CN109621763A - 搅拌装置及晶体生长设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种搅拌装置及晶体生长设备。搅拌装置包括：电机组件，包括电机及伸出所述电机的输出轴；传动轴，与所述输出轴连接；密封组件，套设于所述传动轴；搅拌件，与所述传动轴连接。上述技术方案至少具有以下技术效果：搅拌装置安装于晶体生长设备，搅拌件伸入生长炉的炉内排气管中，随着搅拌件的不断搅动，能够很大程度上减少粉尘、氧化物和其他杂质等遇冷沉积在炉内排气管内，防止杂质堵塞炉内排气管。此外，密封组件用于安装后避免气体与电机组件接触，防止气体对电机组件造成侵蚀等损害，提高电机组件的使用寿命。

Description

搅拌装置及晶体生长设备

技术领域

本发明涉及晶体硅制备技术领域，特别是涉及一种搅拌装置及晶体生长设备。

背景技术

晶体生长设备用来制备多晶硅或单晶硅，在晶体硅生产制备的过程中，连续均匀地向晶体生长设备的炉膛内通入惰性气体(一般采用高纯度的氩气)，同时，真空泵通过排气孔不断地从炉膛内向外抽气，保持炉膛内的真空度稳定在特定的压力环境下(负压)。在晶体硅的生长过程中，向炉膛内通入的惰性气体气流自上而下地贯穿整个晶体硅的生长区域，能够及时地带走由于高温而产生出来的硅氧化物和杂质挥发物，以确保晶体硅的品质。

传统的整个晶体硅生产制备的过程中，随着时间的增加，炉内会产生大量的粉尘、氧化物和其他杂质等，以上杂质均伴随抽气动作顺着气流由排气孔流入排气管排出。

在实现传统技术的过程中，发明人发现：杂质在遇冷后容易沉积在排气管内，堵塞排气管，影响晶体硅的品质。

发明内容

基于此，有必要针对杂质在遇冷后容易沉积在排气管内，堵塞排气管，影响晶体硅的品质的问题，提供一种搅拌装置及晶体生长设备。

本发明提供一种搅拌装置，包括：电机组件，包括电机及伸出所述电机的输出轴；传动轴，与所述输出轴连接；密封组件，套设于所述传动轴；搅拌件，与所述传动轴连接。

上述技术方案至少具有以下技术效果：本技术方案所提供的搅拌装置，由电机驱动输出轴，经输出轴带动传动轴转动，传动轴带动搅拌件转动，搅拌装置安装于晶体生长设备，搅拌件伸入生长炉的炉内排气管中，随着搅拌件的不断搅动，能够很大程度上减少粉尘、氧化物和其他杂质等遇冷沉积在炉内排气管内，防止杂质堵塞炉内排气管。此外，密封组件用于在搅拌装置安装时，将搅拌件隔离在炉内排气管内，同时与用于将气体引导排出的其他排气管密封固定，即气体自炉内排气管经由其他排气管排出生长炉，避免气体与电机组件接触，防止气体对电机组件造成侵蚀等损害，提高电机组件的使用寿命。

在其中一个实施例中，还包括第一联轴器和第二联轴器，所述第一联轴器连接于所述输出轴和所述传动轴之间，所述第二联轴器连接于所述传动轴和所述搅拌件之间。

在其中一个实施例中，所述电机组件还包括电机固定架，所述电机固定架的一端与所述电机固定，另一端与所述密封组件固定。

在其中一个实施例中，所述密封组件包括固定座和密封件，所述密封件贯穿所述固定座，并套设于所述传动轴。

在其中一个实施例中，还包括与所述密封组件连接的搅拌支架，所述搅拌支架具有限位环，所述搅拌件贯穿所述限位环。

本发明提供一种晶体生长设备，包括：生长炉，所述生长炉开设有排气孔；炉内排气管，穿过所述排气孔以连通所述生长炉内外；第一多通排气管，与所述炉内排气管连通且二者之间的连接处密封；如上任一实施例所述的搅拌装置，通过所述密封组件与所述第一多通排气管密封连接，且所述搅拌件伸入到所述第一多通排气管和所述炉内排气管中。

