CN208414625U - 一种应用于单晶炉的旋板阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及单晶炉旋板阀的辅助加工领域，旨在提供一种应用于单晶炉的旋板阀。该种应用于单晶炉的旋板阀包括圆盘组件和旋板轴，圆盘组件、旋板轴和VP型带网柔性软管螺纹连接装配，形成应用于单晶炉的旋板阀，装配完成后的应用于单晶炉的旋板阀内存在Y字形水路。本实用新型的圆盘和圆盘封板焊接形成内部具有曲折水路的腔体结构，仅在两端具有进出水口，提高了旋板阀的密封性能；此外，因其内部的隔水条使冷却水进入圆盘焊接组件后能较长时间的滞留在旋板阀内，提高了冷却效率，从而提高单晶炉的硅棒单次生产重量，降低辅助材料的替换频率。

Description

一种应用于单晶炉的旋板阀

技术领域

本实用新型是关于单晶炉旋板阀的辅助加工领域，特别涉及一种应用于单晶炉的旋板阀。

背景技术

单晶硅是用于太阳能光伏发电的重要材料。单晶硅生产中不可缺的需要用到耗材，如水、电、气、石英埚等等，每次拉晶完成需要冷却后拆炉清理，更换必要耗材，再次拉晶需要从室温开始加热，在次阶段不仅浪费物力，更浪费时间，随着耗材品质的提高，能够胜任多次拉晶的能力，因此复投料的研发是势在必行的项目，是提高整个生产链效率的关键因素，旋板阀是复投料中关键性部件。

现在国家极度重视新能源的开发及应用，并投入大量资金对光伏行业进行扶持，国内单晶硅的需求不断增加，该产业的特点为技术、资本双密集型。从技术上来说，技术先进程度直接决定了生产成本的高低，而生产成本对于单晶硅企业的盈利性非常敏感；从资本角度看，单晶硅生产需要投入大量设备，扩产周期长，且对人员生产控制要求很高。因此单晶硅行业进入壁垒较高，行业龙头的先发优势非常明显，短期内行业竞争格局较难打破。提高单晶硅产能，降低能耗，也成了单晶硅生产企业是否能成为行业龙头的关键因素之一。

作为隔离阀座的重要组件，旋板阀焊接工艺的研制显得尤为重要，既能提高产能、降低生产成本，又能保证质量稳定性，确保在拉晶复投过程中不会出现漏水或密封不牢。

然而在现有技术中，旋板阀在工作过程中因焊接不良出现生产安装困难、现场漏水和密封不牢等问题，导致返工、报废，成本增加，单晶拉晶过程中辅助材料和能源消耗大。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种应用于单晶炉的旋板阀。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是：

提供一种应用于单晶炉的旋板阀，包括圆盘组件和旋板轴；

所述圆盘组件包括圆盘、隔水条、圆盘封板、圆盘固定座、固定板和焊接卡套弯头；

所述圆盘是圆柱体结构的圆盘，且圆盘的一个底面上设有圆形凹槽；该圆形凹槽与底面为同心圆(且这两个同心圆的直径之比为：405:380，该圆形凹槽深度与圆盘的高之比为：15:7)；

所述圆盘封板是直径与圆盘的底面直径相同的圆板，并与圆盘设有圆形凹槽的底面固定，使圆盘封板和圆盘外圆并齐(通过圆盘封板和圆盘的外圆周面焊接一周固定，实现紧密贴合)，圆盘的圆形凹槽在两者之间形成圆盘腔体；圆盘封板上钻有至少两个塞焊孔，且该塞焊孔是塞焊处理过的塞焊孔(使得隔水条更加牢固定位)；

所述隔水条呈Y字形焊接安装在圆盘的圆形凹槽内，实现将圆盘腔体分隔形成(曲折通畅的)Y字形水路，该Y字形水路能实现：冷却水从一个焊接卡套弯头进入圆盘腔体内，在圆盘腔体内经一侧的圆盘半周后，能分成两股水流进入另一侧，同样绕过另外的半周圆盘，最终从另一个焊接卡套弯头处出水；且隔水条的安装位置，与圆盘封板安装在圆盘上后，圆盘封板上的塞焊孔连线重合(安装过程中将圆盘封板放置在圆盘上，用记号笔点画圆盘封板上的16-Φ6通孔(塞焊孔)，拿走圆盘封板，根据图纸要求，将点连线就是隔水条位置，隔水条放置在划线痕迹上断续成型，焊接完成后形成曲折通畅的水路)；

