掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

具有加热的阀歧管组件的系统及其制造方法

文献发布时间:2023-06-19 19:30:30


具有加热的阀歧管组件的系统及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年07月28日提交的美国临时申请63/057,872的优先权,其全部内容出于所有允许的目的通过引用并入本文。

背景技术

本发明涉及加热的阀歧管(valve manifold)组件、具有该组件的系统以及其组装方法和修理方法。

通常需要将化学品分配到位于工业设施内的一系列使用点。例如,在半导体制造设施中,液体化学品例如光致抗蚀剂、浆料、氢氟酸、过氧化氢、氢氧化铵等被分配到在半导体制造中使用的各种工具。类似地,气相化学品(例如氟化氢、三氟化氮和无水氨)也可能需要以该方式分配。通常,源单元(其可以为一个或多个泵、化学品容器或压力容器)引导流体流通过具有一系列阀歧管的流体回路,该阀歧管用于将工具组连接到流体回路。流体回路通常设置有阀箱以包围阀歧管。因此,来自管道或阀歧管的任何泄漏均沉积在阀歧管箱(VMB)中,其从而用来遏制泄漏。这些箱可利用通风以提供减少和防护有害气相工艺材料的手段。可替代地,如果不存在有害材料,可能根本不涉及箱。在该情况下,整个组件可被称为阀歧管盘(panel)或VMP。

歧管也设置在气体或化学品输送柜内。气体输送柜通常将气体从充气的供应容器供应到半导体制造设施中的一个或多个工具。化学品输送柜将流体供应到半导体制造设施中的一个或多个工具。当通常从其中具有固体、液体或气体的供应容器供应到工具时,流体可以为气体或液体。气体和化学品输送柜可能非常复杂,以允许将推动气体或吹扫气体和/或溶剂清洁或气体供应品供应到气动制动器等。

有时,将阀歧管中(例如阀歧管箱、气体输送柜或化学品输送柜中)使用的阀和管道加热以改善其中流体的流动是必要或有益的,特别是如果流体在较低温度下为粘稠的和/或如果室温处于或接近流体变到所需的物质输送相(或从所需的物质输送相改变)的温度。

通常,热通过使用包裹在每个阀和管道的周围用于对其提供热的目的的伴热线(heat trace)(一种电阻加热丝)提供给组成歧管的阀和管道。在丝上,通常包裹一层或多层隔热胶带,以防止热耗散到周围环境中。图1显示了在现有技术气体或化学品输送柜中的管道周围使用的伴热线。如果需要对阀或管道进行修理,则必须解开并拆除伴热线。尽管伴热线在没有受到扰动的情况下是有效和可靠的,但是在拆除它时,伴热线经常断裂,并且必须替换。伴热线和安装在其上的隔热层需要大量的劳动和时间来:在原始制造期间安装;拆装以进行修理,并在进行修理之后重新安装。对于最大化工厂中所有工具的正常运行时间存在很大的压力,包括为其提供制造所需的气体和化学品的系统;因此,对于增加所有具有对工具供应气体和化学品的歧管的系统的正常运行时间存在压力。此外,对于减少歧管和其中具有歧管的输送系统的占地面积也存在压力,从而导致特定空间中的阀和管道的数量增加,对于气体输送柜和化学品输送柜,其还包括到那些柜中的容器的供应源的尺寸或数量的增加。此外,需要加速这些歧管的制造。本发明解决了这些问题。

发明内容

在一个方面,本发明提供了一种将流体分配到一个或多个用于半导体制造的工具的系统,其具有至少一个加热的阀歧管组件,该组件包含具有总表面积的导热板,所述导热板具有第一侧和第二侧;至少一个加热器,其与所述至少一个导热板接触;阀歧管,其包含多个阀和管道;所述多个所述阀和管道具有总表面积,其中所述多个阀和管道的一部分总表面积与所述至少一个导热板接触;以及一层或多层隔热材料,其覆盖:(i)所述多个所述阀和管道的大部分表面积,其中所述部分与所述至少一个导热板接触,(ii)与所述至少一个导热板接触的所述至少一个加热器,以及(iii)所述至少一个导热板的大部分表面积。