上述技术方案至少具有以下技术效果：本技术方案所提供的晶体生长设备采用如上任一实施例所述的搅拌装置，搅拌装置由电机驱动，经输出轴带动传动轴转动，传动轴带动搅拌件转动，搅拌装置安装于晶体生长设备，搅拌件伸入生长炉的炉内排气管中，随着搅拌件的不断搅动，能够很大程度上减少粉尘、氧化物和其他杂质等遇冷沉积在炉内排气管内，防止杂质堵塞炉内排气管。此外，密封组件用于在搅拌装置安装时，将搅拌件隔离在炉内排气管内，同时与用于将气体引导排出的第一多通排气管密封固定，即气体自炉内排气管经由第一多通排气管排出生长炉，避免气体与电机组件接触，防止气体对电机组件造成侵蚀等损害，提高电机组件的使用寿命。采用本晶体生长设备制备晶体硅，能够减少炉内排气管的堵塞，减少对晶体生长成晶的影响，提高晶体硅的品质，提高产品良率，减少晶体生长设备的维护检修成本，延长晶体生长设备的运行时间，提高生产效率。

在其中一个实施例中，所述排气孔设有多个，所述搅拌装置相对应地也设有多个，所述第一多通排气管也相对应地设有多个；所述晶体生长设备还包括第二多通排气管，所述第二多通排气管同时与多个所述第一多通排气管分别连通。

在其中一个实施例中，所述第一多通排气管与所述第二多通排气管之间通过弯头管和/或波纹管连通。

在其中一个实施例中，所述第二多通排气管包括过滤器连接口，所述炉内排气管排出的气体自所述过滤器连接口经由过滤器排出。

在其中一个实施例中，所述第二多通排气管还包括防爆阀连接口和检修口。

附图说明

图1为本发明一实施例搅拌装置的结构示意图；

图2为图1所示搅拌装置的另一角度结构示意图；

图3为本发明一实施例搅拌装置安装时的局部结构示意图；

图4为本发明一实施例晶体生长设备的结构示意图。

其中：

100、搅拌装置 110、电机组件 112、电机

114、输出轴 116、电机固定架 122、第一联轴器

124、第二联轴器 130、传动轴 140、密封组件

142、固定座 144、密封件 150、搅拌件

160、搅拌支架

200、晶体生长设备 210、生长炉 212、排气孔

220、炉内排气管 230、第一多通排气管 240、第二多通排气管

242、过滤器连接口 244、防爆阀连接口 246、检修口

250、弯头管 260、波纹管

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1至图2，本发明的实施例提供了一种搅拌装置100，包括：电机组件110，包括电机112及伸出电机112的输出轴114；传动轴130，与输出轴114连接；密封组件140，套设于传动轴130；搅拌件150，与传动轴130连接。

具体地，为了避免输出轴114轴向尺寸太大，引起晃动或容易折断，在输出轴114后再连接一传动轴130。电机112驱动输出轴114转动，经输出轴114带动传动轴130转动，传动轴130带动搅拌件150转动。搅拌件150可以是搅拌杆，可以是带有搅拌环的搅拌棒，还可以是表面有凸起的搅拌棒等，以上结构方式的搅拌件150均能够实现将炉内排气管内沉积的杂质清理干净的效果，同时在搅拌的过程中防止杂质沉积在炉内排气管内。

