CN115046127A - 用于固体化合物供应的钢瓶结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于固体化合物供应的钢瓶结构，包括瓶体和托盘。瓶体内形成有容置空间，所述瓶体上开设有入气口和出气口；至少两个托盘堆叠设置于所述容置空间内以形成一流体通道，相邻所述托盘之间形成有子流体通道，所述流体通道至少包括一子流体通道，所述流体通道的两端分别与所述入气口和出气口相连通，所述子流体通道在所述容置空间内横向分布。本发明的用于固体化合物供应的钢瓶结构，结构简单，且气流横向迂回运动，稳定性高，不会产生涡流，提高了气流携带固体化合物的蒸汽压及稳定性，减少了particle(颗粒度)问题。
Description
技术领域
本发明是关于固体化合物供应容器技术领域，特别是关于一种用于固体化合物供应的钢瓶结构。
背景技术
固体化合物例如MO源为高纯金属有机化合物，或叫化合物半导体微结构材料，是先进的金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)，原子层沉积(ALD)等技术生长半导体微结构材料的支撑材料。
现有技术中用于产生固体化合物蒸汽的装置，其内通常分布有较复杂的用于输送载气及供气体流通的管道，制造成本高；且该管道使得装置内的气体呈现从底部至顶部或从顶部至底部的垂直纵向流动，该气体的纵向流动使得气流分布不稳定，载料量变化较大，同时易产生空气涡流，带走装置内的小颗粒，引发particle(颗粒度)问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于固体化合物供应的钢瓶结构，其结构简单，且气流横向运动，稳定性高，不会产生涡流，提高了气流携带固体化合物的蒸汽压及稳定性，减少了particle(颗粒度)问题。
为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种用于固体化合物供应的钢瓶结构，包括：
瓶体，其内形成有容置空间，所述瓶体上开设有入气口和出气口；
至少两个托盘，所述托盘堆叠设置于所述容置空间内以形成一流体通道，相邻所述托盘之间形成有子流体通道，所述流体通道至少包括一子流体通道，所述流体通道的两端分别与所述入气口和出气口相连通，所述子流体通道在所述容置空间内横向分布。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述钢瓶结构包括两个托盘，两个托盘堆叠设置以形成一个子流体通道，所述子流体通道的两端分别与所述入气口和出气口相连通。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述钢瓶结构包括至少三个托盘，至少三个托盘堆叠设置以形成至少两个相串联的子流体通道。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述瓶体内形成有多个容置空间，每个所述容置空间内均形成有所述流体通道，多个所述流体通道之间串联设置，第一个流体通道与所述入气口相连通，最后一个流体通道与所述出气口相连通。
在本发明的一个或多个实施方式中，多个所述容置空间在水平方向上并列形成于所述瓶体内。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述钢瓶结构还包括碰撞结构，所述碰撞结构具有入口端和出口端，所述入口端与所述流体通道直接或间接相连通，所述出口端与所述出气口相连通，所述入口端和所述出口端之间形成有弯曲设置气体流道。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述碰撞结构的入口端设置有滤网结构。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述气体流道内形成有多个间隔设置的挡板，每个所述挡板上均开设有通气口，相邻所述挡板的通气口在载气流动方向上不重叠或仅部分重叠设置。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述碰撞结构包括盘管，所述盘管具有多个折弯部，所述盘管内形成有弯曲设置的所述气体流道。