在系统中,一个或多个隔热层可包含:隔热板和/或附接到塑料盖的隔热体;和/或由柔性隔热材料制成的隔热套和/或经定制以形状配合在多个所述阀和管道上和/或经成形以朝向导热板的中心提供加热的空气体积,其中多个管道和阀的大多数安装在导热板上。本文所描述的任何实施方式中的一个或多个隔热层可使用紧固件可拆除地附接到所述导热板,紧固件选自螺栓、螺钉、夹子、电缆扎带、磁铁或粘合剂、拉链、按扣、扣环、松紧绳、钩扣或粘扣带(hook and loop strip)(例如

在本发明的另一个方面,单独地或在任何方面之外,所述多个阀和管道中的一部分与所述至少一个导热板的所述第一侧接触;并且所述至少一个加热器与所述至少一个导热板的所述第二侧接触。在另外的方面,单独地或在任何其他方面之外,多个所述阀和管道与所述至少一个导热板的所述第一侧接触,并且所述一个或多个加热器与所述至少一个导热板的所述第一侧接触。在另外的方面,单独地或在任何其他方面之外,多个所述阀和管道与所述至少一个导热板的所述第一侧和/或第二侧接触,并且所述一个或多个加热器与所述至少一个导热板的所述第一侧和/或第二侧接触。在任何系统中,管道和阀可附接到所述导热板和/或一个或多个加热器可附接到所述导热板。在另一个方面,单独地或在任何其他方面之外,组件包含附接到或覆盖导热板的第一侧的第一隔热板和附接到或覆盖导热板的第二侧的第二隔热板。在另一个方面,单独地或在任何其他方面之外,附接到所述导热板的所述管道具有快拆连接件,快拆连接件可拆开并重连接以快速拆除并替换加热的阀歧管组件。在另一个方面,单独地或在任何其他方面之外,根据前述权利要求中任一项所述的系统还包含柜和至少一个所述流体的容器,其中所述柜容纳所述加热的阀歧管组件和所述至少一个容器。在另一个方面,单独地或在任何其他方面之外,前述权利要求中任一项所述的系统还包含柜,其中所述柜容纳所述加热的阀歧管组件。

在另一个方面,单独地或在任何其他方面之外,加热的阀歧管组件使用间隔片安装在壁或面板上以防止加热的阀歧管组件与壁或面板之间的接触。包含加热的阀歧管组件的任何系统可进一步包含备用加热器,和/或一个或多个温度传感器和/或一个或多个控制器和/或用于所述一个或多个加热器的控制器。任何系统均可为气体或化学品输送柜或者阀歧管箱或阀歧管盘。此外,任何系统的任何加热的阀歧管组件均可具有一个或多个隔热层,其使用基本上不含或不含粘合剂的紧固件可拆除地附接到所述导热板上。在另一个方面,本发明还提供了一种制造本发明的系统的方法,其包括以下步骤:将阀歧管的管道和阀接触和/或附接到导热板上;将一个或多个加热器接触和/或附接到导热板上;将一个或多个隔热层覆盖和/或附接到一个或多个加热器上,和通过导热板加热的或接触导热板的管道和阀的大部分表面积上和/或导热板的大部分表面积上,以形成加热的阀歧管组件。在另一个方面,该方法还包括接合阀歧管的管道和阀以在阀歧管内建立液密密封的步骤。在制造方法的另一个方面,单独地或与其他方面一起,包括用机械紧固件附接一个或多个隔热层的步骤。在任何方法中,附接一个或多个隔热层的步骤可基本上不含或不含粘合剂。在另一个方面,单独地或与其他方面一起,是修理系统的方法,其包括以下步骤:拆除所述一个或多个隔热层以达到(access)所述阀歧管;修理有故障的阀、管道或其他组件;以及重新附接所述一个或多个隔热层。在修理方法的另一个方面,拆除步骤之前为拆除一个或多个机械紧固件的步骤,并且所述重新附接步骤包括重新附接所述一个或多个机械紧固件的步骤。在本发明的另一个方面,修理系统的方法可包括以下步骤:将加热的阀歧管组件作为单一单元从系统中拆除,并且用新的已经组装的加热的阀歧管组件来替换。在修理方法的另一个方面,拆除步骤之前可为拆除一个或多个机械紧固件,并打开一些快拆连接件的步骤;并且所述替换步骤包括重新附接所述一个或多个机械紧固件,并关闭一些快拆连接件的步骤。

