带有加强扩散/排气装置的低压气体源和分送装置的制作方法

专利名称：带有加强扩散/排气装置的低压气体源和分送装置的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及用于选择性地从容器或贮存器中分送流体的贮藏和分送系统，在容器中流体组份由固体吸附剂介质吸附着并且在分送作业中可解吸地从吸附剂介质释放出来。
在许多工业生产和应用场合，都需要一个可靠的生产流体源，该生产流体源是紧凑的、便携的并且可根据需要供应流体。这种生产和应用场合包括半导体生产、离子注入、平板显示仪生产、医疗、水处理、紧急呼吸装备、焊接作业、涉及流体和气体分送的空间应用场合等。
1988年5月17日授予Karl O.Knollmueller的No.4,744,221美国专利公开了贮藏和随后分送砷化氢的方法，它通过在从大约-30℃至大约+30℃的温度时让砷化氢与孔尺寸在从大约5至15埃范围内的沸石接触并使砷化氢吸附在沸石上，然后通过加热沸石到大约175℃的高温足够长的时间使砷化氢从沸石材料上释放而分送砷化氢。
在Knollmueller专利中公开的方法的缺点在于它需要提供用于沸石材料的加热装置，该装置必须作成用于加热沸石材料到足够的温度使先前吸附的砷化氢按照需要的量从沸石上解吸。
在容纳着吸有砷化氢的沸石的容器外部使用加热套或其它装置也是有问题的，因为容器一般有较大的热容量，因此它将给分送作业带来较长的滞后时间。另外，加热砷化氢会引起它分解并生成氢气，这将给处理系统引入爆炸危险。此外，砷化氢的这种加热过程中的分解会使处理系统中的气体压力相当大地增加，从系统寿命和运行效率的观点来看，这是十分不利的。
在沸石床内部安装一个加热盘管或其它加热部件也有问题，因为用这种装置很难均匀地加热沸石床以获得所需的砷化氢气体的均匀释放。
采用通过密封容器中的沸石床的加热载体气流可以克服上述缺陷，但是为实现被加热的载体气体解吸砷化氢所需的温度可能是不合需要的高，或者对砷化氢气体的最终使用是不合适的，因此冷却或其它处理是必要的以使被分送的气体适应最终应用。
1996年5月21日授予Glenn M.Tom和James V.McManus的5,518,528号美国专利描述了一个气体贮藏和分送系统，用于诸如氢化物气体、卤化物气体、V族金属有机化合物等气体的贮藏和分送，这个系统可以克服在Knollmuller专利中公开的气体供应工艺的许多缺点。
Tom等专利的气体贮藏和分送系统由用于贮藏和分送气体的吸附一解吸装置组成，它包括一个容纳固相物理吸附剂的贮藏和分送容器并布置成使气体选择性地流入或流出该容器。一种吸附气体物理吸附在吸附剂上。分送装置与贮藏和分送容器气体流动相通连接并且保证容器外部压力低于容器内部压力以使吸附物从固相物理吸附剂介质上解吸并使被解吸的气体流过分送装置。可利用加热装置加强解吸作用，但是，如上所述，加热会给吸附/解吸系统带来许多缺点，因此应优先采用至少部分地通过压力差从吸附剂介质上释放吸附气体实现解吸来运行Tom等人的系统。
相对于现有技术中高压气瓶的应用，Tom等人的专利的贮藏和分送容器体现了在该领域的相当大的进展。如果气瓶中的内部气体超过了允许的极限现有的高压气瓶由于调节装置的损坏或失灵容易发生泄漏以及破裂和不希望的从气瓶中大量释放气体。这种过压例如可能由气体的内部分解而导致气瓶中的内部气体压力迅速增加而来的。
Tom等人的专利的气体贮藏和分送容器通过将吸附气体可逆地吸附到诸如沸石或活性碳材料的载体吸附剂上而降低被贮藏的吸附气体的压力。
Tom等专利的贮藏和分送容器一般包括具有竖直长形特征的气瓶或气体容器，气瓶或气体容器的高度直径比(两者以相同的尺寸单位测量)例如可在3到6的范围。尽管与这种贮藏和分送容器相连的分送流通线路可以有不同的变化，但是通常是在流通管和容器的连接处配置一个多孔的烧结金属的烧结管。烧结管中插入一个物理过滤挡板，在从容器中解吸/分送气体的过程中，过滤挡板可防止颗粒状固体从吸附剂床溢出。
