一種高純氣體重量法配氣裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及氣體制備和氣體計(jì)量技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種高純氣體重量法配氣裝置。第一進(jìn)氣口、第一截止閥與第二進(jìn)氣口、第二截止閥并聯(lián)連接，第五截止閥、第六截止閥、第七截止閥、第八截止閥并聯(lián)連接后的管路一端連接第一截止閥、第二截止閥構(gòu)成的管路，另一端連接第九截止閥、第十三截止閥通過管路并聯(lián)連接的管路，第九截止閥與排氣口連接，第五截止閥、第六截止閥、第七截止閥后均接有孔板流量計(jì)，第十三截止閥與氣體出口連接，真空系統(tǒng)通過第三截止閥、第四截止閥接入第八截止閥管路靠近氣瓶的一側(cè)，電子高真空真空計(jì)與真空系統(tǒng)相連，電子壓力計(jì)在第五節(jié)截止閥管路靠近第一截止閥的一端。本實(shí)用新型具有較高的氣密性，降低了泄漏率。
【專利說明】一種高純氣體重量法配氣裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備和氣體計(jì)量技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種高純氣體重量法配氣裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在化學(xué)計(jì)量領(lǐng)域，主要是通過標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行量值傳遞的。如儀器的校準(zhǔn)、產(chǎn)品特性量值的檢測、測量方法的準(zhǔn)確度以及量值仲裁等。重量法配氣裝置是氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備過程中最重要的設(shè)備，裝置的合理設(shè)計(jì)不僅可以應(yīng)對(duì)各種不同氣體的制備，而且還能夠提供制備效率。一般的重量法配氣裝置內(nèi)部管路與閥的連接方式多以卡套式為主，管路也為普通BA級(jí)不銹鋼管。這樣的裝置可以滿足一般常見的氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備，但對(duì)于制備高純氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)而言，裝置還存在著較多不足的地方。高純氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是以高純氮?dú)?、氬氣和氦氣為主體，包含(0.l-5)um0l/m0l氫氣、氧氣、氬氣、氮?dú)?、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等氣體的高準(zhǔn)確度氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。由于空氣中含有大量的氮?dú)?、氧氣和水分，?duì)其制備有很大的干擾。
[0003]現(xiàn)有普通重量法配氣裝置內(nèi)通過針形閥來控制稀釋氣體的流量，針型閥的密封性差，容易形成泄露點(diǎn)，影響最終制備氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的效果。裝置使用的主要是卡套式聯(lián)接，該種聯(lián)接方式的泄露率較高，環(huán)境中的空氣易于干擾制備過程。裝置內(nèi)部采用的管路絕大多數(shù)為內(nèi)壁沒有經(jīng)過特殊處理的不銹管，這樣的管路內(nèi)壁容易吸附水分，而且即使經(jīng)過真空處理和反復(fù)沖洗，其表面吸附的水分也很難完全脫離，影響最終制備的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中的水分含量?，F(xiàn)有裝置的真空系統(tǒng)一般為機(jī)械泵，整個(gè)系統(tǒng)真空度不能小于lX10_3Pa，真空效果差，導(dǎo)致裝置內(nèi)部殘余氣體較多，干擾制備過程。