所述圆盘固定座是扁圆柱体结构的圆盘固定座(圆盘固定座高度与底面直径设计比例为12:100)，圆盘固定座的一个底面为安装面，圆盘固定座利用安装面焊接固定在圆盘不开有圆形凹槽的底面上；圆盘固定座的另一个底面的中心有半球状的凹槽，该底面上还设有四个螺纹孔(在Φ90圆周上分布)，用于和旋板轴连接固定；

所述固定板是长方体块状结构的固定板(固定板的顶面设有对称的螺纹孔，间距为25毫米)，两块固定板分别焊接在圆盘不开有圆形凹槽的底面上；两根VP型带网柔性软管分别与对应的固定板连接(VP型带网柔性软管利用专用卡套以及螺钉与固定板连接，VP型带网柔性软管贯穿在固定板与专用卡套间隙内，起固定作用)；

所述焊接卡套弯头是带有水管接头的直角弯头，两个焊接卡套弯头分别焊接固定在圆盘不开有圆形凹槽的底面上，并分别与圆盘腔体连通；两个焊接卡套弯头分别与对应的VP型带网柔性软管连接；

所述旋板轴包括旋板轴加强筋、焊接卡套接头、旋板轴圆柱和圆柱工装，旋板轴加强筋、焊接卡套接头和旋板轴圆柱利用圆柱工装固定；

所述圆柱工装包括上定位块和下定位块；上定位块和下定位块都开有通孔，用于旋板轴圆柱贯穿并对旋板阀圆柱限位，且上定位块和下定位块的通孔位置都加工有沉孔(沉孔大小为旋板阀圆柱中间最大直径尺寸)；上定位块开有两处圆形槽，用于固定两个焊接卡套接头(焊接卡套接头是水管接头的一种，两个焊接卡套接头的图纸要求角度按图纸要求，一般采用两个焊接卡套接头相互位置为30°)，两个焊接卡套接头分别用于连接对应的VP型带网柔性软管；下定位块开有方形槽，用于固定旋板轴加强筋(装配时，将上下定位块套在旋板轴圆柱中紧配后，插入旋板轴加强筋以及两个焊接卡套接头，并焊接固定)；

所述旋板轴加强筋是细长方体结构的旋板轴加强筋(长宽比为340:40)，细长方体结构的一端用于插入圆柱工装的方形槽固定；细长方体结构的另一端设有三个贯穿通孔，用于和圆盘组件中圆盘固定座上的螺纹孔进行螺纹连接；

所述旋板轴圆柱是圆柱体结构的轴，该旋板轴圆柱的两端各设有不同的台阶(用于实现即旋板轴整个组件与其他零部件的装配)，且旋板轴圆柱的上端至少设有两个台阶；旋板轴圆柱的顶端加工有两个深孔A(Φ5)，旋板轴圆柱上端的第二个台阶面的侧面(焊接卡套接头处)也加工有两处深孔B(Φ5)，这四个深孔分别两两相通，且回路不交错(即一个深孔A与一个深孔B相通，另一个深孔A与另一个深孔B相通，但这两个回路不交错)；

圆盘组件、旋板轴和VP型带网柔性软管(上海荣建机械电子有限公司)螺纹连接装配，形成应用于单晶炉的旋板阀(旋板轴上的旋板阀加强筋上三处贯穿通孔和圆盘组件的圆盘固定座上的螺纹孔进行螺纹连接；VP型带网柔性软管两头带有外螺纹分别与旋板轴组件中的两处焊接卡套接头和圆盘组件中的两处焊接卡套弯头螺纹联接；在实际生产中，还可安装压盖，辅助装配)；装配完成后的应用于单晶炉的旋板阀内存在Y字形水路，外部水流能在Y字形水路上实现：

外部水流，能从旋板阀圆柱的一个深孔A，流到对应的一个焊接卡套接头，通过对应的VP型带网柔性软管达到圆盘组件中的焊接卡套弯头，外部水流进入圆盘腔体内作为冷却水使用；由于隔水条在圆盘腔体内的曲折结构，冷却水经圆盘半周后，分成两股水流进入另一侧，同样绕过另外半周圆盘，最终从圆盘组件的另一个焊接卡套弯头处出水，经过另一VP型带网柔性软管达到旋板轴组件中的另一焊接卡套接头，由旋板阀圆柱的另一个深孔A出水，形成水路(大大增加水流路径，从而提升冷却效果)。

