Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do de¬ montazu i czyszczenia elementów kwarcowych sto¬ sowanych w procesie wytwarzania krzemu poli¬ krystalicznego.Proces wytwarzania krzemu polikrystalicznego w postaci pretów cylindrycznych polega na reduk¬ cji trójchlorosilanu wodorem, w wyniku czego na¬ stepuje osadzanie polikrysztalu krzemu na osad- czych pretach krzemowych, ogrzewanych elek¬ trycznie. Preity osadcze wykonane z krzemu poli¬ krystalicznego umocowane sa w reaktorze i sluza do doprowadzenia energii elektrycznej i zapewnie¬ nia wlasciwych warunków temperaturowych dla kontaktu mieszaniny reakcyjnej i przebiegu reak¬ cji miedzy trójohlorosilanem i wodorem. Osadcze prety krzemowe znajduja sie w komorze stanowia¬ cej komore reakcyjna, a sciany komory wykony¬ wane byly dotychczas z 'blachy metalowej.Dla unikniecia zanieczyszczenia produktu slada¬ mi metali z oslony metalowej reaktora stosuje sie obecnie dodatkowa oslone przestrzeni reakcyjnej elementami kwarcowymi w postaci odcinków cy¬ lindrycznych, kopul i plyt z otworami.W procesie redukcji chlorosilanów wodorem czesc krzemu osadza sie na wewnetrznych scian¬ kach elementów oslonowych. Pociaga to za soba koniecznosc okresowego ich oczyszczania. Elemen¬ ty te z uwagi na wlasnosci mechaniczne kwarcu sa bardzo nietrwale i wymagaja wlasciwego tran¬ sportu i czyszczenia. W procesie wytwarzania krze- ii mu polikrystalicznego, z uwagi na periodyczny cha¬ rakter tego procesu, praktycznie po kazdej szarzy reaktor musi byc zdemontowany dla wydobycia produktu, i wymiany pretów osadczych.W skali przemyslowej procesu wytwarzania krzemu ze wzgledu na duza ilosc pracujacych re¬ aktorów manipulacje te sa uciazliwe i stwarzaja zagrozenie dla ludzi ze wzgledu na nieunikniony kontakt z toksycznymi chemikaliami.W literaturze technicznej na temat procesu wy¬ twarzania krzemu polikrystalicznego brak jest o- pracowan dotyczacych sposobu demontazu i o- czyszczania elementów kwarcowych.Urzadzenie wedlug wynalazku do demontazu i oczyszczania elementów kwarcowych, zwlaszcza kopul i elementów walcowych wykonanych ze szkla kwarcowego, stanowi trójczlonowy zespól zlozony z zestawu do przenoszenia walców lub kopul kwarcowych, wózka do transportu i manipu¬ lacji elementami kwarcowymi oraz z zestawu do czyszczenia elementów.Zestaw do demontazu i przenoszenia posiada zacisk segmentowy wykonany w ksztalcie piers¬ cienia z ciegiel spinajacych, polaczonych przy po¬ mocy przegubów z elastycznymi podkladkami do¬ ciskanymi do kwarcowej kopuly sruba napinaja¬ ca, dokrecona nakretka a zacisk segmentowy za¬ opatrzony jest ponadto w uchwyty do podwiesza¬ nia ciezaru na trawersie, natomiast wózek slu¬ zacy do ustawienia, transportu i manipulacji kwar- 96 47696 476 3 4 cowa kopula, posiada trójnozna rame z kólkami jezdnymi, ido której za posrednictwem osi przymo¬ cowane jest jednam koncem wychylne ramie oraz wysiegnik z umieszczonym na jego przeciwleg¬ lym ramieniu przeciwciezarem, natomiast drugim koncem ramie to poprzez przegub polaczone