强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀的制作方法
【专利摘要】一种强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀，由气动阀体、置换阀体和阀芯三部分构成。置换阀体上设有废液进口、冷却水进口、废液稀释排放口。气动阀体上设有压缩空气进出口。阀芯在阀体内由压缩空气进行阀门的开启或者闭合。将强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀连接到装有强腐蚀性高温化学废液的石英缸底部，强酸废液通过阀芯的开启在置换阀体内进行冷却和稀释后直接通过强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀排放到厂房的废液回收管道中。本发明的强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀结构简单、不会发生强酸伤害事故，可直接流放石英缸中的强腐蚀性高温化学废液，且流放时间短、不留有残液。它解决了将使用后的高温废液直接排放到厂务酸处理系统中去难题。
【专利说明】强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种腐蚀液体的排放阀门，特别是涉及一种半导体、LED芯片制造领域的用于湿法清洗设备的强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀。
【背景技术】
[0002]随着半导体、LED芯片制造技术的不断发展，高温的强腐蚀性化学液在芯片腐蚀、清洗的湿法清洗设备中普遍被使用。这些用于腐蚀半导体、LED芯片的化学液一般都是在石英缸中加热达到210°C以上工作温度的高浓度强酸(98%的浓硫酸)。这些高温高浓度强酸在生产线上需要解决的问题是如何将使用后的高温废液通过管道以及阀门排放到厂务酸处理系统中去。目前国内、外市场上还没有既能耐强酸腐蚀又能耐210°C以上高温的此类排放阀；另外，厂房的废液回收管道最高可耐温80°C，如果直接排放210°C废液，管道不能承受，因此需要降温排放。国内、外传统降温排放办法都是将化学废液自然降温至50°C以下后，再利用气动隔膜泵或者虹吸泵将高浓度废液吸出至厂房的废液回收管道排放掉。由于石英加热缸的外面设有保温层，废液在石英加中由210°C自然降温至50°C以下需要六至七小时，降温时间长，延误生产时间，严重降低生产效率；另外，无论是用气动隔膜泵还是虹吸泵吸取废液，一方面石英缸中的废液吸取排除不干净，残留有废液；另一方面需要用人工将吸液管放入石英缸中，这种人工作业存在人身伤害风险。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是给出一种结构简单、不会发生强酸人身伤害，不用泵吸取，可直接流通石英缸中的强腐蚀性高温化学液，且流放时间短、不留有残液的强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀。
[0004]本发明的目的是能够实现的。本发明的强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀包括一个置换阀体和一个气动阀体，所述置换阀体成四方体，置换阀体上纵向设有三个螺栓穿插孔，置换阀体的纵向中心设有一个从左向右直径依次递增的由三阶梯孔构成的置换孔，所述气动阀体成圆柱体，所述气动阀体的左端开有三个与置换阀体的螺栓穿插孔形位对应的螺纹孔，气动阀体的中心设有一个从右向左直径依次减小的由三阶梯孔构成的通孔，气动阀体的通孔与置换阀体的置换孔同轴心且气动阀体的小直径孔与置换阀体的大直径孔孔径基本相等，所述置换阀体右端的平面与所述气动阀体左端的平面紧密贴合且通过螺栓穿插孔以及螺纹孔由三个穿插螺栓连接固定成一体，所述置换阀体置换孔的中直径孔、大直径孔和气动阀体通孔的小直径孔、中直径孔中共同设置有一个从左向右直径依次递增的成三阶梯轴的阀芯，所述阀芯由小直径部分、中直径部分和活塞部分构成，阀芯的小直径部分处在置换阀体置换孔的中直径孔中，中直径部分处在置换孔的大直径孔以及气动阀体通孔的小直径孔中，活塞部分处在通孔的中直径孔中，所述气动阀体大直径孔右端通过胀圈固定一个端盖，所述端盖的左端与阀芯活塞部分的右端之间设有一个弹簧，所述置换阀体上开设有一个废液进口、一个冷却水进口、一个废液稀释排放口和一个装有密封堵头的工艺口，所述废液进口与所述置换孔左端的小直径孔连通，所述工艺孔与置换孔的中直径孔连通，所述工艺孔还与冷却水进口和废液稀释排放口连通，所述气动阀体上分别开有一个与阀芯活塞部分的左腔连通的开启空气进出口和与右腔连通的闭合空气进出口，所述阀芯小直径部分左端与置换孔的小直径孔右端成阀门启闭结构配合副。
