一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置及其储存方法

技术领域

本发明涉及气体存储技术领域，尤其涉及一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置及其储存方法。

背景技术

硅烷已成为半导体微电子工艺中使用的最主要的特种气体,主要用于制备特大或超大规模集成电路、芯片、平板显示器、非晶硅薄膜太阳能电池、高纯多晶硅生长、制备氮化硅、制备碳化硅微粉等。而此种气体通常是装入密封的气罐中进行存储，然后将气罐中装入的硅烷气体置于电子工厂中指定的位置进行放置，以便后续对电子工艺中制备特大或超大规模集成电路、芯片、平板显示器、非晶硅薄膜太阳能电池、高纯多晶硅生长、制备氮化硅、制备碳化硅微粉等产品进行加工使用。

对于上述应用在电子工厂中的硅烷气体，装入气罐中进行存储时，其使用的气罐通常由圆柱状的罐体与带控制阀一体的进气管组成，当硅烷气体通过进气管表面的控制阀打开，进入罐体的内部存储时，罐体的内部会随着硅烷气体的不断增加压强也随之逐渐增大，若装入的硅烷气体过多，并超过罐体内部承受的预设压力时，就会严重造成罐体爆炸引起安全事故发生，同时又基于气罐的密封性能相当好，无泄漏现象，但这些气罐在电子工厂中指定的位置进行放置时，可能还会受到周围不可避免要发生的环境改变，特别是日照时间长，容易导致气罐周围环境温度的升高，使罐内压力也随之升高，导致罐体内存储的硅烷气体也会因此种现象，存在安全隐患，所以此种结构的气罐对硅烷气体在存储前及存储后的安全性都较低。

为此，本发明提供一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置及其储存方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中气罐对硅烷气体在存储前及存储后的安全性都较低的问题，而提出的一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置及其储存方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置，包括储气罐，所述储气罐的顶侧连通有带控制阀的进气管，还包括：顶升机构；其中，所述顶升机构包括连通在储气罐顶部中心位置的固定筒，所述固定筒的底部与储气罐的内顶壁之间贴合有顶升块，所述顶升块的底部与顶升块对应的一侧之间设有连通的对接口，所述顶升块的顶部与固定筒的内顶壁之间固定连接有复位弹簧，所述顶升块的顶部中心固定连接有位于复位弹簧内的顶升杆，所述顶升杆的另一端贯穿至固定筒的顶部上方固定连接有顶升板，所述顶升杆的表面设有齿轮槽；警示单元，设置在所述固定筒的一侧与顶升板的顶部之间，用于对储气罐内部储存的气体在预设阈值时警示；泄压单元，设置在所述固定筒的另一侧与位于固定筒顶部对应的齿轮槽之间，用于对储气罐内部的气压在受温度升高压时泄压收集。

优选的，所述顶升块顶部与底部均为对应的半球形状，所述顶升块的中间部为圆柱结构。

优选的，所述警示单元包括水平横向连通在固定筒表面的连接管，所述连接管的内侧壁安装有压力传感器，所述压力传感器的一侧电连有延伸位于连接管外端的传输导线，所述传输导线的另一端电连有安装在顶升板顶部的报警器，所述压力传感器的外表面套接有固定连接在连接管内侧壁的连接弹簧，所述连接弹簧的另一端固定连接有弧形连接头，所述弧形连接头位于连接管端口与固定筒的内部之间，所述弧形连接头对应于连接管内部的一端固定连接有与压力传感器对应的按压杆。

优选的，所述泄压单元包括泄压机构，所述泄压机构包括连通在固定筒表面的泄压管，所述泄压管的内壁与外表面之间通过连接轴连接有与泄压管内壁贴合的球阀，所述球阀贴合于泄压管内壁之间的表面连通有泄压槽，所述球阀位于连接轴对应相反的一面连接有转动杆一，所述转动杆一水平延伸至泄压管对应的外表面固定连接有皮带轮一，所述皮带轮一的内表面连接有相适配的传动齿带，所述传动齿带的内表面固定连接有皮带轮二，所述皮带轮二的表面固定连接有转动杆二，所述转动杆二的另一端固定连接有与齿轮槽连接相适配的圆形齿轮。

