Установка для выращивания кристаллов из раствора

Предлагаемая полезная модель относится к области кристаллографии, а более конкретно, к установкам для выращивания кристаллов из водных растворов, например кристаллов группы КДР (КН₂РO₄). Предлагаемая установка содержит кристаллизатор, внутри которого размещена затравка, нагреватель и холодильник. За кристаллизатором по ходу движения раствора последовательно размещены насос, резервная емкость, нагреватель и блок фильтрации. Названная емкость снабжена двумя выходными патрубками, один из которых подключен к резервной емкости, а другой подключен к холодильнику, гидравлически связанному с кристаллизатором, причем в качестве блока фильтрации применен мембранный блок, позволяющий вести фильтрацию в тангенциальном режиме.

Предлагаемая полезная модель относится к области кристаллографии, а более конкретно, к установкам для выращивания кристаллов из водных растворов, например кристаллов группы КДР (КН₂ РO₄).

Известна установка для выращивания кристаллов из водных растворов, содержащая кристаллизатор, внутри которого размещена затравка, нагреватель и холодильник (патент РФ 2148110, МПК С03В 7/08; С30В 29/14, опубл. 27.04.2000).

Недостатком известной установки является то, что весь поток раствора проходит через фильтр нормально к его поверхности, что приводит к образованию на ней осадка и, как следствие, к уменьшению эффективности установки в целом и необходимости ее остановки для проведения работ по замене фильтра.

Технической задачей настоящего изобретения является изменение конструкции установки, позволяющее преодолеть указанные недостатки прототипа.

Техническим результатом является улучшение функциональных возможностей установки, повышение ее надежности и качества выращиваемых кристаллов. Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в установке для выращивания кристаллов, содержащей кристаллизатор, внутри которого размещена затравка, нагреватель и холодильник, за кристаллизатором по ходу движения раствора последовательно размещены насос, резервный блок, нагреватель и блок фильтрации. Названный блок снабжен двумя выходными патрубками, один из которых подключен к резервной емкости, а другой подключен к холодильнику, гидравлически связанному с кристаллизатором, причем в качестве блока фильтрации применен мембранный блок, причем в качестве блока фильтрации применен мембранный блок, позволяющий вести фильтрацию в тангенциальном режиме.

Сущность изобретения поясняется схематическим чертежом, представленном на фигуре.

Кристаллизатор 1, внутри которого размещена затравка 2, по ходу движения раствора подключен к насосу 3, резервной емкости 4, нагревателю 5 и мембранному блоку фильтрации 6, причем в качестве блока фильтрации применен мембранный блок, позволяющий вести фильтрацию в тангенциальном режиме. Последний снабжен двумя выходными патрубками, один из которых подключен к резервной емкости 4, а другой к нагревателю 7. Нагреватель 7 гидравлически связан с кристаллизатором 1.

Установка работает следующим образом. Циркуляция раствора в установке обеспечивается насосом 3, который подает раствор из полости кристаллизатора 2 в резервную емкость 4. Из емкости 4 раствор поступает в нагреватель 5, где обеспечивается его перегрев. Далее перегретый раствор подается в мембранный блок фильтрации 6, работающий по принципу тангенциальной фильтрации. В мембранном блоке 6 раствор делится на два потока. Первый поток, отфильтрованный в порах мембраны, поступает в холодильник 7, а второй поток, содержащий примеси, возвращается в резервную емкость 4. В холодильнике 7 отфильтрованный раствор охлаждается до температуры кристаллизации и далее направляется в кристаллизатор 1. В кристаллизаторе 1 начинается процесс роста кристалла на затравке 2.

Мембранная фильтрация позволяет обеспечить очистку исходного раствора от микропримесей, снижающих качество выращиваемых кристаллов. Холодильник служит для создания условий пересыщения раствора. Применение нагревателя 5 обеспечивает предотвращение кристаллизации на поверхностях соединительных трубок и в мембранном блоке.

Предлагаемая установка по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:

применение в установке мембранного блока фильтрации, позволяющего вести фильтрацию в тангенциальном режиме, позволяет резко уменьшить скорость забивки мембраны микропримесями, содержащимися в исходном кристаллизационном растворе, и, тем самым, более надежно поддерживать скорость подачи очищенного раствора в кристаллизатор и повысить степень его очистки.

- предложенная конструкция установки по сравнению с известным прототипом позволяет повысить качество выращиваемых кристаллов.

Вышеизложенное свидетельствует о промышленной применимости установки.

Установка для выращивания кристаллов из раствора, содержащая кристаллизатор, внутри которого размещена затравка, нагреватель и холодильник, отличающаяся тем, что за кристаллизатором по ходу движения раствора последовательно размещены насос, резервная емкость, нагреватель и блок фильтрации, названный блок снабжен двумя выходными патрубками, один из которых подключен к резервной емкости, а другой подключен к холодильнику, гидравлически связанному с кристаллизатором, причем в качестве блока фильтрации применен мембранный блок, позволяющий вести фильтрацию в тангенциальном режиме.