CN204918843U - 可移动的多晶铸锭炉二次加料装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可移动的多晶铸锭炉二次加料装置，包括：移动小车；装料斗，安装在移动小车上，其底部设置有出料阀；输料装置，包括与出料阀相连通的壳体，其中所述壳体内部设置有用来接收并转移硅料的喂料装置、可升降的用来接收喂料装置传送过来的硅料的加料管，所述壳体设有可供所述加料管伸出的连接口；及升降装置，控制所述加料管的升降。输料装置设有与铸锭炉的加料接口处相连的连接口，加料时，升降装置控制输料装置内部的加料管下降并经由连接口进入铸锭炉内部，装料斗内的硅料在喂料装置的作用下不断进入加料管，进而进入铸锭炉内部，从而实现对多晶硅铸锭炉的二次加料，提高坩埚利用率、提高铸锭炉产量。
Description
技术领域
本实用新型涉及多晶硅铸锭领域，具体涉及一种可移动的多晶铸锭炉二次加料装置。
背景技术
光伏行业生产过程中，多晶硅铸锭是多晶硅片生产的必不可少的重要生产环节，在设备允许的情况下提高单炉次的装料量是降低生产成本的重要途径。目前市场上几乎所有厂家设计生产的多晶硅铸锭炉都是采取一次性预装料方式进行生产，即：预先在洁净装料间将块状和粉状的多晶硅原料按一定比例通过人工方式堆积摆放在石英坩埚中。
由于块状和粉状的多晶硅原料在堆积摆放时块与块之间有一定间隙，堆积密度较低，人工装料时硅料的实际堆积高度已经超过石英坩埚的高度10-20cm，可在铸锭生产过程中熔化后的硅料的液面高度只有石英坩埚高度2/3左右，这样势必造成石英坩埚存在一定的浪费。
实用新型内容
基于此，有必要提供一种能够对多晶硅铸锭炉二次加料，提高石英坩埚利用率、提高铸锭炉产量的可移动的多晶铸锭炉二次加料装置。
一种可移动的多晶铸锭炉二次加料装置，包括：移动小车；装料斗，安装在移动小车上，其底部设置有出料阀；输料装置，包括与出料阀相连通的壳体，其中所述壳体内部设置有用来接收并转移硅料的喂料装置、可升降的用来接收喂料装置传送过来的硅料的加料管，所述壳体设有可供所述加料管伸出的连接口；及升降装置，控制所述加料管的升降。
上述可移动的多晶铸锭炉二次加料装置，输料装置设有与铸锭炉的加料接口处相连的连接口，加料时，升降装置控制输料装置内部的加料管下降并经由连接口进入铸锭炉内部，装料斗内的硅料在喂料装置的作用下不断进入加料管，进而进入铸锭炉内部，从而实现对多晶硅铸锭炉的二次加料，提高坩埚利用率、提高铸锭炉产量。
在其中一个实施例中，所述喂料装置为振动喂料器。
在其中一个实施例中，所述加料管竖向设置，所述壳体内还设置有水平布置的输送管，所述输送管位于所述振动喂料器与加料管之间，所述加料管能下降到其顶部开口低于所述输送管的管口的位置。
在其中一个实施例中，所述输送管和加料管均为石英管。
在其中一个实施例中，所述升降装置包括固定在壳体外部的电机、设置在所述壳体内部由所述电机控制的直线升降单元，所述直线升降单元带动所述加料管升降。
在其中一个实施例中，所述装料斗与壳体之间密封连接，二者连接后形成腔体，所述腔体通过所述连接口与外界连通，所述装料斗上设置有加料口、加料盖以及抽真空口，所述移动小车上设置有与所述抽真空口连接的真空泵。
在其中一个实施例中，所述移动小车上还设置有电器控制柜，所述真空泵由所述电器控制柜控制工作。
在其中一个实施例中，所述壳体的壁上对应所述连接口设有观察窗和摄像头，所述摄像头由所述电器控制柜控制工作。
在其中一个实施例中，所述移动小车上设有支撑所述装料斗的料斗支架，所述料斗支架与装料斗之间设置有称重传感器。
在其中一个实施例中，所述装料斗的内壁设置有保护涂层。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的多晶铸锭炉二次加料装置非加料状态下的结构示意图；
图2为本实用新型一个实施例的多晶铸锭炉二次加料装置加料状态下的结构示意图；
图3为加料管升降装置的正视图；
图4为加料管升降装置的侧视图；
图5为现有铸锭炉的顶部的结构示意图；