优选的，所述泄压槽的顶端开口与底端开口均呈对应的圆锥结构，所述泄压槽的顶端开口端径逐渐缩小，所述泄压槽的底端开口端径逐渐增大，所述泄压槽的中间端径为等同的圆柱结构。

优选的，所述转动杆一的表面通过轴承连接有固定板一，所述固定板一固定连接在固定筒对应的表面上，所述转动杆二的表面通过轴承连接有固定板二，所述固定板二固定连接在固定筒的顶部上。

优选的，所述泄压单元还包括收集机构，所述收集机构包括连通在泄压管外端的收集筒，所述收集筒的底部固定连接在储气罐的顶部，所述收集筒的底部与储气罐的内底壁之间设有连接输气针，所述收集筒的内底壁与内表壁之间贴合有相适配的活塞板，所述活塞板的顶部中心固定连接有L型推杆，所述L型推杆的另一端贯穿至收集筒的顶部，固定连接在顶升板对应的表面。

本发明还提供一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置的储存方法，包括以下步骤：

步骤A、为了保证对电子工厂制备一些特大或超大规模集成电路、芯片、平板显示器、非晶硅薄膜太阳能电池等电子产品用于的硅烷气体，在通过进气管表面的控制阀打开充入储气罐的内部进行储存时，能够知晓储气罐内部充入的硅烷气体的预满状态，所以在储气罐的顶部设计了顶升机构，当顶升机构中的顶升块与固定筒一侧对应设计的警示单元未触碰时，表示储气罐内部充入的气体为未装满状态，若顶升块在储气罐内部气压的作用下，沿固定筒的内壁滑动与对应的警示单元触碰时，则表示储气罐内部充入储存的气体为预满状态，并及时关闭进气管表面的控制阀；

步骤B、同时又考虑到储气罐内部充入的气体，会随温度变化的升高，使储气罐内部充入的气体压强增大，并超过储气罐预先承受的压力发生爆炸问题，所以在顶升机构的另一侧设计了泄压单元，当顶升块沿固定筒的内壁滑动到警示单元与固定筒内部对应的上方时，顶升块底部与一侧之间连通的对接口应对应连通在泄压单元的位置，保证储气罐内部中充入的气体，通过对接口进入一部分排入泄压单元中收集，以此来减少储气罐内部承受的压强，后续在储气罐内部压强减少时，顶升块在复位弹簧的弹力下，再带动同步的泄压单元将泄压单元内部收集的气体，回压到储气罐的内部中。

与现有技术相比，本发明提供了一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置，具备以下有益效果：

1、该用于电子工厂的硅烷安全存储装置，通过固定筒、顶升块、顶升杆、复位弹簧和顶升板等结构组成的提升机构，是为了用于配合连接管、压力传感器、传输导线、报警器、连接弹簧、弧形连接头和按压杆等结构组成的警示单元，能够对储气罐内用于电子工厂制备一些特大或超大规模集成电路、芯片、平板显示器、非晶硅薄膜太阳能电池等电子产品用于的硅烷气体，在存入储气罐内的预满量进行警示，避免硅烷气体存入储气罐内过多，引起储气罐发生爆炸造成安全隐患的问题。

2、该用于电子工厂的硅烷安全存储装置，通过泄压管、球阀、泄压槽、转动杆一、皮带轮一、传动齿带、皮带轮二、转动杆二和圆形齿轮等结构组成的泄压机构与收集筒、连接输气针、活塞板和L型推杆等结构组成的收集机构结合而成的泄压单元，并在顶升机构随着储气罐内压强的升高或降低下，能够对储气罐内过大的气压，具有泄压、收集及回压的特点，避免储气罐内存储的气体在存储后，会受温度升高造成储气罐内部压强增大，引起爆炸的问题发生。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置的顶升机构与储气罐连接剖视图；