由于气体通过仅仅在容器的一端的烧结管而从贮藏和分送容器中排出，如果逸出的气体分子的质量传递受到限制，被分送气体的分送速率就可能受到抑制。贮藏在容器瓶中的气体必须吸附/解吸地“排除困难前进”到容器的上部。沿着这个通道，气体的分送可能会受到由吸附剂床(在容器的下端和容器的上端之间并与外部气体流通线路相连)提供的许多气体吸附格点的妨碍或阻止。
因此，在高的释放速率情况下，甚至在有些情况的正常运转中，贮藏和分送容器的分送能力可能受到大量运输的限制并小于最佳值。
因此，本发明的一个目的是提供一种对在Tom等人专利中公开的那种类型的贮藏和分送流体供应系统的改进，它排除了上述的大量运输的限制问题。
通过以下的公开说明，本发明的其它目的和优点将会更加明显。
本发明涉及一种用于贮藏和分送吸附流体的系统，它包括一个贮藏和分送容器，它制作成用于容纳对吸附流体有吸附亲和力的固相物理吸附剂介质并且选择性地使吸附流体流入或流出该容器。对流体有吸附亲和力的固相物理吸附剂介质在内部气体压力下放置在贮藏和分送容器中。吸附流体物理吸附在吸附剂介质上。一个分送装置与贮藏和分送容器气体流动相通连接，并且制作成在从碳吸附剂材料上加热和/或压力差解吸流体后用于选择性地根据需要分送被吸附的流体，这种分送装置被制作成(I)在上述贮藏和分送容器的外部，提供低于上述内部压力的压力，以使流体从碳吸附剂材料上解吸并使从容器中解吸的流体流过分送装置；和/或(II)使热解吸的流体流过这里，并且包括用于加热碳吸附剂材料使流体从其上解吸的装置，以便被解吸的流体从容器流入分送装置。
在本发明的另一方面，通过在贮藏/分送容器中“渠化”的吸附剂床提供一个供贮藏的流体从容器中流入到相关联的外部分送流通线路的放大通道，使得流体贮藏和分送容器的流体排出特性得以改进。
在这个方面的一个实施例中，在贮藏/分送容器的内部空间设有一根流体可透过的流通管。该流通管具有流体可透过的特点，例如带有多孔的或有孔的壁表面，并且该管从气体贮藏和分送容器的下部延伸到位于气体贮藏和分送容器的上部的容器输出口(“输出口”这个词这里可理解为容器与分送装置连接处的出口或开口)。
分送装置与贮藏/分送容器连接以形成一个外部流动通道，它包括诸如导管、流通管道、调节器、接头、阀门或与容器连接的其它部件的装置，这些装置用于将被分送的流体从容器中输送到容器外的场所。
配置在贮藏/分送容器的内部空间的流通管提供了一个非吸附性的流通通道，包含在容器中的气体沿着该通道流动到容器输出口以便分送，但沿着这种非吸附性(没有吸附剂)通道不会接触到吸附剂介质。
结果，内部配置的流通管使得在其附近的被解吸流体和任何间隙流体通过流通管的流体可透过的壁进入其中，这样流体就没有障碍地流到容器的输出口。流通管的流体可透过的壁可以由例如金属、陶瓷、复合材料等形成的多孔介质、或由其上具有孔眼、开口、孔隙等的连续固体壁构成。
流体可透过的流通管可以由具有流体可透过的特性的许多单个的分支管组成，这些支管横过长形容器的截面安置在容器的内部空间中并用作供应导管以使解吸物和隙间流体从容器中渠化、无吸附剂的流出。
流体可透过的流通管提供了一个低的压差通道，用于将解吸的流体流动到容器的输出口。
在一个优选实施例中，多孔壁围成的导管安装在容器内部空间的中心位置并从容器内部空间的下端向上延伸到容器的上端。通过这种结构，被解吸流体的扩散和迁移的大量气流迅速地移向气体贮藏和分送容器的中心，接着气体顺着流体可透过的导管向上到达容器输出口。
在本发明的这个方面的另外一实施例中，通过将适量的惰性材料(例如，化学惰性的玻璃珠)与吸附剂材料混合，在容器内部空间提供了一个增强的吸附气体流动通道。
这里所用的词“惰性”意味着相关的材料不吸附流体并且也不与流体起反应，流体是吸附性贮藏在容器中并从容器中被分送出。惰性材料具有能形成隙间空间的充填特性以形成大量的不吸附流体的流动通道，隙间空间由相互连通的空隙体积组成。