图6为改造后铸锭炉的顶部的结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型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实用新型。但是本实用新型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实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型。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。
下面结合附图，说明本实用新型的较佳实施方式。
参考图1和图2，本实用新型提供一种可以移动的多晶铸锭炉二次加料装置，
可在铸锭过程中给多晶铸锭炉二次加料，且可供多台铸锭炉设备使用。
参图1，多晶铸锭炉二次加料装置包括移动小车110、料斗支架120、装料斗130、称重传感器140、输料装置150及升降装置160。
移动小车110能够根据需要转移位置，使多晶铸锭炉二次加料装置能够对不同的铸锭炉设备二次加料。移动小车110上设有电器控制柜112、真空泵114。其中，电器控制柜112中包括PLC和上位机，用以控制加料装置中的电器工作。
料斗支架120固定在移动小车110上，用来支撑装料斗130。料斗支架120与装料斗130之间还设置有称重传感器140。例如，可采用三处支点来支撑装料斗130，每一处支点均设置称重传感器140。装料斗130中装有硅料时，利用称重传感器140称得的是装料斗130连同硅料的总重。由于装料斗130的重量固定，因此利用PLC可直接计算得到加入装料斗130中的硅料的重量。
装料斗130的内壁设有保护涂层，以避免污染硅料。装料斗130的上部开设有加料口132、用来封闭加料口132的加料盖133、抽真空口134。装料斗130的底部设有出料阀135，用来控制硅料自装料斗130的输出量。移动小车110上的真空泵114与抽真空口134连接。真空泵114由电器控制柜112控制工作。
输料装置150包括与出料阀135相连通的壳体152。壳体152内部设置有用来接收并转运硅料的喂料装置153、可升降的用来接收喂料装置153传送过来的硅料的加料管154。壳体152设有可供加料管154伸出的连接口1522。壳体152通过出料阀135与装料斗130之间密封连接，二者连接后形成腔体。该腔体仅通过连接口1522与外界连通。
本实用新型中，喂料装置153为振动喂料器。加料管154竖向设置。壳体152内还设置有水平布置的输送管155。输送管155位于振动喂料器与加料管154之间。参图2，给多晶铸锭炉200中二次加料时，加料管154在升降装置160的控制下，能下降到其顶部开口低于输送管155的管口的位置，使输送管155中的硅料能够进入加料管154，进而在重力作用下进入多晶铸锭炉200中。加料管154和输送管155均为石英管，不会污染硅料，且耐高温。
参图3和图4，升降装置160用以控制加料管154的升降。升降装置160包括固定在壳体152外部的电机162、设置在壳体152内部由电机162控制的直线升降单元164。直线升降单元164升降时带动加料管154实现升降。电机162与壳体152之间利用磁流体166密封。
直线升降单元164可以是任意合适的能够将电机162输出的旋转运动转化为直线升降运动的构件。例如，直线升降单元164可以是同步带系统。同步带与电机162的电机轴配合，而加料管154则固定在同步带上。电机轴旋转时，同步带能够带动加料管154上升或下降。
参图2，壳体152的壁上对应连接口1522还设有观察窗156和摄像头157。摄像头157由电器控制柜112控制工作。利用摄像头157配合专门开发的图像分析软件控制加料量及速度，防止加料管154集料，实现半自动加料。
下面结合图1和图2，简要描述本实用新型多晶铸锭炉二次加料装置的工作过程。
在多晶铸锭炉200正常装料进入到熔化后期阶段，即预装在石英坩埚中的块状硅料基本熔化完毕，坩埚上部有一定装料空间后即可进行二次加料。
