CN115430245B - 一种粉尘捕捉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粉尘捕捉装置，包括外壳、导流板结构、一个或多个过滤部件以及固定支撑组件；在所述导流板结构中形成有一条或多条流体通路；所述固定支撑组件用于固定所述导流板结构；其中，所述固定支撑组件包括一个或多个支撑部件，所述导流板结构设置于所述支撑部件上；所述支撑部件包括第一端部和第二端部，所述第一端部位于所述导流板结构的内部，所述第二端部位于所述导流板结构的外部，在所述第二端部上设置有阻挡部，所述阻挡部凸出地设置于所述支撑部件并与所述导流板结构的外表面相抵接。本发明一实施方式的粉尘捕捉装置，通过固定支撑组件的设置，使得导流板结构在作业过程中具有更高的稳定性，从而提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及除尘设备，尤其涉及一种可用于半导体产业的粉尘捕捉装置。
背景技术
近年来，在半导体、太阳能光伏、平板显示和LED为代表的泛半导体产业普遍采用包括离子注入法、铝等金属的刻蚀法、CVD法等各种方式生产相关产品。在这些产品的生产过程中会产生大量的尾气粉尘微粒，这些粉尘微粒普遍具有颗粒小、颗粒度不均匀(10～500μm之间分布)、颗粒数量多等特点。
若不对这些粉尘进行处理，粉尘长期堆积会造成排气管道的堵塞，并进一步影响设备的稳定生产。而如果将这些粉尘直接排入大气中，大量粉尘会漂浮于空气中，空气中的粉尘可使其他有害物质附着于其上，形成严重的大气污染。因此在泛半导体制造过程中会配置专门用于去除混合气体中粉尘颗粒的除尘设备，以在提高生产效率同时减少对环境的污染。
然而，现有的除尘设备或工艺繁琐，或存在除尘效率低的问题，不能实现粉尘颗粒的高效去除。
发明内容
为克服上述现有技术的至少一种缺陷，本发明一实施方式提供了一种粉尘捕捉装置，包括：外壳、导流板结构、一个或多个过滤部件以及固定支撑组件；所述导流板结构设置于所述外壳内，在所述导流板结构中形成有一条或多条流体通路；所述一个或多个过滤部件设置于所述导流板结构；所述固定支撑组件用于固定所述导流板结构；
其中，所述固定支撑组件包括一个或多个支撑部件，所述导流板结构设置于所述支撑部件上；所述支撑部件包括第一端部和第二端部，所述第一端部位于所述导流板结构的内部，所述第二端部位于所述导流板结构的外部，在所述第二端部上设置有阻挡部，所述阻挡部凸出地设置于所述支撑部件并与所述导流板结构的外表面相抵接。
根据本发明一实施方式，所述导流板结构包括一个或多个导流板，在每个所述导流板上设置有一个或多个凹陷部，所述导流板通过所述凹陷部设置于所述支撑部件上；沿所述支撑部件的长度方向，所述第一端部和所述第二端部分别位于所述凹陷部的两侧。
根据本发明一实施方式，所述固定支撑组件还包括连接部件，所述一个或多个支撑部件设置于所述连接部件；在所述连接部件上设置有通孔，所述连接部件通过所述通孔设置于所述外壳上；和/或，
所述导流板结构包括间隔设置的多个导流板，所述多个导流板环绕所述导流板结构的轴线层叠设置，在每相邻的两个所述导流板之间形成有一条所述流体通路；在每个所述导流板上设置有一个所述过滤部件，由外向内，多个所述过滤部件的孔隙依次变小。
根据本发明一实施方式，所述外壳包括壳体、外置盖和底板，所述壳体具有容纳空腔，所述外置盖和所述底板分别设置于所述壳体的两端；所述导流板结构设置于所述壳体的容纳空腔内，并位于所述外置盖和所述底板之间；
所述连接部件通过所述通孔设置于所述底板上，所述支撑部件通过所述第一端部设置于所述连接部件上；和/或，
多个所述过滤部件包括由外而内设置的最外过滤部件、第一过滤部件、第二过滤部件、第三过滤部件和最内过滤部件，所述最外过滤部件的孔径为350～600μm，所述第一过滤部件的孔径为250～400μm，所述第二过滤部件的孔径为100～300μm，所述第三过滤部件的孔径为50～150μm，所述最内过滤部件的孔径为大于0小于等于100μm。
根据本发明一实施方式，所述固定支撑组件还包括定位块，所述定位块设置于所述底板上，所述连接部件通过所述通孔套设于所述定位块的外部；和/或，所述支撑部件呈条形状，所述连接部件呈圆形；和/或，
在所述壳体的外部设置有冷却部件，所述冷却部件位于所述导流板结构的外部。
根据本发明一实施方式，所述外壳包括壳体、进气口和出气口，所述导流板结构包括与出气口相连通的中心流体通路；
所述固定支撑组件还包括定位块，所述定位块卡设于所述中心流体通路内，以阻止所述导流板结构的移动。
根据本发明一实施方式，所述导流板结构包括间隔设置的多个导流板，所述多个导流板环绕所述导流板结构的轴线层叠设置，在每相邻的两个所述导流板之间形成有一条流体通路，相邻的两条所述流体通路通过设置于所述导流板上的开口相连通；
所述多个导流板包括距离所述导流板结构的轴线最远的第一导流板和距离所述导流板结构的轴线最近的中心导流板，所述中心流体通路形成于所述中心导流板内；
每个所述导流板均为具有开口的圆筒形板，沿所述导流板结构的轴线的方向，所述导流板的投影为一圆弧；和/或，
所述进气口的高度H满足如下公式：H≥S*h/(π*R2)；
