Система для приготовления, регенерации и подачи многокомпонентной жидкости,преимущественно абразивной суспензии Советский патент 1981 года по МПК B07B1/18 

отработанной суспензии и трубопроводы, дополнительно снабжена блоком стабилизации давления, блок приготовления суспензии выполнен в виде емкостиприготовления - регенерации суспензии с датчиками уровня « качества суспензии и устройством дозировки, центрифуги, фильтра и накопительной емкости с датчиками уровня и нагнетательным насосом, блок очистки выполнен в виде накопительной емкости с датчиками уровня, центрифуги, фильтра и нагнетательного насоса, распределительное устройство - в виде трубопровода с переменным сечением, причем датчики уровня накопительных емкостей блока приготовления суспензии и блока очистки, датчики уровня и -качества суспензии и устройство дозировки емкости приготовления - регенерации суспензии соединены и блоком управления и контроля, емкость приготовления - регенерации суспензии -с помощью трубопроводов через соответствующие центрифугу, фильтр, накопительную емкость и нагнетательный насос соединены с распределительным устройством, которое трубопроводом соединено через блок стабилизации давления с накопительной емкостью блока приготовления суспензии, а станки-потребители распределительного устройства соединены через емкость сбора отработанной суспензии с фильтром блока очистки, соединенным через соответствукидую центрифугу с накопительной емкостью блока очистки, нагнетательный насос которого соединен с емкостью приготовления - регенерации суспензии, а каналы подачи суспензии к станкам-потребителям размещены на участках трубопровода распределитель ного устройства с большим сечением по касательной к его поверхности в сторону движения суспензии. Кроме того, площади максимального иминимального сечения трубопрово да распределительного устройства и канала подачи связанысоотношениями 3-v5P где F . , Р«чн|.; площади максимальног Г(1Ш и минимального сечен трубопровода распред лительного устройств соответственно; кп площадь сечения канала подачи; И - число каналов подачи,- . На чертеже показана функциональная блок-схема системы дпя приготовления, регенерации и подачи многокомпонентной жидкости. Основными узлами системы являются блок I управления и контроля, осуществляющий координацию работы узлов системы и диагностику их состояния, блок 2 приготовления суспензии, блок 3 очистки и распределительное устройство 4 с каналами 5 подачи суспензии к. станкам-потребителям 6. Посредством системы трубопроводов блок 2 приготовления суспензии, распределительное устройство 4 со станками-потребителя 1 6 и блок 3 очистки замкнуты между собой. Блок 2 приготовления суспензии состоит из емкости 10 приготовления - регене1зации суспензии, центрифуги 11, фильтра 12 и накопительной емкости 13. Емкость 10 приготовления - регенерации содержит смеситель 14 (механическая мешалка с приводом от электродвигателя), датчики 15 уровня, устройство 16 дозировки и подачи компонентов (вощ, абразивного порощка, .этилендиамина и др.); и датчики 17 контроля качества суспензии, электрически связанные с блоком 1 управления и контроля (связь электродвигателя смесителя 14 с названным блоком не показана) . Блок 3 очистки состоит из накопительной емкости 18, центрифуги 19, и фильтра 20. Емкость 18 аналогична накопительной емкости 13 блока 2 приготовления суспензии. Емкости названных блоков 13 и 18 содержат механические мешалки 21 и датчики 15 уровня, также связанные с блоком 1 управления и контроля (связи электродвигателей мешалки 21 с блоком 1 (не показаны). Распределительное устройство 4 с каналами 5 подачи представляет собой трубопровод с переменным сечением. Конструктивно он вьшолнен в виде чередующихся цилиндрических участков 22 с участками 23 эллипсоидной формы. На участках 23 по касательной к эллипсоидной поверхности размещены каналы 5 подачи, связанные через регулируимцие вентили 24 со станками-потребителями 6, которые, в свою рчередь, Связаны посредством сиетемы трубопроводой 25 с емкостью 26 сбора отработанной суспензии. Геометрические размеры эллипсоидной поверхности выбираются таким образом, чтобы возникаклцее давление суспензии на участке отбора было бол ше местного сопротивления канала подачи. Накопительная емкость 13 блока 2 приготовления суспензии и распределительное устройство 4 замкнуты между собой посредством трубопроводов .7 и 27, образуя.