專利名稱：用于在拋光工藝期間再循環(huán)泥漿材料的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及拋光工藝，并且更具體地涉及用于在拋光工藝期間再循環(huán)泥漿材料的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
拋光工藝用于許多不同的應(yīng)用，從而清潔或完成特定的工件。這一處理包括用于將信息存儲在存儲裝置中的盤形基底的拋光。這些盤形基底能夠由磁性介質(zhì)材料制成，這種材料經(jīng)配置從而當(dāng)磁換能器寫入該介質(zhì)時存儲信息。在許多拋光系統(tǒng)中，貴重的泥漿材料容易在排水中損失。在其他拋光系統(tǒng)中，使用泥漿再循環(huán)。然而，包含泥漿再循環(huán)的常規(guī)的拋光系統(tǒng)不起作用或者成本過高。此外，常規(guī)的拋光系統(tǒng)不能設(shè)計用于再循環(huán)特定的材料。因此，需要一種用于在拋光工藝期間再循環(huán)泥漿材料的改進系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面涉及用于在拋光工藝期間再循環(huán)泥漿材料的系統(tǒng)。在一個實施例中，本發(fā)明涉及用于再循環(huán)來自拋光組件的預(yù)選的泥漿材料的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括拋光組件和再循環(huán)組件，其中拋光組件包括具有入口和排水出口的拋光器和泥漿再循環(huán)罐，泥漿再循環(huán)罐經(jīng)配置從而將包括預(yù)選的材料的泥漿供給到拋光器的入口，再循環(huán)組件包括錯流過濾器、密度計、閥門和控制器，其中錯流過濾器包括經(jīng)配置從而從拋光器的排水出口接收含有預(yù)選材料的廢料泥漿的入口，其中錯流過濾器經(jīng)配置從而將在錯流過濾器出口處提供的泥漿中的預(yù)選的材料濃縮，密度計經(jīng)配置從而測量錯流過濾器的出口泥漿中預(yù)選的材料的濃度，閥門被聯(lián)接到錯流過濾器的出口并且經(jīng)配置從而供給泥漿存儲罐，并且控制器被聯(lián)接到密度計和閥門，其中控制器經(jīng)配置從而當(dāng)預(yù)選的材料的濃度達(dá)到第一預(yù)選的濃度閾值時打開閥門。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于再循環(huán)來自拋光組件的沖洗水產(chǎn)物的二氧化鈰的系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括冷凝器，其具有錯流過濾器和第一密度計，用于確保在回到拋光組件之前在再循環(huán)泥漿中積累預(yù)選濃度的二氧化鈰。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖1的冷凝器的詳細(xì)示意圖，其包括錯流過濾器和第一密度計，其中錯流過濾器用于濃縮冷凝器出口泥漿中的二氧化鈰，并且第一密度計用于一旦已經(jīng)達(dá)到預(yù)選的二氧化鈰濃度閾值則釋放該濃縮的出口泥漿。
具體實施例方式現(xiàn)在參考附圖，其示出用于再循環(huán)來自拋光組件的預(yù)選的泥漿材料的系統(tǒng)的實施例。再循環(huán)系統(tǒng)包括錯流過濾器，其經(jīng)配置從而從拋光組件接收包括預(yù)選材料的廢料泥漿。錯流過濾器進一步經(jīng)配置從而濃縮來自廢料泥漿的預(yù)選材料。該再循環(huán)系統(tǒng)進一步包括第一密度計和控制器，其中第一密度計經(jīng)配置從而測量預(yù)選材料的濃度，并且控制器確保在其回到拋光組件之前濃度達(dá)到預(yù)選閾值。該控制器被聯(lián)接到一個或更多閥門，并且可能被聯(lián)接到一個或更多泵，用于控制再循環(huán)系統(tǒng)中的泥漿的流動。在一個實施例中，預(yù)選閾值大約是百分之十。在其他實施例中，該預(yù)選閾值能夠大于或者小于百分之十。在幾個實施例中，再循環(huán)系統(tǒng)包括第二密度計，其被聯(lián)接到控制器和拋光組件的再循環(huán)罐。在這種情況下，第二密度計經(jīng)配置從而監(jiān)視拋光組件中預(yù)選材料的濃度。當(dāng)預(yù)選材料的濃度降低到第二預(yù)選閾值以下時，控制器能夠允許來自再循環(huán)系統(tǒng)的具有濃縮的預(yù)選材料的泥漿填充再循環(huán)罐。