继续参考图3，搅拌装置100使用时安装于晶体生长设备，搅拌件150伸入生长炉的炉内排气管中，随着搅拌件150的不断搅动，能够很大程度上减少粉尘、氧化物和其他杂质等遇冷沉积在炉内排气管内，防止杂质堵塞炉内排气管。例如，在采用直拉法制备单晶硅棒时，在单晶硅拉制过程中，连续均匀地向单晶炉的炉膛内通入惰性气体(一般采用高纯度的氩气)，同时，真空泵通过排气孔不断地从炉膛内向外抽气，保持炉膛内的真空度稳定在特定的压力环境下(负压)。在单晶硅的生长过程中，向炉膛内通入的惰性气体气流自上而下地贯穿整个单晶硅的生长区域，能够及时地带走由于高温而产生出来的硅氧化物和杂质挥发物，以确保晶体硅的品质。随着时间的增加，炉内会产生大量的粉尘、氧化物和其他杂质等，以上杂质均伴随抽气动作顺着气流由排气孔流入排气管排出。杂质在遇冷后容易沉积在排气管内，堵塞排气管，影响单晶硅的品质。而采用本发明所提供的搅拌装置100后，搅拌件150伸入排气管中不停地搅动，能够很大程度上减少粉尘、氧化物和其他杂质等遇冷沉积在排气管内，防止杂质堵塞排气管，减少对成晶的影响，提高单晶硅的品质。可以理解的是，搅拌装置100不限于直拉法制备单晶硅棒的晶体生长设备中，还可以是其他制备单晶硅或多晶硅的晶体生长设备中。

此外，密封组件140用于在搅拌装置100安装时，将搅拌件150隔离在炉内排气管内，同时与用于将气体引导排出的其他排气管密封固定，即气体自炉内排气管经由其他排气管排出生长炉，避免气体与电机组件110接触，防止气体对电机组件110造成侵蚀等损害，提高电机组件110的使用寿命。

上述技术方案至少具有以下技术效果：本技术方案所提供的搅拌装置100，由电机112驱动输出轴114，经输出轴114带动传动轴130转动，传动轴130带动搅拌件150转动，搅拌装置100安装于晶体生长设备，搅拌件150伸入生长炉的炉内排气管中，随着搅拌件150的不断搅动，能够很大程度上减少粉尘、氧化物和其他杂质等遇冷沉积在炉内排气管内，防止杂质堵塞炉内排气管。此外，密封组件140用于在搅拌装置100安装时，将搅拌件150隔离在炉内排气管内，同时与用于将气体引导排出的其他排气管密封固定，即气体自炉内排气管经由其他排气管排出生长炉，避免气体与电机组件110接触，防止气体对电机组件110造成侵蚀等损害，提高电机组件110的使用寿命。

在一些实施例中，搅拌装置100还包括第一联轴器122和第二联轴器124，第一联轴器122连接于输出轴114和传动轴130之间，第二联轴器124连接于传动轴130和搅拌件150之间。具体地，电机112驱动输出轴114转动，输出轴114带动第一联轴器122、传动轴130和第二联轴器124转动，第二联轴器124带动搅拌件150转动。第一联轴器122便于将输出轴114和传动轴130连接并传递转矩，第二联轴器124便于将传动轴130和搅拌件150连接并传递转矩。

在一些实施例中，电机组件110还包括电机固定架116，电机112固定架116的一端与电机112固定，另一端与密封组件140固定。为了提高电机112安装的可靠性，本实施例中，电机组件110还包括电机固定架116，电机112利用螺栓、螺母、连接板等安装于电机固定架116的一端，电机固定架116的另一端固定于密封组件140。电机固定架116具有至少容纳输出轴114、第一联轴器122、传动轴130的容纳空间，以防止外界机构撞击影响上述多个结构的传动准确性。

在一些实施例中，密封组件140包括固定座142和密封件144，密封件144贯穿固定座142，并套设于传动轴130。固定座142便于固定安装电机固定架116，也便于与其他排气管的连接，例如密封法兰、连接板等。固定座142一般是环状，便于传动轴130穿过。密封件144填充于传动轴130与固定座142之间的空隙，将传动轴130与固定座142之间密封，以使搅拌件150与电机组件110隔离。密封件144可以是环状磁流体，可以是密封胶，还可以是填料密封等，以实现传动轴130与固定座142之间的密封。

在一些实施例中，搅拌装置100还包括与密封组件140连接的搅拌支架160，搅拌支架160具有限位环，搅拌件150贯穿限位环。搅拌支架160与固定座142连接，搅拌支架160具有限位环，搅拌件150自第二联轴器124延伸穿过限位环并伸出限位环，限位环能够减少搅拌件150在转动过程中的来回晃动，同时也起到了限制其周向运动的作用。例如，搅拌件150为搅拌杆，搅拌杆伸出限位环的部分具有倾斜部和直线部，如此设置，可以加大直线部的周向转动范围，以进一步地清理沉积于炉内排气管内壁上的杂质。

