專利名稱：自混和釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及稀漿處理的一般領(lǐng)域，尤其涉及在釜的流體內(nèi)提供無機(jī)械的攪拌。
背景技術(shù)：
某些工業(yè)流體為了流變的和加工的原因要求不斷的攪拌。通常，這些流體在性質(zhì)上是膨脹的或觸變性的。
此外，含有在液體介質(zhì)中懸浮的小固體微粒的稀漿通常要求某種程度的攪拌，以便阻止固體沉淀。通常在工業(yè)加工中稀漿被存放和混和在帶有機(jī)械攪拌器例如螺旋漿的釜內(nèi)。然后循環(huán)泵運(yùn)動(dòng)來自釜的稀漿，通過分配管道回路，將稀漿傳送到諸使用位置，同時(shí)未使用的稀漿返回到儲(chǔ)存或間歇性的容器。
對(duì)于許多工業(yè)生產(chǎn)本發(fā)明在釜內(nèi)不需要機(jī)械攪拌器。不用機(jī)械攪拌器減少了投資設(shè)備、操作和維護(hù)成本和減少了機(jī)械攪拌器失效和污染流體的可能性。此外，某些流體對(duì)剪切敏感和可能被機(jī)械攪拌器損壞。
旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備(像機(jī)械攪拌器)趨向于是相當(dāng)“臟的”設(shè)備，產(chǎn)生連續(xù)的磨損副產(chǎn)品流。在醫(yī)藥和半導(dǎo)體工業(yè)中這微粒流有污染的跡象。
作為不用機(jī)械攪拌器的一方法是利用通過稀漿釜的高度純凈的氣泡。氣泡攪拌具有它的諸多缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)包括高度純凈氣體的成本、用過氣體的處理、在稀漿中含有氣體、氣體噴灑器/屏蔽板的阻塞、降低了能量效率和在懸浮體中保持全部但緩慢沉淀的固體的無效。
從而，仍然需要可靠的、清潔的和較少剪切作用的裝置，用于混和在釜內(nèi)的工業(yè)流體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了不需要機(jī)械攪拌器而引起混和的特定形狀的釜。通過適當(dāng)控制釜的進(jìn)口管和出口管結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生適度混和流，保證適當(dāng)攪拌，用于保持流體處于運(yùn)動(dòng)中和保持稀漿懸浮體。
本發(fā)明包括具有進(jìn)口管和出口管的弄圓的底部的釜，進(jìn)口管和出口管一起引起提供釜內(nèi)含物的適度有效混和的確定的循環(huán)圖形。
在一較佳實(shí)施例中，本發(fā)明是包括頂部、弄圓的底部、進(jìn)口管和出口管的一釜。頂部包括前壁、相對(duì)的后壁、以及兩個(gè)相互相對(duì)的側(cè)壁，這些壁形成了具有側(cè)向到側(cè)向的寬度和前到后的寬度的矩形橫剖面，以致前到后的寬度小于側(cè)向到側(cè)向的寬度。包括最低點(diǎn)的弄圓的底部具有從最低點(diǎn)延伸到頂部的至少一側(cè)壁的至少一彎曲壁。進(jìn)口管位于釜的弄圓的底部上、在弄圓的底部的最低點(diǎn)處。從入口延伸到釜的內(nèi)部的是一剛性管，該剛性管包括將流體引至前至后寬度的諸壁的至少兩個(gè)孔。出口管位于釜內(nèi)、在進(jìn)口管之上和很靠近進(jìn)口管。
附圖簡(jiǎn)述以下將參照僅用于示例目的以下附圖敘述本發(fā)明的較佳實(shí)施例。在附圖中將使用標(biāo)號(hào)，在若干附圖中將使用相同的標(biāo)號(hào)表示相同的或類似的部分。


圖1A-C示出了用于本發(fā)明的一釜。
圖1A是該釜的局部分開的正視圖。
圖1B是該釜的頂部的側(cè)視圖。
圖1C是該釜的俯視圖。
圖1D和1E各示出了該釜的底部的另一實(shí)施例。
