Sistema de manipulación de materiales para mover polvo de silicio.

Un sistema (100) de manipulación de materiales para mover polvo de silicio desde un dispositivo de almacenamiento hasta un horno (150),

comprendiendo el sistema:

un alimentador contrarrotativo (3) de avance por doble tornillo sin fin que se extiende desde el dispositivo de almacenamiento hasta el receptor; comprendiendo el alimentador contrarrotativo de avance por doble tornillo sin fin:

un miembro externo (4) de avance por tornillo sin fin;

un miembro interno (5) de avance por tornillo sin fin;

estando colocado el miembro externo de avance por tornillo sin fin en un tubo (8) del miembro externo de avance por tornillo sin fin;

estando colocado el miembro interno de avance por tornillo sin fin en un tubo (9) del miembro interno de avance por tornillo sin fin;

colocando un tubo (6) de proceso el alimentador contrarrotativo de avance por doble tornillo sin fin en una orientación de manipulación de materiales con el dispositivo de almacenamiento y el receptor; en el que se alimenta el material (2) desde el dispositivo de almacenamiento hasta el receptor por medio del miembro externo de avance por tornillo sin fin; el miembro interno de avance por tornillo sin fin elimina gas y subproductos del receptor;

en el que el miembro externo (4) de avance por tornillo sin fin comprende un miembro hueco de avance por tornillo sin fin con un orificio central a través del mismo, estando colocado el miembro interno (5) de avance por tornillo sin fin en el orificio central; y

caracterizado porque:

el miembro externo (4) de avance por tornillo sin fin, el miembro interno (5) de avance por tornillo sin fin, el tubo (8) del miembro externo de avance por tornillo sin fin, y el tubo (9) del miembro interno de avance por tornillo sin fin están formados de un material cerámico, seleccionado el material cerámico del grupo constituido por Si3N4, SiC, Al2O3, Si, SiO2 y combinaciones de los mismos.

Sistema de manipulación de materiales para mover polvo de silicio.

La presente invención versa, en general, acerca de un sistema de manipulación de materiales para mover polvo de silicio movido hasta un aparato de fusión u horno. Además, la invención versa acerca de un sistema de manipulación de materiales para extraer subproductos de proceso, tales como óxidos de silicio (SiO, SiO2, o SiOx) , en denominados "óxidos de silicio".

Como se describe en el documento US 6193053B1 se utilizan habitualmente alimentadores de avance por tornillo sin fin para alimentar polvo en diversos procedimientos y aparatos. Estos alimentadores de avance por tornillo sin fin son generalmente un aparato alimentador de avance por tornillo sin fin de tipo transportador convencional, sin prestar atención al calor u otras condiciones ambientales hasta el receptor o aparato asociado con el que está asociado el alimentador de avance por tornillo sin fin. Por ejemplo, los alimentadores de avance por tornillo sin fin no consideran en general aspectos del aparato o del receptor para el alimentador de avance por tornillo sin fin. Se conoce que los alimentadores conocidos de avance por tornillo sin fin, especialmente los de finos, no se ocupan de ningún escape del receptor o del aparato asociado. Además, no se ve que los alimentadores conocidos de avance por tornillo sin fin se ocupen de consideraciones de temperatura ambiente en el receptor o en el aparato asociado.

En consecuencia, se proporciona un dispositivo de avance por tornillo sin fin que considera las condiciones ambientales del receptor o del aparato asociado. Además, se proporciona un dispositivo de avance por tornillo sin fin para alimentar silicio a un receptor del horno, mientras que elimina simultáneamente el subproducto no deseable de óxido de silicio, lo que se efectúa con un dispositivo de avance por doble tornillo sin fin.

Un aspecto de la invención define un sistema de manipulación de materiales para mover polvo de silicio desde un dispositivo de almacenamiento hasta un receptor del horno, en el que el sistema de manipulación de materiales comprende un alimentador contrarrotativo de avance por doble tornillo sin fin que se extiende desde el dispositivo de almacenamiento hasta el receptor. El alimentador contrarrotativo de avance por doble tornillo sin fin comprende un miembro externo de avance por tornillo sin fin; un miembro interno de avance por tornillo sin fin; en el que el miembro externo de avance por tornillo sin fin está colocado en un tubo del miembro externo de avance por tornillo sin fin; y el miembro interno de avance por tornillo sin fin está colocado en un tubo del miembro interno de avance por tornillo sin fin. Un tubo de proceso coloca el alimentador contrarrotativo de avance por doble tornillo sin fin en una orientación de manipulación de materiales con el dispositivo de almacenamiento y el receptor. El tubo de proceso puede comprender un extremo abocardado en el receptor para aumentar el flujo de material al interior del receptor. Se alimenta el material desde el dispositivo de almacenamiento hasta el receptor por medio del miembro externo de avance por tornillo sin fin; el miembro interno de avance por tornillo sin fin elimina gas y subproductos del receptor.