请继续参考图3和图4，本发明的实施例提供了一种晶体生长设备200，包括：生长炉210，生长炉210开设有排气孔212；炉内排气管220，穿过排气孔212以连通生长炉210内外；第一多通排气管230，与炉内排气管220连通且二者之间的连接处密封；如上任一实施例所述的搅拌装置100，通过密封组件140与第一多通排气管230密封连接，且搅拌件150伸入到第一多通排气管230和炉内排气管220中。

需要说明的是，本发明的实施例所提供的晶体生产设备200，不限于采用直拉法制备单晶硅棒的晶体生长设备，还可以是其他制备单晶硅或多晶硅的晶体生长设备。

具体地，排气孔212一般设于生长炉210的底部，此处，底部可以理解为，如图4所示的生长炉210在竖直方向的下端，当然，排气孔212还可以根据实际情况开设于生长炉210的侧部及其他合适部位。炉内排气管220穿过排气孔212以连通生长炉210内外，炉内排气管220与排气孔212之间密封接触。例如，晶体生长设备200为直拉法制备单晶硅棒的设备，则生长炉210为单晶炉。第一多通排气管230具有多个连接口，不同的连接口以分别与炉内排气管220、密封组件140、气体回收机构、防爆阀等连通。第一多通排气管230与炉内排气管220密封连通，第一多通排气管230与炉内排气管220通过一对密封法兰实现固定连接。同时，第一多通排气管230与密封组件140密封连接，进一步地，第一多通排气管230与固定座142密封连接，如果固定座142为密封法兰，则第一多通排气管230也通过法兰与密封法兰固定连接。以上密封连接的方式中均设有O型圈以进一步地确保密封效果。搅拌件150伸入到第一多通排气管230和炉内排气管220中，即搅拌件150自一端至另一端容纳于第一多通排气管230和炉内排气管220内。第一多通排气管230至少包括三个连接口，其中两个连接口分别连接炉内排气管220和密封组件140，搅拌件150容纳于这两个连接口所形成的连贯空间内并伸入炉内排气管220。密封组件140将第一多通排气管230与电机组件110密封隔离，生长炉210内的气体自炉内排气管220至第一多通排气管230排出。排气孔212的数量与炉内排气管220、第一多通排气管230相对应。

上述技术方案至少具有以下技术效果：本技术方案所提供的晶体生长设备200采用如上任一项所述的搅拌装置100，搅拌装置100由电机112驱动，经输出轴114带动传动轴130转动，传动轴130带动搅拌件150转动，搅拌装置100安装于晶体生长设备200，搅拌件150伸入生长炉210的炉内排气管220中，随着搅拌件150的不断搅动，能够很大程度上减少粉尘、氧化物和其他杂质等遇冷沉积在炉内排气管220内，防止杂质堵塞炉内排气管220。此外，密封组件140用于在搅拌装置100安装时，将搅拌件150隔离在炉内排气管220内，同时与用于将气体引导排出的第一多通排气管230密封固定，即气体自炉内排气管220经由第一多通排气管230排出生长炉210，避免气体与电机组件110接触，防止气体对电机组件110造成侵蚀等损害，提高电机组件110的使用寿命。采用本晶体生长设备200制备晶体硅，能够减少炉内排气管220的堵塞，减少对晶体生长成晶的影响，提高晶体硅的品质，提高产品良率，减少晶体生长设备200的维护检修成本，延长晶体生长设备200的运行时间，提高生产效率。

在一些实施例中，排气孔212设有多个，搅拌装置100相对应地也设有多个，第一多通排气管230也相对应地设有多个。当然，炉内排气管220也相对应地设有多个。多个排气孔212均匀设置，每个第一多通排气管230可以分别连通至气体回收机构中，也可以通过中间件共同连通至气体回收机构中。排气孔212的数量根据气体流动速率进行确定，数量越多，则气体流动速率越大。