本发明用于更快速地制造和修理加热的阀歧管组件及使用其的系统。通过拆除一些紧固件,通常为机械紧固件(例如螺母、螺栓、螺钉和/或其他紧固件)和一个或多个隔热层,可容易地达到、修理例如故障的阀或其他故障的组件,然后使用一个或多个紧固件重新安装一个或多个隔热层,并且在必要的吹扫步骤(如果有的话)之后加热的阀歧管组件准备重新使用。修理加热的阀歧管组件的方法之前优选地关闭任何通往工艺气体供应源的阀,并且如果必要的话,由于工艺气体的特性,在拆除任何紧固件和/或隔热层之前,对加热的阀歧管组件和/或气体柜或阀歧管箱或阀歧管盘进行吹扫和/或通气。本发明的加热的阀歧管组件可在无需使用伴热丝及其上的隔热层将每个管道和阀包裹多次的费力的步骤的情况下制造和修理。使用本发明的加热的阀歧管组件加速了系统的制造和修理。如果加热的阀歧管组件的管道或阀或其他组件无法工作,则可在拧下几个管道连接件,拔下任何电连接件和拆除任何安装紧固件(如果有的话)之后,将整个加热的阀歧管组件拆除,然后用全新的加热的阀歧管组件更换。被拆除的不工作的加热的阀歧管组件然后可送返工厂进行翻新、品质分析和测试(如果有的话),并且在之后可能重新使用。本发明允许最大化从其中具有加热的阀歧管组件的系统中供应用于制造的必要气体和化学品的工厂中的所有工具的正常运行时间,并且增加其中具有加热的阀歧管组件的本发明的系统的正常运行时间。本发明的加热的阀歧管组件也可通过消除每个阀和管道周围的隔热层所需的空间使用于歧管中的管道和阀的空间最大化;从而允许增加相同占地面积或柜中的阀和管道以及供应容器的数量。通过本发明提供了这些和其他益处。

附图说明

尽管说明书以明确地指出了申请人视为其发明的主题的权利要求为结论,但据信当结合附图考虑时,将进一步理解本发明,附图中:

图1为现有技术系统的内部的局部前视图,其显示了包裹在伴热线和隔热体中的管道和阀。

图2为本发明的系统的内部的局部前视图,其显示了其中加热的阀歧管组件的一个实施方式。

图3为本发明的系统的内部的局部前视图,其显示了加热的阀歧管组件的第二实施方式。

图4为本发明的系统中使用的的加热的阀歧管组件的前视图,其中隔热层被拆除。

图5为本发明的系统中使用的加热的阀歧管组件的部件的部分分解图。

图6为本发明的系统中使用的加热的阀歧管组件的一个实施方式的后透视图。

图7为其中具有本发明的加热的阀歧管组件的本发明的系统的另一实施方式的透视剖视图。

具体实施方式

本发明的系统包括VMB和VMP、气体和化学品输送系统或将流体输送到工厂中的一个或多个工具的任何系统。一种类型系统的描述并不意味着为限制性的。此外,当在本文中使用时,隔热体意旨热绝缘体,如果需要,其也可包括热反射材料。

图1显示了现有技术系统中的多个管道12和阀14,其中每个管道和阀均具有伴热线(未显示),其上具有胶带隔热体16。如图所示,该系统可为具有如图所示的壳体65、供应容器83和重新填充容器84的气体或化学品供应柜。如上所述,尽管是有效的,但是安装、拆装和重新安装胶带隔热体和伴热线既费时又费力。伴热线和隔热层占用空间,并且需要在管道和阀周围留出用于修理人员的手安装和/或修理管道和阀的空白空间。