其中，S表示所有所述过滤部件的面积之和；h表示滤尘厚度，为2～10mm；R表示所述壳体的半径。
根据本发明一实施方式，所述定位块具有一个或多个弧形部，其通过所述弧形部卡设于所述中心导流板内；和/或，
在所述进气口上设置有变径管，在所述变径管的外部设置有加热部件。
根据本发明一实施方式，所述粉尘捕捉装置还包括用于固定所述多个过滤部件的多个弹性孔板，在每个所述导流板上设置有一个所述过滤部件和一个所述弹性孔板，所述过滤部件夹设于所述导流板与所述弹性孔板之间；
根据本发明一实施方式，所述多个导流板的形状相同、尺寸不同；和/或，
所述流体通路为圆环形；和/或，
所述粉尘捕捉装置的轴线与所述导流板结构的轴线具有相同的方向。
本发明一实施方式的粉尘捕捉装置，通过固定支撑组件的设置，使得导流板结构在作业过程中具有更高的稳定性，从而提高了工作效率。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。其中：
图1为本发明一实施方式的粉尘捕捉装置的竖截面的示意图；
图2为本发明一实施方式的粉尘捕捉装置的立体示意图；
图3为本发明一实施方式的壳体及导流板结构的横截面的示意图；
图4为本发明一实施方式的第一导流板、过滤部件及弹性孔板的俯视图；
图5为本发明一实施方式的弹性孔板的结构示意图；
图6为本发明一实施方式的内置盖的结构示意图；
图7为本发明一实施方式的外置盖的结构示意图；
图8为本发明一实施方式的导流板结构与固定支撑组件的俯视图；
图9为本发明一实施方式的固定支撑组件的结构示意图；
图10为本发明一实施方式的导流板结构和固定支撑组件的立体结构示意图；
图11为本发明一实施方式的底板的结构示意图；
图12为本发明一实施方式的壳体、底板的立体示意图；
图13为本发明一实施方式的带有水冷夹套的粉尘捕捉装置的竖截面的示意图；
图14为本发明一实施方式的带有水冷夹套的粉尘捕捉装置的立体示意图；
图15为实施例2的导流板的结构示意图；
附图标记说明如下：
110、壳体；111、握持部；112、变径管；120、底板；122、脚轮；123、脚支撑；130、外置盖；131、第二盖体；132、出气口；133、挡板；134、把手；135、支架；141、第一法兰；142、第二法兰；150、水冷夹套；151、进水口；152、出水口；200、过滤部件；311、第一导流板；312、第二导流板；313、第三导流板；314、第四导流板；315、中心导流板；321、第一开口；322、第二开口；323、第三开口；324、第四开口；325、中心开口；330、最外流体通路；331、第一流体通路；332、第二流体通路；333、第三流体通路；334、第四流体通路；335、中心流体通路；340、外部隔板；341、第一隔板；342、第二隔板；343、第三隔板；344、第四隔板；351、支撑部件；352、阻挡部；353、连接部件；353a、通孔；354、定位块；400、弹性孔板；401、第一弹簧板；402、第二弹簧板；403、第三弹簧板；404、第四弹簧板；405、第一孔板；406、第二孔板；407、第三孔板；500、内置盖；510、第一盖体；511、第一通孔；520、围板；521、缺口；530、密封部件；541、支撑板；542、支架；543、第二通孔；544、加强筋；550、螺杆。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施方式进行具体描述，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施方式一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。其中，“横截面”是指沿垂直于粉尘捕捉装置轴线方向的截面，“竖截面”是指沿平行于粉尘捕捉装置轴线方向的截面。
参照图1至14所示，本发明一实施方式提供了一种粉尘捕捉装置，包括：
外壳；
导流板结构，设置于外壳内，在导流板结构中形成有一条或多条供流体通过的流体通路；
一个或多个过滤部件200，设置于导流板结构；以及
固定支撑组件，用于固定导流板结构；
其中，固定支撑组件包括一个或多个支撑部件351，导流板结构设置于支撑部件351上；每个支撑部件351包括第一端部和第二端部，第一端部位于导流板结构的内部，第二端部位于导流板结构的外部，在第二端部上设置有阻挡部352，阻挡部352凸出地设置于支撑部件351并与导流板结构的外表面相抵接。
于一实施方式中，参照图15所示，导流板结构包括一个导流板，在导流板中形成有一条旋涡状的流体通路。
于一实施方式中，导流板结构包括间隔设置的多个导流板，多个导流板环绕导流板结构的轴线层叠设置，在每相邻的两个导流板之间形成有一条流体通路，相邻的两条流体通路通过设置于导流板上的开口相连通；沿导流板结构的轴线方向，开口的投影包括第一端点和第二端点，轴线的投影为中心点，第一端点与中心点之间的连接线段为第一线段，第二端点与中心点之间的连接线段为第二线段，第一线段与第二线段之间的夹角为25～50°，例如28°、30°、32°、35°、38°、40°、42°、45°、48°。
