CN204690162U - 一种单晶炉加料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及与单晶炉匹配使用的附件，特别涉及一种单晶炉用多次加料装置。该单晶炉加料装置包括两端开口的石英筒体，在石英筒体的外表面套设不锈钢筒，在石英筒体内腔径向的中间设有拉杆，在拉杆下端连接石英锥头，石英锥头的下部伸出石英筒体的下端口；拉杆向上伸出石英筒体的上端口，在拉杆顶部设有与单晶炉副室中的籽晶重锤连接部结构相匹配的连接部；在石英筒体上端口内侧通过连接杆固连限位轴，在限位轴轴孔上设有若干大间隙孔洞；限位轴孔位于石英筒体横截面的圆心位置；在不锈钢筒的上端口端面外侧固设固定环。该单晶炉加料装置能在高温加热状态下多次加料，增加最大投料量，保证单晶硅棒产品品质，提高工作效率；避免安全事故。

Description

一种单晶炉加料装置

(一)技术领域

本实用新型涉及一种与单晶炉匹配使用的附件，特别涉及一种单晶炉加料装置。

(二)背景技术

单晶炉是生产单晶硅棒的专业设备。传统生产过程中，将多晶硅原料一次性装入石英坩埚内融化，融料结束后采用直拉法拉制单晶硅棒。单晶硅棒的有效质量受最大投料量限制，而最大投料量是由石英坩埚的尺寸决定的，石英坩埚装满的块状硅料重量，即为最大投料量。因此，投料量越大，石英坩埚费用在总成本中所占的比例越低，从而使生产出的单晶硅棒有效重量比例越大，这样就降低了成本。然而，实际操作中，不同的操作人员在相同尺寸的石英坩埚中能够达到的最大投料量存在差别。而且，由于在硅料融化过程中，块状固体硅变成液体，料块间缝隙所占用的空间得到释放，从而使一次性投料不能做到足量投料，在一定程度上减少了最大投料量。

现有生产中试图采用二次加料器解决上述问题，但现有的二次加料器中，金属材质二次加料器会造成产品中金属含量超标，降低产品品质；石英二次加料器容易在使用过程中破碎，造成硅液外溅，被迫停炉等损失，甚至是安全事故；此外，现有二次加料器中使用的限位轴中易进入硅粉，从而导致拉杆卡死、加料器打不开、无法加料等问题，无法满足产品质量、安全和成本方面的生产需要。因此，亟需一种在高温加热状态下可继续向设备内装入硅料的专业加料工具，能够更安全、有效且无污染的完成生产操作。

(三)发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构合理、无污染、安全高效、方便实用的单晶炉加料装置，能够在高温加热状态下多次进行加料，增加最大投料量，保证单晶硅棒产品品质，提高工作效率；避免安全事故；使用灵活、方便，解决了现有技术中存在的问题。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种单晶炉加料装置，包括一两端开口的石英筒体，在石英筒体的外表面套设一不锈钢筒，在石英筒体内腔径向的中间设有一拉杆，在拉杆下端连接一石英锥头，石英锥头的下部伸出石英筒体的下端口；所述拉杆向上伸出石英筒体的上端口，在拉杆的顶部设有一与单晶炉副室中的籽晶重锤连接部结构相匹配的连接部；在石英筒体上端口的内侧通过连接杆固连一限位轴，在限位轴的轴孔上设有若干大间隙孔洞；所述限位轴孔位于石英筒体横截面的圆心位置；在不锈钢筒的上端口端面外侧固设一固定环。

所述石英筒体的外壁与不锈钢筒的内壁相固连。

在石英锥头内部的下方设有一纵截面呈等边梯形的下端开放设置的开槽，所述拉杆的底端穿过石英锥头上部进入开槽并在开槽顶部通过螺母与石英锥头相连。

本实用新型的有益效果是：该单晶炉加料装置通过在石英筒体外表面套设一不锈钢筒，外圈不锈钢筒加强了结构，起保护石英筒体的作用，解决了现有石英二次加料器容易在使用过程中破碎、造成硅液外溅、被迫停炉等损失的问题；内层石英筒体提升了洁净度，避免了生产过程中不锈钢筒污染硅原料。通过本单晶炉多次加料装置，只要发现石英坩埚内溶化后的原料不足，即可打开单晶炉副室添加原料，实现了在单晶炉拉制单晶棒过程中随时添加原料的目的，避免了原料固体与固体间间隙导致的不能足量投料的缺陷，增大了最大投料量，保证了足量投料，使石英坩埚发挥最大效用，提高利用率，降低成本；同时保证了单晶硅棒产品品质，提高了工作效率。由于在石英筒体内腔径向的中间设有一拉杆，在拉杆下端连接一石英锥头，石英锥头的下部伸出石英筒体的下端口，保证了石英筒体下端口与石英锥头外壁的下部相套接，结构简单，使用更加方便；由于在石英筒体上端口的内侧通过连接杆固连一限位轴，在限位轴的轴孔上设有若干大间隙孔洞，在保证拉杆和石英筒体同心、防止水平晃动的同时，避免了进入限位轴轴孔的硅粉滞留在限位轴内造成的拉杆卡死、无法加料等问题。