[0004]基于以上描述，亟需一種新的高純氣體重量法配氣裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的針型閥密封性差所導(dǎo)致的容易形成泄露點(diǎn)的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型目的在于提出高純氣體重量法配氣裝置，能夠使得裝置具有較高的氣密性，降低泄漏率。
[0006]為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種高純氣體重量法配氣裝置，包括真空系統(tǒng)、電子高真空真空計(jì)、電子壓力計(jì)、氣路系統(tǒng)，氣路系統(tǒng)中第一截止閥與第一進(jìn)氣口連接，第二截止閥與第二進(jìn)氣口相連，第一進(jìn)氣口、第一截止閥與第二進(jìn)氣口、第二截止閥通過管路并聯(lián)連接，第五截止閥、第六截止閥、第七截止閥、第八截止閥通過管路并聯(lián)連接后的總管路一端連接第一閥、第二截止閥所在的管路，另一端連接第九截止閥、第十三截止閥通過管路并聯(lián)連接的管路，第九截止閥所在管路連接氣體排放口，第十三截止閥與氣體出口連接，第十三截止閥還與第十截止閥、第十一截止閥、第十二截止閥并聯(lián)連接，第十截止閥、第十一截止閥、第十二截止閥分別連接吹掃口，真空系統(tǒng)通過閥與管路接入第八截止閥管路靠近氣瓶的一側(cè)，所述電子高真空真空計(jì)與真空系統(tǒng)所在的管路相連，電子壓力計(jì)與第五截止閥所在的管路靠近第一截止閥的一端相連，其特征在于:第五截止閥、第六截止閥、第七截止閥所在管路靠近第十三截止閥的一端分別接有孔板流量計(jì)。
[0008]具體地，所述管路與管路之間和管路與接頭之間采用焊接方式連接，閥與接頭之間采用VCR金屬墊片面密封連接。
[0009]進(jìn)一步地，所述管路采用EP級(jí)管路，內(nèi)部經(jīng)過電子拋光處理。
[0010]進(jìn)一步地，所述的高純氣體重量法配氣裝置真空系統(tǒng)包括機(jī)械泵和分子泵，所述機(jī)械泵通過第四截止閥與管路和第八截止閥所在管路相連，所述分子泵通過第三截止閥和管路與第八截止閥所在管路相連，所述電子高真空真空計(jì)與分子泵所在管路相連。
[0011]進(jìn)一步地，所述的高純氣體重量法配氣裝置還包括用于將所述管路和閥加熱至預(yù)設(shè)溫度的加熱裝置。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型采用孔板流量計(jì)控制高純稀釋氣體的流量，其優(yōu)勢在于管路內(nèi)不存在死體積，降低泄漏率。
[0013]本實(shí)用新型中的管路與管路之間和管路與街頭直間采用焊接方式連接，閥門與接頭管路之間采用VCR金屬墊片密封連接，降低了泄漏率。
[0014]本實(shí)用新型中裝置的內(nèi)部管路采用EP級(jí)管路，內(nèi)部經(jīng)過電子拋光處理，減少了水分在管路上的吸附。
[0015]本實(shí)用新型中的真空系統(tǒng)包括機(jī)械泵和分子泵，初級(jí)真空采用機(jī)械泵，高真空采用分子泵，降低了裝置中殘余氣體對(duì)配氣過程的干擾。
[0016]本實(shí)用新型中的閥和管路全部控溫，使得裝置內(nèi)部管壁上的水分能夠在加熱并同時(shí)高真空的狀態(tài)下快速脫離。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型高純氣體重量法配氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖中:
[0019]1、第一截止閥；2、第二截止閥；3、第三截止閥；4、第四截止閥；5、第五截止閥；6、第六截止閥；7、第七截止閥；8、第八截止閥；9、第九截止閥；10、第十截止閥；11、第十一截止閥；12、第十二截止閥；13、第十三截止閥；14、分子泵；15、機(jī)械泵；16、孔板流量計(jì)；17、電子高真空真空計(jì)；18、電子壓力計(jì)；19、第一進(jìn)氣口 ；20、第二進(jìn)氣口 ；21、排氣口 ；22、出氣口 ；23、吹掃口。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0021]圖1是本實(shí)用新型高純氣體重量法配氣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中第一截止閥I與第一進(jìn)氣口連接，第二截止閥2與第二進(jìn)氣口相連，第一進(jìn)氣口、第一截止閥與第二進(jìn)氣口、第二截止閥并聯(lián)連接，連接后的管路又分離為四個(gè)支路，第五截止閥5、第六截止閥6、第七截止閥7、第八截止閥8分布在四條支路上，第五截止閥5、第六截止閥6、第七截止閥7所在管路上還分別連有孔板流量計(jì)16，四條支路分別連接有閥后又匯聚成總的管路，總管路再次分離成兩個(gè)支路，其中一條支路上連有第九截止閥9，第九截止閥9與排氣口 21連接，另外一條支路又分解成四條支路，分別連接第十截止閥10、第十一截止閥11、第十二截止閥12和第十三截止閥13，第十三截止閥13與出氣口 22連接，第十截止閥10、第i^一截止閥11、第十二截止閥12分別連接有吹掃口。