图2和图3显示了相同或类似系统100的部分,例如图1所示的气体或化学品输送系统,其具有类似数量的管道12和阀14,但是使用了本发明的加热的阀歧管组件20的各种实施方式。系统中通向和离开歧管组件20的管道可使用伴热线(未显示)及其上的胶带隔热体16来加热和隔热,但是管道和阀的面积(其中那些管道和阀的面积的至少一小部分与本发明的系统中使用的加热的阀歧管组件的导热板接触)通过本发明的导热板来加热,并且从而避免需要有伴热线和安装在其上的包裹的隔热胶带。管道和阀至少基本上(如果不是全部)由金属制成,且因此,通过加热与导热板接触的管道和阀,从而也加热了那些管道和阀内的流体、气体或化学品。优选地,如上所述,阀歧管组件的至少大多数或更多的管道和阀与导热板接触。对于作为阀歧管组件的部分的管道和阀的表面积的大部分或其余部分,其至少一部分表面不接触加热的阀歧管组件的导热板,优选地那些管道和阀的表面积的至少一部分,优选地紧邻导热板。紧邻是相对于系统中管道的尺寸而言的,但是优选地小于离开导热板的距离,等于连接到导热板的最大直径管的直径。可选地,对于一些实施方式,紧邻优选地意指如果没有其部分接触导热板,则至少阀歧管组件的管道或阀的最接近部分距离导热板表面小于10或5或4或2或1厘米。

如图2所示的为外隔热层22,其为本发明的加热的阀歧管组件20的一部分。外隔热层22可包含一片或多片隔热板或泡沫。隔热体可为刚性片材,例如刚性泡沫或板,其经切割以覆盖至少大部分导热板(未显示)、加热器(未显示)和包含与导热板接触的管道和阀的阀歧管。如本领域普通技术人员所知的,隔热体也可经切割或成形以允许阀和管道从其中通过而与进入(化学供应管线、吹扫气体、气动气体管线或管或管道)或离开(供应给工具的流体、排气管线)歧管的流体供应管道进行必要的歧管连接。可选地或另外地,隔热板或泡沫可成形或切割以形状配合作为加热的阀歧管组件的部分的至少一些管道或阀或其他组件。对于不接触板或部分从板突出的或者与导热板紧邻(偏置)的阀和管道,可在一个或多个隔热层的顶部添加另外的隔热层,其中最底部隔热层的至少一部分覆盖和/或接触导热板的至少一部分和/或与导热板接触的阀或管。隔热体可为织物、板或泡沫,并且可由聚苯乙烯泡沫、聚胺酯泡沫、玻璃纤维、陶瓷棉、纤维素、软木、硅酮橡胶、珍珠岩、蛭石或本领域已知的其他材料制成。在图2中,附加(外部)隔热层(如97及98所示)成形为配合从导热板突出或与导热板偏置(或紧邻)的阀上。隔热层97和98形状一般为矩形的,并且可与阀形状配合和/或由的粘扣带保持,附接到下方的隔热层,等。注意,术语描述隔热体的层并非意指为限制性的,而是包括施加或附接到本发明的阀歧管组件的块或部分。

在替代的实施方式中,例如图3所示,作为加热的阀歧管组件20的部分的一个或多个隔热层,或至少外层,可采用包裹和/或覆盖至少一部分阀歧管和一个或多个导热板和一个或多个加热器的加热套28的形式。如图3所示,加热套经定制以配合在歧管、一个或多个导热板和一个或多个加热器周围,并在必要时,为阀和管道留有开口。使用任何紧固件将加热套保持在适当的位置,包括上文所列出的紧固件和其他紧固件,例如拉链、按扣、扣环、松紧绳、钩扣或粘扣带(例如

隔热体的尺寸优选地为设置成覆盖一个或多个导热板的外部(表面积)的大部分,或大于75%,或大于90%,或大于99%,及与一个或多个导热板接触的所有管道和阀的大部分外部(表面积)和接触或附接到一个或多个导热板的一个或多个加热器的外部(意指没有与导热板接触的一个或多个加热器的部分)。在更优选的实施方式中,隔热体的尺寸优选地为设置成覆盖一个或多个导热板的表面积的大部分,或大于75%,或大于90%,或大于99%,和与导热板接触的所有管道和阀的表面积的大部分,或大于75%,或大于90%,或大于99%,和接触或附接到一个或多个导热板的一个或多个加热器的外部表面积的大部分,或大于75%,或大于90%,或大于99%。将加热的阀歧管组件中未被一个或多个隔热层覆盖的部分最小化以防止热流失到大气或系统的其余部分。在一些实施方式中,用隔热体覆盖整个加热的阀歧管组件。隔热层可覆盖导热板或与其附接的管道或阀,但是可接触或不接触与一个或多个加热器和多个管道和阀接触的导热板的整个表面。此外,尽管优选地使阀的未覆盖部分最小化,但是在必须与其他阀和管道进行连接的情况下阀可以保持不被隔热体覆盖。被隔热体覆盖不一定意指被隔热体接触,但是在一些实施方式中被覆盖可能意指被隔热体覆盖并接触。