圖2是示出進(jìn)口管和出口管的一實(shí)施例的示意正視圖和側(cè)視圖。
圖3是表示比較的相反轉(zhuǎn)動(dòng)的諸循環(huán)單元的示意正視圖。
圖4是表示將該釜用作為保持自攪拌的釜的示意圖。
圖5示出了用作為組合保持和混和作用的一釜的本發(fā)明的釜。
圖6是示出混和時(shí)間為流動(dòng)速率的函數(shù)的曲線圖。
圖7是示出流動(dòng)速率為0.9加侖/分鐘時(shí)傳導(dǎo)率為時(shí)間的函數(shù)的曲線圖。
圖8是示出流動(dòng)速率為1.6加侖/分鐘時(shí)傳導(dǎo)率對(duì)時(shí)間的曲線圖。
圖9是示出稀漿混和試驗(yàn)結(jié)果的曲線圖。
圖10是示出稀漿懸浮試驗(yàn)中稀漿濃度為時(shí)間函數(shù)的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
在以下詳細(xì)敘述中，參照形成本說明的一部分的附圖，在附圖中示出了可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的、以示例方式示出的特定實(shí)施例。很詳細(xì)地?cái)⑹鲞@些實(shí)施例，以使該領(lǐng)域的那些熟練人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，但是應(yīng)該理解也可以使用其它實(shí)施例，以及在不脫離本發(fā)明的原理和范圍的情況下可以作出許多結(jié)構(gòu)上的修改。
圖1A示出了本發(fā)明釜11的局部分開的正視圖。釜11具有頂部13和底部15，在這視圖中底部被示為拆開狀態(tài)。頂部13永久地或可拆卸地連接于底部15。頂部13可以包括若干子部分17，以便于構(gòu)造。而且，頂部13具有前方基本上矩形的輪廓19。使用術(shù)語(yǔ)“基本上矩形”表示該輪廓大致總體的矩形形狀，但可以具有對(duì)于矩形形狀的稍許變化，只要這些變化不顯著地妨礙形成諸循環(huán)單元(如以下所述)。這些變化包括、但不局限于、諸矩形側(cè)面的圓角或錐形。
底部15具有前方弄圓的輪廓21，從而形成彎曲側(cè)壁。對(duì)于本發(fā)明釜可以使用任何弄圓輪廓21，該輪廓具有一最低點(diǎn)23和形成從最低點(diǎn)23延伸至在那里頂和底部相互連接的過渡點(diǎn)24的至少一中凹的彎曲側(cè)壁25。在較佳實(shí)施例中，這弄圓的輪廓21被設(shè)計(jì)成靠近兩個(gè)并排地稱為渦旋的循環(huán)單元的幾何圖形。在這一實(shí)施例中，應(yīng)該將弄圓的輪廓21設(shè)計(jì)成使弄圓的底部的寬度26對(duì)弄圓的底部的深度28的比例約為二比一(2∶1)。在最低點(diǎn)23處連接于前輪廓21的是進(jìn)口管27。在較佳實(shí)施例中，進(jìn)口管27包括從前或后壁上的悶頭延伸穿過釜的管子或其它類似結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，在一較佳實(shí)施例中，進(jìn)口管27具有相對(duì)的、成排的孔或狹縫50，較佳地每側(cè)至少有一孔或狹縫。在位于前壁和后壁之間的中點(diǎn)處的進(jìn)口管27中的一對(duì)孔不像多對(duì)孔那樣使用得較好。在進(jìn)口管27內(nèi)機(jī)加工朝向彎曲側(cè)壁25的相對(duì)的、排列的孔或狹縫50。當(dāng)流體被泵送通過該諸孔時(shí)，進(jìn)口管27中的該諸孔產(chǎn)生噴流。在流體性能的基礎(chǔ)上可以調(diào)節(jié)該孔的直徑。對(duì)于粘性的或剪切敏感的流體，該直徑應(yīng)該較大。對(duì)于剪切不敏感的快速沉淀的流體，該孔的直徑應(yīng)該較小，以增加射流中的流體的速度。
