专利名称：旋转泵、带旋转泵的流体动力混合器及旋转泵的用途的制作方法
技术领域：
根据本发明相应范畴内的独立权利要求的前序部分，本发明涉及旋转泵，带这种旋转泵的液体动力混合器，并且还涉及用于悬浮液处理的旋转泵的用途。
背景技术：
在许多工业工艺中，例如在半导体和芯片的制造中，需要以受控的方式混合悬浮液，以便将其通过喷嘴或相似的装置分配出去。作为一个重要的示例，在半导体工业中使用例如化学机械抛光工艺(CMP，即化学机械研磨)。在诸如这些工艺中，将通常由非常细微的固体材料粒子和液体制成的通常称为浆液的悬浮液施加在旋转的晶片上，并在那里用于进行非常细微的半导体结构的抛光或研磨。另一示例是将光致抗蚀剂施加在晶片上，或者使计算机硬盘驱动器的表面变粗糙，以便防止打印头/读磁头由于结合力，换句话说，通过范德瓦尔斯力而粘着。
图1中显示了在原理上适合这种情况并且从现有技术中已知的分配装置。为了将现有技术与本发明的优选实施例区分开，与现有技术装置的特征相关的那些特征在图中带有一个或两个撇号，而根据本发明的实施例的特征则不带有撇号。
图1的已知分配装置1′包括填充了流体、例如浆液的存储容器2′。存储容器2′具有出口4′，压力管线5′连接在出口4′上，压力管线5′通过循环泵R′而延伸到存储容器2′的入口6′上。在循环泵R′下游的压力管线5′中提供了多个抽取点7′，压力管线5′通向喷嘴或其它装置，所述装置通常称为工具，可利用该工具将流体施加在例如晶片上。各抽取点7′配备了阀门8′，以便打开或关闭至相应装置的流连接。如果关闭所有的抽取点7′，则循环泵R′仅仅执行流体的循环，从而在存储容器2′中执行局部稍微受限的流体循环。
通过存储容器2′中的流体压力的排放可产生或影响所需的压力，流体利用该压力通过压力管线5′和打开的抽取点进行传输，并在那里获得流体。另外，在存储容器2′上提供了入口10′，通过该入口可将压力介质经由压力控制阀11′带入到存储容器中，如箭头G象征性地所示。气体，例如氮通常用作压力介质，利用该介质在存储容器2′保持例如0.5巴的过压。
然而，这种类型的装置具有缺点。为了在存储容器2′中产生过压，必须将存储容器设计成为不透气的，这会使得装置相当复杂。此外，如果填充液位变得太低，将新的流体填充到存储容器2′中不是直接可行的。存储容器2′中的压力变化，从而泵压力的变化，也是复杂且耗时的。此外，压力介质(气体)可能进入流体或溶解在流体中，这可能导致非预期的流体成分上的变化。
然而，尤其在例如浆液的悬浮液，或在其倾向于分离或凝聚的流体中，更大的问题是循环泵R′导致产生的循环通常太微弱且不规则，以致不能保证存储容器2′内各处的流体运动，这对于均匀混合而言是合适的。出于这个原因，常常需要进行额外的测量，以确保存储容器2′中的流体长期充分的运动或混合。
与这相比，在EP 1318306 B1中提出并在图2中显示的用于流体混合和分配的装置已经代表了一个显著的进步。
例如在半导体工业中，EP 1318306 B1中提出的图2所示分配装置1″可用于CMP工艺。在这类工艺中，将称为浆液的细微固体材料粒子的悬浮液施加在旋转的液体中的晶片上，并在那里用于非常细微的半导体结构的研磨或抛光。没有在图2中显示的装置或工具备包括，例如喷嘴或不同的装置，利用这些装置可将流体″F″施加在晶片上。
在本申请的上下文中，术语“旋转泵”，也称为离心泵，覆盖了所有那些具有转子或叶片的泵，通过转子或叶片的旋转将推动力传递给待泵送的流体。术语“旋转泵”尤其包括离心泵、轴流泵和侧吸泵。在旋转泵中，入口和出口通常以恒定的流量相连。因此在例如泵入口和泵出口之间没有提供任何阀门。
