[發明專利]用于提取液體的系統和方法

有效

• 申請號: 201680082869.2
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN108697945B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: S·L·金貝爾
• 申請（專利權）人: 各星有限公司
• 主分類號: B01D9/00
• 分類號: B01D9/00;C01B33/039;C30B11/00;C30B15/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 俞翠華

提供了一種用于提取液體的系統。該系統包括真空源和噴嘴，該噴嘴具有可潤濕的柱塞和與真空源流動連通地連接的真空管。當柱塞部分地浸沒在液體中并且真空源被致動以引發氣體流經真空管時，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。該系統還包括冷卻結構，該冷卻結構定位在真空管附近，以有利于使懸浮在流經真空管的氣體中的液滴凝固。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2015年12月30日提交的美國臨時專利申請No.62/272,959的優先權，該文獻的全部公開內容通過引用結合在本文中。

技術領域

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

背景技術

單晶硅(“單晶硅”)通常使用提拉法(Cz)或連續提拉法(CCz)來生產。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。當籽晶開始熔化時，籽晶以預定的速率從熔融硅中被緩慢地提取，這使得籽晶生長成單晶硅晶錠。一旦晶錠達到所需尺寸，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另一晶錠。

當重復該過程以生長大量晶錠時，坩堝內的污染物的含量逐漸增加。在達到臨界含量時，污染物的增加可能導致生產停止，在此期間污染的硅被移除并被新的硅替換。然而，這種停止會不合需要地增加生產成本，并且在晶錠生長的同時去除污染的硅將是有用的。

此背景技術部分旨在向讀者介紹可能與下文中描述和/或要求權利的本發明的各個方面有關的現有技術的各個方面。相信此討論對于提供給讀者背景信息以利于更好地理解本發明的各個方面是有幫助的。因此應該理解，應在這種意義上閱讀這些內容，而不是作為對現有技術的承認。

發明內容

在一個方面，一種用于提取液體的系統包括真空源和噴嘴，該噴嘴具有可潤濕的柱塞和與真空源流動連通地連接的真空管。當柱塞被部分地浸沒在液體中并且真空源被致動以引起氣體流經真空管時，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。該系統還包括冷卻結構，該冷卻結構定位在真空管附近，以有利于使懸浮在流經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環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凝固。

在又一方面，一種單晶硅生產組件包括晶錠生長子組件，其具有爐、設置在爐中的坩堝、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的籽晶的拉晶機構。該組件還包括提取子組件，該提取子組件具有保持儲器、真空源、載氣源和噴嘴，該噴嘴具有可潤濕柱塞以及包括內管和外管的一對同心管。內管穿過保持儲器與真空源流動連通地連接，而外管與載氣源流動連通地連接。噴嘴可經由套管插入爐內，使得當載氣源和真空源在柱塞部分地浸沒在容納于坩堝內的熔融硅中的情況下被致動時，熔融硅的液滴與柱塞的未浸沒部分的至少一部分分離，變成懸浮在通過內管的載氣流中，并且在到達保持儲器之前凝固以作為固體顆粒收集在保持儲器中。

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

附圖說明

圖1是單晶硅生產組件的示意圖；

圖2是圖1所示的組件的單晶硅晶錠生長子組件的示意圖；

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