出口管29位于釜11上、進(jìn)口管27之上。出口管29包括一根管子或其它類似結(jié)構(gòu)。在一較佳實(shí)施例中，出口管29從前或后壁上的悶頭延伸穿過釜。出口管29具有至少一孔或狹槽。通常，出口管29具有在該根管子或類似結(jié)構(gòu)上的面對(duì)著垂直向上方向的一排孔或狹縫52。這些孔或狹縫52的數(shù)量和尺寸被設(shè)計(jì)成使釜內(nèi)的循環(huán)圖形最大。
圖1B示出了頂部13的側(cè)視圖，示出了側(cè)向矩形輪廓31。
圖1C示出了頂部13的俯視圖，示出了矩形橫剖面輪廓33。
圖1D示出了關(guān)于底部15的另一前方輪廓21。底部15的該另一輪廓為半圓的一半。進(jìn)口管27再次位于最低點(diǎn)23處，同時(shí)出口管29位于進(jìn)口管27之上。進(jìn)口管具有朝向圖1D所示的弄圓的底部的彎曲部分30的至少一孔或狹縫。在這實(shí)施例中，通常沒有朝向弄圓的底部的筆直部分31的相對(duì)的孔或狹縫。如以上所述構(gòu)造出口管29，具有朝向釜的頂部的至少一孔或狹槽(圖2中示出)。
圖1E示出了底部15的另一可替換方案，它具有拋物線前方輪廓21。進(jìn)口管27位于拋物線前方輪廓21的最低點(diǎn)23處。再次，出口管29直接在進(jìn)口管27之上。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施例中，進(jìn)口管27位于底部15的最低點(diǎn)處，用于產(chǎn)生帶有最高速度的諸循環(huán)單元。當(dāng)釜的高度依據(jù)圖1所示的弄圓的底部的深度D的一系數(shù)增加時(shí)，將形成另一排循環(huán)單元，如圖2所示。因此，當(dāng)釜的高度是2D時(shí)，將有兩組循環(huán)單元34A、34B和35A、35B。隨著釜的高度的增加，各增加的循環(huán)單元組的速度比下方排的速度較慢。出口管29直接位于進(jìn)口管27之上和很靠近進(jìn)口管。進(jìn)口管27和出口管29的這位置提供了位于由諸流體射流形成的循環(huán)圖形的自然返回位置處的一低壓吸引區(qū)。進(jìn)口管27中的各孔50形成基本上平面的諸循環(huán)單元。因此使用多個(gè)孔50產(chǎn)生一系列的基本上平行的循環(huán)單元。從而該釜在三維釜內(nèi)提供了兩維圖形。所以，在前和后壁之間的距離不是關(guān)鍵性的。
參閱圖3，當(dāng)形成多對(duì)循環(huán)單元(40A和B，41A和B，42A和B等)時(shí)，在流體力學(xué)的基礎(chǔ)上，各循環(huán)單元相對(duì)于任何相鄰的循環(huán)單元應(yīng)該以相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖3中的箭頭方向所示。相鄰單元的這相反的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是由于相鄰單元之間的粘性的相互作用，這相互作用引起在各相鄰單元的邊界處的流體在相同方向流動(dòng)。
但是，在本發(fā)明的自混和釜內(nèi)，在釜的相同側(cè)34A、35A、36A和34B、35B、36B上的所有循環(huán)單元被觀察到意想不到地以相同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2的箭頭方向所示。相信相鄰單元的意想不到的轉(zhuǎn)動(dòng)圖形是由于本發(fā)明產(chǎn)生的。首先，弄圓的底部15的曲率造成由進(jìn)口管27形成的較強(qiáng)的射流以大體平行于頂部13的側(cè)壁的內(nèi)表面的路徑向上運(yùn)動(dòng)。在觀察和試驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，諸射流的某些流動(dòng)持續(xù)地沿著側(cè)壁運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)于在那側(cè)上的各單元產(chǎn)生類似的流動(dòng)圖形。此外，出口管29被定位成在釜的中央產(chǎn)生低壓區(qū)，這造成在釜的中間內(nèi)全部向下流動(dòng)。這向下流動(dòng)克服了從中央至側(cè)壁流動(dòng)的諸循環(huán)單元。