图3为本发明提出的一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置的连接管与固定筒连接剖视图；

图4为本发明提出的一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置的顶升机构结构示意图；

图5为本发明提出的一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置的顶升机构侧视图；

图6为本发明提出的一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置的顶升机构俯视图；

图7为本发明提出的一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置的泄压单元与顶升机构连接剖视图；

图8为本发明提出的一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置的泄压管与球阀连接剖视图。

图中：1、储气罐；2、进气管；3、顶升机构；31、固定筒；32、顶升块；33、对接口；34、复位弹簧；35、顶升杆；36、顶升板；37、齿轮槽；4、警示单元；41、连接管；42、压力传感器；43、传输导线；44、报警器；45、连接弹簧；46、弧形连接头；47、按压杆；5、泄压单元；51、泄压机构；5101、泄压管；5102、球阀；5103、泄压槽；5104、转动杆一；5105、皮带轮一；5106、传动齿带；5107、皮带轮二；5108、转动杆二；5109、圆形齿轮；5110、固定板一；5111、固定板二；52、收集机构；5201、收集筒；5202、连接输气针；5203、活塞板；5204、L型推杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

参照图1-图8，一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置，包括储气罐1，储气罐1的顶侧连通有带控制阀的进气管2，还包括：顶升机构3；其中，顶升机构3包括连通在储气罐1顶部中心位置的固定筒31，固定筒31的底部与储气罐1的内顶壁之间贴合有顶升块32，顶升块32顶部与底部均为对应的半球形状，顶升块32的中间部为圆柱结构，顶升块32的底部与顶升块32对应的一侧之间设有连通的对接口33，顶升块32的顶部与固定筒31的内顶壁之间固定连接有复位弹簧34，顶升块32的顶部中心固定连接有位于复位弹簧34内的顶升杆35，顶升杆35的另一端贯穿至固定筒31的顶部上方固定连接有顶升板36，顶升杆35的表面设有齿轮槽37；警示单元4，设置在固定筒31的一侧与顶升板36的顶部之间，用于对储气罐1内部储存的气体在预设阈值时警示；泄压单元5，设置在固定筒31的另一侧与位于固定筒31顶部对应的齿轮槽37之间，用于对储气罐1内部的气压在受温度升高压时泄压收集。

本发明中，通过在顶升机构3中一侧设计的警示单元4，主要是为了对电子工厂中一些镁合金、镁铝合金的冶炼过程中用于的硅烷气体，可通过进气管2能够充入储气罐1的内部进行存储，并考虑到储气罐1内充入的硅烷气体位于储气罐1内充入的预满状态，不便得知，容易因储气罐1内充入的硅烷气体在充入过多时，超过储气罐1内的承受阈值时，会引起爆炸发生安全隐患问题，所以在顶升机构3中固定筒31的一侧设计了警示单元4，在顶升机构3的配合下，可触碰警示单元4进行声光警示，便于人们及时得知储气罐1内对硅烷气体存储的预满状态，并停止对储气罐1内充入过多硅烷气体，进一步保证了硅烷气体在储气罐1内充入前的安全性；

而对于储气罐1内存储的硅烷气体，在存储后可能还会因电子工厂一些环境因素，例如储气罐1随着电子工厂内部温度升高而升高，导致储气罐1内存储的硅烷气体会发生膨胀，造成储气罐1内气压超过自身的压力阈值引起爆炸，所以在顶升机构3中固定筒31的另一侧设计了泄压单元5，并在顶升机构3中的顶升块32随着储气罐1内的压强升高下，沿固定筒31内壁滑动挤压顶升杆35和复位弹簧34时，顶升杆35会带动同步的泄压单元5与顶升块32表面设计的对接口33进行对应连通，此时能够将储气罐1内的一部分硅烷气体进入泄压单元5中进行收集，以减少储气罐1内的压强，避免爆炸事故发生，从而又进一步保证了硅烷气体在储气罐1内充入后存储的安全性。