как бы кольцо вкол це. В трубопроводах 7 и 9 установлены нагнетательные насосы 28 и 29 соответственно, а в трубопроводе 27 блок 30 стабилизации давления, предназначенный для поддержания давления постоянной величины в процессе изменения объемного расхода суспензии потребителями, например, при изменен количества одновременно работающих станков. Емкости системы снабжены трубопро водами ввода-вывода деионизированной воды (не показаны), которые совместно с мешалками 14 и 21 и датчиками 15 контроля уровня обеспечивают промывку как системы в целом, так и отдельных узлов. Емкость 10 снабжена индивидуальными средствами промывки, которые позволяют осуществлять промы ку емкости, не нарушая технологического цикла механической обработки пластины, т.е. не прерывая работы станков 6. Такая возможность обеспечивается наличием замкнутого контура (кольца) , образованного емкостью 13, трубопроводом 7, распределительным устройством 4 и трубопроводом 27 Система работает следующим образо По сигналу с блока 1 управления И контроля, поступающему в устройство. 16 дозировки и подачи компонентов, в емкость 10 приготовлениярегенерации суспензии подаются в заданной пропорции вода, этилендиамин, мелкодисперсный порошок SiO (азрйсил), после чего также сигналом с блока 1 включается смеситель 14, обе печивающий в результате тщательного перемешивания указанных компонентов получение однородной массы (суспензии) . После перемешивания суспензия подается на очистку в центрифугу 11 (грубая очистка от крупных частиц) и затем в фильтр 12 тонкой очистки. Очищенная суспензия накапливается в накопительной емкости 13 блока 2 приготовления суспензий. При достижении заданного уровня суспензии ера батывает соответствующий датчик 15 уровня (в данной системе используется датчик, основанный на принципе измерения электропроводной жидкости, например стержневой зонд). Сигнал с датчика 15 уровня накопительной емкости 13 фиксируется блоком 1 управления и контроля, который выдает сигнал, запрещающий подачу суспензии из емкости 10 приготовления - регенерации в накопительную емкость 13ф Этот сил-нал воздействует на исполнителымй механизм, перекрывахший трубопровод. Одновременно этим сигналом включается нагнетательный центробежный насос 28, посредством которого суспензия из емкости 13 по трубопроводу 7 подается в замкнутый контур распределительного устройства 4 и по каналам 5, размещенным на участках с большим сечением трубопровода по касательной к эллипсоидной поверхности, поступает на станки-потребители 6. Избыточная суспензия по трубопроводу 27 снова сливается в ем-, кость 13. Небходимым условием получения избыточного количества суспензии и нормального функционирования системы является требование поддержания в трубопроводе 27 скорости движения суспензии несколько больше критической скорости V(p , т.е. скорости, при которой твердая фракция начинает выпадать в осадок. Для многокомпонентной жидкости типа абразивной суспензии V«.p. составляет примерно 180-200 м/мин, Следовательно, учитывая отбор суспензии станками-потребителями, скорость подачи суспензии по трубопроводу 7 из емкости 13 в распределительное устр1ойство 4 должна превышать Мцр . Скорость определяется рядом факторов: количеством обслуживаемых станковпотребителей, длиной трубопровода распределительного устройства и. др. При обслуживании 10 стаиков химико-механической пойировки кремниевых пластин скорость подачи суспензии 9jO.трубопроводу 7 составляет 190-: 210 м/мин при диаметре цилиндрического участка трубопровода 30 мм (истребление одного станка составляет 0,5-1 л/мин). Вентилями 24 регулируют объемный расход суспензии каждым станком-потребителем. Отработанная суспензия сливается по системе трубо 7 проводов 25 в емкость 26 сбора и подается трубопроводом I в очистные эл (грубая очистменты блока 3 очистки ка осуществляется центрифугой 20, тонкая - фильтром 19), а затем в наколитель 18. При достижении суспензией в емкости 18 уровня, необходимого для нормальной емкости О блока 2 приготовления суспензии, блок 1 управления и контроля включает электродвигатель насоса 29, в результате чего очищенная суспензия поступает по трубопроводу 9 из емкости 18 в емкость 10 приготовления