圖4示出了用于再循環(huán)系統(tǒng)101內(nèi)的本發(fā)明釜11的示意圖，該系統(tǒng)用于存放和分配例如稀漿的流體103。在這情況中，釜11具有帶最低點(diǎn)23的全部半徑弄圓的底部。進(jìn)口管27位于最低點(diǎn)23處和它是延伸進(jìn)入該釜內(nèi)的一根管子。進(jìn)口管27中的諸孔(未示出)提供朝向彎曲側(cè)壁25的諸流體射流。較佳地，諸孔包括至少一對(duì)相對(duì)的狹槽或孔，從而形成諸流體射流。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一組孔或狹槽的效果比多對(duì)孔較差。從進(jìn)口管27發(fā)出的諸流體射流形成沿著釜11的側(cè)面向上運(yùn)動(dòng)的循環(huán)單元105，發(fā)展成所需的諸循環(huán)單元。諸循環(huán)單元自然地返回到它們的原始位置(即進(jìn)口管27)附近的一位置。出口管29被定位成在釜的中央產(chǎn)生低壓區(qū)，這造成在釜的中間內(nèi)的全部向下流動(dòng)。如以上所解釋的那樣，這向下流動(dòng)克服了從中心流到側(cè)壁的諸循環(huán)單元。出口管29向出口管道107輸送，該出口管道與再循環(huán)泵109流體連通。因?yàn)楸仨毐３窒{以不斷的運(yùn)動(dòng)通過稀漿再循環(huán)分配回路，所以再循環(huán)泵109是用于稀漿處理系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。再循環(huán)泵109泵送流體103通過再循環(huán)分配回路111，最終向進(jìn)口管輸送，從而形成諸射流。
圖5示出了用于系統(tǒng)151的釜11，該系統(tǒng)提供混和和儲(chǔ)存的組合作用。釜11具有帶最低點(diǎn)23的彎曲的底部15(如圖所示為完整的半徑的半圓)。進(jìn)口管27位于釜11的側(cè)面上、在最低點(diǎn)23處。進(jìn)口管27具有至少一組的至少兩個(gè)相對(duì)孔，用于提供朝向彎曲側(cè)壁25的諸流體射流。諸流體射流產(chǎn)生圍繞彎曲的側(cè)壁向上流動(dòng)、向上通過釜的頂部13、直至它返回到靠近進(jìn)口管27的原始位置的一位置的循環(huán)單元105。出口管29位于循環(huán)單元105的自然終止位置附近，從而產(chǎn)生低壓區(qū)，促使形成循環(huán)單元105。出口管29通過出口管道107連接于再循環(huán)泵109。還連接于再循環(huán)泵109的入口側(cè)的是產(chǎn)生流體、例如去離子水的供應(yīng)源153，該供應(yīng)源通過管道系統(tǒng)155與泵109流體連通。如果泵是空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的，泵還可以通過傳送管路159連接于空氣供應(yīng)源157。再循環(huán)泵109通過管道系統(tǒng)161泵送流體103，該管道系統(tǒng)可以是稀漿分配回路。從管道系統(tǒng)161流動(dòng)的流體隨后可以被分開。一部分通過混和回路163流動(dòng)，它的流動(dòng)速率由計(jì)量閥165控制。流過控制閥165的流體流過大直徑管道系統(tǒng)167，然后到達(dá)第二控制閥169。要被混和的材料、例如染料注射物從供應(yīng)源171引入注射管道系統(tǒng)167。通過控制閥169的流體再進(jìn)入再循環(huán)系統(tǒng)161和流動(dòng)到釜11的進(jìn)口管27。