于一实施方式中，第一线段与第二线段之间的夹角为25～50°，夹角低于该范围会导致流体经过开口后流速急剧变化并发生堵塞；若夹角高于该范围，则相邻通路之间的距离变小，会导致除尘效果的降低。
于一实施方式中，粉尘捕捉装置的轴线与导流板结构的轴线具有相同的方向，进一步地，粉尘捕捉装置的轴线与导流板结构的轴线位于同一直线上。
于一实施方式中，外壳包括具有容纳空腔的壳体110、设置于壳体110底部的底板120以及设置于壳体110顶部的外置盖130，在外壳上开设有进气口和出气口132。导流板结构设置于壳体110内，并位于底板120与外置盖130之间。
于一实施方式中，多个导流板均为具有开口的圆筒形板，进一步地，沿导流板结构的轴线方向，开口贯穿导流板，换而言之，沿导流板结构的轴线方向，导流板的投影为一圆弧，圆弧的弧度为310～335°，例如312°、315°、318°、320°、322°、325°、328°、330°、332°。导流板的圆弧形结构使得夹设在两个导流板之间的流体通路可呈圆环形。
于一实施方式中，在导流板结构的多条流体通路中，从外至内，流体通路的宽度递减，即，位于最外部的流体通路的宽度最大，位于最内部的流体通路的宽度最小，换而言之，最靠近导流板结构轴线的流体通路的宽度最小。其中，上述宽度是指两个导流板之间的距离；例如导流板为圆筒形板，宽度指的是沿弧形板横截面的径向距离。
于一实施方式中，多个导流板的轴线方向与粉尘捕捉装置的轴线方向相同。进一步地，位于最外层的导流板的开口与粉尘捕捉装置的进气口相连通。
于一实施方式中，在每相邻的两个导流板之间设置有隔板，以使相邻的两条流体通路相连通；进一步地，隔板固定地(例如焊接)设置于相邻的两个导流板之间，多个隔板的设置使得导流板结构的多个导流板成为一个整体。再进一步地，导流板包括第一端部和第二端部，开口位于第一端部和第二端部之间；沿顺时针方向，第一端部位于第二端部的上游。
于一实施方式中，各隔板均为平板，其长度方向与导流板的轴线方向相同，例如隔板可以为长方形板或长条状的Z形板，长方形板或Z形板的长边方向与导流板的轴线方向相同。
于一实施方式中，在每个导流板上设置有一个过滤部件200，作业时，含有粉尘的气体进入导流板结构后依次沿环形的多个流体通路流动，由于粉尘与气体的密度不同，导致粉尘颗粒在流动过程中由于离心力的作用被甩到过滤部件200上，使得粉尘颗粒被过滤部件200捕捉。
于一实施方式中，过滤部件200可覆盖导流板的部分或全部区域；过滤部件200可以为无纺布，进一步可以为耐高温、耐腐蚀且有孔隙的无纺布。
于一实施方式中，无纺布的透气量为≥15m3/m2*min。
于一实施方式中，粉尘捕捉装置还包括用于固定多个过滤部件200的多个弹性孔板400，在每个导流板上设置有一个过滤部件200和一个弹性孔板400，过滤部件200夹设于导流板与弹性孔板400之间，即，导流板的数量、过滤部件200的数量与弹性孔板400的数量相同。
于一实施方式中，导流板结构包括位于最外层的第一导流板311，参照图4所示，过滤部件200、弹性孔板400依次层叠于第一导流板311的内部，通过弹性孔板400的弹性作用可将过滤部件200夹设于第一导流板311与弹性孔板400之间，过滤部件200、弹性孔板400在导流板上所呈现的形状与第一导流板311的形状基本相同。进一步地，其他导流板中的过滤部件200、弹性孔板400的设置与第一导流板311中的过滤部件200、弹性孔板400相同。
于一实施方式中，在导流板结构的位于最外部的第一导流板311与壳体110之间形成有最外流体通路330，最外流体通路330与设置于外壳上的进气口相连通；在壳体110上也设置有过滤部件200、弹性孔板400，过滤部件200、弹性孔板400在壳体110上的设置方式可与在第一导流板311上的设置方式相同。进一步地，在壳体110与第一导流板311之间设置有外部隔板340，以使最外流体通路330仅与导流板结构中的流体通路相连通，外部隔板340可以活动地设置于第一导流板311与壳体110之间，以便于导流板结构的拆卸。
于一实施方式中，在导流板结构的每个导流板上设置有一个过滤部件200，从外至内，多个过滤部件200的孔隙依次变小，即，位于最外部的过滤部件200的孔隙最大，位于最内部的过滤部件200的孔隙最小，换而言之，最靠近导流板结构轴线的过滤部件200的孔隙最小。
于一实施方式中，多个过滤部件200包括由外而内设置的最外过滤部件、第一过滤部件、第二过滤部件、第三过滤部件和最内过滤部件。最外过滤部件可设置于壳体110上，最外过滤部件的孔径大小可以为350～600μm，例如400μm、450μm、500μm、550μm；最外过滤部件主要用于捕捉直径在350μm以上的粉尘颗粒。
第一过滤部件、第二过滤部件、第三过滤部件和最内过滤部件可设置于导流板结构上。参照图3所示，导流板结构包括自外而内间隔设置的第一导流板311、第二导流板312、第三导流板313、第四导流板314和中心导流板315。第一过滤部件可设置于导流板结构的位于最外部的第一导流板311上，第一过滤部件的孔径大小可以为250～400μm，例如300μm、350μm；第一过滤部件主要用于捕捉直径在250～350μm之间的粉尘颗粒。