以此方式，再循環(huán)系統(tǒng)能夠有效地收集和再循環(huán)來自拋光組件的預(yù)選材料。在幾個實施例中，該預(yù)選材料包括二氧化鈰或者另一種稀土氧化物類型材料。在一個這種實施例中，再循環(huán)系統(tǒng)能夠在來自拋光組件的廢料泥漿中聚集高達(dá)百分之百的二氧化鈰。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的用于再循環(huán)來自拋光組件(104、106、108)的沖洗水產(chǎn)物102的二氧化鋪的系統(tǒng)100的示意圖，該系統(tǒng)100包括具有錯流過濾器112和第一密度計114的冷凝器110，其用于確保在回到拋光組件(104、106、108)之前預(yù)選濃度的二氧化鈰在再循環(huán)泥漿中積累。對于拋光組件(104、106、108)的操作，拋光器104從再循環(huán)罐108接收拋光泥漿，并且經(jīng)由泵Pl或者106再循環(huán)一部分拋光泥漿到再循環(huán)罐108，其中二氧化鈰濃度大約百分之四。拋光器104也將拋光泥漿的廢料部分102 (例如，沖洗水產(chǎn)物)輸出到緩沖管/分離器閥(separator valve) 116。對于系統(tǒng)100的再循環(huán)組件部分的操作(例如，系統(tǒng)100中不是拋光組件(104、106,108)的部分的那些部件)，緩沖管116能夠及時工作從而除去二氧化鈰濃度特別低的一些廢料泥漿102，而剩余物118 (例如，緩沖管泥漿)被提供到冷凝器110。在一個實施例中，通過緩沖管116除去預(yù)選的二氧化鈰濃度大約為0.5%或者更少的泥漿。該冷凝器110經(jīng)配置從而使用錯流過濾器112和第一密度計114將二氧化鈰濃縮到冷凝器泥漿122中的大約百分之十的預(yù)選濃度閾值，并且將濃縮的冷凝器泥漿存儲在冷凝器存儲罐120中。然后冷凝器泥漿122由泵124或者P2抽出，并且被存儲在主泥漿存儲罐126中。然后將具有大約百分之十的濃縮的二氧化鈰的冷凝器泥漿通過泵128或P3被抽到拋光組件的再循環(huán)罐108。第二密度計130監(jiān)視再循環(huán)罐108中二氧化鈰的濃度，并且與控制器132 —起控制閥門V1.1和閥門V1.2，從而確保當(dāng)二氧化鈰低于大約百分之五的第二預(yù)選濃度閾值時，來自存儲罐126的濃縮的冷凝器泥漿被抽出到再循環(huán)罐108中。更具體地，當(dāng)再循環(huán)罐108中二氧化鈰濃度小于大約百分之五時，控制器132關(guān)閉V1.1，并且打開V1.2，從而允許濃縮的泥漿進入再循環(huán)罐108?？刂破?32也被聯(lián)接到第一密度計114，并且能夠控制冷凝器110的操作，如下面更詳細(xì)地討論。在幾個實施例中，控制器132也被聯(lián)接到一些或全部泵，從而便于二氧化鈰再循環(huán)。在圖1中所示的再循環(huán)系統(tǒng)中，使用特定的預(yù)選濃度閾值。在其他實施例中，能夠使用其他預(yù)選的濃度閾值。在圖1中所示的再循環(huán)系統(tǒng)中，二氧化鈰是被再循環(huán)的材料。在其他實施例中，能夠使用再循環(huán)系統(tǒng)再循環(huán)其他預(yù)選的稀土氧化物。在圖1中所示的再循環(huán)系統(tǒng)中，預(yù)選數(shù)目的泵和閥門被用于控制貫穿系統(tǒng)的泥漿的流動。在其他實施例中，能夠使用較少的泵和閥門。在其他實施例中，更多泵和閥門能夠被用于控制系統(tǒng)中泥漿的流動。該控制器132能夠包括一個或更多共享信息的處理部件(例如，處理器、微處理器、可編程邏輯器件和/或其他處理電路)。在幾個實施例中，這些處理部件能夠包括一個或更多個易失性或者非易失性存儲器部件，其存儲處理部件和/或其他系統(tǒng)部件可訪問的信息。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖1的冷凝器110的詳細(xì)示意圖，其包括錯流過濾器112和第一密度計114，其中錯流過濾器112用于濃縮冷凝器出口泥漿122中的二氧化鈰，并且第一密度計114用于一旦已經(jīng)達(dá)到預(yù)選的二氧化鈰濃度閾值則釋放該濃縮的出口泥漿。冷凝器110接收緩沖管泥漿118，并且將其引導(dǎo)到冷凝器存儲罐120中。第一密度計114能夠確定冷凝器存儲罐120內(nèi)的泥漿的二氧化鈰濃度是否是至少大約百分之十。