[0022]本實(shí)用新型中真空系統(tǒng)包括機(jī)械泵15和分子泵14，初級(jí)真空采用機(jī)械泵15，高真空采用分子泵14。機(jī)械泵15通過第四截止閥4與管路和第八截止閥8所在管路相連，分子泵14通過第三截止閥3和管路與第八截止閥8所在管路相連。采用該真空系統(tǒng)，裝置內(nèi)的真空度可達(dá)5X 10_5Pa，減少了裝置中殘余氣體對(duì)配氣過程的干擾。
[0023]裝置左側(cè)與高壓高純稀釋氣氣瓶通過管路與第一截止閥I連接，裝置右側(cè)通過第十三截止閥13與一個(gè)經(jīng)高真空處理的制備氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的氣瓶連接。打開第一截止閥1，第八截止閥8和第三截止閥3，本裝置中的截止閥在初始狀態(tài)下默認(rèn)為關(guān)閉狀態(tài)，接通機(jī)械泵15電源，然后打開第四截止閥4，利用機(jī)械泵15對(duì)整個(gè)裝置內(nèi)部的管路進(jìn)行真空處理。2min后，關(guān)閉第四截止閥4，接通分子泵14電源，打開第三截止閥3，利用分子泵14對(duì)整個(gè)裝置內(nèi)部的管路進(jìn)行高真空處理，真空度可從電子高真空計(jì)17上觀察，達(dá)到要求的真空度后，關(guān)閉第三截止閥3，打開氣瓶瓶閥，讓一部分稀釋氣進(jìn)入裝置后關(guān)閉瓶閥，然后打開第九截止閥9，將裝置內(nèi)的氣體排空后關(guān)閉第九截止閥9。打開第八截止閥8和第四截止閥4，利用機(jī)械泵15對(duì)整個(gè)裝置內(nèi)部的管路進(jìn)行真空處理。2min后，關(guān)閉第四截止閥4，打開第三截止閥3，利用分子泵15對(duì)整個(gè)裝置內(nèi)部的管路進(jìn)行高真空處理，真空度可從電子高真空計(jì)17上觀察，達(dá)到要求的真空度后，其中電子高真空計(jì)真空計(jì)17與分子泵14所在的管路連接，關(guān)閉第三截止閥3，再次用稀釋氣沖洗裝置，然后將裝置中的稀釋氣放空。按上述方式重復(fù)3-4次，裝置內(nèi)部將完全被稀釋氣體置換清洗干凈。最后關(guān)閉第三截止閥3和第九截止閥9，打開稀釋氣和待制備氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)氣瓶瓶閥，根據(jù)流量需求選擇打開第五截止閥5、第六截止閥6、第七截止閥7中的一個(gè)或多個(gè)，將稀釋氣引入到待制備氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)氣瓶中，完成制備。通過同樣的過程，高濃度氣體可以通過第二進(jìn)氣口 20、第二截止閥2進(jìn)入到氣路系統(tǒng)中。
[0024]其中，出氣口 22與一個(gè)經(jīng)高真空處理的制備氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的氣瓶聯(lián)接，第十截止閥10、第十一截止閥11、第十二截止閥12后連接有為更復(fù)雜配氣過程預(yù)留的吹掃氣的接口，通過第十截止閥10、第十一截止閥11、第十二截止閥12可以分別將稀釋氣引入到配氣過程中。
[0025]第一截止閥1、第二截止閥2、第八截止閥8、第九截止閥9、第十截止閥10、第十一截止閥11、第十二截止閥12和第十三截止閥13為轉(zhuǎn)動(dòng)手柄四分之一圈關(guān)閉的VCR(Vacuumcoupling Radiat1n seal)隔膜球閥；第三截止閥3,第四截止閥4,第五截止閥5,第六截止閥6和第七截止閥7為一又二分之一圈關(guān)閉的VCR隔膜球閥。