第二过滤部件可设置于第二导流板312上，第二过滤部件的孔径大小可以为100～300μm，例如150μm、200μm、250μm；第二过滤部件主要用于捕捉直径在100～250μm之间的粉尘颗粒。
第三过滤部件可设置于第三导流板313上，第三过滤部件的孔径大小可以为50～150μm，例如80μm、100μm、120μm；第三过滤部件主要用于捕捉直径在50～100μm之间的粉尘颗粒。
最内过滤部件可设置于第四导流板314上，最内过滤部件的孔径大小可以为大于0小于等于100μm，进一步可以为5～100μm，例如5μm、20μm、50μm、80μm；最内过滤部件主要用于捕捉直径在50μm以下的粉尘颗粒。
于一实施方式中，弹性孔板400为开设有多个孔的弹性板，其可与导流板配合使过滤部件200固定在导流板的内侧而不会发生塌陷，该内侧是指面向导流板轴线的一侧。进一步地，弹性孔板400上的孔面积为弹性孔板400总面积的90％以上。
于一实施方式中，如图5所示，弹性孔板400包括第一弹簧板401、第二弹簧板402、第三弹簧板403、第四弹簧板404、第一孔板405、第二孔板406和第三孔板407，沿弹性孔板400的长度方向，第一弹簧板401、第一孔板405、第二弹簧板402、第二孔板406、第三弹簧板403、第三孔板407、第四弹簧板404依序排列。进一步地，弹性孔板400的长度方向与导流板结构的轴线方向相同。
于一实施方式中，如图1、6所示，在壳体110内设置有内置盖500，沿导流板结构的轴线方向，内置盖500位于外置盖130与导流板结构之间，导流板结构位于内置盖500和底板120之间。内置盖500包括第一盖体510、围板520和密封部件530，第一盖体510设置于壳体110的内部空腔内，进一步地，第一盖体510的形状与壳体110空腔的横截面形状相匹配，例如壳体110呈圆筒形，第一盖体510可以为圆形板。
于一实施方式中，密封部件530用于阻挡自导流板结构流出的气体直接从内置盖500和壳体110的间隙中逸出，围板520用于固定密封部件530。围板520可沿第一盖体510的边部凸出地设置于第一盖体510上，并环绕第一盖体510的轴线设置，围板520与导流板结构位于第一盖体510的同一侧，即，围板520位于第一盖体510和底板120之间；进一步地，围板520为环形板，密封部件530可以是密封绳，密封部件530可套设于围板520的外部。再进一步地，围板520为具有缺口521的环形板，缺口521的设置可便于密封部件530的拆卸。更进一步地，沿导流板结构的轴线方向，导流板结构的投影位于围板520的投影的内部。
于一实施方式中，在第一盖体510上设置有第一通孔511；进一步地，在第一盖体510上设置有压紧部，在壳体110内还设置有螺杆550；螺杆550可设置于导流板结构的位于中心的流体通路内；再进一步地，螺杆550可位于导流板结构的轴线上，其一端固定于底板120上，另一端穿过压紧部以及第一通孔511凸出于第一盖体510，螺杆550的横截面尺寸小于第一通孔511的横截面尺寸，以使气体能够通过第一通孔511与螺杆550之间的空隙流出；通过将螺栓作用于螺杆550的凸出于第一盖体510的部分，使得第一盖体510，特别是压紧部能够紧压导流板结构，从而能够防止导流板结构的移动，同时起到固定第一盖体510和导流板结构的作用。
于一实施方式中，压紧部包括支撑板541和设置于支撑板541的多个支架542，支架542用于与第一盖体510相连并使支撑板541凸出于第一盖体510设置；进一步地，支架542可为长条状的Z形板，其数量例如可以为三个；在支撑板541上开设有第二通孔543，以供螺杆550穿过，进一步地，支撑板541可以为圆形板，第二通孔543可与第一通孔511具有相同的轴线。
于一实施方式中，在第一盖体510上还设置有加强筋544，加强筋544与压紧部位于第一盖体510的同一表面上，多个加强筋544可环绕压紧部设置；进一步地，加强筋544的数量可以为三个，其形状可以为L形。
于一实施方式中，壳体110可以为一圆筒；如图7所示，外置盖130包括第二盖体131、出气口132、挡板133和把手134，出气口132设置于第二盖体131上并贯穿第二盖体131。第二盖体131可以为平板结构，包括第一表面和与第一表面相对设置的第二表面，第一表面位于壳体110的外部，第二表面位于壳体110的内部；把手134设置于第二盖体131的第一表面，以便于第二盖体131的移动。挡板133凸出地设置于第二盖体131的第二表面，挡板133可以为尺寸小于第二盖体131的平板，挡板133的设置会使气体向四周扩散，增大气体扰流，阻挡从导流板结构排出的气体，以避免气体直接从出气口132排出，减少了粉尘直接从出气口132进入后续管道的可能性，进一步提高了除尘效率。
于一实施方式中，第二盖体131可以为圆形的平板，以与壳体110的形状相匹配，进一步地，挡板133为圆形板，在第二盖体131与挡板133之间设置有支撑结构，支撑结构可以是支架135，以使挡板133能够凸出于第二盖体131。
于一实施方式中，粉尘捕捉装置包括用于固定导流板的固定支撑组件，固定支撑组件设置于导流板结构的底部，即邻近底板120的一侧，固定支撑组件的设置使得导流板结构能够稳定地设置于壳体110内，既避免了导流板结构在作业过程中的移动，又能够方便导流板结构的拆卸，同时还能使导流板结构的底部保持水平设置。