在由现有技术已知的图2的示例中，转子31″直接设置在存储容器2″的出口中，用于混合流体F″。转子31″至少部分地突入到存储容器2″中，以混合流体F″。
也就是说，这是一种带开式泵壳的旋转泵，而非带闭式泵壳的旋转泵。
因此旋转泵3″不仅用于泵送流体F″，而且首先是一种搅拌器，其使存储容器中的流体F″混合。为此，转子31″具有多个叶片311″，其设计成比已知的相当尺寸的旋转泵更大得多。叶片311″到达存储容器2″中，并确保这里(在转子31″的旋转时)存在某一流体F″的循环，如箭头Z″所示。
转子31″设置在转子外壳312″中，转子外壳312″形成了存储容器2″壁的一部分。在这里，开式而非闭式的转子外壳312″是存储容器2″的组成部分。其自然还可作为单独的部件而固定在这个存储容器上。
旋转泵3″还包括带定子线圈322″的定子32″，定子线圈322″电驱动转子31″。定子32″包围转子外壳312″，并且定子32″设计成为所谓的边撑电动机的定子。这意味着定子32″具有多个通过磁通回返部件而连接的定子齿，各定子齿形成带一个短分支和一个长分支的L形状。较长分支在各种情况下都平行于转子的旋转轴线而延伸，而较短分支在朝着旋转轴线的方向上径向向内延伸。较长分支携带有定子绕组322″。
图2的装置还具有压力管线41″，通过该压力管线可将流体F″泵送到上面提到的图2中没有显示的装置和工具中，由此可将流体F″带到例如晶片上。
为了利用图2装置来获得流体2的显著的完全混合，需要在存储容器中提供另外的固定叶片21″，这会首先使得流体F″在操作状态下进行完全混合是完全可能的。
如果人们观看根据图2a的装置，那么将更易于理解这方面的原因，图2a的装置在存储容器中不具有任何叶片21″。图2a中以简化的方式显示了这种类型的装置。
图2a的装置同样地包括用于流体F″的存储容器2″。在存储容器2″的底座上提供了带转子311″的旋转泵3″。转子311″在储槽2″中，在箭头3000″的方向上旋转。出于清楚起见并没有显示压力管线41″。
因此，在图2a的装置和图2中所示的装置之间的唯一的基本区别是没有叶片21″。
关于图2a的容器2″中完全混合流体F″的能力，没有叶片21″将在图2a的装置中产生严重的后果。流体在图2a的存储容器2″中的完全混合实际上根本不会发生。
这是因为存储容器中的流体F″与转子31″的旋转相联接，并且根据箭头P″的流体F″设置成在与转子31″的旋转方向3000″相同的方向上旋转，从而在容器中与漏斗形状的液体表面形成了涡流V″，也称为旋涡V″。因为至少在转子31″附近或在存储容器2″的中心附近，旋转的旋涡V″采用了大约转子31″的旋转速度，所以，实际上在流体F″中不会发生更多的涡流，因此基本上没有流体F″的完全混合。
这样，如果要确保流体F″、优选为悬浮液F″，例如浆液F″的良好的完全混合，那么就必须提供如图2中所示的叶片21″，这就防止形成稳定的旋涡V″，即破坏流体的旋转流。
根据图2，由现有技术已知的用于混合器的溶液的缺点是明显的。因为叶片21″在存储容器2″中是必须的，所以结构是复杂的，昂贵的，并且是非自适应性的。这不仅仅意味着更复杂的结构，而且还意味着更复杂的维护，因为，例如在电动机上进行操作期间，必须以复杂的方式拆除叶片，并再次插入叶片。不仅就获取方面，而且就修理和维护方面，工厂的清洗相应地变得困难，并且构造也极其昂贵。
然而，更为严重的缺点是由现有技术已知的装置通过其结构进行调节的不可适应性。确定混合工艺，并且如果存在压力管线41″，那么泵送工艺的重要参数基本上由装置或装配部件的几何形状来确定。因此，例如，流体F″和7的完全混合强度或质量或转子31″的泵送功率可能只受到转子31″在如果完全有限制，则在某些限制下的旋转速度的影响。完全混合的流体动力几乎不能进行调节，也就是说，涡流在存储容器2″中的分布、尺寸和几何形状基本上由叶片21″的几何形状、尺寸以及在存储容器2″中的布置以及其它零件和部件来确定。
