CN116463716A - 一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及单晶炉硅料复投技术领域，具体公开了一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，包括底座，所述底座上侧固定连接有加热底盘，所述加热底盘上侧设有炉主壳，所述加热底盘上侧中部放置有石英坩埚，所述石英坩埚位于炉主壳内，所述炉主壳外壁固定连接有复投箱，所述复投箱下端固定连通有输送管。本发明中设置的漏斗式挡板可与石英坩埚的上端口对接，对接口的漏斗式挡板可放置飘散的粉料降尘至石英坩埚外，从而避免了粉料的浪费且避免了后期的清理工作，同时本发明还能够将漏斗式挡板向上滑动一段距离，使漏斗式挡板与石英坩埚分离，从而避免石英坩埚上的热量通过漏斗式挡板传导至炉主壳上，进而避免了热量的流逝。
Description
技术领域
本发明涉及单晶炉硅料复投技术领域，具体为一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置。
背景技术
单晶硅用途广泛且制备成本高，其中利用坩埚直拉法制备CZ硅是应用最广泛的制备方法之一。用于制备单晶硅的石英坩埚是一次性消耗品。由于颗粒状的原料存在间隙，石英坩埚内的原料熔化后，石英坩埚会多出至少三分之一的容积，为了避免了浪费，需要复投装置向坩埚内补充原料，并再次融化，直至融化物近乎填满坩埚，从而提高坩埚内空间的利用率。
目前在制备单晶硅的过程中，为了降低复投次数，原料大多采用粒径较小的粉状颗粒，但是，在向坩埚复投粉料时，会有部分粉料在投料的冲击力下向四周飘散，飘散的粉料部分会降尘至坩埚外的加热炉底部，这样不仅造成材料的浪费，还需要后期对加热炉进行清理工作。
基于此，本发明设计了一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，包括底座，所述底座上侧固定连接有加热底盘，所述加热底盘上侧设有炉主壳，所述加热底盘上侧中部放置有石英坩埚，所述石英坩埚位于炉主壳内，所述炉主壳外壁固定连接有复投箱，所述复投箱下端固定连通有输送管，所述输送管远离复投箱的一端延伸至炉主壳内且位于石英坩埚上方，所述输送管内转动连接有中空绞龙，所述中空绞龙内套设有传动轴，所述中空绞龙与传动轴之间设有第一单向轴承，所述输送管靠近复投箱的一端固定连接有电机，所述电机的输出端与传动轴的一端固定连接，所述传动轴远离电机的一端能够延伸至炉主壳内，所述炉主壳内壁在输送管与石英坩埚之间滑动连接有漏斗式挡板，所述漏斗式挡板与传动轴之间设有升降调节机构，所述传动轴能够通过升降调节机构带动漏斗式挡板沿着炉主壳内壁进行上下滑动。
作为本发明的进一步方案，所述升降调节机构包括套壳，所述套壳与炉主壳内壁固定连接，所述套壳内转动连接有竖立的往复丝杆，所述往复丝杆螺纹连接有移动基座，所述移动基座与套壳内壁滑动连接，所述移动基座固定连接有第一连接架，所述第一连接架能够延伸至套壳外且与漏斗式挡板固定连接，所述往复丝杆的转动轴延伸至套壳外且与传动轴之间设有单向传动机构，所述传动轴能够通过单向传动机构带动往复丝杆转动。
作为本发明的进一步方案，所述单向传动机构包括第二单向轴承，所述第二单向轴承的内圈与传动轴远离电机的一端固定连接，所述第二单向轴承的外圈固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与往复丝杆的转动轴固定连接。
作为本发明的进一步方案，所述输送管在上下方向上滑动连接有第二连接架，所述第二连接架位于炉主壳内，所述第二连接架在输送管与石英坩埚之间固定连接有环形挡板，所述环形挡板外径小于漏斗式挡板最小内径，所述环形挡板内侧固定连接有锥形筛板，所述锥形筛板的尖端与输送管的排料口对齐，所述第二连接架与传动轴之间设有上下振动机构，所述传动轴能够通过上下振动机构带动环形挡板和锥形筛板进行上下往复振动。
作为本发明的进一步方案，所述上下振动机构包括第三单向轴承、转轮和竖立的滑杆，所述第三单向轴承的内圈与传动轴固定连接，所述第三单向轴承的外圈固定连接有波浪形转盘，所述转轮位于波浪形转盘上侧且与第二连接架转动连接，所述转轮的轮缘能够与波浪形转盘的上侧接触，所述滑杆与输送管外壁固定连接，所述滑杆与第二连接架滑动连接，所述滑杆外侧套设有弹簧，所述弹簧上下两端分别与滑杆和第二连接架固定连接。