进一步地，在其中一些实施例中，晶体生长设备200还包括第二多通排气管240，第二多通排气管240同时与多个第一多通排气管230分别连通。以排气孔212设有两个为例进行说明。第二多通排气管240同时与两个第一多通排气管230分别连通，此处，第一多通排气管230为三通排气管，其中一通与炉内排气管220连通、一通与搅拌装置100连接、一通与第二多通排气管240连通。本实施例中，第二多通排气管240至少为三通排气管，其中两通分别与两个第一多通排气管230连通，剩余一通与气体回收机构连通。上述连通方式中的管道均与外界密封隔绝。

更进一步地，第一多通排气管230与第二多通排气管240之间通过弯头管250和/或波纹管260连通。为了提高连接过程中的灵巧性和可调整性，第一多通排气管230与第二多通排气管240之间通过弯头管250和/或波纹管260连通，以实现连接角度的调整。例如，第一多通排气管230依次经由弯头管250、波纹管260与第二多通排气管240连通。

在其中一些实施例中，第二多通排气管240包括过滤器连接口242，炉内排气管220排出的气体自过滤器连接口242经由过滤器排出。为了避免气体对外界环境的污染，先将气体排入过滤器中，经过净化处理后，再排入大气中或气体回收机构中，以作其他用途。

在其他实施例中，第二多通排气管240还包括防爆阀连接口244和检修口246。为了提高晶体生长设备200运行的安全性，第二多通排气管240还包括防爆阀连接口244和检修口246，防止出现意外爆炸，以及进行及时检修。如图4所示，第二多通排气管240为五通排气管。

此外，晶体生长设备200还包括程序控制机构，该程序控制机构包括控制电路，控制电路与电机112电连接，以控制电机112的旋转规律。在实际的生产过程中，根据程序设置一定的电机转速，在电机112的驱动下，搅拌件150保证相应的转速，从而实现搅拌装置100的搅拌作用，防止炉内排气管220发生堵塞，减少对晶体生长成晶的影响，提高晶体硅的品质，提高产品良率。此外，可以在一定时间内实现无人值守，降低生产劳动力。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种搅拌装置，其特征在于，包括：

电机组件，包括电机及伸出所述电机的输出轴；

传动轴，与所述输出轴连接；

密封组件，套设于所述传动轴；

搅拌件，与所述传动轴连接。

2.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，还包括第一联轴器和第二联轴器，所述第一联轴器连接于所述输出轴和所述传动轴之间，所述第二联轴器连接于所述传动轴和所述搅拌件之间。

3.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述电机组件还包括电机固定架，所述电机固定架的一端与所述电机固定，另一端与所述密封组件固定。

4.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述密封组件包括固定座和密封件，所述密封件贯穿所述固定座，并套设于所述传动轴。

5.根据权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，还包括与所述密封组件连接的搅拌支架，所述搅拌支架具有限位环，所述搅拌件贯穿所述限位环。

6.一种晶体生长设备，其特征在于，包括：

生长炉，所述生长炉开设有排气孔；

炉内排气管，穿过所述排气孔以连通所述生长炉内外；

第一多通排气管，与所述炉内排气管连通且二者之间的连接处密封；

如权利要求1至5任一项所述的搅拌装置，通过所述密封组件与所述第一多通排气管密封连接，且所述搅拌件伸入到所述第一多通排气管和所述炉内排气管中。

7.根据权利要求6所述的晶体生长设备，其特征在于，所述排气孔设有多个，所述搅拌装置相对应地也设有多个，所述第一多通排气管也相对应地设有多个；

所述晶体生长设备还包括第二多通排气管，所述第二多通排气管同时与多个所述第一多通排气管分别连通。

8.根据权利要求7所述的晶体生长设备，其特征在于，所述第一多通排气管与所述第二多通排气管之间通过弯头管和/或波纹管连通。

9.根据权利要求7所述的晶体生长设备，其特征在于，所述第二多通排气管包括过滤器连接口，所述炉内排气管排出的气体自所述过滤器连接口经由过滤器排出。

10.根据权利要求7所述的晶体生长设备，其特征在于，所述第二多通排气管还包括防爆阀连接口和检修口。