如果是這樣的話，控制器132 (在圖2中不可見，但是圖1中可見)和/或第一密度計114能夠關(guān)閉冷凝器閥門2.1或者CV2.1，并且打開冷凝器閥門2.2或者CV2.2。在這種情況下，濃縮泥漿122可被提供到泵P2。如果冷凝器存儲罐120內(nèi)泥漿的二氧化鈰濃度不是至少大約百分之十，那么CV2.2仍然關(guān)閉，并且CV2.1保持打開。在這種情況下，濃縮下的泥漿134由泵P4或者136抽到錯流過濾器112中。錯流過濾器112包括由長管組成的六個膜片112a，該長管具有沿著管側(cè)壁放置的滲透過濾網(wǎng)，其允許較不濃縮的泥漿138 (例如，包括高濃度水的溶液)橫向流出錯流過濾器112并且經(jīng)由冷凝器閥門1.2或CVl.2到出水口 140。過濾網(wǎng)具有多個開口，其尺寸被設(shè)計為允許例如水的較小分子顆粒橫向出去。然而，典型的二氧化鈰分子顆粒過大以至于不能進入過濾開口，并且因此留在將濃縮泥漿142提供到冷凝器罐120的過濾器的輸出流中。在幾個實施例中，例如水流的交叉流體流可以在橫向應(yīng)用(例如，與膜片長管112a的方向橫向)，從而有助于促進將二氧化鈰濃度低的泥漿(例如，主要是水)從沿著管方向移動的濃度較高的泥漿中分離。以此方式，錯流過濾器112和第一密度計114能夠一起工作，從而不斷地增加存儲在冷凝器罐120中的冷凝器泥漿122中二氧化鈰的濃度。在一些情形中，例如當(dāng)已經(jīng)獲得想要的二氧化鈰濃度時，能夠期望將水溶液138保存在冷凝器100中，而不是經(jīng)由出水口 140清除它。在這種情形中，控制器132和/或第一密度計114能夠關(guān)閉CVl.2并打開CVl.1，并且因此水溶液138退回到冷凝器罐120中。在一個實施例中，錯流過濾器112是過度過濾器(ultra-filter)，其經(jīng)配置從而只允許小于某一預(yù)選的顆粒尺寸的材料穿過過濾器。在這種情況下，過度過濾器能夠以類似于反向滲透或者其他這種過濾器的方式操作。在一個實施例中，用于錯流過濾器112的預(yù)選顆粒尺寸大約是0.01微米。在一些實施例中，可以使用本領(lǐng)域中已知的其他適合的錯流過濾器。在一個實施例中，錯流過濾器是多級膜過濾器。在圖2所示的實施例中，錯流過濾器112由六個膜片組成。在其他實施例中，錯流過濾器112能夠具有多于或少于六個膜片。在一個實施例中，第一密度計114是非常精確的儀器，其使用U形管并且測量通過U形管的液體的振動的共振頻率，從而確定密度。在其他實施例中，能夠使用具有相對高的精確度的其他密度計。盡管上述描述包含本發(fā)明的許多具體實施例，但是這些不應(yīng)該被看作是對本發(fā)明的保護范圍的限制，而應(yīng)被看作其具體實施例的示例。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)不是由所說明的實施例確定，而是由權(quán)利要求及其等價物確定。
權(quán)利要求
1.一種用于再循環(huán)來自拋光組件的預(yù)選的泥漿材料的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包含: 所述拋光組件，其包含: 拋光器，其具有入口和排水出口 ；和 泥漿存儲罐，其經(jīng)配置從而將包含預(yù)選材料的泥漿供給到所述拋光器的所述入口 ；和 再循環(huán)組件，其包含: 錯流過濾器，其包含入口，所述入口經(jīng)配置從而從所述拋光器的所述排水出口接收包含所述預(yù)選材料的廢料泥漿，其中所述錯流過濾器經(jīng)配置從而濃縮在所述錯流過濾器的出口提供的泥漿中的所述預(yù)選材料； 密度計，其經(jīng)配置從而測量所述錯流過濾器的出口泥漿中所述預(yù)選材料的濃度； 閥門，其被聯(lián)接到所述錯流過濾器的出口，并且經(jīng)配置從而供給所述泥漿存儲罐；和控制器，其被聯(lián)接到所述密度計和所述閥門，其中所述控制器經(jīng)配置從而當(dāng)所述預(yù)選材料的濃度達(dá)到第一預(yù)選濃度閾值時打開所述閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述錯流過濾器包含多級膜過濾器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述錯流過濾器經(jīng)配置從而在所述錯流過濾器的廢料出口除去所述廢料泥漿的低于預(yù)選顆粒尺寸的部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述密度計經(jīng)配置從而測量來自所述錯流過濾器的出口泥漿的共振頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述密度計經(jīng)配置從而測量U形管中的來自所述錯流過濾器的所述出口泥漿的所述共振頻率。