惰性充填材料可以松散的堆积物存在于局部或者分散在吸附剂材料中。惰性材料也可以放置在容器内部空间的上部、吸附剂材料床上方，通过给解吸流体提供一个上部空间或储存器以增加流体从吸附剂材料上的解吸。
在容器顶端使用充填材料在保持吸附剂量方面也有用处，这样，不管容器容积和吸附剂吸附容量如何变化，容器总是保持装载恒定量的吸附流体。
尽管一般优先地仅通过压力差产生解吸，但就随后将被分送的流体吸附和解吸而言，本发明的系统在某些情况下可采用安装在相关的贮藏和分送容器中的加热器用于选择性地加热固相物理吸附剂介质以使吸附流体从固相物理吸附剂介质上受热解吸。
尽管对所研究的流体有吸附亲合力的吸附剂材料可采用任何合适的吸附剂材料，但优先采用固相物理吸附剂，包括晶体硅铝酸盐组合物和其它所谓的分子筛、二氧化硅、铝土、大网状聚合物、硅藻土、碳等，而晶体硅铝酸盐组合物(沸石)和碳吸附剂材料是最被优先采用的，优先采用的材料包括所谓的具有高度均匀球面颗粒形状的珠状活性碳。
更具体地说，本发明在一方面涉及一种气体贮藏和分送系统，它包括一个容器，其形成一内部空间用于在其中容纳对被贮藏并选择性地从容器中分送出的气体有亲合力的吸附剂材料床；用于选择性地建立气体流动相通以便从容器中排出这种气体的装置；以及设置在容器内部空间用于在建立气体流动相通以便从容器中排出气体的过程中减少对气体从吸附剂材料床流出的阻力的装置。
用于选择性地建立气体流动相通以便从容器中排出所述气体的装置可以适当地包括一个能在打开和关闭流动位置之间选择性地动作的阀；一个用于调节来自容器的气体的流动速率的质量流控制器，或在从源容器中分送气体的现有技术通常采用的其它合适的流体控制器或流体调节装置。
设置在容器内部空间用于在建立气体流动相通以便从容器中排出气体的过程中减少对气体从吸附剂材料床流出的阻力的装置可以适当地包括气流可透过的在容器内部空间的惰性充填材料；分散在吸附剂材料床中的惰性材料，诸如玻璃珠或其它合适的分开的或非连续的材料；或者一个固定在吸附剂床中在气体从容器中排出时用于使气体流出吸附剂床的渗透性扩散管；或者任何其它合适的装置，与没有这种装置的相应系统相对比，通过这些装置可以减少对气体流过吸附剂床的阻力。
在一个具体优先采用方面，本发明涉及一个气体贮藏和分送系统，它包括一个竖直直立的圆筒形容器，其形成内部空间用于容纳对被贮藏和选择性地从容器中分送出的气体有亲和力的吸附剂材料床；用于选择性地建立气体流动相通以便从容器顶端排出上述气体的装置，它包括在容器顶端的气体排出口和与气体排出口连接的气流控制器；以及一个与气体排出口连接并且在容器内部空间向下延伸的气流可透过的多孔管，用于在建立气体流动相通以便从容器中排出气体的过程中减少对气体从吸附剂材料床流出的阻力。
通过下面结合附图详细描述本发明的优选实施例，本发明的其它方面和特征将会更加明显，附图中

图1是根据本发明的一个实施例的贮藏和分送容器以及相连接的流通线路的立体示意图，其特点是多孔管安装在贮藏和分送容器中间并与流通调节分送装置连接，流通调节分送装置固定到容器上部的输出口；图2是根据本发明的另一实施例的贮藏和分送系统的立体示意图，它包括在贮藏和分送容器内部空间的惰性填充材料；图3是图2中的贮藏和分送容器的吸附剂床的一部分的垂直剖面图，显示了惰性充填材料和吸附剂介质的分散混合状态；图4是根据本发明的另一实施例的贮藏和分送容器的立体示意图，它包括一个与中心增流多孔主管连接的多孔分支管的辐射形结构；图5是用于评估根据本发明制成的气体贮藏和分送系统的试验装置示意图；以及图6是对带有安装在其内部空间的长的烧结多孔管的气体贮藏和分送容器(曲线A)和带有安装在其内部空间的短的烧结多孔管的气体贮藏和分送容器(曲线B)，容器压力(以mmHg为单位)和解吸流动速率(以标准立方厘米为单位)随着以分钟为单位的解吸时间的变化图。