作为本发明的进一步方案，所述底座上侧固定连接有立柱，所述立柱一侧底部固定连接有提升油缸，所述提升油缸顶部的自由端固定连接有滑套，所述滑套与炉主壳的外壁固定连接，所述滑套上端滑动连接有导向杆，所述导向杆上端与立柱固定连接。
作为本发明的进一步方案，所述加热底盘与炉主壳之间设有陶瓷密封圈，所述加热底盘外侧转动连接有若干个呈圆周阵列分布的限位纽扣，所述限位纽扣的下侧能够与炉主壳下端口外沿的上表面接触。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明中设置的漏斗式挡板可与石英坩埚的上端口对接，对接口的漏斗式挡板可放置飘散的粉料降尘至石英坩埚外，从而避免了粉料的浪费且避免了后期的清理工作；本发明能够将漏斗式挡板向上滑动一段距离，使漏斗式挡板与石英坩埚分离，从而避免石英坩埚上的热量通过漏斗式挡板传导至炉主壳上，进而避免了热量的流逝，且能够便于后期取出石英坩埚。
2.本发明在复投粉料时，传动轴能够通过上下振动机构带动锥形筛板上下振动，振动的锥形筛板能够使输送管排出的粉料均匀的洒向石英坩埚内，避免粉料堆积在石英坩埚内，从而使石英坩埚加热时能够快速溶解均匀洒落在石英坩埚内的粉料，进而降低了溶解粉料的能耗。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图；
图2为加热炉主壳及其内部结构剖视图；
图3为输送管及其内部结构剖视图；
图4为图3中A处的局部放图；
图5为套壳及其内部结构剖视图；
图6为上下振动机构的立体结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、底座；2、加热底盘；3、炉主壳；4、石英坩埚；5、复投箱；6、输送管；7、中空绞龙；8、传动轴；9、第一单向轴承；10、电机；11、漏斗式挡板；12、套壳；13、往复丝杆；14、移动基座；15、第一连接架；16、第二单向轴承；17、第一锥齿轮；18、第二锥齿轮；19、第二连接架；20、环形挡板；21、锥形筛板；22、第三单向轴承；23、波浪形转盘；24、转轮；25、滑杆；26、弹簧；27、立柱；28、提升油缸；29、滑套；30、导向杆；31、陶瓷密封圈；32、限位纽扣。
具体实施方式
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，包括底座1，所述底座1上侧固定连接有加热底盘2，所述加热底盘2上侧设有炉主壳3，所述加热底盘2上侧中部放置有石英坩埚4，所述石英坩埚4位于炉主壳3内，所述炉主壳3外壁固定连接有复投箱5，所述复投箱5下端固定连通有输送管6，所述输送管6远离复投箱5的一端延伸至炉主壳3内且位于石英坩埚4上方，所述输送管6内转动连接有中空绞龙7，所述中空绞龙7内套设有传动轴8，所述中空绞龙7与传动轴8之间设有第一单向轴承9，所述输送管6靠近复投箱5的一端固定连接有电机10，所述电机10的输出端与传动轴8的一端固定连接，所述传动轴8远离电机10的一端能够延伸至炉主壳3内，所述炉主壳3内壁在输送管6与石英坩埚4之间滑动连接有漏斗式挡板11，所述漏斗式挡板11与传动轴8之间设有升降调节机构，所述传动轴8能够通过升降调节机构带动漏斗式挡板11沿着炉主壳3内壁进行上下滑动。
上述方案在投入实际使用时，当电机10带动传动轴8朝一个方向转动时，传动轴8能够通过第一单向轴承9带动中空绞龙7转动，从而能够使复投箱5内的粉料通过输送管6排入石英坩埚4内，同时，升降调节机构不运行。