不经过极大的结构变化而要使根据图2的装置适应混合工艺并且达到工艺要求，适应不同的流体F″或适应不同的混合条件，例如流体F″的温度、粘性等等，这是不可能的。
此外，泵送工艺和混合工艺彼此严格地联在一起，在没有结构变化的条件下，无法进行适应性修改。
发明内容
因此，由现有技术出发，本发明的目的是构造一种旋转泵和带旋转泵的混合器，它们不具有以上所述的缺点。分配装置将会是适应性较强的，并且使用简单，尤其使流体充分的完全混合成为可能。
满足这些目的的本发明的主题由相应范畴内的独立权利要求的特征来表征。
相应的从属权利要求涉及本发明的特别有利的实施例。
因此，本发明涉及一种旋转泵，其包括设置在闭式泵壳中的转子，转子与用于流体泵送的驱动装置操作式地相连接，泵壳上设有用于将流体吸入泵壳的入口孔，并且泵壳上设有将流体从泵壳输出到存储容器中的出口孔，存储容器至少部分地填充了流体。根据本发明，在这种装置中，出口孔以这样一种方式设置并设计在泵壳上，使流体可从泵壳经由出口孔而且在没有管道的条件下直接供给至存储容器中。
因此，对于本发明重要的是，泵通过出口孔将流体泵送到存储容器中，通过这种装置形成涡流和非常良好的流体的完全混合，所述流体尤其可以是悬浮液，例如浆液。应当理解，流体还可以是两种液体的乳浊液或混合物，尤其是难以混合的两种液体，根据本发明，所述液体可在存储容器中利用旋转泵进行完全和理想的混合。
具体地说，因为完全混合并不由设于存储容器上的旋转的混合器来承担，所以，在存储容器中不会产生稳定的涡流或旋涡，这妨碍了流体良好的完全混合，或至少极大地破坏了完全混合。事实上，通过经由一个或多个出口孔而将流体直接且无管道地泵送到存储容器中，从而可获得理想的完全混合。这是因为，一方面，存储容器的整个容积被流出出口孔而进入存储容器的流体理想地完全混合，另一方面，出口孔并不连接在用于将流体输出到存储容器外部的泵回路上，而是直接通向储槽，没有与外部管线的连接，并从而可实现流体在存储容器中进行简单独立地完全混合的功能。
因此，根据本发明的出口孔基本上直接将流体排放到存储容器中，即通过出口孔将流体从泵壳内部直接传输到存储容器中，以便使存储容器中的流体进行完全混合，出口孔例如可简单地形成为泵壳中的孔、喷嘴或小的管状凸起，而无须在从泵壳内部经由出口孔进入存储容器的流体路径上使用不同的流体流。因此，流体从泵壳内部通过出口孔进入到存储容器的流动基本上只用于存储容器中的流体的完全混合。
在这方面已经显示，旋转泵对于本发明是决定性的，因为它传递恒定的、即稳态的压力比。
这是特别重要的，因为，例如半导体工业在日益细微的悬浮液下工作、即与悬浮液一起工作，悬浮液包括尺寸下降到纳米范围内的粒子，而这对于完全混合是特别困难的，或者在这种情况下，只能较困难地保持连续恒定的完全混合。这里，但不仅仅是这里，特别重要的是，可实现恒定即稳态的压力状态，例如可由旋转泵来实现。
与由现有技术已知的装置，例如与图1中所示的装置比较而言，优势是明显的。在图1所示的示例中，存储容器中的流体的完全混合由于介质的回流而非常小，而且与流体在泵的输出和存储容器的回流点之间的使用密度直接关联。如果例如在泵的输出和存储容器之间抽取了大量流体，例如用于抛光工艺，那么，流体至存储容器的回流是很小的，由此甚至进一步降低了存储容器中的流体的已经较差的完全混合。