于一实施方式中，参照图8至10所示，固定支撑组件包括多个支撑部件351，多个支撑部件351可环绕底板120的中心设置，多个导流板的底部可位于支撑部件351上。支撑部件351的数量例如可以是三个，其形状可以呈长条状，长条状支撑部件351可以沿壳体110的横截面的径向设置。
于一实施方式中，沿支撑部件351的长度方向，其包括第一端部和第二端部，第二端部位于导流板结构的外部，进一步地，第二端部位于导流板结构与壳体110之间；在第二端部上设置有阻挡部352，阻挡部352与导流板结构中位于最外部的第一导流板311相抵接，从而为最外部的第一导流板311提供阻挡以避免其沿壳体110横截面的径向移动，进而避免整个导流板结构沿壳体110横截面的径向移动。
于一实施方式中，阻挡部352凸出地设置于支撑部件351上，其可以为片状结构，阻挡部352的长度方向可以与支撑部件351的长度方向相同。
于一实施方式中，在导流板的底部设置有一个或多个凹陷部(或凹槽)，凹陷部的位置与支撑部件351的位置相对应，导流板通过凹陷部设置于支撑部件351上，即，每个支撑部件351的部分结构位于由一个凹陷部与底板120所组成的空腔内，由此进一步限制了导流板的转动；进一步地，凹陷部的形状与支撑部件351的沿导流板轴线方向的截面形状相匹配，使得导流板的底部位于底板120上且凹陷部与支撑部件351之间无间隙存在，进一步增强了导流板结构与底板120之间的密封性；例如，支撑部件351可以为长条形板，截面为长方形，相应地，凹陷部的形状可以为长方形；凹陷部的数量可以与支撑部件351的数量相同。
于一实施方式中，固定支撑组件还包括连接部件353，多个支撑部件351可设置于连接部件353上，支撑部件351的数量可以是三个，三个长条形的支撑部件351可呈T型分布；进一步地，支撑部件351通过第一端部设置于连接部件353上。再进一步地，连接部件353呈板状，例如圆板，多个支撑部件351可环绕连接部件353设置。在连接部件353上设置有通孔353a，连接部件353可通过通孔353a设置于底板120上。
于一实施方式中，固定支撑组件还包括定位块354，多个支撑部件351可通过定位块354设置于底板120上。进一步地，定位块354设置于通孔353a内，即，连接部件353套设于定位块354的外部，且沿导流板结构的轴线方向，定位块354凸出于连接部件353设置；再进一步地，定位块354固定于底板120上，定位块354的形状与通孔353a的形状相匹配，以使连接部件353能够相对稳定地套设于定位块354的外部，不会发生相对于定位块354的移动。
于一实施方式中，在定位块354上开设有螺孔，螺杆550的一个端部设置于螺孔内。
于一实施方式中，导流板结构包括位于最内部的中心导流板315，定位块354可设置于中心导流板315的空腔内；进一步地，定位块354具有一个或多个弧形部，其通过弧形部卡设于中心导流板315的空腔内，以将中心导流板315的位置进行固定避免其发生移动，进而将与其固定连接的位于最外部的第一导流板311的位置进行固定，使导流板结构的流体通路的进口与装置的进气口相固定。由此，定位块354既能起到设置连接部件353的作用，又能起到固定中心导流板315的作用。
于一实施方式中，定位块354的弧形部与中心导流板315的横截面弧形具有相同的圆心，定位块354通过其弧形部与中心导流板315的内表面相抵接。进一步地，定位块354包括两个弧形部，其大致呈长方形块体状，沿块体的长度方向，两个弧形部位于长方形块体的两端，以与中心导流板315内部的圆形空腔相匹配；再进一步地，定位块354的长度可与中心导流板315空腔的直径相同，其中心位于中心导流板315的轴线上。
参照图1、2、11、12所示，于一实施方式中，壳体110通过第一法兰141与底板120相连，通过第二法兰142与外置盖130相连。底板120包括相对设置的上表面和下表面，上表面面对导流板结构，定位块354设置于底板120的上表面。在底板120的下表面设置有至少一个脚轮122和至少一个脚支撑123。脚轮122的设置可便于装置的移动，方便后期的维护保养；当设备连接到管路系统后，可通过脚支撑123来调整装置的过渡，例如可通过螺栓上下调整装置的高度。
于一实施方式中，底板120大致可呈方形，脚支撑123的数量可以为四个，分布在方形底板120的四个角附近，脚支撑123可以为杆状结构。
于一实施方式中，在壳体110的外表面设置有一个或多个握持部111，握持部111例如可以是拉手。
于一实施方式中，参照图13、14所示，在壳体110的外部设置有冷却部件，例如水冷夹套150，以通过冷却水对壳体110的外表面进行降温，从而使粉尘捕捉装置内部的气体温度降低，进一步提高了粉尘的收集效率。水冷夹套150的形状可与壳体110相匹配，例如呈圆筒状，其可焊接在壳体110的外表面。沿壳体110的轴线方向，水冷夹套150可位于内置盖500和变径管112之间。进一步地，水冷夹套150位于导流板结构上半部分的外部。
于一实施方式中，水冷夹套150的顶部邻近内置盖500，底部与进气口之间的距离为导流板结构长度的1/6～1/5。