在本发明的一个或多个实施方式中，全部或部分所述托盘上表面和/或下表面上形成有若干用于引导气体流动的引流件。
在本发明的一个或多个实施方式中，多个所述引流件阵列分布于所述托盘表面，每个所述引流件均具有一定的成型深度。
在本发明的一个或多个实施方式中，所述托盘包括底板以及边界侧板，所述边界侧板的上端开设有轴向对称的开口；
每个所述托盘的底板均覆盖在相邻所述托盘的边界侧板上方，以围合形成所述子流体通道。
与现有技术相比，本发明实施方式的用于固体化合物供应的钢瓶结构，通过内部结构设置使得气流在横向上迂回运动，提高气流的稳定性，不会产生涡流，减少了particle(颗粒度)问题。
本发明实施方式的用于固体化合物供应的钢瓶结构，通过在钢瓶内部划分多个串联的容置空间，可以增加流体通道的长度，以进一步提高气流携带固体化合物的蒸汽压及稳定性。
本发明实施方式的用于固体化合物供应的钢瓶结构，通过在出气口处设置碰撞结构，可以使得带起固体化合物固体颗粒的气体在经过碰撞结构后，产生一定的碰撞摩擦，去除气体中的固体化合物固体颗粒，进一步消除particle(颗粒度)问题。
本发明实施方式的用于固体化合物供应的钢瓶结构，通过将碰撞结构设置为弯曲延伸的盘管结构，同时盘管结构具有多个折弯处，可以大大增加撞击机会以及增加加热时间，减少小颗粒。
附图说明
图1是本发明实施例1的用于固体化合物供应的钢瓶结构的示意图；
图2是本发明实施例2的用于固体化合物供应的钢瓶结构的示意图；
图3是本发明实施例2的用于固体化合物供应的钢瓶结构的内部示意图；
图4是本发明实施例2的用于固体化合物供应的钢瓶结构中托盘主视图；
图5是图4中A-A剖视图。
图6是本发明实施例3的用于固体化合物供应的钢瓶结构的内部示意图；
图7是本发明实施例3的用于固体化合物供应的钢瓶结构中托盘主视图；
图8是图7中A-A剖视图。
图9是本发明实施例4的用于固体化合物供应的钢瓶结构的内部示意图；
图10是本发明实施例4的用于固体化合物供应的钢瓶结构中托盘主视图；
图11是图10中A-A剖视图。
图12是本发明实施例1或2或3或4的用于固体化合物供应的钢瓶结构中碰撞结构的示意图；
图13是本发明实施例5的用于固体化合物供应的钢瓶结构中碰撞结构的示意图；
图14是本发明实施例6的用于固体化合物供应的钢瓶结构中碰撞结构的示意图；
图15是本发明实施例1或2或3或4或5或6的用于固体化合物供应的钢瓶结构中碰撞结构的内部细节图。
图16是本发明实施例7的用于固体化合物供应的钢瓶结构的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如背景技术所言，现有的钢瓶结构(汽化器)，其内载气的流动方向均为垂直方向(瓶体的轴线方向)，容易形成涡流，使得气流分布不稳定，载料量变化较大，瓶内托盘中的小颗粒固体化合物或其他来源易被涡流带走，产生particle问题。
为了解决上述技术问题，本发明创新性的提出了一种钢瓶结构，其通过内部结构的重布局，使得瓶内载气的流向为相对托盘横向流动，气流稳定，无涡流产生，减少particle问题。
如图1和图2所示，本发明一实施方式提供了一种用于固体化合物供应的钢瓶结构，包括瓶体10，托盘20，碰撞结构30以及各类连通管路40。其中，托盘20、碰撞结构30以及连通管路40均设置于瓶体10内，托盘20堆叠设置于瓶体10内以形成流体通道，其中，位于最下层的托盘20与瓶体10的底壁之间设置有支撑结构60，支撑结构60可以为支撑环垫。相邻托盘20之间形成有子流体通道50，流体通道至少包括一子流体通道50，子流体通道50在瓶体10内横向分布，载气经流体通道后进入碰撞结构30，在碰撞结构30内不断进行碰撞以拦截或破坏载气中夹杂的少量小颗粒，后输出瓶体10，以进一步解决particle问题。
