[發(fā)明專利]用于提取液體的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201680082869.2
• 申請(qǐng)日: 2016-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN108697945B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·L·金貝爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 各星有限公司
• 主分類號(hào): B01D9/00
• 分類號(hào): B01D9/00;C01B33/039;C30B11/00;C30B15/00
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 俞翠華

提供了一種用于提取液體的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括真空源和噴嘴，該噴嘴具有可潤(rùn)濕的柱塞和與真空源流動(dòng)連通地連接的真空管。當(dāng)柱塞部分地浸沒在液體中并且真空源被致動(dòng)以引發(fā)氣體流經(jīng)真空管時(shí)，液體的液滴與柱塞的未浸沒部分的至少一部分分離并變成懸浮在氣流中。該系統(tǒng)還包括冷卻結(jié)構(gòu)，該冷卻結(jié)構(gòu)定位在真空管附近，以有利于使懸浮在流經(jīng)真空管的氣體中的液滴凝固。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2015年12月30日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.62/272,959的優(yōu)先權(quán)，該文獻(xiàn)的全部公開內(nèi)容通過引用結(jié)合在本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開的領(lǐng)域總體上涉及用于提取液體的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及用于真空提取熔融液體的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

單晶硅(“單晶硅”)通常使用提拉法(Cz)或連續(xù)提拉法(CCz)來生產(chǎn)。兩種方法都包括在坩堝中熔化多晶硅(“多晶硅”)顆粒并將單晶硅籽晶浸入熔融硅中。當(dāng)籽晶開始熔化時(shí)，籽晶以預(yù)定的速率從熔融硅中被緩慢地提取，這使得籽晶生長(zhǎng)成單晶硅晶錠。一旦晶錠達(dá)到所需尺寸，就移除晶錠，并將另一籽晶浸入熔融硅中并緩慢地提取以生長(zhǎng)另一晶錠。

當(dāng)重復(fù)該過程以生長(zhǎng)大量晶錠時(shí)，坩堝內(nèi)的污染物的含量逐漸增加。在達(dá)到臨界含量時(shí)，污染物的增加可能導(dǎo)致生產(chǎn)停止，在此期間污染的硅被移除并被新的硅替換。然而，這種停止會(huì)不合需要地增加生產(chǎn)成本，并且在晶錠生長(zhǎng)的同時(shí)去除污染的硅將是有用的。

此背景技術(shù)部分旨在向讀者介紹可能與下文中描述和/或要求權(quán)利的本發(fā)明的各個(gè)方面有關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)的各個(gè)方面。相信此討論對(duì)于提供給讀者背景信息以利于更好地理解本發(fā)明的各個(gè)方面是有幫助的。因此應(yīng)該理解，應(yīng)在這種意義上閱讀這些內(nèi)容，而不是作為對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。

發(fā)明內(nèi)容

在一個(gè)方面，一種用于提取液體的系統(tǒng)包括真空源和噴嘴，該噴嘴具有可潤(rùn)濕的柱塞和與真空源流動(dòng)連通地連接的真空管。當(dāng)柱塞被部分地浸沒在液體中并且真空源被致動(dòng)以引起氣體流經(jīng)真空管時(shí)，液體的液滴與柱塞的未浸沒部分的至少一部分分離并變成懸浮在氣流中。該系統(tǒng)還包括冷卻結(jié)構(gòu)，該冷卻結(jié)構(gòu)定位在真空管附近，以有利于使懸浮在流經(jīng)真空管的氣體中的液滴凝固。

在另一方面，一種用于提取液體的方法包括將可潤(rùn)濕的柱塞的一部分浸沒在液體中以使得在柱塞的未浸沒部分上形成一層液體。該方法還包括向該層液體周圍的氣態(tài)環(huán)境施加真空壓力以使得液體的液滴與柱塞的未浸沒部分的至少一部分分離并變成懸浮在流過該層的氣體中。該方法還包括冷卻液滴以使得液滴在懸浮于氣流中時(shí)凝固。

在又一方面，一種單晶硅生產(chǎn)組件包括晶錠生長(zhǎng)子組件，其具有爐、設(shè)置在爐中的坩堝、至少部分位于坩堝上方的水冷式套管和具有可插入坩堝內(nèi)的籽晶的拉晶機(jī)構(gòu)。該組件還包括提取子組件，該提取子組件具有保持儲(chǔ)器、真空源、載氣源和噴嘴，該噴嘴具有可潤(rùn)濕柱塞以及包括內(nèi)管和外管的一對(duì)同心管。內(nèi)管穿過保持儲(chǔ)器與真空源流動(dòng)連通地連接，而外管與載氣源流動(dòng)連通地連接。噴嘴可經(jīng)由套管插入爐內(nèi)，使得當(dāng)載氣源和真空源在柱塞部分地浸沒在容納于坩堝內(nèi)的熔融硅中的情況下被致動(dòng)時(shí)，熔融硅的液滴與柱塞的未浸沒部分的至少一部分分離，變成懸浮在通過內(nèi)管的載氣流中，并且在到達(dá)保持儲(chǔ)器之前凝固以作為固體顆粒收集在保持儲(chǔ)器中。

存在關(guān)于上述各方面提及的特征的各種改進(jìn)。其它特征也可以結(jié)合在上述各方面中。這些改進(jìn)和附加的特征可以單獨(dú)存在或以任意組合存在。例如，下文結(jié)合任何一個(gè)圖示實(shí)施例討論的各種特征可以單獨(dú)地或以任意組合方式結(jié)合在任何上述方面中。

附圖說明

圖1是單晶硅生產(chǎn)組件的示意圖；

圖2是圖1所示的組件的單晶硅晶錠生長(zhǎng)子組件的示意圖；

圖3是圖1所示的組件的污染的硅提取子組件的噴嘴末端的示意圖；

圖4是插入圖2所示的子組件中的圖3所示的噴嘴末端的示意圖；以及