旋转式活接头、流体输送系统以及相关方法技术方案

一种旋转式活接头（２０），具有壳体（３７）、转子（７０）以及一根柱子，以便使得流体可以通过该旋转式活接头（２０）进行输送。转子（７０）被可旋转地联接在壳体（３７）上，优选的是利用至少一个介于转子外部的一部分与壳体内部的一部分之间的轴承来联接。所述柱子被以一种有助于以流通方式联接转子（７０）和壳体（３７）的方式置于旋转式活接头（２０）中，并且使得一个圆环状间隙环绕在所述柱子的至少一部分的周围，以便使得该圆环状间隙构成一条排放流体路径的至少一部分。本发明专利技术还包括具有这种旋转式活接头（２０）的流体输送系统和制取和／或使用这种旋转式活接头（２０）的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流体输送系统，尤其是，本专利技术涉及旋转式活接头，比如可以用来利于将流体，一般是一种液体，从第一环境，例如流体供给源，传送至相对于第一环境发生旋转的第二环境，例如旋转的使用点。
技术介绍
通常，旋转式活接头和流体输送系统是众所周知的，特别是在半导体处理工业中。在半导体处理工业中，旋转式活接头通常用来利于将工艺液体从第一环境传送至相对于第一环境发生旋转的第二环境。更为常见的是，来自于通常固定的供给管线的一种或者多种液体，被传送至旋转的使用点。使用一个或者多个旋转式活接头的示例性半导体处理工具包括能够从FSI国际公司以商业方式购买并且以商标名称ZETA和MERCURY销售的喷射处理工具系统(spray process toolsystems)。旋转式活接头可以包括至少两个彼此相对旋转的组成部件。至少一个组成部件以流通方式联接到第一环境，并且至少另外一个组成部件以流通方式联接到第二环境。流体，一般为液体，可以被从一个环境传送至另外一个环境。在美国专利No.4848400(Grant等)中公开了一种常规的旋转式活接头实施例。在美国专利No.5570908(Merritt)中公开了另外一种常规的旋转式活接头实施例。彼此相对旋转的常规组成部件一般在它们之间存在公差，并且保持这种公差非常重要。例如，如果组成部件之间的公差超过了预期，那么就有可能发生泄漏和/或组成部件有可能变得过松和/或受损。作为另外一个例子，如果组成部件之间的公差过小，那么组成部件将发生摩擦和磨损和/或甚至阻止旋转的组成部件发生旋转。因此，为了使得旋转式活接头良好工作，需要在制造旋转式活接头时在部件之间设定一个或者多个合适的公差并且在使用过程中适当地保持该公差。某些旋转式活接头的一个缺点在于，它们的工作局限于相对较窄的温度范围。例如，随着温度变化(例如随着温度变得过高和/或过低)，旋转式活接头中部件之间的配合会变得过宽和/或过窄。但是，由于许多使用旋转式活接头的工业化生产过程均在相对宽泛的温度范围中工作，因此所希望的是使用一种可以在这种相对宽泛的温度范围中良好工作的旋转式活接头。例如，半导体工业中的许多工艺利用各种处于不同温度(或热或冷)的工艺流体对半导体晶片进行处理。某些旋转式活接头的另外一个缺点在于，即使在该旋转式活接头的正常工作过程中，也会在某些应用领域(比如微电子和/或医用器件的制造过程中)产生碎屑。这些碎屑可能来自于若干方面。其可能由于某些组成部件之间的有意和/或无意摩擦而产生。碎屑也有可能由于某些诸如润滑/涂脂轴承这样的组成部件产生。这些碎屑将是不希望存在的，因为它会玷污工艺流体，相应地玷污所制得的产品，而这些产品具有苛刻的产品技术规格(比如微电子器件和医用器件)。这些碎屑还有可能对旋转式活接头的组成部件和/或下游组成部件产生过度磨损，因此也是不希望存在的。对于碎屑敏感的应用领域和/或下游组成部件来说，当碎屑进入主流体路径中时碎屑的产生更为令人不满意，但是如果碎屑仅进入一条或者多条排放路径和/或位于主流体和/或排放流体路径之外，相对来说不那么不可接受。此外，碎屑进入主流体路径的趋势会受到碎屑产生组成部件相对于主流体路径的位置的明显影响。不断地需要研发出新型的旋转式活接头和流体输送系统，包括更能经受温度变化和/或产生令人不满意的碎屑的风险降低和/或任何产生出的碎屑进入主流体路径的风险降低的旋转式活接头。专利技术概述本专利技术提供了经过改进的旋转式活接头和流体输送系统，它们可以在彼此相对旋转的多个位置之间传送流体(例如一种工艺液体)。本专利技术中的旋转式活接头可以显现出许多优点。例如，根据本专利技术的旋转式活接头可以以优越的性能在较宽的温度范围上工作。