于一实施方式中，在水冷夹套150上设置有进水口151和出水口152，进水口151邻近水冷夹套150的底部，出水口152邻近水冷夹套150的顶部。
于一实施方式中，进气口开设于壳体110的邻近底板120的侧壁上，在进气口上设置有变径管112，可通过NW真空法兰将变径管112密封焊接于进气口上，变径管112的设置使得含粉尘的气体能够切向进入壳体110，同时气体通过变径管112时流速会降低，气体流速的降低不仅有助于大颗粒粉尘通过重力沉积，还可以增加气体在壳体110内部的运动时间，能够进一步降低气体温度，促进粉尘结晶沉积，且还有助于降低气体通过装置的压力损失。
于一实施方式中，进气口的高度H的最小值为：S*h/(π*R2)，即H≥S*h/(π*R2)；其中，S表示所有过滤部件200的面积之和；若在粉尘捕捉装置中共设置有五个过滤部件200，对应的面积分别为S1、S2、S3、S4、S5，则S＝S1+S2+S3+S4+S5；h表示滤尘厚度，h的取值与工艺气体粉尘量和PM周期相关，h可以为2～10mm；R表示壳体110的半径，R可以为200～1000mm。其中，H是指进气口的最低点与外壳底部的最低点之间的距离。通过上述公式来限定进气口的高度H的最小值，可以防止在一个PM周期内因粉尘堆积过多而将进气口堵塞。
于一实施方式中，变径管112包括第一管口和第二管口，其通过第二管口设置于外壳110，第一管口的尺寸小于第二管口，变径管112例如可以为圆管；进一步地，变径管112具有一轴线，第一管口垂直于轴线，第二管口与轴线具有一夹角，该夹角可以为30～60°，例如35°、40°、42°、45°、48°、50°、55°。再进一步地，沿变径管112的轴线方向，自第一管口向第二管口，变径管的横向尺寸逐渐增大；其中，“横向”指的是垂直于轴线的方向。
于一实施方式中，在变径管112的外部设置有加热部件，例如加热带，加热部件的加热温度可以为100～200℃。若作为进气口的变径管112的外表面裸露，则空气的自然对流会导致进气口的温度降低，使得粉尘大量堆积，加热部件的设置能够防止粉尘在进气口处堆积堵塞。
于一实施方式中，隔板、导流板、外壳的材质均可以为金属，进一步可以为不锈钢，例如不锈钢316L、304。
本发明一实施方式的粉尘捕捉装置，作业时，含粉尘的气体从变径管112进入壳体110内，之后沿环形的多个流体通路运动，在运动过程中由于离心力的作用粉尘颗粒被过滤部件200捕捉，去除粉尘的气体自位于最内部的中心流体通路向上运动，通过出气口132排出装置外。
本发明一实施方式的粉尘捕捉装置，可针对泛半导体行业生产工艺过程中产生的含粉尘颗粒尾气进行除尘处理，处理过程中粉尘颗粒会被捕捉到装置内，进而可将除尘气体排放到排气流水线中，不仅能够减轻后续除尘设备的负载，还能大幅度改善除尘设备的清扫次数和设备的寿命。
本发明一实施方式的粉尘捕捉装置，可用于处理含有不同粒径粉尘的气体，例如粉尘的粒径可以是10μm～500μm。
本发明一实施方式的粉尘捕捉装置，可设置于干泵的上游，也可设置于干泵的下游，通过对粉尘颗粒的有效捕捉能够减少对于干泵的损害。
本发明一实施方式的粉尘捕捉装置，采用多个环状流体通路，每条通路的宽度为相邻两导流板的横截面半径之差，使得其具有相对固定的宽度，多条通路之间通过特定角度的开口相连通，使得在流体通路内气体的流速会保持不变，更有利于除尘，效率更高。
以下，结合附图及具体实施例对本发明一实施方式的粉尘捕捉装置进行进一步说明。
实施例1
一种粉尘捕捉装置，参照图1至14所示，包括外壳、导流板结构和多个过滤部件200。外壳包括具有容纳空腔的圆筒形壳体110、设置于壳体110底部的底板120以及设置于壳体110顶部的外置盖130，在壳体110内设置有内置盖500，导流板结构设置于壳体110内，并位于底板120与内置盖500之间，在底板120和导流板结构之间设置有固定支撑组件。
导流板结构包括自外而内间隔设置的第一导流板311、第二导流板312、第三导流板313、第四导流板314和中心导流板315，五个导流板环绕导流板结构的轴线层叠设置，五个导流板的形状相同，均为具有开口的圆筒形板且具有相同的轴线，区别在于圆筒形板的横截面半径不同；换而言之，五个导流板均为弧形板，即，沿导流板结构的轴线方向，导流板的投影为一圆弧，圆弧的弧度为310°。五个导流板与壳体110具有相同的中心线。
第一导流板311、第二导流板312、第三导流板313、第四导流板314和中心导流板315的横截面半径依序减小，即，第一导流板311的横截面半径最大，中心导流板315的横截面半径最小。第一导流板311位于最外部，在壳体110与第一导流板311之间形成有圆环形的最外流体通路330；第二导流板312设置于第一导流板311的空腔内，在第一导流板311与第二导流板312之间形成有圆环形的第一流体通路331；
类似地，第三导流板313设置于第二导流板312的空腔内，在第二导流板312与第三导流板313之间形成有圆环形的第二流体通路332；第四导流板314设置于第三导流板313的空腔内，在第三导流板313与第四导流板314之间形成有圆环形的第三流体通路333；中心导流板315设置于第四导流板314的空腔内，在第四导流板314与中心导流板315之间形成有圆环形的第四流体通路334；中心导流板315内的空腔成为流体排出导流板结构的中心流体通路335。