然而，即使在极端的情况下，当在图2装置中的泵的输出和储槽中的回流点之间由于例如没有发生使用流体而没有抽取流体时，储槽中的流体的完全混合由于流体的回流而仍然是无益地较差的，因为装置的整个几何形状自然是为在泵的输出与储槽的回流之间的抽取点理想地供给流体，而不是为储槽中的流体进行理想的完全混合而设计的。流体至储槽的回流仅仅用于使未使用的流体返回到储槽中而使其没有损失掉，而且可用于进一步使用。
然而，根据本发明的旋转泵的出口孔只用于对储槽中的流体进行理想的完全混合，因为它们将流体再次直接从泵壳内部传输到储槽中，储槽本身是关闭的，从而确保储槽中的完全混合的质量，以便始终保持完全混合的质量，即使当如将在以下解释的那样除了所述出口孔以外，还提供了用于将一部分流体传输到供给管线中的另一供给孔时也是如此。这意味着，在具体的实施例中，例如同时将流体传输到供某些应用、例如用于晶片抛光的流体使用的外部泵回路中的实施例中，通过出口孔将流体传输到存储槽中，这种流体传输是在独立于根据本发明的旋转泵满足额外目的的条件下发生的。
在一优选的实施例中，可连接在压力管线上的供给孔设于泵壳上，用于将流体传输到压力管线中。在这方面，供给孔需要与泵壳上的出口孔决不相同，因为在通过出口孔从泵壳输送到存储容器中的流体总量也直接地到达、即没有管道引导而到达存储容器中的意义上来说，流体通过出口孔而进入存储容器的输送在任何情况下与流体经由泵壳上不同的孔，例如用于将流体输送到压力管线中的流动是分开的。因此，出口孔和供给孔无论如何都是泵壳中的两个不同的分开的开孔。
在一个具体实施例中，入口孔和/或出口孔设于泵壳的罩盖中，尤其是泵壳的可拆下式罩盖中，并且可由例如孔和/或到达存储容器中的短管状凸起简单地形成。
在一种具体的情形下，入口孔和/或出口孔具有圆形的横截面和/或椭圆形的横截面和/或细长的横截面，尤其是矩形的和/或环形的横截面和/或其它的横截面，并且/或者出口孔的横截面面积是在入口孔的横截面面积的10％至100％之间，优选在30％至70％之间，特别是在50％至60％之间，即，出口孔的横截面面积优选小于入口孔的横截面面积。通过这种方式，就可以确保在任何时候可取走足够的流体，以便为多个出口孔同时供给足够的流体，从而确保流体在存储容器中的均匀且充分的完全混合。此外，相对较小的出口孔的直径可能导致流体由于喷嘴效应而以增加的速度离开出口孔，通过该装置而进一步促进了存储容器中的良好的完全混合。
在这方面和在具体的情形下，在入口孔和/或出口孔处设有调节机构，利用该调节机构可改变入口孔和/或出口孔的横截面，从而可由调节机构调节通过入口孔和/或出口孔的流体的流量。调节机构可由例如入口孔和/或出口孔处的阀门、网筛、闸门或作为不同的调节机构来提供。
例如，还可通过使入口孔和/或出口孔相对于泵壳的轴线倾斜一个预定的角度，和/或通过将出口孔设计成为相对于泵壳向外朝向的入口短管，和/或使出口孔形成为相对于泵壳而向外朝向的出口短管，来获得存储容器中的完全混合的进一步优化，所述入口短管可形成为短的管状凸起，出口短管同样地可形成为短的管状凸起。
在一个优选的实施例中，旋转泵具有用于驱动转子的定子，转子是机械式地和/或靠磁力而形成轴联的，尤其是相对于定子没有接触，并且/或者将旋转泵设计成无轴承式电动机，并且/或者将转子设计成整体式转子，并且/或者转子是永磁性的。
本发明还涉及一种流体动力混合器，其具有用于接受待混合的流体的存储容器，以及根据本发明而提供的上述旋转泵。
在一个具体实施例中，旋转泵设置在存储容器的内部，具体地说完全设置在位于存储容器中的流体储量内部。这意味着，为了形成根据本发明的流体动力混合器，并不特别需要旋转泵固定地或刚性地连接在存储容器上。