1996年5月21日授予Glenn M.Tom和James V.McManus的No.5,518,528美国专利的公开内容，1996年5月20日以Glenn M.Tom和James V.McManus名义提交的No.08/650,634美国专利申请“使用碳吸附剂介质的流体贮藏和分送系统”公开的内容都作为本发明的参考文献。
在随后的公开内容中，将参照气体作为吸附物流体对本发明进行描述，但应该认识到，本发明广泛地适用于液体、气体、蒸汽、和多相流体并且考虑流体混合物以及单一组份流体的贮藏和分送。
现在参看附图，图1是包括贮藏和分送容器12的贮藏和分送系统10的示意图。贮藏和分送容器例如可由具有细长特征的现有的气瓶组成。在这种容器的内部空间，安装着合适的吸附剂介质16的床14。
吸附剂介质16可以由对被贮藏和随后将从容器中分送出的流体有吸附亲合力并且吸附物能从其上解吸的任何合适的有用吸附材料组成。例子包括晶体硅铝酸盐组合物，即孔尺寸在从大约4到13埃的范围内的微孔硅铝酸盐组合物，孔尺寸在从大约20至40埃的间隙孔晶体硅铝酸盐组合物；诸如具有高度均匀球面颗粒形状的珠状活性碳吸附剂的碳吸附剂材料，如BAC-MP，BAC-LP，和BAC-G-70R珠状碳材料(美国纽约Kureha公司)；二氧化硅；铝土；大网状聚合物；硅藻土等。
吸附剂材料可经过适当地加工或处理以确保它不含有对流体贮藏和分送系统的性能有不利影响的痕量组分。例如，吸附剂可进行清洗处理，如采用氢氟酸，以使它有充分地除去诸如金属和氧化的过渡金属物质的痕量组分。
如图所示，气体圆筒形容器12在它的上端与一气体调节装置18连接，气体调节装置18包括现有装置中的压力监测和流动控制部件。在容器的内部空间11装有一个多孔金属管20。多孔金属管安装在贮藏和分送容器的内部空间的中心，并且从容器内部空间的下部区域竖直向上延伸到与气体调节装置18的接合处。管20沿着它的长度方向在其上有许多开口22。管安装在吸附剂材料16的吸附剂床14内的部分的开口大小可以适当地与吸附剂介质的颗粒成比例，以便这些开口不会被吸附剂床颗粒堵塞或封闭。
在图1的实施例中的多孔金属管可以有任何合适的尺寸和长度以适合于在特定的最终应用场合使用的气体贮藏和分送系统。
作为对图1中的实施例所示的多孔金属管的替代，该管可以包括一个多孔烧结金属件、一个细长烧结物件或者能给被分送的流体提供一个向上延伸通道的任何其它流体可透过的结构，该通道延伸穿过吸附剂物质并且在通道内部没有吸附剂介质。在这种没有吸附剂的通道中，气体流动不受来自吸附剂介质的阻碍，结果在一个外施的压力差别下，该压力差别包括使气体从容器流体动力的流到外部分送场所的容器外部的一个较低压力，随着气体从容器内部空间的吸附剂介质上的就地解吸，流体径向扩散的流入这个通道以使流体向上流动到包含流体/吸附剂的容器的出口。
图1所示的气体容器12具有竖直长形特征，例如可有一个从大约3到6的高度直径比(分别以相同的测量单位测定)。但是应认识到，在本发明的广泛实践中容器可以有许多变化的类型(大小、形状、长度)。
图2是根据本发明的另一实施例的贮藏和分送系统110的立体示意图，在贮藏和分送容器112的内部空间111的上部区域包含惰性充填材料130。
惰性充填材料，例如多孔泡沫材料、烧结玻璃体、或其它惰性充填材料，用于提供没有吸附剂的上部空间以便从包含有对气体有吸附亲合力的吸附剂介质116的床114上解吸的气体流到容器的出口106。
容器的出口106以一种公知的方式与调节器装置118连接，调节器装置可以手动或自动地调节以使压力差引起的来自容器的气体流动穿过调节器装置，流动到下游分送场所。
在容器112的上部使用充填材料130也可用于调整吸附剂116的量，以便无论容器容积或吸附剂吸附能力怎样变化，贮藏和分送容器将总是装有恒定量的吸附气体。
如图3所示，在容器中的吸附剂材料116也可以被改进以便在分送条件下增加解吸气体从吸附剂材料116上的流出。