作为进一步的改进，所述圆盘封板上的塞焊孔是指16个直径为6毫米的通孔(16-Φ6通孔)(16处通孔关系到隔水条排布，影响整个冷却水在圆盘腔体内的流向，由于圆盘组件中的焊接卡套弯头为进水出水口，所以隔水条排布将这两处对半分割为半圆形水路，再由隔水条将水路曲折，使冷却水绕过外圆半周，分流到异侧，由圆心处再绕另一半圆周，进入出水口)。

作为进一步的改进，所述圆盘、隔水条、圆盘封板、圆盘固定座、固定板、焊接卡套弯头、旋板轴加强筋、焊接卡套接头、旋板轴圆柱的材质均为304L不锈钢。

作为进一步的改进，旋板轴与圆盘组件的固定座利用1对六角螺母A级、标准型弹簧垫圈、平底垫圈连接，并保证旋板轴与圆盘面垂直。

作为进一步的改进，两根VP型带网柔性软管通过4对内六角圆柱头螺钉、标准型弹簧垫圈、平垫圈，固定在圆盘组件中的固定板上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的圆盘和圆盘封板焊接形成内部具有曲折水路的腔体结构，仅在两端具有进出水口，提高了旋板阀的密封性能；此外，因其内部的隔水条使冷却水进入圆盘焊接组件后能较长时间的滞留在旋板阀内，提高了冷却效率，从而提高单晶炉的硅棒单次生产重量，降低辅助材料的替换频率。

附图说明

图1为圆盘组件的结构示意图。

图2为圆盘组件的结构示意图。

图3为旋板轴的结构示意图。

图4为旋板轴的结构3D示意图。

图5为本实用新型的结构示意。

图中的附图标记为：1圆盘；2隔水条；3圆盘封板；4圆盘固定座；5固定板；6焊接卡套弯头；7旋板轴加强筋；8焊接卡套接头；9旋板轴圆柱。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

如图5所示的一种应用于单晶炉的旋板阀，包括圆盘1、隔水条2、圆盘封板3、圆盘固定座4、固定板5、焊接卡套弯头6、旋板轴加强筋7、焊接卡套接头8和旋板轴圆柱9。

圆盘1、隔水条2、圆盘封板3、圆盘固定座4、固定板5、焊接卡套弯头6、旋板轴加强筋7、焊接卡套接头8、旋板轴圆柱9均为304L不锈钢材质，无毛刺、划伤、缺料等，焊接区域以及周围20mm范围内的油污、锈蚀、水及其他杂质清理干净。

如图1、图2所示，圆盘1、隔水条2、圆盘封板3、圆盘固定座4、固定板5、焊接卡套弯头6焊接成圆盘焊接件，将圆盘封板3组装到圆盘1上，用记号笔标记定位，再拆开圆盘封板3，用记号笔在圆盘1上标注支撑柱点，划隔水条分布线，隔水条焊接为断续焊接，焊缝为断续角焊缝，焊缝间隔10mm，长度10mm，隔水条2两侧对称施焊，焊接参数参考焊接工艺规程，检查水流走向、直线度，并每批次1件拍照留底，圆盘封板3与圆盘1焊接：先点焊预制，坡口60°，余高0～1mm，焊接参数参考焊接工艺规程，16个支撑柱塞焊：先点焊预制，塞焊，余高0～1mm，焊接参数参考焊接工艺规程。整个圆盘焊接组件腔体中利用隔水条2形成唯一一条盘环型水道，仅进、出水口外接，水道充斥整个中腔体，然后将圆盘固定座4、固定板5、焊接卡套弯头6依次按照图纸设计要求焊接到圆盘封板3的相应位置。

如图3、图4所示，旋板轴加强筋7、焊接卡套接头8、旋板轴圆柱9焊接成旋板轴焊接件，旋板轴加强筋7与旋板轴圆柱9连接，利用专用工装，先点焊预制，角焊，焊缝5×45°，焊接参数参考工艺规程，焊接卡套接头8与旋板轴圆柱9焊接：利用专用工装，先点焊预制，角焊，焊缝5×45°；两个焊接卡套接头8成一定夹角，焊接后检验夹角角度，焊接参数参考焊接工艺规程。

圆盘组件、旋板轴、压盖和VP型带网柔性软管装配成应用于单晶炉的旋板阀，可参考图5。对该种应用于单晶炉的旋板阀进行检验，标准4.5Kg/cm2水压保持30分钟以上，无漏水现象。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种应用于单晶炉的旋板阀，其特征在于，包括圆盘组件和旋板轴；