在另一实施例中，旋转泵的入口孔经过供给管线而连接在供给槽上，从而可将流体从供给槽输送到旋转泵上，和/或可将添加剂从另外的容器供给到存储容器中。这意味着，旋转泵的入口孔可连接在另一设置在外部的供给槽上，流体例如可从所述供给槽通过重力而输送到旋转泵的入口孔中，从而可将流体通过出口孔输送到存储容器中，以进行完全混合和存储容器的再填充。
根据本发明的流体动力混合器中的入口孔和/或出口孔优选但并非必须地设在泵壳的罩盖中，尤其是可拆式的泵壳罩盖中，并且/或者将泵壳的罩盖设置在存储容器的壁上，尤其设置在存储容器的底座区域上，并且在这个具体的情形下，罩盖形成了所述壁的一部分，优选是存储容器的底座区域的一部分。
在另一实施例中，在流体动力混合器中，可将流体通过压力管线输送到抽取点和/或用于控制和/或调节存储容器中的填充液位的机构，并且/或者提供了可用于控制和/或调节添加剂量的机构，并且优选可通过可编程的数据处理单元来辅助或执行这种控制和/或调节。
在这方面，根据本发明的旋转泵和/或根据本发明的流体动力混合器优选用于处理悬浮液，尤其是浆液，特别是用于在晶片生产或计算机硬盘驱动器生产的CMP工艺中，并且/或者用于存储容器中的悬浮液的循环和/或混合和/或泵送，和/或用于粉末与流体的溶解和/或混合，和/或用于乳浊液的制造和/或用于生物反应器的完全混合和/或充气。
在这方面，根据本发明的旋转泵首先可特别有利地在其中流体、例如悬浮液如浆液倾向于凝聚，因而必须始终保持移动的情形下使用。在这种配置下，根据本发明的旋转泵就防止了在存储容器中形成死区，换句话说，可防止形成流体实际上不移动的区域，如已经提到的那样，这对于倾向于凝聚的悬浮液的使用尤其适用。
以下将借助于附图更详细地描述本发明。这些附图以示意图显示了图1现有技术的混合装置；图2带有用于改变流向的叶片的已知混合装置；图2a 根据图2的没有用于改变流向的叶片的混合装置；图3a 根据本发明的流体动力混合器；图3b 根据图3a的带有无轴承式电动机的混合器；图3c 根据图3a的带压力管线的混合器；图3d 根据图3c的带有无轴承式电动机的混合器；图4根据本发明的带旋转泵的存储容器；图5a-e 泵壳的罩盖的五个不同的实施例；图6根据本发明的带旋转泵的分配装置。
具体实施例方式
图1，2和3涉及现有技术，并且在本说明书的开篇处已经进行了详细论述，所以在这里不需要对这些图作进一步的描述。
图3a以示意性的方式显示了根据本发明的流体动力混合器的简单的第一实施例。
图3a的实施例是纯粹的流体动力混合器100，其只用于流体的完全混合，而非用于在例如外部供给回路中同时产生额外的泵送。在这个装置中，流体动力混合器100包括存储容器8，其用于接受流体4，例如浆液4。存储容器8安装在旋转泵1的泵壳2上，使泵壳2的罩盖11形成了存储容器8的底板。
如虚线箭头611所示，流体4在操作状态下通过入口孔6而引入到泵壳中，并且经由出口孔7通过旋转泵1，如箭头711所示，而抽回到存储容器8中，由此可在存储容器8中获得流体4的非常良好的完全混合。
如已经提及的那样，在这个装置中，已经显示了旋转泵对于本发明是决定性的，因为其传递恒定的、即稳态的压力状态。这是特别重要的，因为例如在半导体工业中，在越来越细微的悬浮液下进行操作，即，在包括尺寸下降到纳米范围内的粒子的悬浮液下进行操作，这对于完全混合是特别困难的，或者在这种情况下，只能较困难地保持连续恒定的完全混合。在这里，但不仅仅是这里，特别重要的是，可实现恒定的、即稳态的压力状态，例如这可由旋转泵实现。