图3是图2中的在贮藏和分送容器112中包括的吸附剂材料116的吸附剂床114部分的垂直剖面图，如图所示，床114由玻璃珠150形式的惰性充填材料和吸附剂介质颗粒148的分散混合组成。
在本实施例中的惰性充填材料以合适的细散形式分散在吸附剂材料床116中。吸附剂材料类似地可以是散粒或其它的分散颗粒形式，例如有丸状或珠状特征。
玻璃珠充填材料有合适的大小和形状以便在吸附剂床中形成许多隙间相互连接的空隙空间。这种隙间相互连接的空隙空间给增加吸附流体从吸附剂床的流出量提供了穿过吸附剂床114的通道。
与没有这种惰性充填材料增加物的对应床相比，惰性充填材料的存在在吸附和分送条件下增加了吸附流体向上的流量。
在没有填充材料的情况下，吸附剂介质以一种仅通过吸附剂介质颗粒形成隙间空间的方式填充，这将在流体解吸后形成流体分子重新吸附的相互作用。吸附介质的重复相互作用形成了巨大的质量流量阻力，在流体的贮藏中该阻力对于保持气体的总量是必要的，但在分送作业时该阻力阻碍了所期望的流体从贮藏和分送容器中流出。
所以，很显然，本发明的气体贮藏和分送容器的内部空间“渠化”使得被分送流体在分送条件下比没有本发明的流出增强物的现有技术贮藏和分送容器更快和更多地从容器中流出。如图中所示的流出增强物对于不同的具体应用可以以多种形式体现。
图4是根据本发明的另一实施例的贮藏和分送容器200的立体示意图，它包括一个与中心增流多孔主管连接的多孔分支管的辐射形结构。
图4中的贮藏和分送容器包括一个在其内部形成内部空间204的圆筒形容器壁202，在内部空间204中放置着对被贮藏和从容器中选择性地分送的流体有吸附亲和力的吸附剂材料床206。吸附剂床由合适材料的散粒吸附剂介质组成。
在吸附剂床206中放置一个流体可透过的流出管208，它包括一个在其上具有中心孔210的竖直延伸的长形主流管212，中心孔210用于使解吸流体向上流到排出口和流入容器分送装置(图4中未显示)。主流管可以具有多孔的烧结金属结构，并具有使将被分送的流体穿过而进入中心孔210的定界壁表面。
如图所示，主流管212带有许多分支供应管214，每个分支供应管从主流管向外延伸。分支供应管214是由多孔的烧结金属或其它流体可渗透的材料形成的，并允许被解吸的充体流入其中。每个分支供应管214具有中空结构，带有一个与主流管212的中心孔210连接的内部孔(未显示)。分支供应管具有径向延伸特征以便穿过圆筒形容器的整个横截面接收解吸物。
在径向延伸分支供应管214的下面是一排交替成形的分支供应管216，分支供应管216“下垂着”或具有如图所示的向外和向下的弧形结构。每个分支供应管216也具有中空结构，带有形成中空孔(未显示)的流体可渗透的壁，中空孔也与主流管212的中心孔210流体流动相通。
显然，分支供应管可以有任何合适的尺寸、形状、和轴向或径向分布，以及其它流体可渗透的通道管装置也可采用或装许多支管以便从吸附剂床的松散空间中将被解吸的流体流输送到与贮藏和分送系统的分送装置连接的容器出口。
通过随后的实例，本发明的特征和优点将更加明显。
例1如下所述，含有本发明的气体贮藏和分送容器的测试系统作成用来测试效果。
试验装置如图5所示建立的一个测试系统，其中吸附气体是从源容器300中供应的SF6，源容器300装有一个选择性地开/关阀302，阀302通过供应管304与集气管流动相通连接。集气管上有一个吸附气体压力调节器PR。气体贮藏和分送容器306装有一个与集气管314连接的排气阀308。气体贮藏和分送容器310装有一个与集气管316连接的排气阀312。在集气管中的气体流动速率通过质量流控制器318(MFC-1)和320(MFC-2)控制。如图所示，集气管上有许多自动阀(AV-1、AV-2等)和手动流体阀(MV-2)。从集气管中排出的气体流入排出管322中到在排放气体净化装置326和系统涤气器328以便在测试系统中对排出气体净化和处理。
气体容器两个演示瓶大小的气体贮藏和分送容器306和310准备供试验用。如图5所示，每个容器竖直地安装在测试集气管装置中，并且每个气瓶的总长度为11.5英寸(不包括阀门)，外径为2英寸，内部容积为0.44升。