在一些实施方式中,可在导热板边缘的周围构建隔热体,例如,通过使用隔热板的条带,例如,像相框或相框的一部分,例如,跨过导热板的顶部和/或底部的二个垂直条和一个或二个水平条(如果可能的话),然后可将第二较大的隔热板层附接到相框的顶部上。通过以该方式施加隔热层,产生了加热的体积64(在一侧由导热板的表面、优选地位于导热板的外缘周围的垂直和/或水平隔热条及附接到垂直和/或水平隔热条的隔热层的底侧来限定),其将热保持在加热的体积中,并且允许将热更均匀地提供给加热的体积内位置与导热板接触的管道和阀。加热的体积通常为加热的空气填充或惰性气体填充的空间。

一个或多个隔热层可通过任何附接机构保持在导热板上,例如,选自螺钉、螺母和螺栓、维可牢搭扣、皮带、夹子、拉链、电缆扎带、磁铁或粘合剂中的一种或多种。在优选的实施方式中,隔热板和隔热板条带通过部分带螺纹的螺栓(其穿过带有垫圈和匹配螺母的导热板中的孔)保持在适当的位置。在一些实施方式中,用于隔热体的可拆除紧固件或附接机构不含粘合剂。

图4显示了加热的阀歧管组件20的一个实施方式的一部分,其中隔热板的顶层被移除以显示包含多个阀14和管道12的阀歧管33以及在隔热板的顶层之下的导热板400的一部分。阀歧管33也可包含电组件及与其连接的导线,例如,连接到控制器和/或传感器(图4中未显示)。如图所示,在图4中,加热的阀歧管组件20包含导热板400,其中管道和阀通过任何数量的附接机构88与导热板400接触和/或可物理附接或安装到导热板400上。这些机构可包括固定到管道或阀上的支柱或Z型支架,穿过导热板直接附接到阀体上的螺钉和/或将阀歧管组件固定到VMP或VMB的背板或通过系紧或锚定位置固定到气体或化学品输送系统的外壳(例如,后壁)的紧固件,如图5所描述的。在图4中,附接机构为多个优选地由具有有利的导热性能的材料例如金属(例如铝)构造的支架88,其可用栓接或螺接到板400中或以其他方式附接到板400上。在图4所示的实施方式中,有两条(垂直)隔热板条带29等,其覆盖导热板400的垂直边缘。当隔热板的顶层(未显示)附接到隔热条带29上时,(隔热板的顶层中的孔允许将管道附接到阀),在隔热板的顶层下方形成用于管道和阀的加热的体积64。如果需要的话,在添加顶层隔热体之前,可添加另外的隔热体以覆盖管道和阀,尤其是在导热板400的顶部边缘75处或附近和/或导热板400的底部边缘76处或附近。可选地,可添加另外的隔热体,例如,加热套(图4中未显示)。图4中显示了螺栓孔81,其接受将隔热层保持在导热板400上的螺栓。