图3b显示了根据图3a的混合器100，其装备了无轴承式电动机。在这个具体实施例中，旋转泵1以本质上已知的方式包括用于驱动转子3的定子12，其中，转子3是机械地和/或靠磁力而形成轴联的，尤其是靠磁力而形成轴联，并且相对于定子12是非接触的，即，优选将旋转泵1设计成无轴承式电动机13。在这种具体的情况下，可将转子3设计成一种整体式转子3，并且优选是永磁性的。这种类型的旋转泵1包括作为驱动装置的非接触式的靠磁力形成轴联的转子3，当必须泵送机械腐蚀性的液体，换句话说带机械腐蚀性粒子的悬浮液时，旋转泵1总是特别有利的，通常，这种机械旋转的泵非常快速地导致机械轴承和泵的其它部件的损坏。然而，即使必须输送来自化学领域、药物领域、医学领域的超纯液体或高度敏感性的液体或流体，例如血或其它敏感性的和/或超纯的材料，使用根据图3b或根据图3d的无轴承式电动机也是特别合适的。
图3c和3d中显示了根据本发明的图3a所示流体动力混合器的又一实施例。在图3c和3d的实施例中，额外提供了供给孔10，其可连接在压力管线9上，从而通过旋转泵1可额外地为外部工具提供流体。外部工具可以是例如用于晶片抛光的抛光机，或必须为之输送良好混合的流体4的任何其它装置。图3d的示例仅仅是根据图3c的一个具体实施例，其包括利用无轴承式电动机作为旋转泵1的旋转泵，如图3b中所述。再次强调，供给孔10和出口孔7决不是相同的，供给孔10和出口孔7也不是直接相连的，例如如同在由现有技术已知的图1构造的情况一样，而是只可将流体4从出口孔7间接地传送到，例如经由泵壳2传送到供给孔10中，或者反之亦然。
再次强调，根据本发明的所有旋转泵1基本上是闭式旋转泵1，其与如图2所示的这些现有技术的旋转泵是有显著区别的。
图4中显示了带旋转泵1的流体动力混合器100的另一实施例，其中，旋转泵1完全放置在存储容器8的内部。在这种装置中，旋转泵1可利用固定装置，例如螺钉而固定在存储容器8上，或简单地在不固定在存储容器8上的条件下，可简单地插入到存储容器中。在图4的这个具体实施例中，混合器100还包括连接在压力管线9上的供给孔10，从而除了由图3a-3d相应的箭头611和711象征性所示的流体4的完全混合以外，还可由旋转泵1通过压力管线9将流体4同时泵送出存储容器8，以进行进一步处理。
应当理解，在根据图4的另一实施例中，也可将旋转泵1放置到存储容器8中，所述存储容器8没有额外的供给孔，因此只用于流体4的完全混合。
此外，如图4中示意性所示，可提供径向入口孔6和/或径向出口孔7，其可极大地改进流体4在存储容器8中的混合。
根据图4所示实施例的一个特定优点自然是这种装置的非凡的可适应性。旋转泵1可以特别简单的方式放置在存储容器8中，或者可从存储容器8中拆下，而无须昂贵的装配工作，因此最重要的是，可以特别简单且经济地实现旋转泵1的更换或这类旋转泵单元的修理或维护。
作为一个示例，图5a-5e中示意性地显示了泵壳2的罩盖11的五种不同的变型，其特征具体优点取决于各种要求，即取决于流体4的性质或特性，待混合的流体4的性能，存储容器8的尺寸或几何形状，或者取决于是否需要通过供给孔10而在外部回路中获得泵送性能等等。
例如图5a，5b和5c中所示，入口孔6和出口孔7可具有圆形的横截面61，71，或者根据图5e，出口孔7可具有椭圆形的、环形的或细长的横截面63，73，尤其是根据图5d的矩形的横截面63，73。不言而喻，在入口孔6和出口孔7处，所示形状的所有可能的合适组合都是可行的。具体地说，在所有可能的变型和组合的每一种情况下，可有利地使用一个以上的入口孔6或/和比四个更多或更少的出口孔7，而不只是图5a-5e中所示的横截面面积61，71和/或入口短管6和/或出口短管7的具体实施例。应当理解，入口短管6和/或出口短管7还可很大程度地延伸到存储容器8中，从而可获得流体4的甚至更好的混合性能。因此，入口短管6和/或出口短管7可通过例如软管或导管而加长，软管或导管能够以某种方式分布在存储容器8中，从而可甚至进一步优化混合性能。