[0005]本发明强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀，其中所述置换阀体右端平面与气动阀体右端平面贴合处设有一个与置换孔的中直径孔连通的通气孔。
[0006]本发明强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀，其中所述置换阀体置换孔的中直径孔、小直径孔和气动阀体通孔的小直径孔、中直径孔中共同设置的阀芯在其孔中具有一个直线的开启或者闭合运动轨迹。
[0007]本发明强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀，其中所述阀芯左端小直径部分的端头为锥体，锥体部分与置换孔的小直径孔右端孔口贴合为阀门关闭状态，锥体部分与置换孔小直径孔右端孔口张开为排放废液的阀门打开状态。
[0008]本发明强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀，其中所述阀芯小直径部分与置换孔的中直径孔壁之间设有密封圈，中直径部分与气动阀体的小直径孔壁之间设有密封圈，活塞部分与气动阀体的中直径孔壁之间设有密封圈，端盖与气动置换阀体之间设有密封圈。
[0009]本发明强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀，其中所述置换阀体、阀芯均由PTFE材料制造，所述气动阀体、阀盖由PVC材料制造。
[0010]本发明强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀与现有技术不同之处在于本发明强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀由气动阀体、置换阀体和阀芯三部分构成，阀芯在气动阀体和置换阀体内由压缩空气进行阀门的开启或者闭合的转换。将本发明的强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀连接到装有强腐蚀性高温化学液的石英缸底部，强腐蚀性高温化学液通过阀芯的开启在置换阀体内进行冷却和稀释后直接通过本发明的强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀排放到厂房的废液回收管道中。本发明的强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀结构简单、不会发生强酸人身伤害，可直接流通石英缸中的强腐蚀性高温化学液，且流放时间短、不留有残液。它解决了将使用后的高温废液直接排放到厂务酸处理系统中去难题。
[0011]下面结合附图对本发明的强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀作进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀的整体结构剖面示意图。
[0013]图2是图1中的B-B转折剖视图(冷却水进口、强酸废液进口和废液稀释排放口结构示意图)。
[0014]图3是整体结构立体示意图。
[0015]图4是图1中的A-A剖视图(闭合空气进出口结构示意图)。
[0016]图中，I置换阀体、2阀芯、3密封圈、4密封圈、5气动阀体、6胀圈、7废液进口、8工艺孔、9通气孔、10密封圈、11弹簧、12端盖、13密封圈、14冷却水进口、15进液口密封螺纹、16废液稀释排放口、17进水口密封螺纹、18稀释排放口密封螺纹、19穿插螺栓、20开启空气进出口、21闭合空气进出口。