регенерации суспензии. При достижении суспензией в емкости 18 верхнего уровня срабатывает соответствующий датчик 15 уровня, в результате чего бло I управления и контроля вырабатывает сигнал, залрещающий дальнейшую подачу суспензи из емкости 26 в блок 3 очистки. При достинсении суспензии в емкости 10 заданного уровня, контролируемого со ответствующим датчиком 15 уровня, бл управления и контроля отключает насос 29 и осуществляет оценку качественного состава суспензии посредством датчиков 17 контроля качества (контроль -по твердой фазе и параметра рН) . Необходимость оценки качественного состава отработанной суспензии вы ван тем, что в процессе работы станков-потребителей суспензии изменяется по химическому составу за счет травления изделия, обедняется по твердой фракции и, следовательно, теряет свойства, необходимые для качественной механической обработки, ..По сигналу с блока 1 управления и контроля емкость 10 пополняется тр .буемыми компонентами посредством уст ройства 16 дозировки и подачи компонентов до восстановления заданного состава. Далее цикл повторяется. Промывку системы в целом осуществляют после рабочей смены по описа ному .циклу, с той лишь разницей, что вместо суспензии в систему.подается деионизированная иода. Промывку емкости 10 приготовления - регене рации осуществляют в течение рабочей смены, в интервалах между циклами приготовления суспензии с целью устранения с ее внутренних поверхностей продуктов коагу.пяции (сгустков, коллоидных формообра. оваг{ий и т.д.). При этом pafWT.i стаяноЕа-котребителей 9 И, с.педовательно5 технологический 1дакл обработки пластин не прерываются. Формула изобретения 1 о Система для приготовления, регенерации и подачи многокомпонентной жидкости, преимущественно абразивной суспензии, включающая блок управления и контроля, блок приготов™ лени.я суспензии, распределительное устройство с каналами подачи суспензии к станкам-потребителям, блок отя-стки отр.аботанной суспензи ;; емкость сбора отработанной суспензии и трубопроводы, о т л :-; ч ft о щ а я с я тему что, с целью обеспечения стабилизации качественного состава суспензии и ее расхода в каналах подачи, система дополнительно снабжена блоком стабилизации давления, блок приготовления суспензии выполнен в виде емкости приготовления - регенерации суспензии с датчиками уровня н качества суспензии и устройством дозировки, центрифуги, фильтра и накопительной емкости с датчиками уровня и нагнетательньм насосом, блок очистки выполнен в виде накопительной емкости с датчиками уровня, центрифуги, фильтра и нагнетательного насоса, распределительное устройство в виде трубопровода с переменным сечением, причем датчики уровня накопительных емкостей блока приготовления суспензии и блока очистки, датчики уровня и качества суспензии и устройство дозирования емкости приготовления - регенерации суспензии соединены с блоком управления и контроля, емкость приготовления - регенерации суспензии с помощью трубопроводов через соответствующие центрифугу, фильтр, накопительную емкость и нагнетательный насос соединена с распределительным устройством, которое трубопроводом соединено через блок стабилизации давления с накопительной емкостью блока приготовления суспензии, а станки-потребители распределительного устройства соединены через емкость сбора отработанной суспензии с фильтром блока очистки, соединенным через соответствукщую центрифугу с накопительной емкостью блока очистки, нагнетательный пасог. которого соединен с емкостью приготовлпнии -регенерации суспензии, а каналы подачи суспензии к станкам-потребителям размещены на участках трубопровода распределительного устройства с большим сечением по касательной к его поверхности в сторону движения суспензии.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что площади максимального и минимального Сечений трубопровода распределительного устро.йства и канала подачи связаны соотношениями

SFfnin, )

площади максимального и минимального сечений трубопровода рас- пределительиого устройства соответственно}

Р(Г1 - площадь сечения канала подачи

П - число каналов подачи. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Бобров В.П Средства для подачи смазочно-охлаждающей жидкости, Механизация и автоматизация производства, 1974, № 3,. с. 47.

2.Там же, с. 48,