(四)附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1俯视结构示意图。

图中，1石英筒体，2不锈钢筒，3拉杆，4石英锥头，5连接部，6连接杆，7限位轴，8大间隙孔洞，9固定环，10开槽，11螺母。

(五)具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如附图1-2所示，该单晶炉加料装置包括一两端开口的石英筒体1，在石英筒体1的外表面套设一不锈钢筒2，在石英筒体1内腔径向的中间设有一拉杆3，在拉杆3下端连接一石英锥头4，石英锥头4的下部伸出石英筒体1的下端口；所述拉杆3向上伸出石英筒体1的上端口，在拉杆3的顶部设有一与单晶炉副室中的籽晶重锤连接部结构相匹配的连接部5；在石英筒体1上端口的内侧通过连接杆6固连一限位轴7，在限位轴7的轴孔上设有若干大间隙孔洞8；所述限位轴孔7位于石英筒体1横截面的圆心位置；在不锈钢筒2的上端口端面外侧固设一固定环9。

所述石英筒体1的外壁与不锈钢筒2的内壁相固连。

在石英锥头4内部的下方设有一纵截面呈等边梯形的下端开放设置的开槽10，所述拉杆3的底端穿过石英锥头4上部进入开槽10并在开槽10顶部通过螺母11与石英锥头4相连。

使用时，拉起拉杆3，石英锥头4的外壁与石英筒体1的下端面接触套接相连并闭合成该单晶加料装置的用于盛放硅料的空间。将碎硅料放入石英筒体1和石英锥头4围成的空间内，由于限位轴7的轴孔上设有若干大间隙孔洞8，在保证拉杆3和石英筒体1同心、防止水平晃动的同时，避免了进入限位轴7轴孔的硅粉滞留在限位轴7内造成的拉杆卡死、无法加料的问题。加料结束后，将整个单晶加料装置移至单晶炉的副室下端，然后，下降籽晶重锤，通过拉杆3上部的连接部5，与位于副室内上部的籽晶重锤连接部5相连；经单晶炉原有的提升装置，籽晶重锤及单晶炉加料装置上升，使单晶炉加料装置悬空，缓慢提升至炉筒中。关闭炉筒，打开单晶炉隔离阀，下降单晶加料装置，使其进入主室，当不锈钢筒2上端口外侧的固定环9卡在单晶炉筒内的法兰上后，不锈钢筒2及套接其内的石英筒体1停止下降，拉杆3和石英锥头4继续下降，石英锥头4和石英筒体1脱离，多晶硅料从石英筒体1内漏出，下降至石英坩埚内。待原料落净，将单晶炉加料装置提升至副室内，关闭单晶炉隔离阀，打开炉筒，取出单晶炉加料装置，完成整个加料过程。

如还需加料，可按上述操作步骤循环使用该单晶炉加料装置，至达到要求为止。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种单晶炉加料装置，其特征是：包括一两端开口的石英筒体，在石英筒体的外表面套设一不锈钢筒，在石英筒体内腔径向的中间设有一拉杆，在拉杆下端连接一石英锥头，石英锥头的下部伸出石英筒体的下端口；所述拉杆向上伸出石英筒体的上端口，在拉杆的顶部设有一与单晶炉副室中的籽晶重锤连接部结构相匹配的连接部；在石英筒体上端口的内侧通过连接杆固连一限位轴，在限位轴的轴孔上设有若干大间隙孔洞；所述限位轴孔位于石英筒体横截面的圆心位置；在不锈钢筒的上端口端面外侧固设一固定环。

2.根据权利要求1所述的一种单晶炉加料装置，其特征是：所述石英筒体的外壁与不锈钢筒的内壁相固连。

3.根据权利要求1所述的一种单晶炉加料装置，其特征是：在石英锥头内部的下方设有一纵截面呈等边梯形的下端开放设置的开槽，所述拉杆的底端穿过石英锥头上部进入开槽并在开槽顶部通过螺母与石英锥头相连。