实施例2：

参照图2-图3，基于实施例一的基础上，警示单元4包括水平横向连通在固定筒31表面的连接管41，连接管41的内侧壁安装有压力传感器42，压力传感器42的一侧电连有延伸位于连接管41外端的传输导线43，传输导线43的另一端电连有安装在顶升板36顶部的报警器44，压力传感器42的外表面套接有固定连接在连接管41内侧壁的连接弹簧45，连接弹簧45的另一端固定连接有弧形连接头46，弧形连接头46位于连接管41端口与固定筒31的内部之间，弧形连接头46对应于连接管41内部的一端固定连接有与压力传感器42对应的按压杆47。

本发明中，当储气罐1内部充入的硅烷气体在逐渐增加后，储气罐1内部的压强也逐渐增大，若顶升块32在受到储气罐1气体内部的压强，沿固定筒31的内壁滑动，并与固定筒31内壁处凸出的弧形连接头46接触时，弧形连接头46会在顶升块32的推动下，挤压连接管41内部的连接弹簧45，使弧形连接头46另一侧的按压杆47，在连接弹簧45的弹力作用下，与连接管41内侧壁安装的压力传感器42进行触碰，然后压力传感器42受到触碰的压力信号时，即可通过传输导线43将信号发送至报警器44，报警器44在接受信号后，从而发生报警，用于及时提醒人们储气罐1内部气体已达预满阈值，停止将硅烷气体向储气罐1内加入，避免储气罐1内部的气压超过储气罐1预设的压力范围，引起储气罐1发生爆炸的问题，进一步提高了硅烷气体在储气罐1内存储前的安全性，其中压力传感器42、报警器44可采用现有公知认定的型号，及报警器44的报警方式可为声音报警、光报警或声光报警方式中的其中一种，可根据使用的情况进行予以选择。

实施例3：

参照图4-图8，基于实施例一的基础上，泄压单元5包括泄压机构51，泄压机构51包括连通在固定筒31表面的泄压管5101，泄压管5101的内壁与外表面之间通过连接轴连接有与泄压管5101内壁贴合的球阀5102，球阀5102贴合于泄压管5101内壁之间的表面连通有泄压槽5103，泄压槽5103的顶端开口与底端开口均呈对应的圆锥结构，泄压槽5103的顶端开口端径逐渐缩小，泄压槽5103的底端开口端径逐渐增大，泄压槽5103的中间端径为等同的圆柱结构，球阀5102位于连接轴对应相反的一面连接有转动杆一5104，转动杆一5104的表面通过轴承连接有固定板一5110，固定板一5110固定连接在固定筒31对应的表面上，转动杆一5104水平延伸至泄压管5101对应的外表面固定连接有皮带轮一5105，皮带轮一5105的内表面连接有相适配的传动齿带5106，传动齿带5106的内表面固定连接有皮带轮二5107，皮带轮二5107的表面固定连接有转动杆二5108，转动杆二5108的另一端固定连接有与齿轮槽37连接相适配的圆形齿轮5109，转动杆二5108的表面通过轴承连接有固定板二5111，固定板二5111固定连接在固定筒31的顶部上。

本发明中，当顶升块32受到储气罐1内压强逐渐增大，并沿固定筒31的内壁向上滑动，带动顶升杆35表面齿轮槽37啮合圆形齿轮5109通过转动杆二5108带动皮带轮二5107、传动齿带5106和皮带轮一5105之间相互传动时，能够配合转动杆一5104连接的球阀5102沿泄压管5101的内壁滑动，当球阀5102表面的泄压槽5103与顶升块32表面对应的对接口33相互对应时，此时能够将储气罐1内过大的气压进入一部分到收集机构52中，以减少储气罐1内的气压，避免储气罐1气压过大发生爆炸问题；