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包含: 第一泵，其經(jīng)配置從而接收所述錯流過濾器的所述出口泥漿； 濃縮存儲罐，其被聯(lián)接到所述第一泵，并且經(jīng)配置從而存儲所述錯流過濾器的所述出口泥漿； 第二泵，其被聯(lián)接到所述濃縮存儲罐； 第二閥門，其被聯(lián)接在所述泵與所述泥漿存儲罐之間； 第二密度計，其經(jīng)配置從而測量所述泥漿存儲罐中所述預(yù)選材料的濃度； 其中所述控制器經(jīng)配置從而當(dāng)由所述第二密度計測量的所述預(yù)選材料的濃度低于第二預(yù)選濃度閾值時打開所述第二閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述第二預(yù)選濃度閾值大約是百分之五，并且其中所述第一預(yù)選濃度閾值大約是百分之十。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一預(yù)選濃度閾值大約是百分之十。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)選材料包括預(yù)選稀土氧化物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)選稀土氧化物包含二氧化鈰。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其進一步包含位于所述拋光器和所述錯流過濾器之間的緩沖管，其中所述緩沖管經(jīng)配置從而除去所述廢料泥漿中所述預(yù)選材料的濃度低于第三預(yù)選閾值的部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述拋光組件進一步地包含泵，其被聯(lián)接到所述拋光器并且經(jīng)配置從而將部分所述泥漿從所述拋光器引導(dǎo)到所述泥漿存儲罐。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述錯流過濾器包含多個膜片。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述多個膜片每個都包含伸長管式形狀。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述多個膜片每個都包含沿著所述伸長管式形狀的側(cè)壁的開口。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng): 其中第一泥漿經(jīng)配置從而從所述伸長管式形狀的膜片的末端流出； 其中第二泥漿經(jīng)配置從而從所述伸長管式形狀的膜片的所述側(cè)壁流出； 其中所述第一泥漿中 所述預(yù)選材料的濃度大于所述第二泥漿中所述預(yù)選材料的濃度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)選材料的顆粒尺寸大于所述開口的尺寸。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于在拋光工藝期間再循環(huán)泥漿材料的系統(tǒng)。一種系統(tǒng)包括拋光器和再循環(huán)組件，其中拋光器具有入口和排水出口以及泥漿存儲罐，泥漿存儲罐將包括預(yù)選材料的泥漿供給到拋光器的入口，再循環(huán)組件包括錯流過濾器、密度計、閥門和控制器，其中錯流過濾器包括從拋光器的排水出口接收含有預(yù)選材料的廢料泥漿的入口，其中錯流過濾器經(jīng)配置從而濃縮出口泥漿中的預(yù)選材料，密度計經(jīng)配置從而測量過濾器出口泥漿中的預(yù)選材料的濃度，閥門被聯(lián)接到過濾器出口，并且經(jīng)配置從而供給泥漿存儲罐，并且控制器被聯(lián)接到密度計和閥門，其中控制器經(jīng)配置從而當(dāng)預(yù)選材料的濃度達(dá)到第一濃度閾值時打開閥門。
文檔編號B24B55/12GK103170913SQ201210559989
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者孫琦, D·格瑞福斯, J·P·薩金特, L·A·漢密爾頓 申請人:西部數(shù)據(jù)傳媒公司