【具体实施方式】[0017]如图1、图2、图3、图4所示，本发明的强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀包括一个置换阀体I和一个气动阀体5。置换阀体1、阀芯2由PTFE材料制造。气动阀体5、阀盖12由PVC材料制造。置换阀体I成四方体，置换阀体I上纵向设有三个螺栓穿插孔，置换阀体I的纵向中心设有一个从左向右直径依次递增的由三阶梯孔构成的置换孔。气动阀体5成圆柱体，气动阀体5的左端开有三个与置换阀体I的螺栓穿插孔形位对应的螺纹孔，气动阀体5的中心设有一个从右向左直径依次减小的由三阶梯孔构成的通孔。气动阀体5的通孔与置换阀体I的置换孔同轴心且气动阀体5的小直径孔与置换阀体I的大直径孔孔径基本相等。置换阀体I右端的平面与气动阀体5左端的平面紧密贴合且通过螺栓穿插孔以及螺纹孔由三个穿插螺栓19连接固定成一体。置换阀体I置换孔的中直径孔、大直径孔和气动阀体5通孔的小直径孔、中直径孔中共同设置有一个从左向右直径依次递增的成三阶梯轴的阀芯2。阀芯2由小直径部分、中直径部分和活塞部分构成。阀芯2的小直径部分处在置换阀体I置换孔的中直径孔中，中直径部分处在置换孔的大直径孔以及气动阀体5通孔的小直径孔中，活塞部分处在通孔的中直径孔中。气动阀体5大直径孔右端通过胀圈6固定一个端盖12。端盖12的左端与阀芯2活塞部分的右端之间设有一个弹簧11。置换阀体I上开设有一个废液进口 7、一个冷却水进口 14、一个废液稀释排放口 16和一个装有密封堵头的工艺口 8。废液进口 7与置换孔左端的小直径孔连通，工艺孔8与置换孔的中直径孔连通，工艺孔8还与冷却水进口 14和废液稀释排放口 16连通。气动阀体5上分别开有一个与阀芯2活塞部分的左腔连通的开启空气进出口 20和与右腔连通的闭合空气进出口 21。阀芯2小直径部分左端与置换孔的小直径孔右端成阀门启闭结构配合副。置换阀体I右端平面与气动阀体右端平面贴合处设有一个与置换孔的中直径孔连通的通气孔9。
[0018]置换阀体I置换孔的中直径孔、小直径孔和气动阀体5通孔的小直径孔、中直径孔中共同设置的阀芯2在其孔中具有一个直线的开启或者闭合运动轨迹，通过压缩空气的推动，阀芯2可向左或向右移动，关闭或者打开阀门。
[0019]阀芯2左端小直径部分的端头为锥体。锥体部分与置换孔的小直径孔右端孔口贴合为强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀的阀门关闭状态；锥体部分与置换孔小直径孔右端孔口张开为强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀排放废液的阀门打开状态。
[0020]阀芯2小直径部分与置换孔的中直径孔壁之间设有密封圈3，中直径部分与气动阀体5的小直径孔壁之间设有密封圈4，活塞部分与气动阀体5的中直径孔壁之间设有密封圈10，端盖12与气动置换阀体5之间设有密封圈13。
[0021]将置换阀体I上的废液进口 7与盛有高温强腐蚀性化学溶液的石英缸体底部的排液口通过进液口密封螺纹15相连。当压缩空气由气动置换阀体5的闭合空气进出口 21进入，依靠压缩空气压力及弹簧11力的作用，将阀芯2左移，通过置换阀体I与阀芯2的锥形密封结构使置换阀体I上的废液进口 7与废液稀释排放口 16阻隔，这时阀门处于关闭状态。密封圈4、密封圈10、端盖12和密封圈13的作用的防止压缩空气泄漏。弹簧11的作用是当气源的压力断掉后为阀芯2提供保持力。通气孔9用于阀芯2伸缩时能将残余气体排出。当盛有高温强腐蚀性化学溶液的石英缸工作时，阀门处于闭合状态，主要由置换阀体
1、阀芯2和密封圈3承受高温化学溶液的腐蚀。在石英缸需要更换新的化学溶液时，强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀处于稀释排放状态。此时，压缩空气由气动阀体5的开启空气进出口 20进入，依靠压缩空气的压力，将阀芯2右移，阀门处于开启状态，此时废液进口7、冷却水进口 14与废液稀释排放口 16三者导通，具有一定压力的自来水通过冷却水进口
(14)的小孔迅速射出，与高温废液进行混合以及稀释降温，混合液由废液稀释排放口 16排至废液处理管道。置换阀体I和阀芯2之间由密封圈3密封，防止排液时，废液由后部渗漏。进水口密封螺纹17和废液稀释排放口密封螺纹18分别用于置换阀体I与冷却水管接头及排废管接头之间的密封。