其中球阀5102表面设计泄压槽5103中的进端口与出端口，通过泄压槽5103的中间端分成对应连通的锥形结构，是因为此种结构设计的泄压槽5103，相比一些传统端径一致的圆柱结构，更有助于将储气罐1内过大的气体快速流入收集机构52中的收集筒5201中进行收集，避免传统端径一致的圆柱结构，因流动特点较小，对储气罐1内过大的气压泄压不及时，还是会引起储气罐1爆炸造成安全隐患的问题发生。

实施例4：

参照图4-图8，基于实施例一的基础上，泄压单元5还包括收集机构52，收集机构52包括连通在泄压管5101外端的收集筒5201，收集筒5201的底部固定连接在储气罐1的顶部，收集筒5201的底部与储气罐1的内底壁之间设有连接输气针5202，收集筒5201的内底壁与内表壁之间贴合有相适配的活塞板5203，活塞板5203的顶部中心固定连接有L型推杆5204，L型推杆5204的另一端贯穿至收集筒5201的顶部，固定连接在顶升板36对应的表面。

本发明中，当储气罐1内的气压进入到收集筒5201内收集时，储气罐1内的气压自然会随之减小，使顶升块32在复位弹簧34的弹力复位下，可带动顶升杆35做竖直向下的直线运动，圆形齿轮5109再在顶升杆35表面齿轮槽37的啮合转动下，通过转动杆二5108带动皮带轮二5107、传动齿带5106和皮带轮一5105之间相互传动，配合转动杆一5104连接的球阀5102沿泄压管5101的内壁滑动，当球阀5102表面的泄压槽5103贴合在泄压管5101的内壁中时，此时顶升块32应该也是预设的最初位置；

与此同时，顶升杆35在做竖直向下的直线运动时，与顶升板36表面连接的L型推杆5204也会推动活塞板5203沿收集筒5201的内壁向下移动，将收集筒5201内部收集的气体通过连接输气针5202，回压到储气罐1的内部进行存储，保证储气罐1通过顶升机构3与泄压单元5之间的协同配合下，能够对储气罐1内过大的气压，具有泄压、收集及回压的使用特点，提高硅烷气体在储气罐1内充入后存储的安全性。

本发明还提供一种用于电子工厂的硅烷安全存储装置的储存方法，包括以下步骤：

步骤A、为了保证对电子工厂制备一些特大或超大规模集成电路、芯片、平板显示器、非晶硅薄膜太阳能电池等电子产品用于的硅烷气体，在通过进气管2表面的控制阀打开充入储气罐1的内部进行储存时，能够知晓储气罐1内部充入的硅烷气体的预满状态，所以在储气罐1的顶部设计了顶升机构3，当顶升机构3中的顶升块32与固定筒31一侧对应设计的警示单元4未触碰时，表示储气罐1内部充入的气体为未装满状态，若顶升块32在储气罐1内部气压的作用下，沿固定筒31的内壁滑动与对应的警示单元4触碰时，则表示储气罐1内部充入储存的气体为预满状态，并及时关闭进气管2表面的控制阀；

步骤B、同时又考虑到储气罐1内部充入的气体，会随温度变化的升高，使储气罐1内部充入的气体压强增大，并超过储气罐1预先承受的压力发生爆炸问题，所以在顶升机构3的另一侧设计了泄压单元5，当顶升块32沿固定筒31的内壁滑动到警示单元4与固定筒31内部对应的上方时，顶升块32底部与一侧之间连通的对接口33应对应连通在泄压单元5的位置，保证储气罐1内部中充入的气体，通过对接口33进入一部分排入泄压单元5中收集，以此来减少储气罐1内部承受的压强，后续在储气罐1内部压强减少时，顶升块32在复位弹簧34的弹力下，再带动同步的泄压单元5将泄压单元5内部收集的气体，回压到储气罐1的内部中。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。