[实用新型]密封装置、密封控制系统及硅烷压缩机

说明书

本申请涉及一种密封装置、密封控制系统及硅烷压缩机，涉及含硅半导体生产技术领域，其中密封装置包括从介质侧向轴承侧设置四级密封，依次为一级密封机构、二级密封机构、三级密封机构和四级密封机构；所述一级密封机构、所述二级密封机构和所述三级密封机构均采用干气密封结构并串联布置，所述四级密封机构采用梳齿密封结构，其中所述一级密封机构的密封气与介质相同；硅烷压缩机包括上述密封装置，二级密封机构的密封气压力大于所述一级密封机构的泄漏气压力；密封控制系统包括供气单元、过滤单元、流量调节单元、气压检测单元以及泄漏气监测单元。该申请具有能够杜绝外部非硅烷气体进入压缩机以提高运行稳定性及泄漏硅烷可控可回收的优点。

技术领域

本申请涉及多晶硅生产技术领域，尤其是涉及一种密封装置、硅烷压缩机及密封控制系统。

背景技术

多晶硅被广泛应用于半导体和光伏产业。随着半导体行业以及光伏产业的发展，对多晶硅的需求量快速增长。多晶硅的生产技术主要为改良西门子法和硅烷法，由于硅烷法能耗低且对环境影响小，符合当今强调绿色发展的理念，目前硅烷法是制备多晶硅及其他含硅半导体器件的主流工艺路线，其中硅烷压缩机是压缩高纯度硅烷的核心设备。

相关技术见授权公告号为CN203628252U的专利，其公开了一种提高硅烷气体充装效率的系统，包括硅烷压缩机。

由于硅烷的纯度对器件性能和成品率关系极大，硅烷压缩机应用理想状态下不允许外部非硅烷气体进入压缩机内部以避免影响硅烷纯度，然而目前密封结构均会存在外部气体进入压缩机和介质损耗的情况，无法满足生产需要。

实用新型内容

为了改善目前硅烷压缩机存在外部气体进入压缩机影响工艺气纯度及介质气泄漏损失的问题，本申请提供一种密封装置、硅烷压缩机及密封控制系统。

第一方面，本申请提供一种密封装置采用如下的技术方案：

一种密封装置，包括从介质侧向轴承侧设置四级密封，依次为一级密封机构、二级密封机构、三级密封机构和四级密封机构；所述一级密封机构、所述二级密封机构和所述三级密封机构均采用干气密封结构并串联，所述四级密封机构采用梳齿密封结构，其中所述一级密封机构的密封气与介质相同。

通过采用上述技术方案，由于一级密封机构的密封气与介质相同，介质本身可以作为一级干气密封的密封气，即使一级干气密封的密封气进入到介质中，也不会影响原介质的纯度，从而能够形成自循环。二级和三级干气密封减小一级干气密封的泄漏气外泄造成污染的可能。四级密封的梳齿密封结构一方面能够减少轴承端的油雾污染三级密封的可能；另一方面当出现前三级的干气密封因故障导致密封失效时，梳齿密封结构可以作为临时安全密封起到阻挡作用，保障大量的危险性气体流入到三级泄漏气通道。从而增加整体密封效果，防止外部气体进入到介质中影响纯度，又能增加安全性和可靠性。

可选的，所述一级密封机构的密封气为硅烷气，所述二级密封机构的密封气为氢气，所述三级密封机构和所述四级密封机构的密封气为氮气或惰性气体。

通过采用上述技术方案，为了实现一级密封机构泄漏的微量硅烷气体的可回收，因此采用了二级密封机构采用高纯氢气，使得硅烷气体与氢气组成的一级泄漏混合气实现回收利用，降低硅烷的损耗率。由于二级密封机构仍然采用了氢气作为密封气，二级泄漏气仍为氢气较为危险，因此，三级干气密封能够起到防止二级干气密封的泄漏气外泄造成污染的可能。

可选的，述二级密封机构的密封气压力大于所述一级密封机构的泄漏气压力，所述三级密封机构的密封气压力大于所述二级密封机构的泄漏气压力。

通过采用上述技术方案，二级密封的密封气压大于一级泄漏气压，防止泄漏气中硅烷危险气体进入到二级密封区域，减小了硅烷向下一级密封泄漏传递的可能，降低硅烷泄漏到外部大气的可能，提高设备运行安全性。

第二方面，本申请提供的一种密封控制系统采用如下技术方案：