还有，与许多其它旋转式活接头相比，根据本专利技术的旋转式活接头可以显现出较低的碎屑产生水平和/或较低的组成部件磨损水平。随着部件彼此相对旋转，本专利技术的旋转式活接头还可以显现出较高的旋转稳定性(即这种旋转式活接头显现出较轻的进动趋势)和/或较小的旋转阻力。根据本专利技术的旋转式活接头和流体输送系统尤其可以适用于微电子器件领域、通讯器件领域和/或医用器件领域，在这里通常使用超净试剂并且希望具有能够在相对较宽的温度范围上工作的灵活性。根据本专利技术的旋转式活接头的部件被组装成使得限定了主流体路径和排放路径的表面可以彼此相对旋转，而不会显著地可旋转和/或可滑动地彼此接合。任何可滑动和/或可旋转地彼此接合的表面优选地均位于这些流体路径之外。在优选实施例中，可旋转和/或可滑动接合的表面局限于流体路径外部的轴承，并且这些轴承还有助于保持组成部件之间的公差和/或间距。在优选实施例中，保持组成部件之间的公差和/或间距通过下述方式中的一种或者多种来实现例如在转子与壳体之间对一个或者多个轴承进行合适定位；和合适地选取组成部件的材料，例如在部件之间使得材料的尺寸稳定性匹配或者以其它方式协调。由于可以精确地控制流过所述间隙的流体(例如使其最少)，所以非常希望保持这种公差。根据本专利技术的一个方面，一种旋转式活接头包括具有流体通路的壳体，流体可以通过所述流体通路流过该壳体；具有流体通路的转子，流体可以通过所述流体通路流过该转子；以及具有流体通路的柱子，流体可以通过所述流体通路流过该柱子。所述转子被可旋转地联接在所述壳体上，而所述柱子以一种有助于以流通方式联接所述转子流体通路和壳体流体通路的方式置于旋转式活接头中，以便使得流体可以经由所述柱子流体通路在所述壳体与转子之间传送。这种旋转式活接头还包括圆环状间隙，该圆环状间隙环绕在所述柱子的至少一部分的周围，以便使得该圆环状间隙构成一条排放路径的至少一部分，一部分通过所述壳体流体通路输送的流体通过该排放路径从旋转式活接头排出。在一个根据本专利技术的实施例中，旋转式活接头包括具有基部的壳体、转子、柱子、第一流体口、第二流体口、流体路径以及排放路径。所述转子具有一个至少部分位于所述壳体内部的第一端，并且被可旋转地联接至所述壳体。所述柱子从所述壳体的基部至少部分地延伸入所述转子中的腔室内，所述腔室的尺寸大于所述柱子，以便使得一个圆环状间隙在所述柱子与转子之间沿着所述柱子的长度延伸。所述第一流体口与所述壳体相关，流体可以通过该第一流体口排出或者进入所述旋转式活接头，而所述第二流体口与所述转子相关，流体可以通过该第二流体口排出或者进入所述旋转式活接头。所述流体路径至少在第一流体口与第二流体口之间延伸穿过所述旋转式活接头，并且包括第一路径部分和第二路径部分。第一路径部分延伸穿过所述柱子，而第二路径部分延伸穿过所述转子，以便使得第一路径部分经由所述转子腔室内部的接合部与第二路径部分流体连通。所述排放路径具有位于所述转子腔室内部接近所述接合部的入口，其中所述柱子与转子之间的圆环状间隙构成了该排放路径的至少一部分。在另外一个根据本专利技术的实施例中，旋转式活接头包括壳体、转子、柱子、第一流体口、第二流体口、流体路径以及排放路径。所述转子具有一个至少部分位于所述壳体内部的第一端，并且被可旋转地联接至所述壳体。所述柱子从所述转子的第一端至少部分地延伸入所述壳体中的腔室内，所述腔室的尺寸大于所述柱子，以便使得一个圆环状间隙在所述柱子与壳体之间沿着所述柱子的长度延伸。所述第一流体口与所述壳体相关，流体可以通过该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转式活接头，包括：具有流体通路的壳体，流体可以通过所述流体通路流过该壳体；具有流体通路的转子，流体可以通过所述流体通路流过该转子，其中该转子被可旋转地联接在所述壳体上；具有流体通路的柱子，流体可以通过所述流体通 路流过该柱子，该柱子被以一种有助于以流通方式联接所述转子流体通路和壳体流体通路的方式置于旋转式活接头中，以便使得流体可以经由所述柱子流体通路在所述壳体与转子之间传送；以及环绕在所述柱子的至少一部分周围的圆环状间隙，其中该圆环状间隙构 成了一条排放路径的至少一部分，一部分通过所述壳体流体通路输送的流体通过此排放路径从旋转式活接头排出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AC本森，ED汉兹利克，
申请(专利权)人：FSI国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]