对于化学品输送柜中所示的实施方式,导热板可以是壳体65的壁之一,例如后壁,但是优选地为安装到柜中的独立的一个或多个导热板。壁或面板也可用作阀歧管箱、阀歧管盘的加热板;然而,优选的是具有本发明的加热的阀歧管组件的那些系统中也使用独立的一个或多个导热板。导热板可以是金属板。目前优选的金属为铝和铜及其合金,但是任何可导热的金属均可使用。导热板可为任何形状。导热板优选地为刚性的,意指当用在本发明的阀歧管组件中时,其保持其形状。导热板的尺寸优选地设置为使得作为阀歧管组件20的部分并且需要加热的管道和阀的至少一部分,或其大部分中至少一部分,或其大于80%的至少一部分,或其大于90%的至少一部分,或理想地其99%的至少一部分被导热板加热和/或与导热板接触。(作为歧管的部分的管道不包括在气体或化学品输送柜系统或将工艺气体或化学品分配到工具的VMB或VMP之外的管道和阀。)与歧管的管道和阀接触的导热板的形状通常大体上为矩形,但是可具有任何形状,并且优选地尺寸设置成对于歧管的一部分和一个或多个加热器具有足够的表面积,以有效地加热歧管和歧管的管道和阀中的流体。在具有加热的阀歧管组件必须适配到其中的柜或箱或壳体的系统中,导热板和加热的阀歧管组件的尺寸设置成与歧管的足够的管道和阀接触以优选地导致在系统内需要通过伴热线加热和用隔热胶带隔热的管道和阀的面积减小至少35%,或至少50%,或至少60%。导热板可以在物理上足够坚固(具有厚度或其他尺寸)以支撑阀歧管33的阀和管道的重量以及一个或多个加热器的重量,且因此,阀和管道以及加热器可附接到和/或安装在一个或多个导热板上。阀歧管和加热器可接触和/或附接到导热板的相反侧,或者阀歧管和一个或多个加热器可接触和/或附接到导热板的同侧。可选地,导热板可以在物理上足够坚固以仅支撑加热器的重量,并且因此与阀歧管(包括管道和阀)物理接触和具有附接到其上的加热器。阀歧管可接触导热板的第一侧,并且加热器可接触和/或附接到相反侧(导热板的第二侧)上。在另一个实施方式中,导热板物理上可能不足够坚固以支撑阀歧管33的阀和管道或者一个或多个加热器的重量。在该实施方式中,导热板可在第一侧上与一个或多个加热器加压接触,并且阀歧管可在导热板的相同(第一)或相反(第二)侧(未显示)上,并且全部由歧管支撑。优选地,导热板物理上足够坚固以支撑歧管和附接到其上的一个或多个加热器的重量。

在图4和图5所示的加热的阀歧管组件20中,加热器410与阀歧管33位于导热板400的相反侧上;然而,在未显示的替代实施方式中,一个或多个加热器可与阀歧管在同一侧上。又在未显示的其他实施方式中,加热器可与导热板400的底部边缘76接触,或者包裹在导热板的底部边缘76周围,和/或又在其他实施方式中,接触导热板400的任何部位。在其中阀歧管33和加热器410位于导热板400的相反侧上并且加热的阀歧管组件存在于化学品或气体输送或其他柜(如在VMB中使用的)中的实施方式中,可在柜的相反侧上设置检修面板(access panel),或者柜可包含可拆除的壁以达到导热板的两侧。

图5显示了本发明的加热的阀歧管组件的部分的一个实施方式的部分分解前视图。图5显示了隔热层22,例如隔热板。隔热层的尺寸设置成覆盖导热板400的第一侧41。显示了导热板400具有附接到导热板400的第一侧41上的阀歧管33。附接到或与导热板400的第二侧(未显示)接触的为一个或多个加热器410。加热器可为电阻丝,其可通过粘合胶带直接附接到导热板的第二侧(与第一侧相对),或加热器可为通过粘合剂或螺钉或螺栓直接附接到导热板的第二侧的加热毯(mat)或加热垫(pad)。电阻丝和加热毯或加热垫可从许多来源商购获得。可选地,一个或多个加热器可利用其他加热手段,包括感应管(导热板可用作感受器)、辐射管、对流管或其中具有加热流体的热交换器管道,其接触导热板,优选地在导热板的一侧。加热器优选地尺寸设置成覆盖导热板的一侧(例如第二侧(未显示))的大部分表面积。此外,如图5所示,加热的阀歧管组件20还包含隔热层420,其覆盖和/或接触一个或多个加热器的侧面,远离与导热板的第二侧接触的加热器侧。隔热体420优选地尺寸设置成至少与导热板400的第二侧(未显示)的表面积大小匹配。隔热层420可由多种隔热材料构成,优选地,一种或多种隔热材料具有可控的形状,例如泡沫板(柔性或刚性)、硅酮橡胶、玻璃纤维、陶瓷棉或“吹入(blow-in)”泡沫。隔热体420可通过使用粘合剂或螺钉或螺栓或上述任何其他一种或多种紧固件粘附到加热器410和/或导热板400。当组装覆盖接触和/或附接到导热板400的一个或多个加热器的隔热体时,隔热体420可成形或安装以使得其包裹在导热板400的一个或多个或全部边缘75、76、77和79周围。如参照图4所示的实施方式所描述的,如果隔热体420包裹在边缘周围和包裹在导热板的相反表面的一部分上,则隔热体420可用于限定和形成加热的体积。