jest z przyrzadem dociskajacym odchylanym na prze¬ gubie przy pomocy dzwigni. Przyrzad ten na kon¬ cu ramienia zaopatrzony jest w element docisko¬ wy, sluzacy do zamocowania i unieruchomienia kwarcowej kopuly na obrotowej platformie wóz¬ ka a na ramieniu wychylnym zamocowane sa rol¬ ki sluzace do oparcia i zamocowania kwarcowej kopuly w pozycji zblizonej do poziomej.Zespól do czyszczenia elementów kwarcowych i kopul sklada sie z manipulatora zakonczonego szczypcami, zamocowanego przy pomocy przegubu w ramie* wyposazonej w: ekran wykonany ze szkla organicznego, podwieszony poprzez wózek rucho¬ my na szynie jezdnej. Poza tym wysiegnik za¬ opatrzony jest na koncu swego wolnego ramienia w mechanizm dociskowy, posiadajacy tarcze do¬ ciskowa wykonana z materialu elastycznego, osa¬ dzonego w metalowej oprawie. Mechanizm zamo¬ cowany jest obrotowo przy pomocy lozyska do sruby dociskowej, zakonczonej pokretlem.Urzadzenie wedlug wynalazku pozwala w sposób bezpieczny zdemontowac elementy kwarcowe z re¬ aktora i osadzic je na platformie wózka sprzezo¬ nego z systemem mechanicznego ukladu laczonego' przegubami, umozliwiajacego przeprowadzenie zmiany ustawienia elementu* kwarcowego z pozycji pionowej pod dowolnym katem oraz oczyszczenia wewnetrznej strony elementów kwarcowych lub kopul kwarcowych i usuniecie osadzonej tam war¬ stewki krzemu, dobre ich wysuszenie po zakon¬ czonym czyszczeniu i ponowne zainstalowanie.Ponadto zamontowanie mechanicznego manipula¬ tora w przegubie kulistym umozliwia jego (ruch obrotowy i wahadlowy. Natomiast przegub pola¬ czony jest z ekranem ze szkla organicznego, izolu¬ jacym manipulujacego tym urzadzeniem czlowie¬ ka od szkodliwej atmosfery fluorowodoru i kwasu azotowego. Sam manipulator wraz z ekranem skon¬ struowany jest tak, ze przesuw jego po szynie w przód lub w tyl 'polaczony z ruchem obrotowym pozwala na dojscie do wszystkich miejsc oczysz¬ czanego elementu.Takie rozwiazanie urzadzenia pozwala na prze¬ prowadzenie operacji usuwania krzemu z walców lub kopul kwarcowych, mycia i suszenia ich, bez zdejmowania elementów kwarcowych z wózka.Nastepnie oczyszczone walce kwarcowe lub kopuly zamontowuje sie z powrotem w reaktorze.Urzadzenie do czyszczenia elementów kwarco¬ wych stosowanych w procesie wytwarzania krze¬ mu polikrystalicznego wedlug wynalazku, przed¬ stawione schematycznie na rysunku fig. 1 — sta¬ nowi polaczenie trzech zasadniczych zestawów V/nstrukcyjnych wspóldzialajacych ze soba, slu¬ zacych do przenoszenia elementów walcowych lub kopul kwarcowych po zdjeciu pokrywy reaktora na platforme wózka, odpowiedniego ustawienia walców lub kopul kwarcowych podczas mycia i suszenia oraz pozwalajacych na swobodna mani¬ pulacje tamponami czyszczacymi po wewnetrznych powierzchniach oczyszczanych elementów kwarco¬ wych.Kopula kwarcowa 1 po wydobyciu jej z reaktora osadzona jest na wózku 4 i utrzymywana w za¬ cisku segmentowym 2, polaczonym z trawersem 3, zawieszonym na suwnicy lub wciagarce.Takie umocowanie kopuly kwarcowej lub walca umozliwia jej