[发明专利]用于大量超高纯度氦供给和使用的方法及系统

权利要求书

1.一种用于将超高纯度氦气输送至使用场所的方法，所述方法包括：

提供包含低温超高纯度氦流体的至少一个主器皿，所述超高纯度氦流体包括超高纯度氦液体和超高纯度氦气；所述主器皿包括一个或多个壁部件，这样的一个或多个壁部件被构造成用以形成保持所述超高纯度氦液体和超高纯度氦气的内部器皿隔间；所述内部器皿隔间具有一个或多个真空绝缘层和一个或多个隔热层，所述一个或多个真空绝缘层和所述一个或多个隔热层在与所述一个或多个壁部件邻近的所述内部器皿隔间周边处彼此邻近对准；所述主器皿在主器皿顶部处或附近具有能将超高纯度氦气经由其注入所述内部器皿隔间中的至少一个进入口；并且所述主器皿在主器皿底部上方具有能将所述超高纯度氦液体经由其从所述内部器皿隔间进行分送的至少一个排出口；

提供包含低温超高纯度氦流体的至少一个副器皿，所述超高纯度氦流体包括超高纯度氦液体和超高纯度氦气；所述副器皿包括一个或多个壁部件，这样的一个或多个壁部件被构造成用以形成保持所述超高纯度氦液体和超高纯度氦气的内部器皿隔间；所述内部器皿隔间具有一个或多个真空绝缘层和一个或多个隔热层，所述一个或多个真空绝缘层和一个或多个隔热层在与所述一个或多个壁部件邻近的所述内部器皿隔间周边处彼此邻近对准；所述副器皿在副器皿顶部处或附近具有能将超高纯度氦气经由其分送至所述主器皿的内部器皿隔间的至少一个排出口；所述副器皿与所述主器皿进行超高纯度氦气流动连通；并且所述副器皿在副器皿底部上方具有能将所述超高纯度氦液体经由其从内部器皿隔间进行分送的至少一个排出口；

可选地将超高纯度氦气从所述主器皿和/或所述副器皿经由至少一个节约器装置输送至所述使用场所，所述至少一个节约器装置包括用于控制超高纯度氦气经由其流动至所述使用场所的反压阀；

准许超高纯度氦流体从所述副器皿进入至所述主器皿，所述超高纯度氦流体包括超高纯度氦气，所述超高纯度氦气在所述主器皿中的压力被准许达到足以将超高纯度氦液体从所述主器皿排出；

将所述超高纯度氦液体从所述主器皿传送至至少一个汽化装置；所述汽化装置具有能将超高纯度氦液体经由其注入所述汽化装置中的至少一个进入口；并且所述汽化装置具有能将超高纯度氦气经由其从所述汽化装置进行分送的至少一个排出口；

使所述超高纯度氦液体在所述汽化装置中实现相变来形成超高纯度氦气；以及

将所述超高纯度氦气从所述汽化装置输送至所述使用场所。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括控制了所述超高纯度氦气至所述使用场所的输送速率，这使用了(i)从副器皿注入所述主器皿的内部器皿隔间中的所述超高纯度氦气、(ii)所述一个或多个隔热层、以及/或者(iii)至少一个节约器装置。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，(i)从副器皿注入所述主器皿的内部器皿隔间中的所述超高纯度氦气控制了所述超高纯度氦液体从所述至少一个主器皿至所述至少一个汽化装置的输送速率、以及超高纯度氦气从所述至少一个汽化装置至所述使用场所的输送速率、以及超高纯度氦气从所述至少一个主器皿和所述至少一个副器皿经由所述至少一个节约器装置至所述使用场所的输送速率；(ii)所述一个或多个隔热层控制了在所述至少一个主器皿和所述至少一个副器皿中的所述超高纯度氦液体的净蒸发速率，所述净蒸发速率控制了所述超高纯度氦液体从所述至少一个主器皿至所述至少一个汽化装置的输送速率、以及超高纯度氦气从所述至少一个汽化装置至所述使用场所的输送速率，并且控制了所述超高纯度氦气从所述至少一个主器皿和所述至少一个副器皿经由所述至少一个节约器装置至所述使用场所的输送速率；并且(iii)所述至少一个节约器装置控制了所述超高纯度氦气从所述至少一个主器皿和所述至少一个副器皿至所述使用场所的输送速率，同时使超高纯度氦液体保持在所述至少一个主器皿和所述至少一个副器皿中。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个隔热层具有用以保持隔热流体的内部隔间，所述隔热流体包括液体或气体。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个隔热层包括液氮(LN₂)隔热层和氦气隔热层。