[0022]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀，其特征在于:所述强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀包括一个置换阀体(I)和一个气动阀体(5)，所述置换阀体(I)成四方体，置换阀体(I)上纵向设有三个螺栓穿插孔，置换阀体(I)的纵向中心设有一个从左向右直径依次递增的由三阶梯孔构成的置换孔，所述气动阀体(5)成圆柱体，所述气动阀体(5)的左端开有三个与置换阀体(I)的螺栓穿插孔形位对应的螺纹孔，气动阀体(5)的中心设有一个从右向左直径依次减小的由三阶梯孔构成的通孔，气动阀体(5)的通孔与置换阀体(I)的置换孔同轴心且气动阀体(5)的小直径孔与置换阀体(I)的大直径孔孔径基本相等，所述置换阀体(I)右端的平面与所述气动阀体(5)左端的平面紧密贴合且通过螺栓穿插孔以及螺纹孔由三个穿插螺栓(19)连接固定成一体，所述置换阀体(I)置换孔的中直径孔、大直径孔和气动阀体(5)通孔的小直径孔、中直径孔中共同设置有一个从左向右直径依次递增的成三阶梯轴的阀芯(2)，所述阀芯(2)由小直径部分、中直径部分和活塞部分构成，阀芯(2)的小直径部分处在置换阀体(I)置换孔的中直径孔中，中直径部分处在置换孔的大直径孔以及气动阀体(5)通孔的小直径孔中，活塞部分处在通孔的中直径孔中，所述气动阀体(5 )大直径孔右端通过胀圈(6 )固定一个端盖(12 )，所述端盖(12 )的左端与阀芯(2 )活塞部分的右端之间设有一个弹簧(11)，所述置换阀体(I)上开设有一个废液进口(7)、一个冷却水进口(14)、一个废液稀释排放口(16)和一个装有密封堵头的工艺口(8)，所述废液进口(7)与所述置换孔左端的小直径孔连通，所述工艺孔(8)与置换孔的中直径孔连通，所述工艺孔(8)还与冷却水进口(14)和废液稀释排放口(16)连通，所述气动阀体(5)上分别开有一个与阀芯(2)活塞部分的左腔连通的开启空气进出口(20)和与右腔连通的闭合空气进出口(21)，所述阀芯(2)小直径部分左端与置换孔的小直径孔右端成阀门启闭结构配合副。
2.根据权利要求1所述的强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀，其特征在于:所述置换阀体(I)右端平面与气动阀体右端平面贴合处设有一个与置换孔的中直径孔连通的通气孔(9)。
3.根据权利要求1或2所述的强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀，其特征在于:所述置换阀体(I)置换孔的中直径孔、小直径孔和气动阀体(5)通孔的小直径孔、中直径孔中共同设置的阀芯(2)在其孔中具有一个直线的开启或者闭合运动轨迹。
4.根据权利要求3所述的强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀，其特征在于:所述阀芯(2)左端小直径部分的端头为锥体，锥体部分与置换孔的小直径孔右端孔口贴合为阀门关闭状态，锥体部分与置换孔小直径孔右端孔口张开为排放废液的阀门打开状态。
5.根据权利要求1或2所述的强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀，其特征在于:所述阀芯(2)小直径部分与置换阀体(I)置换孔的中直径孔壁之间设有密封圈(3)，中直径部分与气动阀体(5)的小直径孔壁之间设有密封圈(4)，活塞部分与气动阀体(5)的中直径孔壁之间设有密封圈(10 )，端盖(12 )与气动置换阀体(5 )之间设有密封圈(13 )。
6.根据权利要求5所述的强腐蚀性高温化学液的稀释排放阀，其特征在于:所述置换阀体(I)、阀芯(2 )均由PTFE材料制造，所述气动阀体(5 )、阀盖(12 )由PVC材料制造。
【文档编号】F16K31/122GK103807463SQ201410051170
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月14日 优先权日:2014年2月14日
【发明者】祝福生, 赵永进, 姚立新, 张伟锋, 张乾 申请人:中国电子科技集团公司第四十五研究所