Осадительная центрифуга

(45) Дата опубликования описания 13.02.78 овета Министровдо делам наваре и открытий 53 УД,067,5788.8) 2) Авторы изобретени И. Пергунов и А. И, Орлов Заявитель ЛЬНАЯ ЦЕНТРИФУ) ОС Изобретение относится к оборудованию для разделения тонкодисперсных суспензий и предназначено, в частности, для очистки полировальных суспензий, используемых при химико-механической обработке полупроводниковых материалов,Известна осадительная центрифуга, содержащая цилиндроконический ротор, шнек для выгрузки осадка, переливное окно для вывода фугата, приемную камеру для сбора и отвода фугата с выпускным патрубком, при этом ротор имеет отверстие для слива суспензии в случае остановки центрифуги, снабженное запорным автоматическим устройством. Сигнал для перемещения упомянутого устройства и открывания отверстия поступает из приемной камеры в результате прекращения слива фугата 11.Однако наличие запорного автоматического устройства, содержащего рычаг, кронштейн, ось вращения и клапан, обуславливает ненадежность работы известной центрифуги, например при использовании ее в технологии полупроводникового производства, а именно:суспензия, находящаяся внутри ротора, содержит продукты осаждения (ворсы, сколы кремния и др.), и при попадании последних на поверхность посадочного места клапана (уплотнительное кольцо) возможно негерметичное перекрывание отверстия клапана,вследствие чего будет наблюдаться подтекание жидкости через отверстие;в процессе работы осадптельной центрифуги твердая фаза постепенно осаждается над внутреццсй поверхности отверстия клапана цпод действием центробежных спл уплотняется, образуя пробку, которая может полностьюзакрыть отверстие;абразивные частицы, находящиеся в очц 0 щаемой суспензии, при попадании в зазормежду вращающимися деталями центрифуги(например, кронштейн - ось) в конечномитоге приводят к цх заклиниванию.Кроме того, известная осадптельцая центрифуга отличается конструктивной сложностью цз-за наличия запорного автоматического устройства.наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является осадптельнаяцентрифуга непрерывного действия со шнековой выгрузкой, включающая ццлцндроконпческий ротор, имеющий на торцах фланцыс окнами для отвода фугата и твердой фазы,шнек для выгрузки твердой фазы, приемныекольцевые камеры для сбора ц отвода фугатаи твердой фазы с выпускными патрубками 2,Однако в этой центрифуге при периодических остановках ванна, образовавшаяся по0 внутреннему диаметру ротора при его враще5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 нии, стекает вниз под действием сил тяжести,затем через сливные окна фланца сливаетсяв приемную кольцевую камеру и далее поступает в емкость для сбора фугата или непосредственно на рабочие операции.В тех случаях, когда фугат подается непосредственно на рабочие операции, ванна(суспензия) после каждой остановки центрифуги загрязняет фугат, в результате чего значительно снижается качество готовой продукции, что имеет место, в частности, при химико-механической обработке полупроводниковых пластин.Целью изобретения является предотвращение попадания суспензии в фугат при периодических остановках центрифуги и повышение таким образом чистоты фугата,Это достигается тем, что в предлагаемойцентрифуге в приемной камере фугата нафланце ротора по окружности установленылопатки, при этом выпускной патрубок фугата размещен в верхней части камеры тангенциально по направлению вращения ротора,а в нижней части камера имеет отверстие итангенциально укрепленный в направлении,противоположном направлению вращения ротора, патрубок для слива суспензии из ротора при его остановке.На фиг. 1 изображена осадительная центрифуга, общий вид; на фиг. 2 - сечение А - Ана фиг. 1,Центрифуга имеет цилиндроконический ротор 1, внутри которого размещен шнек 2,предназначенный для выгрузки твердой фазы. На торцах ротора 1 установлены фланцы3 и 4 с окнами 5 и 6 для отвода твердой фазыи фугата. На фланцах 3 и 4 выполнены приемные кольцевые камерыи 8 для сбора иотвода твердой фазы и фугата, В приемнойкольцевой камере 8 на фланце 4 ротора 1 поокружности установлены лопатки 9. В верхней части кольцевой камеры 8 тангенциальнопо направлению вращения ротора 1 размещен выпускной патрубок 10 фугата. В нижней части камеры 8 имеется отверстие 11 итангенциально укрепленный в направлении,противоположном направлению вращения ротора 1, патрубок 12 для слива суспензии изротора 1 при его остановке. Ротор 1 и шнек2 приводятся во вращение от привода.Предлагаемая центрифуга работает следующим образом.Исходная суспензия, например абразивная,подается по трубе 13 и через отверстие 14поступает во вращающийся ротор 1. Твердая фаза под действием центробежной силыотжимается к внутренней поверхности ротора 1, выгружается шнеком 2 через окна 5фланца 3 в кольцевую камеру 7 и выходитсянаружу.Жидкость (суспензия) перемещается в сторону большого диаметра ротора 1. По мерепоступления исходной суспензии по патрубку 412 толщина слоя жидкости (ванна) возрастает и по достижении уровня окон 6 фугат начинает выливаться в приемную камеру 8. Этот фугат захватывается вращающимися лопатками 9, через выпускной патрубок 10 выгружается наружу и по трубопроводу подается на рабочие операции. Ванна (суспензия), находящаяся в роторе 1, в период остановки центрифуги скапливается под действием сил тяжести в его нижней части, а затем при достижении уровня окна 6 расположенного в нижней части фланца 4, сливается в приемную камеру 8, откуда через отверстие 11 и патрубок 12 удаляется из центрифуги.Для предотвращения выхода фугата в процессе центрифугирования через патрубок 12 зазор между лопатками 9 и камерой 8 должен быть минимальным.Наличие в нижней части приемной кольцевой камеры 9 отверстия и тангенциально укрепленного в направлении, противоположном направлению вращения ротора 1, патрубка 12 обеспечивает полную выгрузку загрязненной суспензии, попадающей в камеру 8 при остановках центрифуги, что исключает попадание суспензии в фугат и таким образом повышает его чистоту. Это позволяет применять предлагаемую осадительную центрифугу, в частности для очистки от ворсы замши, сколов кремния суспензии, подаваемой непосредственно на рабочие участки, например операции химико-механической полировки полупроводниковых пластин. Формула изобретения Осадительная центрифуга, включающая цилиндроконический ротор, имеющий на торцах фланцы с окнами для отвода фугата и твердой фазы, шнек для выгрузки твердой фазы, приемные кольцевые камеры для сбора и отвода фугата и твердой фазы с выпускными патрубками, отличающаяся тем, что, с целью предотвращения попадания суспензии в фугат при периодических остановках центрифуги и повышения таким образом чистоты фугата, в приемной камере последнего на фланце ротора по окружности установлены лопатки, при этом выпускной патрубок фугата размещен в верхней части камеры тангенциально по направлению вращения ротора, а в нижней части камера имеет отверстие и тангенциально укрепленный в направлении, противоположном направлению вращения ротора, патрубок для слива суспензии из ротора при его остановке.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3858794, кл, 233 в , опубл. 1975.2. Коптарович 3. Б. Машины химической промышленности. М., Машиностроение, 1965, с. 86 - 87..1033 венного кпо делам из5, Москва, Я Тираж 818оитета Совета Мпнпстробретенпй н открытий35, Раушская наб., д. 4/5 одписн СССР Типография, пр, Сапунова, 2 Редактор М, Дмитри Заказ 2988/10Н Изд ударст