瓶体10包括一起形成瓶内的容置空间的底板11和限定侧壁12。瓶体10可以具有任一形状的容置空间14。在一个实施例中，瓶体10具有加工成非常接近公差的圆柱形形状，且其内部的容置空间14也同样被加工成圆柱形形状。在其他实施例中，瓶体10也可被加工成方柱体或其他柱体形状，其内部的容置空间同样。瓶体10包括盖子13，其上形成有载气入气口131，载气入气口131处可安装载气控制阀，该阀设置成当阀门打开时选择性地将载气引入瓶体10的容置空间内的子流体通道50中。盖子13上还形成有载气出气口132，载气出气口132处同样可安装载气控制阀，该阀设置成当阀门打开时选择性地将载气引出瓶体10的容置空间。
如图1所示，在实施例1中，两个托盘20堆叠设置，形成一横向分布的子流体通道50，子流体通道50的横向两端分别设置有载气入口和载气出口，载气入口通过连通管路40连通瓶体10的载气入气口131，载气出口与容置空间14连通设置。
如图2至图5所示，在实施例2中，至少三个托盘20垂直堆叠设置于容置空间14内，堆叠的托盘20可相互分离，并可从瓶体10内取出，以便于清洁和重新填充。相邻的托盘20之间形成有独立的子流体通道50，定义子流体通道50在容置空间14的径向上具有一首端a和一尾端b，相邻子流体通道50的首端和尾端相连通，形成一在纵向上(瓶体轴向)呈s形蜿蜒的流体通道，流体通道的两端分别连通载气入气口131和载气出气口132，以使自载气入气口131进入的载气能依次横向穿设各个子流体通道50后自载气出气口132排出。其中，相邻子流体通道50的首端和尾端之间可通过连通管路40进行连通，流体通道的两端也可通过连通管路40分别连通载气入气口131和载气出气口132，或者流体通道与载气出气口132之间也可不设置连通管路40而直接通过容置空间间接连通。
具体的，每个单独的托盘20均具有托盘底板21和边界侧板22以形成托盘腔23，用于放置和支撑固体化合物。托盘20的形状可以为圆形、方向或其他形状，托盘20优选由非反应性导热材料制成，例如银、银合金、铜、铜合金、铝、铝合金、铅、镍包层、不锈钢、石墨、碳化硅涂层石墨、硼氮化物、陶瓷材料，以及上述两种或多种材料的组合、混合物和复合材料。
每个托盘20的边界侧板22的上端开设有轴向对称的开口221；开口221在轴向上的长度需小于边界侧板22在该方向上的长度，可避免载气流通时对托盘腔23内的固体化合物造成影响。且当托盘20堆叠时，每个托盘20的托盘底板21均覆盖在相邻托盘20的边界侧板22上方，以覆盖托盘腔23形成子流体通道50，同时，托盘20轴向两侧的开口则正好形成于子流体通道50的首端a和尾端b。应当理解，为了确保每个子流体通道50的密封性，可以使用O形密封环来密封每个托盘20的边界侧板22顶面与上一个托盘20的底面之间。位于中部的托盘20的边界侧板22上的两个开口分别可通过连通管路40连通位于该托盘20上下相邻位置的托盘20的边界侧板22上的开口，以形成在纵向上(瓶体轴向)呈s形蜿蜒的流体通道。
部分托盘20的托盘底板21上形成有用于引导气体流动的引流件211，且相邻引流件211之间不接触设置；部分托盘20仅包括托盘底板21和边界侧板22。
如图4和图5所示，多个引流件211阵列分布满托盘底板21的下表面上。当托盘20堆叠设置时，位于最下方的托盘20采用未设置引流件211的托盘，其上堆叠的托盘20均可采用设置引流件211的托盘，且每个引流件211均具有一定的成型深度，该成型深度至少需大于边界侧板22上开口的深度(如图3所示)，以使得当托盘20堆叠时，引流件211可对从开口进入的载气进行引流，使其均匀且缓慢分布满整个子流体通道50。在一具体实施例中，每个引流件211均具有一呈弧形设置的引流面，且该引流面面向载气入口(开口中，一个为载气入口，一个为载气出口)设置。
