[发明专利]自身计量的储液罐

说明书

                       发明的背景

发明的领域

本发明一般涉及在容器内维持恒定液面的各种系统，特别涉及到通过把载气引入到可气化液体的液柱中产生气化液体并将它供应给化学过程的各种系统。

背景资料

用于传送化学气体到工艺室的各种气体发生系统中一种常用的技术是迫使载气气泡通过发泡器中的化学液体，然后将从发泡器中得到的气化物传送到工艺室。传统的发泡器，包括在现有的自动再充满系统中所使用的那些，都依赖于相对大量的液体体积以便内在地补偿液面的变化，液面对产生的气化物浓度可以有负面的影响。由于在光纤和半导体工业中气化物源常常是有害的液体，人们已经增加对应用这些液体所产生的职业安全性和健康问题的考虑。这已经造成许多这些液体在工作场所所允许的最大体积的减小。因此希望在气化物发生的地点减小所需的液体体积，并且不会妨害气化物的浓度控制。

一般的发泡罐是由单个容器组成，它保持可气化液体一次使用的体积。载气如氢气，氦气或氮气引入到液柱的较低部位，向上运动，穿出液体的表面进入到上部空间。当载气通过液柱时，它夹带着气化的液体，造成液体体积相应的减少。在发泡罐内液面的这种降低，由于几个原因可能是很为显著的。例如，液面影响气化的效率和总的气体浓度的均匀性，这两者是可以影响过程应用的严格误差要求的重要因素。此外，在鼓泡器内的实际液柱不仅决定了载气的接触时间和产生的气泡的几何形状，而且也代表了要加入或引出热能的物质量。同时也确定了在鼓泡器内液面上方的空间，已经发现当该空间大小不是最佳时对气体浓度和最终的鼓泡器性能都有负面的影响。

因为当从液体体积中引出气体时造成鼓泡器内液体体积的减小，引起气体浓度的变化，所以需要一种再充满这种液体的装置。某些方法包括一旦液体体积到达预先确定的可接受的最低水平时用人工替换鼓泡器小玻璃瓶。另几种人工方法依赖于在不使用的间歇时间内液体的辅助供应以便再装满鼓泡器。虽然这样的方法可以减少与先有技术一次性使用鼓泡器相联系的许多忧虑，例如在小玻璃瓶的替换或任何必需的液体再充满期间减少污染的风险，但是这些系统一般都是保持在停车状态，以气体的产出中断来提供再充满的机会。用许多先进的方法，在发生再充满的机会之前能运行很长一段时间，液面可能下降，显著地导致小于最佳气体传送效率。虽然可以应用各种技术来补偿不断下降的液体体积的影响，例如在过程运行之间间断地再充满，但这样的技术可能很复杂而且昂贵。在任何情况下，这样的技术不能满足本发明所达到的控制水平。

除了人工再充满液体，也有自动的鼓泡器再充满系统。但这样的系统一般应用与电子装置耦合的浮子，如液面调节器，以便调节鼓泡器内液体的再充满。这样的装置容易出故障，通常是系统中最会出故障的机械。已经应用另外几种类型的液面传感器，例如光学的，负荷电池监视容量，和电阻传感器。但是应用这样的装置可能是很贵的，容易出错的，因许多液体都是可燃的。如果没有适当地规定和保管，就是代表一种火源。

                     本发明的概要

因此，本发明的一个目标是提供一种合算和可靠的鼓泡储液罐系统，能够计量进入到系统本身的外部液体的供应，以便在它鼓泡供应气体的过程时几乎维持恒定的液面。

另一个目标是在不需要电子或光学液面检测装置的条件下限制进入到鼓泡器的液体供应以便防止出现过份充满的情况。

本发明还有一个目标是提供一种装置能显著地减少在气化物发生点的液体体积，并不会妨碍气体浓度控制。

本发明另一个目标是防止或减少由于应用磁力因摩擦造成的磨损效应和颗粒的产生。

本发明还有一个目标是提供一种控制内鼓泡器液体温度的最佳机械，如果需要，在把这种液体引入到内容器之前，通过引导补充液体围绕内鼓泡容器的外壁，从外壁可以加入或引出热能，从而减少当补充液体与内鼓泡器液体混合时热循环的潜在可能性。

本发明的另一个目标是通过使用相反的磁场相对不同的液体，特别是相对比重上的差异，提供一种标定内鼓泡容器浮力相互作用的装置，一个磁场固定在内浮鼓泡容器内，一个可以在外容器的底部进行调节。