当电机10带动传动轴8朝另一个方向转动时，在传动轴8的单向传动作用下，中空绞龙7不转动，同时，升降调节机构开始运行并带动漏斗式挡板11进行上或下滑动。在开始复投粉料前，先通过电机10、传动轴8和升降调节机构的配合使漏斗式挡板11下降至与石英坩埚4的上端口接触，在复投粉料再通过电机10、传动轴8、第一单向轴承9的配合，使复投箱5内的分离通过输送管6排向石英坩埚4内，在排料时的冲击力下，部分粉料在炉主壳3内飘散，飘散的粉料会降尘至石英坩埚4内或通过漏斗式挡板11滑落至石英坩埚4内，待石英坩埚4内被复投足够粉料后，电机10先停止转动，待炉主壳3内飘散的粉料都降尘后，电机10在反向转动，这时，电机10能够通过传动轴8带动升降调节机构运行，升降调节机构使漏斗式挡板11向上滑动一端距离，从而使漏斗式挡板11与石英坩埚4分离；这样，该装置中设置的漏斗式挡板11可与石英坩埚4的上端口对接，对接口的漏斗式挡板11可放置飘散的粉料降尘至石英坩埚4外，从而避免了粉料的浪费且避免了后期的清理工作；在完成复投后加热石英坩埚4前，该装置能够将漏斗式挡板11向上滑动一段距离，使漏斗式挡板11与石英坩埚4分离，从而避免石英坩埚4上的热量通过漏斗式挡板11传导至炉主壳3上，进而避免了热量的流逝，且能够便于后期取出石英坩埚4。
作为本发明的进一步方案，所述升降调节机构包括套壳12，所述套壳12与炉主壳3内壁固定连接，所述套壳12内转动连接有竖立的往复丝杆13，所述往复丝杆13螺纹连接有移动基座14，所述移动基座14与套壳12内壁滑动连接，所述移动基座14固定连接有第一连接架15，所述第一连接架15能够延伸至套壳12外且与漏斗式挡板11固定连接，所述往复丝杆13的转动轴延伸至套壳12外且与传动轴8之间设有单向传动机构，所述传动轴8能够通过单向传动机构带动往复丝杆13转动。
上述方案在投入实际使用时，当电机10带动传动轴8朝另一个方向转动时(此时中空绞龙7不转动)，传动轴8能通过单向传动机构带动往复丝杆13转动，反之则无法带动往复丝杆13转动；在往复丝杆13转动时，往复丝杆13能够带动移动基座14进行上下往复滑动，移动基座14通过第一连接架15带动漏斗式挡板11沿着炉主壳3内壁进行上下滑动；当移动基座14下滑至最低点时，第一连接架15正好带动漏斗式挡板11下滑至与石英坩埚4上端口接触，这样就可以自由控制漏斗式挡板11与石英坩埚4的离与合。
所述单向传动机构包括第二单向轴承16，所述第二单向轴承16的内圈与传动轴8远离电机10的一端固定连接，所述第二单向轴承16的外圈固定连接有第一锥齿轮17，所述第一锥齿轮17啮合有第二锥齿轮18，所述第二锥齿轮18与往复丝杆13的转动轴固定连接。
上述方案在投入实际使用时，当电机10带动传动轴8朝另一个方向转动时(此时中空绞龙7不转动)，传动轴8能通过第二单向轴承16带动第一锥齿轮17转动，第一锥齿轮17带动第二锥齿轮18转动，第二锥齿轮18带动往复丝杆13转动，从而使升降调节机构开始运行，反之则第二单向轴承16在传动轴8上打滑，第一锥齿轮17不转动，从而使往复丝杆13不转动。
所述输送管6在上下方向上滑动连接有第二连接架19，所述第二连接架19位于炉主壳3内，所述第二连接架19在输送管6与石英坩埚4之间固定连接有环形挡板20，所述环形挡板20外径小于漏斗式挡板11最小内径，所述环形挡板20内侧固定连接有锥形筛板21，所述锥形筛板21的尖端与输送管6的排料口对齐，所述第二连接架19与传动轴8之间设有上下振动机构，所述传动轴8能够通过上下振动机构带动环形挡板20和锥形筛板21进行上下往复振动。
所述输送管6排出的粉料先冲向锥形筛板21上侧中部，再通过锥形筛板21上的斜坡向四周散开，在输送管6排出的粉料的同时，传动轴8能够通过上下振动机构带动环形挡板20和锥形筛板21进行上下振动，从而使粉料通过锥形筛板21上的筛孔均匀洒落至石英坩埚4内，当停止复投粉料时，上下振动机构停止运行，环形挡板20和锥形筛板21固定不动；这样，该装置在复投粉料时，传动轴8能够通过上下振动机构带动锥形筛板21上下振动，振动的锥形筛板21能够使输送管6排出的粉料均匀的洒向石英坩埚4内，避免粉料堆积在石英坩埚4内，从而使石英坩埚4加热时能够快速溶解均匀洒落在石英坩埚4内的粉料，进而降低了溶解粉料的能耗。
作为本发明的进一步方案，所述上下振动机构包括第三单向轴承22、转轮24和竖立的滑杆25，所述第三单向轴承22的内圈与传动轴8固定连接，所述第三单向轴承22的外圈固定连接有波浪形转盘23，所述转轮24位于波浪形转盘23上侧且与第二连接架19转动连接，所述转轮24的轮缘能够与波浪形转盘23的上侧接触，所述滑杆25与输送管6外壁固定连接，所述滑杆25与第二连接架19滑动连接，所述滑杆25外侧套设有弹簧26，所述弹簧26上下两端分别与滑杆25和第二连接架19固定连接。