在实施例3中，如图6至图8所示，多个引流件211阵列分布满托盘底板21的上表面上，且当托盘20堆叠设置时，位于最上方的托盘20采用未设置引流件211的托盘，其下堆叠的托盘20均可采用设置引流件211的托盘，且相邻引流件211之间不接触设置。每个引流件211同样具有一定的成型深度，该成型深度使得当托盘20堆叠时，引流件211可无限接近或抵持于位于上端的托盘底板21下表面，使得多个引流件211能对从开口进入的载气进行引流，使其均匀且缓慢分布满整个子流体通道50。在一具体实施例中，每个引流件211同样具有一呈弧形设置的引流面，且该引流面面向载气入口(开口中，一个为载气入口，一个为载气出口)设置。
在实施例4中，如图9至图11所示，托盘底板21的上表面和下表面上均阵列分布有多个引流件211(为了便于描述和区分，以下将位于托盘底板21的上表面上的多个引流件211称为第一引流件，位于托盘底板21的下表面上的多个引流件211称为第二引流件)。托盘底板21的上表面上的多个第一引流件与托盘底板21的下表面上的多个第二引流件相互交错设置，且第一引流件与第二引流件的深度之和大于托盘的边界侧板22的高度，使得当托盘20堆叠设置时，位于上方的托盘20的第二引流件能与相邻的、位于下方的托盘20的第一引流件相交叉且交错分布，能对从开口进入的载气进行引流，使其均匀且缓慢分布满整个子流体通道50。
在本实施例4中，当托盘20堆叠设置时，位于最上方的托盘20可采用只设置有第二引流件的托盘或者可采用未设置引流件211的托盘，中间堆叠的托盘20可采用托盘底板21上下表面均设置有引流件211的托盘，位于最下方的托盘20采用只设置有第一引流件的托盘，且相邻引流件211之间不接触设置。当然，位于最上方的托盘20也可采用托盘底板21上下表面均设置有引流件211的托盘。在一具体实施例中，每个引流件211同样具有一呈弧形设置的引流面，且该引流面面向载气入口(开口中，一个为载气入口，一个为载气出口)设置。
如图1、图2和图12所示，碰撞结构30设置于容置空间14内且连接在载气出气口132设置。碰撞结构30具有入口端和出口端，出口端与载气出气口132相连通，入口端和出口端之间形成有弯曲设置气体流道。碰撞结构30的入口端与s形蜿蜒的流体通道直接或间接相连通，载气在流体通道内流通后，携带固体化合物(可能存在携带固体化合物的固体小颗粒情况)进入气体流道，在气体流道内经碰撞后可自载气出气口132排出。碰撞结构30的入口端设置有粗滤网结构32，可以过滤携带固体化合物的载气中的大颗粒固体化合物，粗滤网结构32中的间隙大小可为30μm或更大。在一实施例中，碰撞结构30可以为盘管，盘管具有多个折弯部，盘管内形成有弯曲设置的气体流道。
如图12至图14所示，为不同形状的碰撞结构图示，其中，图12为环形盘管结构，图13和图14均为不规则盘管结构，但其具有一共同特征，即具有多个折弯部，多个折弯部的设置可增加载气在气体流道内的碰撞次数，增加颗粒撞击机会，进一步降低小颗粒问题。
如图15所示，气体流道内还形成有多个间隔设置的挡板31，每个挡板31上均开设有通气口311，相邻挡板31的通气口311在载气流动方向上不重叠或仅部分重叠设置；或者，挡板31与气体流道的壁之间形成通气口，同样，通气口在载气流动方向上不重叠或仅部分重叠设置，使得携带固体化合物的载气经过该多个挡板31时，其内的固体化合物固体颗粒可被不断撞击粉碎，以消除particle(小颗粒)问题。
在上述实施例中，瓶体10内仅存在一个容置空间。在其他实施例中，瓶体10内可形成有多个容置空间14，多个容置空间14在水平方向上并列形成于瓶体10内。每个容置空间14内均形成有流体通道，多个流体通道之间串联设置，多个流体通道串联之后分别连通载气入气口131和载气出气口132，以使自载气入气口131进入的载气能依次横向穿设各个容置空间14的各个子流体通道50后自载气出气口132排出，如图16所示。