容器306装有一个长10.5英寸、外径0.375英寸(内径为0.25英寸)的多孔烧结管，该烧结管连接到容器阀的内部终端。容器310装有一个长2英寸，外径0.375英寸(内径为0.25英寸)较短的多孔烧结管。
两个容器都装有碳基吸附剂(可从Kureha化学工业公司大量获得的Kureha珠状活性碳G-BAC)。在容器进行了氦气渗漏检查后，容器在180℃，1×10-4mmHg的真空下，脱气12个小时。在脱气后容器306中的吸附剂重量是214克，容器310中的吸附剂重量是222克。
吸附如图5所示，两个容器都与测试集气管连接。在集气管进行了氦气渗透检查和抽真空到6×10-5mmHg后，通过质量流控制器将SF6引入到两个容器中。流速在100到200sccm的范围内。容器压力采用精确度为0.1mmHg的两个压力转换器来测定。
当容器压力在室温下达到期望的水平，停止SF6的流入。在容器压力稳定后，可通过用气体流速和吸附时间测定吸入容器中的SF6的量，接着，在最终容器压力下，测定吸附在吸附剂上的SF6。如下的表1总结了在三个不同压力下的吸附容量。
高流量的解吸在容器填充SF6达到需要的压力后，容器与基本泵压力为6×10-5mmHg的真空泵相通30秒。当容器压力在抽吸后稳定时，将抽吸前后的压力差别记录下来。根据压力差别，可以从在吸附试验获得的吸附数据中推导出被解吸的SF6的量，被解吸的SF6量可用来测定每个容器的解吸速率。解吸结果总结在如下的表2中。两个容器的解吸试验在相同的条件下完成。两个容器都连接到集气管的同一位置以消除装置对解吸速率的潜在干扰。
在解吸试验中，在真空泵入口处的压力水平也被记录并总结在如下的表3中。
低流量的解吸在低流量解吸试验中，容器中的SF6气体通过低流量质量流控制器(10sccm)解吸到真空泵。容器压力和气体流动速率都被测定并标绘在图6中。图6是对带有安装在其内部空间的长的多孔烧结管的气体贮藏和分送容器(曲线A)和带有安装在其内部空间的短的多孔烧结管的气体贮藏和分送容器(曲线B)，容器压力(以mmHg为单位)和解吸流动速率(以标准立方厘米为单位)随以分钟为单位的解吸时间的变化曲线图。
结论在高流量解吸试验中，有长烧结管的容器比短烧结管的容器以从容器中解吸的气体量计的解吸速率高～60％。此外，在有长烧结管的容器中的气体解吸过程中真空泵入口处的压力越高也意味着有长烧结管的容器解吸的SF6越多。由于全部其它结构材料是相同的，差别主要是由烧结管长度引起的。这些数据证实了这个结论有较长烧结管的气体贮藏和分送容器相对于有较短的烧结管(多孔管)容器而言提高了气体在吸附剂介质的空隙空间的输送速率。
在低流量的解吸试验中，发现在两个容器之间的气体流动速率差别是极小的。在低流量范围内，气体流动速率受气体从吸附剂孔中变成气相的解吸速率的限制比受气体在吸附剂颗粒的空隙空间的输送的限制更多。
尽管已公开了本发明的具体特征和实施例，但应理解到，那些对本发明公开的实施例进行的修改和变化仍落在本发明公开的宗旨和范围内。
权利要求
1.一种气体贮藏和分送系统，它包括一个构成内部空间用于在其中容纳对被贮藏和选择性地从容器中分送出的气体有亲合力的吸附剂材料床的容器；用于选择性地建立气体流动相通以便从所述容器中排出所述气体的装置；以及设置在所述容器内部空间的装置，用于在建立上述气体流动相通以便从容器中排出气体的过程中减少对气体从吸附剂材料床流出的阻力。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用于选择性地建立气体流动相通以便从所述容器中排出所述气体的装置包括一个在打开和关闭流动位置之间选择性地动作的阀。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述用于选择性地建立气体流动相通以便从所述容器中排出所述气体的装置包括一个用于调节所述气体从所述容器中流出速率的质量流控制器。