出口孔7的横截面面积71，72，73在入口孔6的横截面面积61，62，63的10％至100％之间，优选是在30％至70％之间，尤其是在50％至60％之间，并且/或者将图5a-5e中未示出的调节机构设于入口孔6和/或出口孔7处，利用该调节机构，可改变入口孔6的横截面61，62，63和/或出口孔7的横截面71，72，73，从而可调节通过入口孔6和/或通过出口孔7的流体4的流量，或者可调节到预定的值。
不言而喻，还可以通过合适的装置，来改变例如出口短管700和/或入口短管600可相对于泵壳2的轴线A倾斜的角度α，或者，所述角度α可被调节到预定的值，由此可进一步优化流体4在存储容器8中的混合。
最后，图6中示意性地显示了带有根据本发明的流体动力混合器100的完整的分配装置1000，所述流体动力混合器100带有旋转泵1。
图6的分配装置1000包括储槽8，其例如包含浆液形式的流体4，其例如用于晶片的抛光，晶片可在未显示出的抛光装置中进行抛光，所述抛光装置连接在用于供给流体4的抽取点13上。为此，根据本发明的旋转泵1从存储容器8中将浆液4通过供给孔10泵送到压力管线9中，压力管线9在当前情况下成形成环形管线90，从而可将不是从其中一个抽取点13上抽取的流体4，经由环形管线90和回流孔80而返回到存储容器8中，以做进一步使用。
根据本发明，通过旋转泵1可使流体4同时理想地混合在存储容器8中，即，如上面已经详细描述的那样，流体通过入口孔6，根据箭头611导入到旋转泵1的泵壳2中，并通过出口孔7再次输送回到储槽中，以与流体4混合。
应当理解，根据本发明的上述所有实施例只应该被理解为示例性的，并且本发明尤其包括，但不仅仅包括所述实施例的所有合适的组合。
权利要求
1.一种旋转泵，包括设置在闭式泵壳(2)中的转子(3)，所述闭式泵壳(2)与用于泵送流体(4)的驱动装置(5)操作式地相连，其中，在所述泵壳(2)上设有用于将所述流体(4)吸入到所述泵壳(2)中的入口孔(6)，并且在所述泵壳(2)上设有用于将所述流体(4)从所述泵壳输出到存储容器(8)中的出口孔(7)，所述存储容器(8)至少部分地填充了所述流体(4)，其特征在于，所述出口孔(7)以这样的方式在所述泵壳上设置并设计成可使流体(4)直接地并且在无管道的条件下从所述泵壳(2)经由所述出口孔(7)供给至所述存储容器(8)。
2.根据权利要求1所述的旋转泵，其特征在于，在所述泵壳(2)上设有可连接在压力管线(9)上以用于将所述流体(4)输送到所述压力管线(9)中的供给孔(10)。
3.根据权利要求1或2中任一权项所述的旋转泵，其特征在于，所述入口孔(6)和/或出口孔(7)设于所述泵壳(2)的罩盖(11)上，尤其是所述泵壳的可拆式罩盖(11)上。
4.根据前述权利要求中任一权项所述的旋转泵，其特征在于，所述入口孔(6)和/或出口孔(7)具有圆形的横截面(61，71)和/或椭圆形的横截面(62，72)和/或细长的横截面，尤其是矩形的和/或环形的横截面(63，73)和/或另一横截面，并且/或者所述出口孔(7)的横截面面积(71，72，73)在所述入口孔(6)的横截面面积(61，62，63)的10％至100％之间，优选在30％至70％之间，尤其是在50％至60％之间，并且/或者在所述入口孔(6)和/或出口孔(7)处设有调节机构，利用所述调节机构可改变所述入口孔(6)的横截面(61，62，63)和/或所述出口孔(7)的横截面(71，72，73)。
5.根据前述权利要求中任一权项所述的旋转泵，其特征在于，所述入口孔(6)和/或出口孔(7)相对于所述泵壳(2)的轴线(A)倾斜预定的角度(α)。