在第一导流板311上形成有第一开口321，在第二导流板312上形成有第二开口322，在第三导流板313上形成有第三开口323，在第四导流板314上形成有第四开口324，在中心导流板315上形成有中心开口325，第一流体通路331通过第一开口321与最外流体通路330相连通，最外流体通路330还与粉尘捕捉装置的进气口相连通。沿顺时针的方向，第二开口322位于第一开口321的下游，第三开口323位于第二开口322的下游，第四开口324位于第三开口323的下游，中心开口325位于第四开口324的下游。
各导流板均包括第一端部和第二端部，开口位于第一端部和第二端部之间；沿顺时针方向，第一端部位于第二端部的上游。在第一导流板311和壳体110之间设置有外部隔板340，外部隔板340的一端与第一导流板311的第一端部相连，另一端与壳体110相连，外部隔板340的设置使得最外流体通路330通过第一开口321与第一流体通路331相连通。
在第一导流板311和第二导流板312之间设置有第一隔板341，第一隔板341的一端与第一导流板311的第二端部相连，另一端与第二导流板312的第一端部相连，第一隔板341的设置可使得第一流体通路331通过第二开口322与第二流体通路332相连通。
在第二导流板312和第三导流板313之间设置有第二隔板342，第二隔板342的一端与第二导流板312的第二端部相连，另一端与第三导流板313的第一端部相连，第二隔板342的设置可使得第二流体通路332通过第三开口323与第三流体通路333相连通。
在第三导流板313和第四导流板314之间设置有第三隔板343，第三隔板343的一端与第三导流板313的第二端部相连，另一端与第四导流板314的第一端部相连，第三导流板313的设置可使得第三流体通路333通过第四开口324与第四流体通路334相连通。
在第四导流板314和中心导流板315之间设置有第四隔板344，第四隔板344的一端与第四导流板314的第二端部相连，另一端与中心导流板315的第一端部相连，第四隔板344的设置可使得第四流体通路334通过中心开口325与中心流体通路335相连通。各隔板均为长方形板，其长度方向与导流板结构的轴线方向相同。
在每个导流板以及壳体110上均设置有一个过滤部件200和一个弹性孔板400，过滤部件200为具有空隙的无纺布，过滤部件200夹设于导流板(或壳体110)与弹性孔板400之间。
内置盖500包括第一盖体510、围板520、密封部件530和压紧部，第一盖体510设置于壳体110的内部空腔内，第一盖体510为圆形板。在第一盖体510上开设有第一通孔511，围板520和压紧部均设置于第一盖体510上，且位于第一盖体510和底板120之间；密封部件530为环形密封绳，套设于围板520的外部，
导流板结构位于固定支撑组件的上方，固定支撑组件包括三个长条状的支撑部件351、圆盘形的连接部件353和定位块354，支撑部件351包括第一端部和第二端部，第一端部设置于连接部件353上，在第二端部上设置有阻挡部352，第二端部位于导流板结构的外部，阻挡部352与导流板结构中位于最外部的第一导流板311相抵接。在各导流板的底部均设置有三个凹陷部，凹陷部的位置与支撑部件351相对应，支撑部件351的部分结构位于由一个凹陷部与底板120所组成的空腔内。
在连接部件353的中心开设有通孔353a，定位块354固定于底板120上，连接部件353通过其通孔353a套设于定位块354的外部。定位块354凸出于连接部件353设置，使得其同时卡设于中心导流板315的空腔内。在定位块354上开设有螺孔。
在壳体110内还设置有螺杆550，螺杆550位于中心导流板315的中心流体通路内，其一端通过定位块354的螺孔固定于底板120上，另一端穿过压紧部以及第一通孔511凸出于第一盖体510上，通过将蝶形螺栓作用于螺杆550的凸出于第一盖体510的部分，使得第一盖体510的压紧部紧压导流板结构。
压紧部包括圆形支撑板541和设置于支撑板541的三个支架542，支架542的一端与支撑板541相连，另一端与第一盖体510相连，支架542为Z形板；在支撑板541上开设有第二通孔543，以供螺杆550穿过。在第一盖体510上设置有三个L形的加强筋544，加强筋544与压紧部位于第一盖体510的同一表面上，并环绕压紧部设置。
外置盖130包括第二盖体131、出气口132、挡板133和把手134，出气口132设置于第二盖体131上并贯穿第二盖体131。第二盖体131为圆板，包括第一表面和与第一表面相对设置的第二表面，第一表面位于壳体110的外部，第二表面位于壳体110的内部；把手134设置于第二盖体131的第一表面。挡板133凸出地设置于第二盖体131的第二表面，挡板133为尺寸小于第二盖体131的圆形板，在第二盖体131与挡板133之间设置有支撑部件，以使挡板133能够凸出于第二盖体131。
进气口开设于壳体110的邻近底板120的侧壁上，在进气口上设置有变径管112，含粉尘的气体可通过变径管112进入外壳的内部。