在上述实施例中，子流体通道50均由托盘20本身自行围合形成，在其他实施例中，也可通过托盘20与瓶体10的内壁共同围合形成。此时，托盘20也可仅由托盘底板21构成，其密封设置于瓶体10的内壁上，同时，瓶体10的内壁中分别开设有连通相邻子流体通道50的通道(作用相当于连通管道40)，同样可以形成一在纵向上(瓶体轴向)呈s形蜿蜒的流体通道。
与现有技术相比，本发明实施方式的用于固体化合物供应的钢瓶结构，通过内部结构设置使得气流在横向上迂回运动，提高气流的稳定性，不会产生涡流，减少了particle(小颗粒)问题。
本发明实施方式的用于固体化合物供应的钢瓶结构，通过在钢瓶内部划分多个串联的容置空间，可以增加流体通道的长度，以进一步提高气流携带固体化合物的蒸汽压及稳定性。
本发明实施方式的用于固体化合物供应的钢瓶结构，通过在出气口处设置碰撞结构，可以使得带起固体化合物固体颗粒的气体在经过碰撞结构后，产生一定的碰撞摩擦，去除气体中的固体化合物固体颗粒，进一步消除particle(小颗粒)问题。
本发明实施方式的用于固体化合物供应的钢瓶结构，通过将碰撞结构设置为弯曲延伸的盘管结构，同时盘管结构具有多个折弯处，可以大大增加撞击机会以及增加加热时间，减少小颗粒。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种用于固体化合物供应的钢瓶结构，其特征在于，包括：
瓶体，其内形成有容置空间，所述瓶体上开设有入气口和出气口；
至少两个托盘，所述托盘堆叠设置于所述容置空间内以形成一流体通道，相邻所述托盘之间形成有子流体通道，所述流体通道至少包括一子流体通道，所述流体通道的两端分别与所述入气口和出气口相连通，所述子流体通道在所述容置空间内横向分布。
2.如权利要求1所述的用于固体化合物供应的钢瓶结构，其特征在于，所述钢瓶结构包括两个托盘，两个托盘堆叠设置以形成一个子流体通道，所述子流体通道的两端分别与所述入气口和出气口相连通。
3.如权利要求1所述的用于固体化合物供应的钢瓶结构，其特征在于，所述钢瓶结构包括至少三个托盘，至少三个托盘堆叠设置以形成至少两个相串联的子流体通道。
4.如权利要求1所述的用于固体化合物供应的钢瓶结构，其特征在于，所述瓶体内形成有多个容置空间，每个所述容置空间内均形成有所述流体通道，多个所述流体通道之间串联设置，第一个流体通道与所述入气口相连通，最后一个流体通道与所述出气口相连通。
5.如权利要求4所述的用于固体化合物供应的钢瓶结构，其特征在于，多个所述容置空间在水平方向上并列形成于所述瓶体内。
6.如权利要求1所述的用于固体化合物供应的钢瓶结构，其特征在于，所述钢瓶结构还包括碰撞结构，所述碰撞结构具有入口端和出口端，所述入口端与所述流体通道直接或间接相连通，所述出口端与所述出气口相连通，所述入口端和所述出口端之间形成有弯曲设置气体流道。
7.如权利要求6所述的用于固体化合物供应的钢瓶结构，其特征在于，所述碰撞结构的入口端设置有滤网结构。
8.如权利要求6所述的用于固体化合物供应的钢瓶结构，其特征在于，所述气体流道内形成有多个间隔设置的挡板，每个所述挡板上均开设有通气口，相邻所述挡板的通气口在载气流动方向上不重叠或仅部分重叠设置。
9.如权利要求1所述的用于固体化合物供应的钢瓶结构，其特征在于，全部或部分所述托盘上表面和/或下表面上形成有若干用于引导气体流动的引流件。
10.如权利要求1所述的用于固体化合物供应的钢瓶结构，其特征在于，所述托盘包括底板以及边界侧板，所述边界侧板的上端开设有轴向对称的开口；每个所述托盘的底板均覆盖在相邻所述托盘的边界侧板上方，以围合形成所述子流体通道。
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