Estos y otros aspectos, ventajas y características principales de la invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, que, cuando sea tomada junto con los dibujos adjuntos, en los que las piezas similares están designadas por medio de caracteres similares de referencia en todos los dibujos, dan a conocer realizaciones de la invención.

Se comprenderán mejor diversos aspectos, características, y ventajas de la presente invención más tarde, cuando se lea la siguiente descripción detallada con referencia a los dibujos adjuntos en los que los caracteres representan piezas similares en todos los dibujos, en los que:

La Figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema de manipulación de materiales que incluye una tolva de suministro que comprende un alimentador de avance por doble tornillo sin fin, como se implementa por la invención, la Figura 2 es una ilustración esquemática del dispositivo de manipulación de materiales que comprende un alimentador de avance por doble tornillo sin fin, como se implementa por la invención;

la Figura 3 es una ilustración lateral esquemática en corte transversal del dispositivo de manipulación de materiales que comprende un alimentador de avance por doble tornillo sin fin, como se implementa por la invención;

la Figura 4 es una ilustración lateral esquemática en corte transversal del dispositivo de manipulación de materiales que comprende un alimentador de avance por doble tornillo sin fin, como se implementa por la invención;

la Figura 5 es una ilustración esquemática del tubo de proceso del proceso tubular, como se implementa por la invención; y la Figura 6 es una ilustración esquemática de la placa divisoria de collar para el alimentador de avance por doble tornillo sin fin en un proceso tubular, como se implementa por la invención.

Según se utiliza en el presente documento, se debería comprender que un elemento o etapa enumerado en singular y precedido con la palabra "un", "una" (y especialmente, "al menos un/una" no excluye múltiples elementos o etapas tales, a no ser que se indique explícitamente tal exclusión. Además, no se pretende que las referencias a "una realización" (o a "otras realizaciones") de la presente invención sean interpretadas como que excluyen ya sea la existencia de realizaciones adicionales que también incorporan las características enumeradas o que excluyan otras características descritas junto con realizaciones de la presente invención. Además, a no ser que se indique explícitamente lo contrario, las realizaciones que "comprenden" o "tienen" un elemento o una pluralidad de elementos que tienen una propiedad particular pueden incluir tales elementos adicionales que no tengan esa propiedad.

Una realización de la presente invención proporciona un dispositivo 100 de manipulación de materiales y un procedimiento asociado. El dispositivo 100, según se ilustra en la Figura 1 comprende un alimentador contrarrotativo 3 de avance por doble tornillo sin fin que está conectado de forma operativa a un dispositivo de almacenamiento, tal como, pero sin limitación, una tolva 1, que contiene polvo, aquí polvo o finos 2 de silicio. La tolva 1 comprende una parte inferior abierta que está abierta al tornillo sin fin más externo 4 de avance, que gira en tal dirección que lleva polvo fino de silicio al interior de una zona caliente 151 (la zona caliente definida como una porción del horno 150 en la que la temperatura es superior a aproximadamente 1415º C) de un receptor, tal como, pero sin limitación, un horno 150. Por lo tanto, la tolva 1 puede alimentar polvo, tal como silicio 2 al alimentador contrarrotativo 3 de avance por doble tornillo sin fin.

El alimentador contrarrotativo 3 de avance por doble tornillo sin fin, como se implementa por la invención, comprende un miembro externo 4 de avance por tornillo sin fin y un miembro interno 5 de avance por tornillo sin fin. El miembro externo 4 de avance por tornillo sin fin es un miembro hueco de avance por tornillo sin fin con un orificio central a través del mismo en el que está colocado el miembro interno 5 de avance por tornillo sin fin. El miembro externo 4 de avance por tornillo sin fin está colocado en un tubo 8 del miembro externo de avance por tornillo sin fin, mientras que el miembro interno 5 de avance por tornillo sin fin está colocado en un tubo 9 del miembro interno de avance por tornillo sin fin. De forma alternativa, el tubo 9 del miembro interno de avance por tornillo sin fin está formado como parte del miembro externo 4 de avance por tornillo sin fin, bien como un elemento formado al mismo tiempo o bien formado de manera individual y luego unidos como una única pieza. Por ejemplo, estos elementos pueden ser mecanizados de una pieza de nitruro de silicio (Si3N4) . Cada uno del miembro externo 4 de avance por tornillo sin fin, del miembro interno 5 de avance por tornillo sin fin, del tubo 8 del miembro externo de avance por tornillo sin fin, y del tubo 9 del miembro interno de avance por tornillo sin fin están alineados en un eje 10, de forma que sean coaxiales en el tubo 6 de proceso.