将本实施例的粉尘捕捉装置进行CFD仿真模拟测试，测得其出口颗粒质量流量为3.13×10-3kg/s，入口颗粒质量流量为0.06375kg/s，除尘效率为95.09％。
实施例2
本实施例的粉尘捕捉装置的结构与实施例1的粉尘捕捉装置的结构基本相同，区别仅在于导流板结构以及流体通路的形状，其导流板的结构如图15所示。本实施例的导流板为一个，流体通路为宽度逐渐变小的一条涡旋状的通路，其中并未设置隔板，也不存在用于连通多个流体通路的开口。
将本实施例的粉尘捕捉装置采用与实施例1相同的条件进行CFD仿真模拟测试，测得其出口颗粒质量流量为0.010278kg/s，入口颗粒质量流量为0.06375kg/s，除尘效率为83.88％。
将上述实施例1、2相比较可知，通过对导流板的结构进行调整，改变了流体通路的形状，极大地提高了装置的除尘效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种粉尘捕捉装置，其特征在于，包括：
外壳；
导流板结构，设置于所述外壳内，在所述导流板结构中形成有一条或多条流体通路；所述导流板结构包括间隔设置的多个导流板，所述多个导流板环绕所述导流板结构的轴线层叠设置，在每相邻的两个所述导流板之间形成有一条所述流体通路，相邻的两条所述流体通路通过设置于所述导流板上的开口相连通；
沿导流板结构的轴线方向，开口的投影包括第一端点和第二端点，轴线的投影为中心点，第一端点与中心点之间的连接线段为第一线段，第二端点与中心点之间的连接线段为第二线段，第一线段与第二线段之间的夹角为25～50°；
在每相邻的两个导流板之间设置有隔板，以使相邻的两条流体通路相连通；
所述粉尘捕捉装置的轴线与所述导流板结构的轴线具有相同的方向；
在每个导流板上设置有一个过滤部件和一个弹性孔板，过滤部件夹设于导流板与弹性孔板之间；
以及固定支撑组件，用于固定所述导流板结构；
其中，所述固定支撑组件包括一个或多个支撑部件，所述导流板结构设置于所述支撑部件上；所述支撑部件包括第一端部和第二端部，所述第一端部位于所述导流板结构的内部，所述第二端部位于所述导流板结构的外部，在所述第二端部上设置有阻挡部，所述阻挡部凸出地设置于所述支撑部件并与所述导流板结构的外表面相抵接。
2.根据权利要求1所述的粉尘捕捉装置，其特征在于，在每个所述导流板上设置有一个或多个凹陷部，所述导流板通过所述凹陷部设置于所述支撑部件上；沿所述支撑部件的长度方向，所述第一端部和所述第二端部分别位于所述凹陷部的两侧。
3.根据权利要求1所述的粉尘捕捉装置，其特征在于，所述固定支撑组件还包括连接部件，所述一个或多个支撑部件设置于所述连接部件；在所述连接部件上设置有通孔，所述连接部件通过所述通孔设置于所述外壳上；和/或，由外向内，多个所述过滤部件的孔隙依次变小。
4.根据权利要求3所述的粉尘捕捉装置，其特征在于，所述外壳包括壳体、外置盖和底板，所述壳体具有容纳空腔，所述外置盖和所述底板分别设置于所述壳体的两端；所述导流板结构设置于所述壳体的容纳空腔内，并位于所述外置盖和所述底板之间；
所述连接部件通过所述通孔设置于所述底板上，所述支撑部件通过所述第一端部设置于所述连接部件上；和/或，
多个所述过滤部件包括由外而内设置的最外过滤部件、第一过滤部件、第二过滤部件、第三过滤部件和最内过滤部件，所述最外过滤部件的孔径为350～600μm，所述第一过滤部件的孔径为250～400μm，所述第二过滤部件的孔径为100～300μm，所述第三过滤部件的孔径为50～150μm，所述最内过滤部件的孔径为大于0小于等于100μm。
5.根据权利要求4所述的粉尘捕捉装置，其特征在于，所述固定支撑组件还包括定位块，所述定位块设置于所述底板上，所述连接部件通过所述通孔套设于所述定位块的外部；和/或，
所述支撑部件呈条形状，所述连接部件呈圆形；和/或，
在所述壳体的外部设置有冷却部件，所述冷却部件位于所述导流板结构的外部。
6.根据权利要求1所述的粉尘捕捉装置，其特征在于，所述外壳包括壳体、进气口和出气口，所述导流板结构包括与出气口相连通的中心流体通路；
所述固定支撑组件还包括定位块，所述定位块卡设于所述中心流体通路内，以阻止所述导流板结构的移动。
7.根据权利要求6所述的粉尘捕捉装置，其特征在于，相邻的两条所述流体通路通过设置于所述导流板上的开口相连通；
所述多个导流板包括距离所述导流板结构的轴线最远的第一导流板和距离所述导流板结构的轴线最近的中心导流板，所述中心流体通路形成于所述中心导流板内；每个所述导流板均为具有开口的圆筒形板，沿所述导流板结构的轴线的方向，所述导流板的投影为一圆弧；和/或，
所述进气口的高度H满足如下公式：
，
其中，S表示所有所述过滤部件的面积之和；h表示滤尘厚度，为2～10mm；R表示所述壳体的半径。
8.根据权利要求7所述的粉尘捕捉装置，其特征在于，所述定位块具有一个或多个弧形部，其通过所述弧形部卡设于所述中心导流板内；和/或，
在所述进气口上设置有变径管，在所述变径管的外部设置有加热部件。
9.根据权利要求7所述的粉尘捕捉装置，其特征在于，所述多个导流板的形状相同、尺寸不同；和/或，所述流体通路为圆环形。
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