Дозатор парогазовой смеси

(5)5 0 01 )- 13 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71 Опытно-конструкторское бюро при Новосибирском электровакуумном заводе . (72); В. Н. Гребнев(56); Авторское свидетельство СССР М 4499, кл, 0 01 Е 11/28, 1971,Авторское свидетельство СССР М 473903, кл, С 01 Г 11/28, 1975. (54) ДОЗАТОР ПАРОГАЗОВОЙ СМЕСИ (57) Использование: дозирование парогазовой смеси. Существо изобретения: расходсть 1, разделена на две сообщену камеры перегородкой 4. Реагент т в расходную емкость 1 через отробку 18. Клапаны 15, 16 закрыты, ачалом дозирования уровень реаамере 3 ниже, чем в камере 6. После клапанов 15, 16 воздух поступает 6 через воздушную трубку 5, что вает постоянство расхода из нижрубка 9 через капилляр 13, Капилтановлен ниже нижнего патрубка 9 м концом в проточной камере испаил. ная емко ные сниз заливаю крытую и Перед н гента в к открытия в камеру обеспечи него пэт ляр 13 ус выходнь рения, 85 10 15 20 35 40 45 Изобретение относится к устройствам для доэирования паровой и парогазовой смеси, применяемым на операциях высокотемпературной обработки в производстве полупроводниковых приборов и интегральных схем.Известно устройство, содержащее герметичный сосуд со съемной крышкой и воздухоподводящей трубой. Через трубу проходит вал мешалки, на конце вала укреплен пропеллер или лопасти. Суспензия залива.ется в сосуд через отверстие, закрываемое герметичной пробкой. Дозирование суспенэии осуществляется при помощи пробкового крана, который может поворачиваться вручную или посредством исполнительного механизма.Недостатком данного устройства является невысокая точность дозирования,Наиболее близким иэ известных устройств является дозатор, состоящий из резервуара с реагентом, нагревателя, системы регулирования, камеры испарения с входным и выходным патрубками, Камера испарения образована между двумя жестко 25 закрепленными трубками разного диаметра, причем внутренняя трубка свободно лежит на внутренней поверхности наружной трубки в нижней ее части, а в верхней части образуется камера испарения. Вдоль внут ренней поверхности наружной трубки и на-рукной поверхности внутренней трубки в области их соприкосновения образуется горизонтально расположенный щелевой капиллярный зазор, который соединен с верхним концом цилиндрического капилляра, перпендикулярно расположенного по отношению к щелевому капиллярному зазору и изготовленного в нижней части нарукной трубки. Другой конец капилляра помещен в резервуар с реагентом.В резервуар заливается реагент, который поднимается по вертикальному капилляру, попадает в горизонтальный щелевой капиллярный зазор л заполняет его, При подаче электрической мощности на нагреватель реагент разогревается и испаряется. Для получения парогазовой смеси в камеру испарения подается гаэ,Недостатком данного усгройства является неточность доэировэния, так как дозатор совмещен с системой испарения, и точность дозы пара зависит от площади испарения и температуры испарителя. Температуру испарителя трудно выдерживать с 55 большой точностью, так как нагреватель в системе испарения дегрэдируется со временем, его мощность уменьшается, Кроме того, нельзя быстро включить и выключить подачу парогазовой слеси, что необходимо для проведения производственного процессаЦель изобретения - повышение точности доэирования,На фиг, 1 изображен общий вид дозатора, на фиг. 2 - 8 - стадии работы.Дозатор состоит из расходной емкости 1 с камерами 2 и 3, разделенными перегородкой 4, В камеру 2 впаяна вертикальная воздушная трубка 5. Камеры 2 и 3 сообщаются между собой через малый щелевой зазор между перегородкой 4 и дном емкости 1. Реагент 6 заливают через отверстие 7 со съемной пробкой 8, сливают через нижний патрубок 9. Для вытеснения воздуха из камеры 3 служит верхний патрубок 10. В проточную камеру, в виде трубы 11 реагент подается через штуцер 12 с вставленным капилляром 13, сопротивление течению жидкости которого немного больше сопротивл ен ия подводя щих трубок. В трубу 11 вставляется нагреватель 14, мощность которого выбирается с учетом быстрого (до 30 сек) испарения после прекращения подачи поступающий из резервуара жидкости, что обеспечивается блоком регулирования температуры (нэ чертеже не показан), Воздушная трубка 5 впаивается таким образом, чтобы нижний открытый конец трубки был расположен выше нижнего патрубка 9 второй камеры 3 и ниже ее верхнего патрубка 10, Для получения максимального рабочего объема реагента при минимальных габаритах емкости 1 нижний конец трубки должен быть приближен к нижнему патрубку.Первый клапан 15 сообщен с атмосферой и верхним концом трубки 5, Входной конец кэллиляра 13 через второй клапан 16 сообщен с нижним патрубком 9. Труба 11 имеет патрубки подвода 17 газа и отвода 18 парогазовой смеси. Уровни реагентэ в различные периоды работы - поз, 19 - 22.Устройство работает следующим образом.Реагент заливают через отверстие 7 при закрытых клапанах 15 и 16. Камеры 2 и 3 сначала заполняются до нижнего конца трубки 5, т.