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设置在所述容器内部空间用于在建立所述气体流动相通以便从容器中排出气体的过程中减少对气体从吸附剂材料床流出的阻力的装置包括在容器内部空间的气流可透过的惰性填充材料。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设置在所述容器内部空间用于在建立所述气体流动相通以便从容器中排出气体的过程中减少对气体从吸附剂材料床流出的阻力的装置包括分散在吸附剂材料床上的惰性材料。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，上述惰性材料由许多玻璃珠组成。
7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设置在所述容器内部空间用于在建立所述气体流动相通以便从容器中排出气体的过程中减少对气体从吸附剂材料床流出的阻力的装置包括一个安装在吸附剂材料床中用于使气体从吸附剂床上流出以便气体从容器中排出的可渗透的扩散管。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述容器有一个供所述气体从容器中排出的排出口。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述扩散管是一根其一端与所述排出口连接而在其相对的一端延伸入吸附剂材料床的笔直的多孔管。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述容器是一个竖直长形的圆筒形容器，其布置成使气体从容器的顶端排出。
11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述容器是一个竖直长形的圆筒形容器，其布置成使气体从容器的顶端排出并且所述多孔管从所述排出口竖直向下延伸到吸附剂材料床的下部。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述多孔管由烧结的多孔金属构成。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述多孔管在长度上大体上随着所述容器一起延伸。
14.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述吸附剂材料床中包括活性碳吸附剂材料。
15.一种气体贮藏和分送系统，它包括一个构成一内部空间用于在其中容纳对被贮藏和选择性地从容器中分送出的气体有亲和力的吸附剂材料床的竖直直立的圆筒形容器；一个用于选择性地建立气体流动相通以便将所述气体从所述容器的顶端排出的装置，它包括一位于所述容器顶端的气体排出口和一与所述气体排出口相连结的气体控制器；以及一根与所述气体排出口相连并且在容器内部空间向下延伸的气流可透过的多孔管，用于在建立所述气体流动相通以便从所述容器中排出气体的过程中减少对气体从吸附剂材料床流出的阻力。
全文摘要
一种气体贮藏和分送系统包括:一个形成内部空间用于容纳对被贮藏和选择性地从容器中分送的气体有亲和力的吸附剂材料床的容器。阀端、质量流控制器、调节器装置或类似其它装置提供用于选择性地建立气体流动相通以便从容器中排出气体。气流阻力减小装置如气体可渗透的多孔管、惰性填充物或分散的惰性材料放置在容器内部空间用于在建立上述气体流动相通以便从容器中排出气体的过程中减小对气体从吸附剂材料床流出的阻力。
文档编号B01D53/04GK1199836SQ9712211
公开日1998年11月25日 申请日期1997年11月12日 优先权日1997年5月20日
发明者W·卡尔·奥兰德 申请人:高级技术材料公司