bezpieczny transport z pieca reduk¬ cyjnego na wózek 4, skladajacy sie z wysiegnika , polaczonego z platforma obrotowa S oraz przy¬ rzadu dociskajacego 7. Wysiegnik 5 posiada na jednym ramieniu przeciwciezar 8 a drugim ramie¬ niem polaczony jest z ramieniem 9, osadzonym na osi obrotowej 10, ulozyskowanej w ramie wóz¬ ka 4, przy czym ramie 9 posiada na drugim koncu ulozyskowane gumowe rolki 11^ które sluza do podtrzymywania kopuly kwarcowej lub walca 1 podczas zmiany polozenia z pozycji pionowej do poziomej. Ponadto ramie 9 polaczone jest poprzez przegub 12 z przyrzadem dociskajacy 7, a ten z dzwignia 13 sluzaca do odchylania przy zala¬ dunku lub wyladunku kopuly lub walca kwarco¬ wego.Do mycia kopuly stosuje sie manipulator pisto¬ letowy 14, umocowany w przegubie kulistym 15, pozwalajacym na ruch obrotowy i wahadlowy ma¬ nipulatora, w którego szczypcach 16 umocowuje sie tampon z waty teflonowej suchej, wzglednie nasyconej kwasem fluorowodorowym i azotowym.Przegub kulisty 15 umocowany jest w ramie z ekranem 17 wykonanej ze szkla organicznego, któ¬ ra zamontowana jest do podwieszonego wózka 18, poruszajacego sie po szynie jezdnej 19.Fig. 2 przedstawia widok z góry zacisku seg¬ mentowego 2 skladajacego sie z elementów 20, wykonanych z gumy elastycznej, laczonych z prze¬ gubami 21 i ciegnami spinajacymi 22. Zacisk 2 spina sie za pomoca sruby 23, skrecanej nakretka 24. Ponadto na obwodzie zacisku segmentowego 2 znajduja sie uchwyty 25 sluzace do polaczenia go z trawersem 3.Przyrzad dociskajacy 7 w przekroju pionowym przedstawiony jest na fig. 3. Tarcza dociskowa 26 wykonana z gumy, w oprawie metalowej, polaczo¬ na jest na stale z pokretlem 28.Tarcza ta dzieki duzej powierzchni dociskania i odpowiedniej wielkosci sily dociskajacej, wywie¬ ranej, przez srube 29 polaczona z pokretlem 27 u- mozliwia, przez pokrecenie pokretlem 28, obrót ko¬ puly wokól wlasnej osi.W. przypadku czyszczenia elementów kwarcowych o ksztalcie walca naklada sie na górna czesc wal¬ ca nasadke 30, laczaca walec kwarcowy z przy¬ rzadem dociskajacym 7, przez co urzadzenie we¬ dlug wynalazku dostosowuje sie do czyszczenia i transportu oslon kwarcowych o ksztalcie walca.Na rysunku fig. 4 przedstawiono ksztalt nasad¬ ki 30.Stosujac urzadzenie wedlug wynalazku wyjmuje sie kopuly kwarcowe lub oslony walcowe wyko¬ nane z kwarcu z reaktorów, w celu oczyszczenia ich od osadzonego na nich krzemu polikrystalicz¬ nego i ustawia w pozycji pionowej na ruchomej platformie wózka, po czym przewozi do komory, . 20 40 45 50 55 6096 476 6 w której przeprowadza sie oczyszczanie elementów.Podczas czyszczenia ustawia sie kopule lub walec kwarcowy pod odpowiednim katem na wózku i przesuwa manipulator do pozycji umozliwiajacej najbardziej dogodne dojscie do powierzchni oczysz- 5 czanej. Natomiast w trakcie suszenia na tym sa¬ mym wózku element kwarcowy ustawia sie w po¬ zycji poziomej, a po zakonczonej operacji powraca sie ponownie do pozycji pionowej, przenosi i wpro¬ wadza w pozycji pionowej z powrotem do reak- 10 tora. PL