к, они сообщаются через малый промежуток у дна резервуара. При заполнении камеры 3 реагентом воздух вытесняется через патрубок 10, трубку 5 и отверстие 7 (фиг, 2), Стрелкой указан путь вытеснения воздуха от камеры 3 при закрытых клапанах 15 и 16, до тех пор, пока уровень жидкости не достигнет нижнего конца воэдухопадводящей трубки 5 и не перекроет кэнэл вытеснения воздуха, показанный стрелой на фиг, 2, При дальнейшей заливке релентэ заполняется только камера 2 до заливочного отверстия 7, а трубка 5 и камег.э 3 остаются1795296 заполненными воздухом на уровне днатрубки 5, т.к, реагент перекрывает каналвытеснения воздуха (фиг. 4). Заливочное отверстие 7 закрывается пробкой 8. Послеокончания заливки в камере 3 и воздухоподводящей трубке 5 будет "избыточное" давление воздуха.Ризбыт,= Ра + ) П 1,где Ра - атмосферное давление,Ь 1 - разность уровней реагента в камерах 2 и 3 после заливки,у - удел ьн ы й вес жидкости.После заливки уровень реагента в камере 3. равен нижнему уровню воздушнойтрубки. Давление воздуха над реагентом в 15камере 2 атмосферное Ра, а в камере 3 итрубке 5 избыточное давлениеРизбыт, =Ра + )ф П 1После одновременного открывания клапанов 15 и 16 над реагентом в камере 3 и . 20трубкой 5 установится атмосферное давление, В связи с тем, что над реагентом вкамере 2 тоже атмосферное давление, тоуровень жидкости в камере 3 и трубке 5 .изменится так, как показано на фиг. 5; где 2519 - уровень реагента в камере 2 послеоткрывания клапанов 15 и 16;20 -- "до -" -21 - уровень реагента в камере 3 и трубке 5 после открывания клапанов 15 и 16; 3021 11 и2 ----- до --После некоторого времени стекания реагента уровень 21 в камере 3 и трубке 5достигает уровня 22 - нижнего края трубкии начинается вытягивание пузырьковвоздуха из трубки в область над реагентом в камере 2, Система готова к работе. Клапаны15 и 16 закрываются. В случае более полного заполнения реагентом камеры 2 на подготовку к работе тратится меньше времени, 40 На фиг. 5 показаны уровни реагента в дозаторе после подготовки его к работе, причем давление воздуха над реагентом в камере 3 будет атмосферным, а давление 45 Формула изобретения Дозатор парогазовой смеси, содержащий расходную емкость с подключенным к ней капиллятором, выходной конец которого установлен в проточной камере испарения, снабженной патрубками подвода газа и отвода парогазовой смеси, и размещенный в камере испарения нагреватель, подключенный к блоку регулирования температуры, о т л и ч а ю щи й с ятем, что, с воздуха над реагентом в камере 2 будет меньше атмосферного,Р 2 = Ра ) п 2.где: п 2 - разность уровней реагента в камерах 2 и 3,При последующей работе включение после подготовки устройства к работе и выключение подачи жидкости происходит практически мгновенно, Уровень жидкости в камере 3 всегда находится на уровне трубки 5. Давление воздуха над реагентом в камере 3 - атмосферное, давление воздуха над реагентом в камере 2 будет постепенно увеличиваться при уменьшении Ь 2 путем вытягивания из трубки пузырьков воздуха равного по обьему слитой жидкости, уровень реагента в камере 2 соответственно уменьшается. Рабочим уровнем реагента в камере 2 считается уровень, выше нижнего уровня трубки 5, Расход реэгента в течение процесса и от процесса к процессу будет постоянным и не зависит от внешних факторов.Стабильность скорости истечения реагента в сосуде Мариотта, а не парогазовой смеси обеспечивается только тогда, когда в область над реагентом в камере 2 воздух попадает только из воздухоподводящей трубки, В реальной ситуации при больших расходах жидкости возможно пробулькивание и попадание пузырьков воздуха из отверстия слива в сосуд (фиг. 6). При некачественном изготовлении слива от патрубка 9 до капилляра 13 возмокно также попадание воздуха из слива в сосуд, что приведет к изменению скорости стекания реагента (уровень жидкости в трубке начнет подниматься за счет повышения давления над уровнем реагента в сосуде). За счет разделения камеры 2 от камеры 3 перегородкой достигается независимость расхода реагента в случае попадания пузырьков воздуха из слива (фиг. 7). т,к, пузырьки воздуха попадают в камеру 3 над реагентом, где давление равно атмосферному и не меняют зто давление,целью повышения точности доэирования, в него введены два клапана, нижний и верхний патрубки, вертикальная воздушная трубка, перегородка и сьемная пробка, причем расходная емкость разделена на две камеры перегородкой, прикрепленной к ее крышке со щелевым зазором, относительно дна, в одной камере в нижней и верхней частях ее наружной стенки установлены со-. ответственно нижний и верхний патрубки, ав другой камере в крышке расходной емкости герметично установлены съемная пробка и вертикальная воздушная трубка, нижний конец которой размещен в расходной емкости на высоте между нижним и верхним патрубками, а верхний конец вертикальной воздушной трубки подключен к верхнему патрубку и к первому клапану, сообщенному с атмосферой, причем входной конец капилляра через второй клапан подключен к нижнему патрубку, который размещен выше капилляра.Риз.доставитель В.Гребневехред М.Моргентал Корректор Н.Кешеля 423 Тираж ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 НТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10