6.根据前述权利要求中任一权项所述的旋转泵，其特征在于，所述入口孔(6)形成为相对于所述泵壳(2)向外朝向的入口短管(600)，并且/或者所述出口孔(7)形成为相对于所述泵壳(2)向外朝向的出口短管(700)。
7.根据前述权利要求中任一权项所述的旋转泵，其特征在于，所述旋转泵具有驱动所述转子(3)的定子(12)，其中所述转子(3)是机械地和/或靠磁力地而形成轴联的，尤其是靠磁力而形成轴联，并且相对于所述定子(12)是非接触的，和/或所述旋转泵设计成无轴承式电动机(13)，和/或所述转子(3)设计为整体式转子(3)，和/或所述转子(3)是永磁性的。
8.一种流体动力混合器，带有用于接受待混合流体(4)的存储容器(8)，其特征在于，提供了根据权利要求1至7中任一权项所述的旋转泵(1)。
9.根据权利要求8所述的流体动力混合器，其特征在于，所述旋转泵(1)设置在所述存储容器(8)内部，尤其是完全设置在位于所述存储容器(8)中的流体(4)的储量内部。
10.根据权利要求8或9所述的流体动力混合器，其特征在于，所述旋转泵(1)的入口孔(6)通过供给管线而与供给槽相连，从而使所述流体(4)可从所述供给槽供给至所述旋转泵(1)，并且/或者可将另外的材料从另外的容器供给至所述存储容器(8)。
11.根据权利要求8至10中任一权项所述的流体动力混合器，其特征在于，所述入口孔(6)和/或出口孔(7)设于所述泵壳(2)的罩盖(11)中，尤其是所述泵壳(2)的可拆式罩盖(11)中，并且/或者所述泵壳(2)的罩盖(11)设置在所述存储容器(8)的壁(800)上，尤其是所述存储容器(8)的底座区域(800)上，所述罩盖(11)尤其形成了所述壁(800)的一部分，并且优选形成了所述存储容器(8)的底座区域(800)的一部分。
12.根据权利要求8至11中任一权项所述的流体动力混合器，其特征在于，所述流体(4)可通过所述压力管线(9)泵送到抽取点(13)，并且/或者提供了用于控制和/或调节流体流量，尤其是用于控制和/或调节所述供给容器(8)中的填充液位的机构，并且/或者提供了用于控制和/或调节添加剂量的机构。
13.根据权利要求1至7中任一权项所述的旋转泵(1)和/或根据权利要求8-12中任一权项所述的流体动力混合器(100)在用于尤其在晶片生产或计算机硬盘驱动器生产的CMP工艺中的流体，尤其是悬浮液(4)，特别是浆液(4)的处理，和/或用于存储容器(8)内悬浮液(4)的循环和/或混合和/或泵送，和/或用于粉末与流体(4)的溶解和/或混合，和/或用于乳浊液(4)的制造，和/或用于生物反应器的完全混合和/或充气方面的用途。
全文摘要
本发明涉及一种旋转泵(1)，其包括设置在闭式泵壳(2)中的转子(3)，转子(3)与用于泵送流体(4)的驱动装置(5)操作式地相连，其中，泵壳(2)上设有用于将流体(4)吸入到泵壳(2)中的入口孔(6)，并且泵壳(2)上设有将流体(4)从泵壳(2)输出到存储容器(8)中的出口孔(7)，存储容器(8)至少部分地填充了流体(4)。根据本发明，出口孔(7)以这样一种方式在泵壳上设置并设计成使流体(4)可从泵壳(2)经由出口孔(7)而直接地且在没有管道的条件下供给至存储容器(8)。本发明还涉及一种流体动力混合器(100)，其带有根据本发明的旋转泵(1)，并且还涉及用于处理流体(4)的旋转泵(1)和流体动力混合器(100)的用途。
文档编号F04D13/16GK101025166SQ200710085248
公开日2007年8月29日 申请日期2007年2月15日 优先权日2006年2月23日
发明者J·哈恩, 余水元 申请人:列维特龙尼克斯有限责任公司