El alimentador contrarrotativo 3 de avance por doble tornillo sin fin y sus elementos asociados están colocados en el tubo 6 de proceso en una orientación de manipulación de materiales con la tolva 2 y una cámara 14 de recogida... [Seguir leyendo]

1. Un sistema (100) de manipulación de materiales para mover polvo de silicio desde un dispositivo de almacenamiento hasta un horno (150) , comprendiendo el sistema:

un alimentador contrarrotativo (3) de avance por doble tornillo sin fin que se extiende desde el dispositivo de almacenamiento hasta el receptor; comprendiendo el alimentador contrarrotativo de avance por doble tornillo sin fin:

un miembro externo (4) de avance por tornillo sin fin;

un miembro interno (5) de avance por tornillo sin fin;

estando colocado el miembro externo de avance por tornillo sin fin en un tubo (8) del miembro externo de avance por tornillo sin fin;

estando colocado el miembro interno de avance por tornillo sin fin en un tubo (9) del miembro interno de avance por tornillo sin fin;

colocando un tubo (6) de proceso el alimentador contrarrotativo de avance por doble tornillo sin fin en una orientación de manipulación de materiales con el dispositivo de almacenamiento y el receptor; en el que se alimenta el material (2) desde el dispositivo de almacenamiento hasta el receptor por medio del miembro externo de avance por tornillo sin fin; el miembro interno de avance por tornillo sin fin elimina gas y subproductos del receptor;

en el que el miembro externo (4) de avance por tornillo sin fin comprende un miembro hueco de avance por tornillo sin fin con un orificio central a través del mismo, estando colocado el miembro interno (5) de avance por tornillo sin fin en el orificio central; y caracterizado porque:

el miembro externo (4) de avance por tornillo sin fin, el miembro interno (5) de avance por tornillo sin fin, el tubo (8) del miembro externo de avance por tornillo sin fin, y el tubo (9) del miembro interno de avance por tornillo sin fin están formados de un material cerámico, seleccionado el material cerámico del grupo constituido por Si3N4, SiC, Al2O3, Si, SiO2 y combinaciones de los mismos.

2. Un sistema (100) según la reivindicación 1, en el que cada uno del miembro externo (4) de avance por tornillo sin fin, del miembro interno (5) de avance por tornillo sin fin, del tubo (8) del miembro externo de avance por tornillo sin fin, y del tubo (9) del miembro interno de avance por tornillo sin fin están alineados en un eje común.

3. Un sistema (100) según cualquier reivindicación precedente, en el que cada uno del miembro externo (4) de avance por tornillo sin fin, del miembro interno (5) de avance por tornillo sin fin, del tubo (8) del miembro externo de avance por tornillo sin fin, del tubo (9) del miembro interno de avance por tornillo sin fin están alineados de forma coaxial en el tubo (6) de proceso.

4. Un sistema (100) según cualquier reivindicación precedente, en el que el tubo (9) del miembro interno de avance por tornillo sin fin comprende una parte del miembro externo de avance por tornillo sin fin.

5. Un sistema (100) según cualquier reivindicación precedente, en el que el tubo (9) del miembro interno de avance por tornillo sin fin y el miembro externo (4) de avance por tornillo sin fin están mecanizados de una pieza de nitruro de silicio (SiN) , en el que el tubo del miembro interno de avance por tornillo sin fin forma un árbol del miembro externo de avance por tornillo sin fin.

6. Un sistema (100) según cualquier reivindicación precedente, en el que el receptor comprende un horno (150) y el material comprende polvo de silicio, de forma que el horno metaliza el polvo de silicio, y el miembro interno

(5) de avance por tornillo sin fin elimina gas y subproductos de óxido de silicio del horno.

7. Un sistema (100) según cualquier reivindicación precedente, en el que el alimentador contrarrotativo (3) de avance por doble tornillo sin fin y el extremo abocardado de descarga del tubo de proceso se extiende hasta una zona caliente (151) del horno (150) .

8. Un sistema (100) según la reivindicación 6 o 7, en el que al menos uno del alimentador contrarrotativo (3) de avance por doble tornillo sin fin, del horno (150) y del dispositivo (1) de almacenamiento están orientados con ángulos (a) con respecto al menos uno de los demás y un sistema ortogonal para facilitar el movimiento del polvo de silicio desde el dispositivo de almacenamiento a través del alimentador contrarrotativo de avance por doble tornillo sin fin hasta el horno (150) .