對(duì)于流體103的主要路線是通過再循環(huán)系統(tǒng)161到達(dá)管道系統(tǒng)163和然后到達(dá)釜11的進(jìn)口管27。來自管道系統(tǒng)163的流動(dòng)還可以通過閥173流動(dòng)到達(dá)排出管175或達(dá)到分配回路177。
本發(fā)明的釜可以與要求有效混和或需要不停的循環(huán)的大多數(shù)工業(yè)流體一起使用。如以上所解釋的，在流體性能的基礎(chǔ)上可以調(diào)節(jié)該孔的直徑。例如粘性的或剪切敏感的流體，該直徑是較大的。對(duì)于剪節(jié)不敏感的快速沉淀的流體，該孔的直徑應(yīng)該較小，以增加射流中的流體速度。從而，本發(fā)明的釜很好地適用于稀漿處理系統(tǒng)。本發(fā)明的釜能夠處理具有在若干分鐘至許多小時(shí)的范圍內(nèi)的沉淀時(shí)間的稀漿。本發(fā)明的釜可能不能保持在若干秒內(nèi)沉淀出來的例如粗砂和水的稀漿的懸浮體。
雖然本發(fā)明的釜適合于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合和工業(yè)，但是某些高粘度、敏感的流體可能不適合與該釜一起使用。例如，高粘度流體要求由進(jìn)口管產(chǎn)生的噴嘴射流所賦予的增加的能量，以便形成循環(huán)單元。但是，這高能量或剪切可能損壞該流體。
通過該釜的循環(huán)速率取決于流體或稀漿特性。在110升釜內(nèi)每分鐘5-10升的循環(huán)速率通常是令人滿意的。這提供了在約6至20分鐘之間的循環(huán)時(shí)間。當(dāng)然，在對(duì)于流體是適當(dāng)?shù)膱?chǎng)合，可以使用較長(zhǎng)的或較短的循環(huán)時(shí)間。
以下的例子示出了該釜在懸浮體中實(shí)現(xiàn)混和和保持微粒的能力。該釜的原型被設(shè)計(jì)成帶有寬度2D和高度3D，如圖2所示。在試驗(yàn)期間，聚光燈位于釜的頂部，以助于視力觀察。該釜具有完整的半徑弄圓的底部，以致半徑或深度為D。一組循環(huán)單元應(yīng)該形成在1D、2D和3D處。該釜的有效容積是100升。對(duì)于以下的例子。尺寸比是流體高度對(duì)弄圓的底部的深度(即D)的比值。
例子1-去離子水和染料試驗(yàn)在例子1中，去離子(DI)水是通過該釜循環(huán)。綠色染料被注射進(jìn)入釜的DI水內(nèi)，以便于確定總體的流動(dòng)圖形。視力觀察表明在釜內(nèi)產(chǎn)生了諸射流和迅速實(shí)現(xiàn)了混和。諸射流的總體流動(dòng)圖形類似于圖2。使用定量的方法確定實(shí)現(xiàn)均勻一致所要求的時(shí)間。記錄了關(guān)于第一綠色射流到達(dá)水表面的時(shí)間。諸射流、因此綠色染料、朝釜的側(cè)面和向上流動(dòng)。在釜內(nèi)染料到達(dá)的高度取決于流動(dòng)速率。
在1D高度處、對(duì)于每分鐘1.4加侖(每分鐘5.31升)的平均流動(dòng)速率，計(jì)算了要求一次循環(huán)的時(shí)間是6.98分。要求染料達(dá)到流體表面的時(shí)間是12秒和對(duì)于均勻一致是1分10秒。因此，在一次循環(huán)之前顏色就均勻一致了。在畫圖時(shí)作為流動(dòng)速率的一函數(shù)的混和時(shí)間產(chǎn)生了負(fù)一次方關(guān)系(參閱圖6)。
對(duì)于注入到3D高度和以每分鐘3.8加侖(每分鐘14.364升)的最大流動(dòng)速率的釜，染料到達(dá)液面高度僅要求18秒。表1示出了例子1中在DI和染料試驗(yàn)時(shí)期所收集的數(shù)據(jù)。