在输送管6排料时，传动轴8能过通过第三单向轴承22带动波浪形转盘23转动，在弹簧26的弹力作用下转轮24始终紧贴着波浪形转盘23的外侧面，转动的波浪形转盘23能够通过转轮24带动第二连接架19进行快速的上下往复移动，从而使环形挡板20和锥形筛板21发生上下振动；在输送管6停止排料，或传动轴8朝另一个方向转动时，第三单向轴承22在传动轴8外侧打滑，波浪形转盘23不转动，从而使环形挡板20和锥形筛板21停止不动。
作为本发明的进一步方案，所述底座1上侧固定连接有立柱27，所述立柱27一侧底部固定连接有提升油缸28，所述提升油缸28顶部的自由端固定连接有滑套29，所述滑套29与炉主壳3的外壁固定连接，所述滑套29上端滑动连接有导向杆30，所述导向杆30上端与立柱27固定连接。
在需要打开炉主壳3时，提升油缸28伸展并推动滑套29沿着导向杆30上滑，滑套29带动炉主壳3上移，从而使炉主壳3与加热底盘2分离，进而便于取出取出石英坩埚4；当需要关闭炉主壳3时，提升油缸28收缩，直至炉主壳3下降至与加热底盘2闭合。
作为本发明的进一步方案，所述加热底盘2与炉主壳3之间设有陶瓷密封圈31，所述加热底盘2外侧转动连接有若干个呈圆周阵列分布的限位纽扣32，所述限位纽扣32的下侧能够与炉主壳3下端口外沿的上表面接触。
在炉主壳3与加热底盘2闭合后，旋转限位纽扣32，使限位纽扣32的下侧面紧紧抵住炉主壳3底部外沿的上侧面，从而使炉主壳3与加热底盘2固定住；通过陶瓷密封圈31的设置，能够提高加热底盘2与炉主壳3之间的密封性。
作为本发明的进一步方案，所述电机10的型号为Y250M-2。
Claims (7)
1.一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，其特征在于：包括底座(1)，所述底座(1)上侧固定连接有加热底盘(2)，所述加热底盘(2)上侧设有炉主壳(3)，所述加热底盘(2)上侧中部放置有石英坩埚(4)，所述石英坩埚(4)位于炉主壳(3)内，所述炉主壳(3)外壁固定连接有复投箱(5)，所述复投箱(5)下端固定连通有输送管(6)，所述输送管(6)远离复投箱(5)的一端延伸至炉主壳(3)内且位于石英坩埚(4)上方，所述输送管(6)内转动连接有中空绞龙(7)，所述中空绞龙(7)内套设有传动轴(8)，所述中空绞龙(7)与传动轴(8)之间设有第一单向轴承(9)，所述输送管(6)靠近复投箱(5)的一端固定连接有电机(10)，所述电机(10)的输出端与传动轴(8)的一端固定连接，所述传动轴(8)远离电机(10)的一端能够延伸至炉主壳(3)内，所述炉主壳(3)内壁在输送管(6)与石英坩埚(4)之间滑动连接有漏斗式挡板(11)，所述漏斗式挡板(11)与传动轴(8)之间设有升降调节机构，所述传动轴(8)能够通过升降调节机构带动漏斗式挡板(11)沿着炉主壳(3)内壁进行上下滑动。
2.根据权利要求1所述的一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，其特征在于：所述升降调节机构包括套壳(12)，所述套壳(12)与炉主壳(3)内壁固定连接，所述套壳(12)内转动连接有竖立的往复丝杆(13)，所述往复丝杆(13)螺纹连接有移动基座(14)，所述移动基座(14)与套壳(12)内壁滑动连接，所述移动基座(14)固定连接有第一连接架(15)，所述第一连接架(15)能够延伸至套壳(12)外且与漏斗式挡板(11)固定连接，所述往复丝杆(13)的转动轴延伸至套壳(12)外且与传动轴(8)之间设有单向传动机构，所述传动轴(8)能够通过单向传动机构带动往复丝杆(13)转动。