图5显示了任选的螺栓孔81和任选的螺栓孔82。如图所示,螺栓孔81用于将至少一些隔热层22附接到加热的阀歧管组件的导热板400上。螺栓孔82可用于将加热的阀歧管组件附接到化学品或气体输送柜或箱的后壁、面板或用于阀歧管箱或盘的壁或包含本文所描述的加热的阀歧管组件的任何其他系统。如图5所示,任选的间隔片89(例如,塑料、木材、陶瓷或橡胶垫圈)可用以使加热的阀歧管保持远离壁或板或任何其他可能导热的表面(如果附接于一个),例如在柜或盘或箱中。可选地,可使用任何附接机构和紧固件来附接和/或保持加热的阀歧管组件的单个组件和层接触和/或一起作为一个单元和/或在包含其的系统中的适当定位。

图5还显示了加热的阀歧管组件20可包含一个或多个温度传感器78,其与控制器(未显示)通讯以调节来自作为加热的阀歧管组件的部分的一个或多个加热器的热输出。如果温度传感器检测到低温,则加热器将提高其热输出,而如果温度传感器检测到高温,则加热器将降低其热输出。温度传感器也向控制器(未显示)发出加热器故障的信号。(控制器也优选地用于根据对来自系统的流体的需求来打开和关闭加热器。未显示通向和来自加热器和传感器的电线。)在一些实施方式中,一个或多个备用加热器可在制造时设置在加热的阀歧管组件中,使得如果一个加热器发生故障,则可打开第二加热器,从而延长加热的阀歧管组件的寿命,并且从而避免为了替换加热器而关闭加热的阀歧管组件。

此外,在一些实施方式中,如果需要对加热的阀歧管组件的任何组件进行修理,则本发明的整个加热的阀歧管组件可被断开和拆除,并用在非现场制造的新的加热的阀歧管组件替换,以使加热的阀歧管组件的停止运转时间最小化,该加热的阀歧管组件在使用中可在供应一个或多个工具的系统如阀歧管箱、阀盘、气体输送柜或化学品输送柜中。为了帮助快速拆除加热的阀歧管组件,快拆管道附件95(如图4和图6所示)可设置在作为阀歧管33的部件并围绕导热板400的边缘的管道12。此外,附接到导热板的任何电线也可设置以便于拆开和重连接电连接件96(如图6所示)。

图6显示了本发明的阀歧管组件20的另一实施方式的后透视图,其类似于图5所示的实施方式。相同的数字用于标记已经在先前附图中描述的部件。图6另外地显示了便于断开和重连接的电连接件96的电线94。如图6所示,在一些实施方式中,加热板的边缘75、76、77和79可不被一个或多个隔热层覆盖,尽管在其他实施方式中,添加隔热体以覆盖导热板(和/或其上的阀歧管)的整个表面积,包括导热板400的边缘。

图7显示了本发明的另一实施方式系统100,其包含本发明的阀歧管组件20。所示的系统100是阀歧管箱(VMB)。阀歧管箱包含具有两个门的柜72,但是显示存在一个门71,并且第二个门被去除,从而显示了在门后面的阀歧管组件,其包含隔热体22、覆盖阀的隔热片97和98,以及在剖视图中隔热体22后面显示的导热板400和包含管道12和阀14的歧管33。未显示的是一个或多个加热器和优选地存在于导热板400的相反侧上的另外的一个或多个隔热层。如图所示,系统还包含一个或多个排放管73(一个排放管优选地用于阀歧管组件33,且一个排放管优选地用于从歧管到柜72中并由其遏制的任何泄露)、向阀歧管33提供工艺材料(流体、液体、气体)的工艺材料供应管66及多于一个显示其上具有加热带的工艺材料供应管67,其离开加热的阀歧管组件20并为工艺或工具供应来自VMB的工艺材料。如图所示,系统100还包含通风口68。系统优选地另外包含控制加热器和/或阀歧管中的阀的控制器(未显示)和电附件。

本发明的益处之一是对于其中具有加热的管道和阀的系统,减少了制造时间和减少了修理时间。在常规的歧管中,如果必需加热阀歧管的管道和阀,则管道和阀用电阻丝(伴热线)仔细地包裹,然后用第二层粘合隔热体仔细包裹。如果需要修理,则必须从受影响的阀或管道上拆除隔热体和伴热线,然后必须将伴热线和隔热体重新附接到已修理的管道和/或阀上。此外,如果问题为故障或破裂的伴热线,则可能必须从整个阀歧管上拆除伴热线和隔热体,并且用新的伴热线和包裹的隔热体来替换。在常规系统中安装及拆除和重新安装伴热线和隔热体是费时的任务。