表1對(duì)于DI和顏料試驗(yàn)的數(shù)據(jù)收集表


試驗(yàn)2對(duì)DI水添加含鹽溶液通過將含鹽溶液和染料注入DI水內(nèi)證實(shí)了染料試驗(yàn)的結(jié)果。在傳導(dǎo)率方面測(cè)量這些試樣。該釜被注入到為99.27升的高度4，以及以每分鐘0.9加侖的平均流動(dòng)速率再循環(huán)內(nèi)含物。將帶有144.6毫秒的傳導(dǎo)率的鹽溶液和濃縮的染料加到進(jìn)入該釜的流動(dòng)中。在釜內(nèi)四位置處得到的試樣上進(jìn)行隨時(shí)間變化的傳導(dǎo)率測(cè)量。這四位置是高度1、入口；高度2、1D高度；高度3、2D高度；和高度4、3D高度處的流體頂部。在表2中列出了傳導(dǎo)率測(cè)量的結(jié)果，并畫在圖7中的曲線圖內(nèi)。已發(fā)現(xiàn)在約20分鐘內(nèi)高度1、2和3實(shí)現(xiàn)了均勻一致，一時(shí)間之后高度4開始均勻一致。關(guān)于在高度4實(shí)現(xiàn)混和的滯后時(shí)間的原因是由于在含鹽溶液和DI水之間的密度差異。含鹽溶液的密度是每毫升1.078克，DI水的密度是每毫升0.999克。由于這密度差異，在每分鐘0.9加侖的流動(dòng)速率下射流沒有足夠的能量到達(dá)高度4。
關(guān)于例子2的加工條件流動(dòng)速率＝每分鐘0.9加侖＝每分鐘3.41升原始的含鹽溶液的傳導(dǎo)率＝144.6毫秒在泵處的壓力＝每平方英寸17磅在入口處的壓力＝每平方英寸2-2.5磅通過被編程為打開15毫微秒和關(guān)閉20毫微秒的AOV附加染料的八次噴射。
表2在每分鐘0.9加侖的流動(dòng)速率下的傳導(dǎo)率的試驗(yàn)結(jié)果

在較高流動(dòng)速率下重復(fù)例子2，以致直至高度4觀察混和情況。使用每分鐘1.6加侖的平均流動(dòng)速率再循環(huán)釜內(nèi)含物。再次將含鹽溶液和濃縮染料注入進(jìn)入釜的流動(dòng)中。從釜內(nèi)的四個(gè)高度處得到樣品，并如例子中所述那樣評(píng)價(jià)試樣的傳導(dǎo)率。其結(jié)果列在表3內(nèi)和示出在圖8中。當(dāng)以每分鐘1.6加侖的流動(dòng)速率工作時(shí)，在所有高度處觀察混和都在短于3分鐘之內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
流動(dòng)速率＝每分鐘1.6加侖＝每分鐘6.06升原始的含鹽溶液的傳導(dǎo)率＝146.8毫秒在泵處的壓力＝每平方英寸17磅在入口處的壓力＝每平方英寸2.5-4磅附加染料的八次噴射。AOV被編程為打開15毫微秒和關(guān)閉20毫微秒。
表3在每分鐘1.6加侖的流動(dòng)速率下的傳導(dǎo)率結(jié)果

例子3稀漿混和試驗(yàn)用快速沉淀的鈰土稀漿試驗(yàn)該釜和在固體百分率方面分析試樣。對(duì)于這試驗(yàn)使用了可從Hitachi公司得到的HS-DLS。已知HS-DLS很快淀沉。將9升稀漿附加于空的釜內(nèi)，隨后加91升DI水。在加水期間以每分鐘1.7加侖的平均速率再循環(huán)釜的內(nèi)含物。在添加DI水的期間拿取試樣。在釜內(nèi)達(dá)到高度4或99.27升的稀釋的稀漿之后，關(guān)閉DI水閥和該系統(tǒng)繼續(xù)以每分鐘1.7加侖的流動(dòng)速率再循環(huán)。在3小時(shí)之后，再循環(huán)流動(dòng)速率下降到每分鐘1.47加侖的平均流動(dòng)速率，在另一個(gè)3小時(shí)之后，下降到每分鐘0.9加侖。在試驗(yàn)期間，如例子2中所述那樣從釜內(nèi)的四個(gè)高度處取得試樣。在樣品上進(jìn)行固體百分率分析。其結(jié)果列在表4內(nèi)和示出在圖9中。從圖9證實(shí)了流體高度一到達(dá)高度4就實(shí)現(xiàn)了混和。
