第三板围设形成弧形腔14。其中，第二板12的两端分别弯折连接有第一连接板11和第二连接板13，两个壳体各自的第一连接板11抵接合并，第二连接板13抵接合并，实现将两个壳体合围形成一体结构。第一连接板11上开设有第一安装孔111，第二连接板13上开设有第二安装孔131，多个紧固件分别穿设在第一安装孔111和第二安装孔131中实现对密封罩1的紧固。本实施例提供的密封罩1的材质为钢，强度高、抗压性能好。在其他实施例中，还可以将密封罩1的材质设置为铜或合金。

如图1所示，密封罩1的一侧与惰性气体发生装置3相连通，惰性气体发生装置3能够将惰性气体导送至弧形腔14，形成惰性环境，当气体制备设备内部压力低于外部大气压时，能有效避免环境中的水、氧气或灰尘等杂质混入污染电子特气，从而避免引发安全事故。密封罩1的另一侧设置有抽气组件4，能将气体制备设备所泄漏的电子特气和通入的惰性气体抽送至尾气处理装置(图中未标出)并进行处理，进一步保证了气体制备设备的使用安全性。

具体而言，本实施例提供的惰性气体发生器33用于产生氮气，能在密封环境中形成氮气氛围。在其他实施例中，还可以将惰性气体设置为氩气等。惰性气体发生装置3包括进气管31、进气控制阀32和用于提供惰性气体的惰性气体发生器33。惰性气体发生器33的出口连接进气管31的入口，进气管31的出口与密封罩1的弧形腔14相连通，实现向弧形腔14中通入氮气。进气管31上设置有进气控制阀32，通过调节进气控制阀32的开度，实现对通入氮气流量的控制。

具体而言，抽气组件4包括抽气管41、抽气控制阀42和动力组件43。抽气管41的一端与动力组件43相连接，抽气管41的另一端设置在密封罩1上，并与弧形腔14相连通。其中，动力组件43用于提供抽气动力，实现将泄漏的电子特气和输入的氮气抽走，动力组件43还与尾气处理装置相连，从而对所泄漏的电子特气进行处理，避免发生安全事故和环境污染。具体而言，本实施例提供的动力组件43为风机，性价比高、抽气效率高、噪音低且维护简单。在其他实施例中，还可以将动力组件43设置为空气压缩机或真空泵等。

此外，抽气管41上设置有抽气控制阀42，通过调节抽气控制阀42的开度，实现对抽气流量的控制。抽气管41还设置有泄漏侦测装置5，通过观测泄漏侦测装置5的指示盘，判断气体制备设备是否发生电子特气泄漏。本实施例提供的泄漏侦测装置5为伏安检测器，能通过电化学原理对气体进行检测，灵敏度较高。在其他实施例中，还可以将泄漏侦测装置5设置为超声波泄漏检测仪等。密封罩1上设置有压力监测装置2，通过观测压力监测装置2和调节进气控制阀32和抽气控制阀42的开度，控制抽气量等于进气量，保证气体制备设备内部气压与外部大气压相同，能有效避免设备损坏和发生气体泄漏。

为了方便本领域技术人员的理解，本实施例提供的气体发生设备的工作原理如下：

(1)打开进气控制阀32，启动惰性气体发生装置3，将氮气通过进气管31不断通入到密封罩1的弧形腔14中，形成惰性环境。观测压力监测装置2，当弧形腔14的内部气压值增大到外界大气压值时，氮气充满整个弧形腔14，此时打开抽气控制阀42，启动抽气组件4，将氮气抽送至尾气处理装置。通过调节进气控制阀32和抽气控制阀42的开度，使进气量等于抽气量，保证弧形腔14的内部气压始终等于外界大气压。

(2)在气体制备设备中制备电子特气，且气体制备设备的内部气压高于外界大气压时，若法兰密封组件200密封失效，部分电子特气将泄漏至密封罩1的弧形腔14中，所泄漏的电子特气将随氮气一同被抽送至尾气处理装置进行处理，经过化学反应成为不具危险性的物质，从而避免由于直接泄漏而发生安全事故和环境污染。此外，抽气管41上的泄漏侦测装置5会警示电子特气发生泄漏，后期需要将气体制备设备中的电子特气排空，更换密封垫202并将紧固螺栓203重新紧固一遍，或者直接更换新的法兰密封组件200，从而降低电子特气发生泄漏的概率。

(3)当需要将气体制备设备中的电子特气抽取至其他设备，或气体制备设备的内部气压低于外界大气压时，若法兰密封组件200密封失效，源源不断通入弧形腔14中的氮气能够保证上封头301、筒体302和法兰密封组件200的接合处始终处于密封状态，阻止外界环境中的水、氧气和灰尘等杂质被压入气体制备设备而对电子特气造成污染，从而避免发生危险。同时，由于氮气是惰性气体，即使由于法兰密封组件200密封失效，部分氮气混入电子特气，也不会对电子特气造成污染。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。