将破碎到一定粒径的多晶硅原料装到装料斗130中。利用移动小车110把整个加料装置移动到多晶铸锭炉200的加料接口处210，将加料装置的连接口1522与加料接口处210连接。开启真空泵114从装料斗130的真空接口134抽真空至真空泵极限真空，并进行氩气置换气体以减少加料装置中的氧气等含量，调整氩气进量使加料装置的真空压力与多晶铸锭炉200内的压力平衡。
打开多晶铸锭炉200的加料接口处210的阀门，将加料管154降到铸锭炉内部。摄像头157和专门开发的图像分析软件开始观察和检测当前熔化状态，当预装的硅料熔化基本结束时系统发出声光提示操作人员可以开始加料，在操作人员确认安全后，打开装料斗130底部的出料阀135，调节加料速度使碎硅料均匀的缓慢的加入铸锭炉内，同时摄像头157在不断检测加料状态，图像分析软件不断检测加料情况，如硅料有堆积现象暂停加料，待硅料熔化或移走后开始加料。摄像头157的检测和称重传感器140一起工作根据预先编写的控制程序和设置的加料参数实现半自动加料，达到工艺要求的加料量后，升起加料管154，关闭铸锭炉炉体的加料接口处210的阀门，加料装置充气到大气压后将加料装置的连接口1522与加料接口处210脱开，完成二次加料工作，从而实现对多晶硅铸锭炉二次加料，提高坩埚利用率、提高铸锭炉产量。然后本装置可以移动到下一台需要加料的铸锭炉设备处进行加料。
此外，本实用新型的多晶铸锭炉二次加料装置，可以适用于目前国内绝大部分铸锭炉设备，如：GT、精功、京运通等公司的设备，对铸锭炉改造小。具体地，参图5，为现有铸锭炉300的顶部结构示意图，其顶部设有观察窗310。当使用本实用新型的多晶铸锭炉二次加料装置时，无需改造铸锭炉体，只需要将观察窗部件进行小的改造即可适用本加料装置，可降低大量改造费用。参图6，即只需要在原来的观察窗处增设隔离阀220，改造成可与连接口1522连接的接口即可。
以上所述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。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种可移动的多晶铸锭炉二次加料装置，其特征在于：包括：
移动小车；
装料斗，安装在移动小车上，其底部设置有出料阀；
输料装置，包括与出料阀相连通的壳体，其中所述壳体内部设置有用来接收并转移硅料的喂料装置、可升降的用来接收喂料装置传送过来的硅料的加料管，所述壳体设有可供所述加料管伸出的连接口；及
升降装置，控制所述加料管的升降。
2.根据权利要求1所述的可移动的多晶铸锭炉二次加料装置，其特征在于，所述喂料装置为振动喂料器。
3.根据权利要求2所述的可移动的多晶铸锭炉二次加料装置，其特征在于，所述加料管竖向设置，所述壳体内还设置有水平布置的输送管，所述输送管位于所述振动喂料器与加料管之间，所述加料管能下降到其顶部开口低于所述输送管的管口的位置。
4.根据权利要求3所述的可移动的多晶铸锭炉二次加料装置，其特征在于，所述输送管和加料管均为石英管。
5.根据权利要求1所述的可移动的多晶铸锭炉二次加料装置，其特征在于，所述升降装置包括固定在壳体外部的电机、设置在所述壳体内部由所述电机控制的直线升降单元，所述直线升降单元带动所述加料管升降。
6.根据权利要求1所述的可移动的多晶铸锭炉二次加料装置，其特征在于，所述装料斗与壳体之间密封连接，二者连接后形成腔体，所述腔体通过所述连接口与外界连通，所述装料斗上设置有加料口、加料盖以及抽真空口，所述移动小车上设置有与所述抽真空口连接的真空泵。
7.根据权利要求6所述的可移动的多晶铸锭炉二次加料装置，其特征在于，所述移动小车上还设置有电器控制柜，所述真空泵由所述电器控制柜控制工作。
8.根据权利要求7所述的可移动的多晶铸锭炉二次加料装置，其特征在于，所述壳体的壁上对应所述连接口设有观察窗和摄像头，所述摄像头由所述电器控制柜控制工作。
9.根据权利要求1所述的可移动的多晶铸锭炉二次加料装置，其特征在于，所述移动小车上设有支撑所述装料斗的料斗支架，所述料斗支架与装料斗之间设置有称重传感器。
10.根据权利要求1所述的可移动的多晶铸锭炉二次加料装置，其特征在于，所述装料斗的内壁设置有保护涂层。
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