通过使用本发明的系统,可以大大地减少制造和修理时间。制造具有加热的阀歧管组件的系统的方法包括以下步骤:将歧管的管道和阀接触和/或附接到导热板上;将一个或多个加热器接触和/或附接到导热板的一侧或多侧的表面上;将一个或多个隔热层覆盖和/或接触和/或附接到一个或多个加热器上,和通过导热板加热的或接触导热板的管道和阀的大部分表面积上和/或导热板的大部分表面积上。更优选地,覆盖和/或接触和/或附接一个或多个隔热层是在一个或多个导热板的表面积的大于75%,或大于90%,或大于99%,和所有接触导热板的管道和阀的表面积的大部分,或大于75%,或大于90%,或大于99%;和接触或附接到一个或多个导热板的一个或多个加热器的外表面积的大部分,或大于75%,大于90%,或大于99%。制造方法可另外地包括附接和/或旋接和/或焊接和/或以其他方式接合阀歧管的管道和阀以产生阀歧管的步骤。歧管的一些或全部组件可首先彼此连接以产生阀歧管,然后可将阀歧管附接或接触到导热板。可选地,阀歧管的组件可附接到导热板,并在单独的步骤中彼此连接,以在多个步骤中在导热板上建构歧管,或在另一个实施方式中,阀和管道的部分可在单独的步骤中彼此连接,然后在单独的步骤中附接到导热板,最终得到附接到导热板的阀歧管。在另一个实施方式中,可首先将导热板安装到系统中,并且可以单独制造阀歧管,并在单一步骤中附接到导热板,或可将阀歧管组件的一部分彼此附接,并在一系列步骤中附接到导热板,最终得到附接到导热板的阀歧管,或歧管的部件可以彼此附接,并同时附接到导热板。制造步骤另外地包含一个或多个对其添加隔热体的步骤,其可以任何顺序进行。例如,可在将一个或多个加热器附接到导热板之后,将一个或多个隔热层附接到一个或多个加热器,并且在阀歧管附接到导热板之后,可将覆盖阀歧管的一个或多个隔热层附接到或接触导热板。

在一个实施方式中,修理包含本发明的加热的阀歧管组件的系统的方法包括以下步骤:通过拆除一个或多个紧固件(其可为机械紧固件,例如螺钉、螺母、螺栓和垫圈、拉链、粘扣带)来拆除一个或多个隔热层,以达到通过导热板加热的和接触和/或附接到导热板的多个管道和阀;修理或替换通过导热板加热的和接触和/或附接到导热板的故障的阀或管道;以及使用所述一个或多个紧固件重新附接所述一个或多个隔热层。

本发明还考虑了制造其中具有加热的阀歧管组件的系统或修理其中具有加热的阀歧管组件的系统的方法,其通过单独地制造加热的阀歧管组件,然后通过经由在加热的阀歧管组件上的管道上设置的配合连接件将加热的阀歧管组件上的管道连接到以另外方式存在于系统的接收管及系统中的接收管,将加热的阀歧管连接到箱、柜中或连接到具有准备接收作为加热的阀歧管组件的部分的管道的面板上。可重复使用和快速配合的连接件,例如由Swagelok Company制造的VCR偶联件,可用以提供将超高纯度应用的两段流体管道(例如半导体工业中常见的那些)接合在一起的可重复的手段。当需要修理时,可通过断开快速配合连接件,拆除整个加热的阀歧管组件和用相同的配合连接件并且优选地以与替换加热的阀歧管组件上已经存在的管道和阀的相同布局重连接新的或翻新的加热的阀歧管组件,来拆除刚刚所描述的系统中的故障的加热的阀歧管组件。如果电组件作为加热的阀歧管组件的部分存在,则也可提供与快速配合管道连接件类似地工作的快拆(配合)电连接件作为加热的阀歧管组件的部分。

尽管已经参考优选的实施方式描述了本发明,但是如本领域技术人员将想到的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行许多改变、增加和省略。包含的任何使用均包括更狭义的基本上由…组成和由…组成。

技术分类

06120115937684