3.根据权利要求2所述的一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，其特征在于：所述单向传动机构包括第二单向轴承(16)，所述第二单向轴承(16)的内圈与传动轴(8)远离电机(10)的一端固定连接，所述第二单向轴承(16)的外圈固定连接有第一锥齿轮(17)，所述第一锥齿轮(17)啮合有第二锥齿轮(18)，所述第二锥齿轮(18)与往复丝杆(13)的转动轴固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，其特征在于：所述输送管(6)在上下方向上滑动连接有第二连接架(19)，所述第二连接架(19)位于炉主壳(3)内，所述第二连接架(19)在输送管(6)与石英坩埚(4)之间固定连接有环形挡板(20)，所述环形挡板(20)外径小于漏斗式挡板(11)最小内径，所述环形挡板(20)内侧固定连接有锥形筛板(21)，所述锥形筛板(21)的尖端与输送管(6)的排料口对齐，所述第二连接架(19)与传动轴(8)之间设有上下振动机构，所述传动轴(8)能够通过上下振动机构带动环形挡板(20)和锥形筛板(21)进行上下往复振动。
5.根据权利要求4所述的一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，其特征在于：所述上下振动机构包括第三单向轴承(22)、转轮(24)和竖立的滑杆(25)，所述第三单向轴承(22)的内圈与传动轴(8)固定连接，所述第三单向轴承(22)的外圈固定连接有波浪形转盘(23)，所述转轮(24)位于波浪形转盘(23)上侧且与第二连接架(19)转动连接，所述转轮(24)的轮缘能够与波浪形转盘(23)的上侧接触，所述滑杆(25)与输送管(6)外壁固定连接，所述滑杆(25)与第二连接架(19)滑动连接，所述滑杆(25)外侧套设有弹簧(26)，所述弹簧(26)上下两端分别与滑杆(25)和第二连接架(19)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，其特征在于：所述底座(1)上侧固定连接有立柱(27)，所述立柱(27)一侧底部固定连接有提升油缸(28)，所述提升油缸(28)顶部的自由端固定连接有滑套(29)，所述滑套(29)与炉主壳(3)的外壁固定连接，所述滑套(29)上端滑动连接有导向杆(30)，所述导向杆(30)上端与立柱(27)固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，其特征在于：所述加热底盘(2)与炉主壳(3)之间设有陶瓷密封圈(31)，所述加热底盘(2)外侧转动连接有若干个呈圆周阵列分布的限位纽扣(32)，所述限位纽扣(32)的下侧能够与炉主壳(3)下端口外沿的上表面接触。
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| CN202310241876.4A CN116463716A (zh) | 2023-03-14 | 2023-03-14 | 一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置 |
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| CN202310241876.4A CN116463716A (zh) | 2023-03-14 | 2023-03-14 | 一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置 |
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| CN116463716A true CN116463716A (zh) | 2023-07-21 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116590787A (zh) * | 2023-07-19 | 2023-08-15 | 内蒙古豪安能源科技有限公司 | 一种连续加料硅单晶炉 |
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2023
- 2023-03-14 CN CN202310241876.4A patent/CN116463716A/zh active Pending
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