[0026]第六截止閥6、第七截止閥7及其所在的支路的作用是在氣體流量較大時(shí)起分流的作用，第五截止閥5可單獨(dú)使用，也可與第六截止閥6、第七截止閥7任一或多個(gè)組合使用。第一進(jìn)氣口 19可單獨(dú)使用，也可與第二進(jìn)氣口 20組合使用，第十截止閥10可單獨(dú)使用，也可與第十一截止閥11、第十二截止閥12任一或多個(gè)組合使用。
[0027]本實(shí)用新型中的管路與管路之間和管路與街頭直間采用焊接方式連接，閥門與接頭管路之間采用VCR金屬墊片密封連接方式，通過氦氣進(jìn)行泄漏測試，在使用無鍍層的墊片時(shí)其最大泄漏率僅為4X 10_nStd cm3/s。
[0028]本實(shí)用新型內(nèi)部的管路全部采用EP級(jí)管路，其管路內(nèi)部經(jīng)過電子拋光，大大減少了水分在管路內(nèi)壁上的吸附。
[0029]本實(shí)用新型第五截止閥5、第六截止閥6、第七截止閥7所在管路上各連接一個(gè)不同微米級(jí)孔徑的孔板流量計(jì)組合使用，來控制高純稀釋氣體的流量，其優(yōu)勢在于管路內(nèi)不存在死體積，連接采用VCR方式，同針型閥相比很大程度上降低了泄漏率。
[0030]本實(shí)用新型所提供的高純氣體重量法配氣裝置還包括用于將所述管路和閥加熱至預(yù)設(shè)溫度的加熱裝置。加熱裝置最高可將管路和閥加熱至100°c，使得裝置內(nèi)部管壁上的水分能夠在加熱并同時(shí)高真空的狀態(tài)下快速脫離。
[0031]以上內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種高純氣體重量法配氣裝置，包括真空系統(tǒng)、電子高真空真空計(jì)(17)、電子壓力計(jì)(18)、氣路系統(tǒng)，氣路系統(tǒng)中第一截止閥(I)與第一進(jìn)氣口(19)連接，第二截止閥(2)與第二進(jìn)氣口(20)相連，第一進(jìn)氣口(19)、第一截止閥(I)與第二進(jìn)氣口(20)、第二截止閥(2)通過管路并聯(lián)連接，第五截止閥(5)、第六截止閥￠)、第七截止閥(7)、第八截止閥(8)通過管路并聯(lián)連接后的總管路一端連接第一閥(I)、第二截止閥(2)所在的管路，另一端連接第九截止閥(9)、第十三截止閥(13)通過管路并聯(lián)連接的管路，第九截止閥(9)所在管路連接氣體排放口(21)，第十三截止閥(13)與氣體出口(22)連接，第十三截止閥(13)還與第十截止閥(10)、第十一截止閥(11)、第十二截止閥(12)并聯(lián)連接，第十截止閥(10)、第十一截止閥(11)、第十二截止閥(12)分別連接吹掃口(23)，真空系統(tǒng)通過閥與管路接入第八截止閥(8)管路靠近氣瓶的一側(cè)，所述電子高真空真空計(jì)(17)與真空系統(tǒng)所在的管路相連，電子壓力計(jì)(18)與第五截止閥(5)所在的管路靠近第一截止閥(I)的一端相連，其特征在于:第五截止閥(5)、第六截止閥￠)、第七截止閥(7)所在管路靠近第十三截止閥(13)的一端分別接有孔板流量計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純氣體重量法配氣裝置，其特征在于:所述管路與管路之間和管路與接頭之間采用焊接方式連接，閥與接頭之間采用VCR金屬墊片面密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高純氣體重量法配氣裝置，其特征在于:所述管路采用EP級(jí)管路，內(nèi)部經(jīng)過電子拋光處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高純氣體重量法配氣裝置，其特征在于:所述真空系統(tǒng)包括機(jī)械泵(14)和分子泵(15)，所述機(jī)械泵(14)通過第四截止閥(4)、管路和第八截止閥(8)所在管路相連，所述分子泵(15)通過第三截止閥(3)、管路與第八截止閥(8)所在管路相連，所述電子高真空真空計(jì)(17)與分子泵(15)所在管路相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高純氣體重量法配氣裝置，其特征在于:還包括用于將所述管路和閥加熱至預(yù)設(shè)溫度的加熱裝置。
【文檔編號(hào)】F17D1/04GK204062497SQ201420499200
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】胡樹國 申請(qǐng)人:中國計(jì)量科學(xué)研究院