一旦以高流動(dòng)速率懸浮鈰土微粒，即使在低流動(dòng)速率下鈰土微粒仍保持在懸浮狀態(tài)中。一旦在釜內(nèi)實(shí)現(xiàn)了類似于圖2的流動(dòng)圖形，即使在低流動(dòng)速率下諸射流將繼續(xù)保持稀漿很好地混和和微粒處于懸浮狀態(tài)之中。
例子4稀漿再懸浮試驗(yàn)如果在半導(dǎo)體制造工廠內(nèi)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，在敞開的容器內(nèi)稀漿將會(huì)沉淀。為了模擬這情況，讓來自例子3的稀漿在該釜中沉淀24小時(shí)以上。為了再懸浮稀漿混合物，使用每分鐘0.9加侖的再循環(huán)流動(dòng)速率。
泵起動(dòng)后就拿取試樣，然后在試驗(yàn)期間周期地拿取試樣。在固體百分率方面對(duì)試樣分析，其結(jié)果提供在表5和圖10中。
以上例子表明本發(fā)明的自混和釜能夠?qū)崿F(xiàn)混和和保持微粒懸浮狀態(tài)而不使用機(jī)械混和器。釜和入口噴嘴的形狀能夠在短時(shí)期內(nèi)實(shí)現(xiàn)混和。如以上所述，當(dāng)再循環(huán)速率為每分鐘0.9加侖和諸流體之間的密度差異不顯著時(shí)，在該釜內(nèi)、在所有高度處、在不到1分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn)了混和。當(dāng)密度差異影響混和時(shí)，可以使用較高的流動(dòng)速率，以均勻該釜內(nèi)的諸流體。
雖然以上說明和附圖代表了本發(fā)明的較佳實(shí)施例，但是對(duì)于該領(lǐng)域的那些熟練人員明顯的是，在不脫離本發(fā)明的真正原理和范圍的情況下可以作出許多變化和修改。
表4鈰土稀漿的固體百分率試驗(yàn)結(jié)果

表5從鈰土稀漿再懸浮試驗(yàn)得到的固體百分率結(jié)果

權(quán)利要求
1.一自混和釜，包括一釜，該釜包括頂部，該頂部包括前壁、與前壁相對(duì)的后壁、和兩相互相對(duì)的側(cè)壁，前、后和兩側(cè)壁形成矩形橫剖面，該剖面具有側(cè)向至側(cè)向的寬度和前至后的寬度，以致前至后的寬度小于側(cè)向至側(cè)向的寬度；弄圓的底部，該底部包括一最低點(diǎn)和從最低點(diǎn)延伸到頂部的至少一側(cè)壁的至少一彎曲壁；進(jìn)口管，位于釜內(nèi)部、在最低點(diǎn)處；以及出口管，位于釜內(nèi)部、在進(jìn)口管之上和很靠近進(jìn)口管。
2.如權(quán)利要求1所述的釜，其特征在于進(jìn)口管包括朝向該彎曲壁的至少兩開口。
3.如權(quán)利要求2所述的釜，其特征在于進(jìn)口管開口是孔。
4.如權(quán)利要求2所述的釜，其特征在于進(jìn)口管開口是狹縫。
5.如權(quán)利要求1所述的釜，其特征在于頂部具有前方的矩形輪廓。
6.如權(quán)利要求5所述的釜，其特征在于矩形輪廓是正方形。
7.如權(quán)利要求1所述的釜，其特征在于彎曲壁是半圓形。
8.如權(quán)利要求7所述的釜，其特征在于進(jìn)口管包括朝向彎曲壁的兩組相對(duì)的開口。
9.如權(quán)利要求1所述的釜，其特征在于彎曲壁是四分之一圓形狀。
10.如權(quán)利要求9所述的釜，其特征在于進(jìn)口管包括朝向彎曲壁的一組開口。
11.如權(quán)利要求1所述的釜，其特征在于彎曲壁是拋物線形狀。
12.如權(quán)利要求11所述的釜，其特征在于進(jìn)口管包括朝向彎曲壁的一組開口。
13.如權(quán)利要求1所述的釜，其特征在于出口管處于與進(jìn)口管接觸之中。
14.一自混和釜，包括包括連接于底部的上部的一釜，其中(1)上部包括具有一第一寬度的前方矩形輪廓和具于比第一寬度較狹的一第二寬度的側(cè)向矩形輪廓；(2)底部包括具有至少一弄圓部分和一最底點(diǎn)的前方輪廓，弄圓部分包括在最低點(diǎn)和在上部和底部之間的連接點(diǎn)之間延伸的至少一凹入曲線，其中底部還包括具有曲率的至少一側(cè)或底壁，由弄圓部分的輪廓曲線形成該曲率，進(jìn)口管，位于釜內(nèi)部、在弄圓底部的最低點(diǎn)處，進(jìn)口管包括水平朝向彎曲的側(cè)或底壁的至少兩開口，以及出口管，位于釜內(nèi)部、在進(jìn)口管之上和很靠近進(jìn)口管。
15.如權(quán)利要求14所述的釜，其特征在于進(jìn)口管開口是狹縫。
16.如權(quán)利要求14所述的釜，其特征在于進(jìn)口管開口是多個(gè)孔。
17.如權(quán)利要求14所述的釜，其特征在于頂部具有正方形輪廓。
18.如權(quán)利要求14所述的釜，其特征在于底部具有前方半圓輪廓。
19.如權(quán)利要求1所述的釜，其特征在于進(jìn)口管連接于包括泵的再循環(huán)回路的排放端。
20.如權(quán)利要求1所述的釜，其特征在于出口管連接于再循環(huán)回路的輸入端。
21.如權(quán)利要求1所述的釜，其特征在于第一寬度和第二寬度相等。
22.用于保持流體不斷運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一釜，該釜包括包括前壁、與前壁相對(duì)的后壁和兩相互相對(duì)的側(cè)壁的頂部，前、后和兩側(cè)壁形成具有側(cè)向至側(cè)向的寬度和前至后的寬度的矩形橫剖面，以致前至后的寬度比側(cè)向至側(cè)向的寬度較狹；弄圓的底部，該底部包括一最低點(diǎn)和從最低點(diǎn)延伸至頂部的至少一側(cè)壁的至少一彎曲壁；進(jìn)口管，位于釜內(nèi)部、在最低點(diǎn)處；出口管，位于釜內(nèi)部、在進(jìn)口管之上和很靠近進(jìn)口管；泵，與出口管流體連通；以及循環(huán)回路，在泵和入口管之間提供流體連通。
23.一混和系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一釜，它包括包括前壁、與前壁相對(duì)的后壁和兩相互相對(duì)的側(cè)壁的頂部，前、后和兩側(cè)壁形成具有側(cè)向至側(cè)向的寬度和前至后的寬度的矩形橫剖面，以致前至后的寬度比側(cè)向至側(cè)向的寬度較狹；包括一最低點(diǎn)和從最低點(diǎn)延伸至頂部的至少一側(cè)壁的至少一彎曲壁的弄圓的底部；進(jìn)口管，位于釜內(nèi)部、在最低點(diǎn)處；出口管，位于釜內(nèi)部、在進(jìn)口管之上和很靠近進(jìn)口管；泵，與出口管流體連通；再循環(huán)回路，提供在泵和進(jìn)口管之間的流體連通；以及一旁路回路，包括與再循環(huán)流體連通的入口端；以及與再循環(huán)回路流體連通的出口端，其中旁路回路適合于允許要被混和的物質(zhì)的注射。
全文摘要
一釜包括帶有進(jìn)口管的弄圓的底部，進(jìn)口管位于弄圓的底部的最低點(diǎn)處、并具有將流體引向彎曲側(cè)壁的開口，從而形成循環(huán)單元。在釜的內(nèi)部、位于進(jìn)口管之上和很靠近進(jìn)口管處設(shè)置出口管。該釜、進(jìn)口管和出口管的設(shè)計(jì)提供了能夠混和、保持和再懸浮諸流體和稀漿的循環(huán)圖形。
文檔編號(hào)B01F5/10GK1747778SQ200480003859
公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月11日
發(fā)明者B·R·羅伯茨, P·M·波茲涅克 申請(qǐng)人:波克股份有限公司