所述圆盘组件包括圆盘、隔水条、圆盘封板、圆盘固定座、固定板和焊接卡套弯头；

所述圆盘是圆柱体结构的圆盘，且圆盘的一个底面上设有圆形凹槽；该圆形凹槽与底面为同心圆；

所述圆盘封板是直径与圆盘的底面直径相同的圆板，并与圆盘设有圆形凹槽的底面固定，使圆盘封板和圆盘外圆并齐，圆盘的圆形凹槽在两者之间形成圆盘腔体；圆盘封板上钻有至少两个塞焊孔，且该塞焊孔是塞焊处理过的塞焊孔；

所述隔水条呈Y字形焊接安装在圆盘的圆形凹槽内，实现将圆盘腔体分隔形成Y字形水路，该Y字形水路能实现：冷却水从一个焊接卡套弯头进入圆盘腔体内，在圆盘腔体内经一侧的圆盘半周后，能分成两股水流进入另一侧，同样绕过另外的半周圆盘，最终从另一个焊接卡套弯头处出水；且隔水条的安装位置，与圆盘封板安装在圆盘上后，圆盘封板上的塞焊孔连线重合；

所述圆盘固定座是扁圆柱体结构的圆盘固定座，圆盘固定座的一个底面为安装面，圆盘固定座利用安装面焊接固定在圆盘不开有圆形凹槽的底面上；圆盘固定座的另一个底面的中心有半球状的凹槽，该底面上还设有四个螺纹孔，用于和旋板轴连接固定；

所述固定板是长方体块状结构的固定板，两块固定板分别焊接在圆盘不开有圆形凹槽的底面上；两根VP型带网柔性软管分别与对应的固定板连接；

所述焊接卡套弯头是带有水管接头的直角弯头，两个焊接卡套弯头分别焊接固定在圆盘不开有圆形凹槽的底面上，并分别与圆盘腔体连通；两个焊接卡套弯头分别与对应的VP型带网柔性软管连接；

所述旋板轴包括旋板轴加强筋、焊接卡套接头、旋板轴圆柱和圆柱工装，旋板轴加强筋、焊接卡套接头和旋板轴圆柱利用圆柱工装固定；

所述圆柱工装包括上定位块和下定位块；上定位块和下定位块都开有通孔，用于旋板轴圆柱贯穿并对旋板阀圆柱限位，且上定位块和下定位块的通孔位置都加工有沉孔；上定位块开有两处圆形槽，用于固定两个焊接卡套接头，两个焊接卡套接头分别用于连接对应的VP型带网柔性软管；下定位块开有方形槽，用于固定旋板轴加强筋；

所述旋板轴加强筋是细长方体结构的旋板轴加强筋，细长方体结构的一端用于插入圆柱工装的方形槽固定；细长方体结构的另一端设有三个贯穿通孔，用于和圆盘组件中圆盘固定座上的螺纹孔进行螺纹连接；

所述旋板轴圆柱是圆柱体结构的轴，该旋板轴圆柱的两端各设有不同的台阶，且旋板轴圆柱的上端至少设有两个台阶；旋板轴圆柱的顶端加工有两个深孔A，旋板轴圆柱上端的第二个台阶面的侧面也加工有两处深孔B，这四个深孔分别两两相通，且回路不交错；

圆盘组件、旋板轴和VP型带网柔性软管螺纹连接装配，形成应用于单晶炉的旋板阀；装配完成后的应用于单晶炉的旋板阀内存在Y字形水路，外部水流能在Y字形水路上实现：

外部水流，能从旋板阀圆柱的一个深孔A，流到对应的一个焊接卡套接头，通过对应的VP型带网柔性软管达到圆盘组件中的焊接卡套弯头，外部水流进入圆盘腔体内作为冷却水使用；由于隔水条在圆盘腔体内的曲折结构，冷却水经圆盘半周后，分成两股水流进入另一侧，同样绕过另外半周圆盘，最终从圆盘组件的另一个焊接卡套弯头处出水，经过另一VP型带网柔性软管达到旋板轴组件中的另一焊接卡套接头，由旋板阀圆柱的另一个深孔A出水，形成水路。

2.根据权利要求1所述的一种应用于单晶炉的旋板阀，其特征在于，所述圆盘封板上的塞焊孔是指16个直径为6毫米的通孔。

3.根据权利要求1所述的一种应用于单晶炉的旋板阀，其特征在于，所述圆盘、隔水条、圆盘封板、圆盘固定座、固定板、焊接卡套弯头、旋板轴加强筋、焊接卡套接头、旋板轴圆柱的材质均为304L不锈钢。

4.根据权利要求1所述的一种应用于单晶炉的旋板阀，其特征在于，旋板轴与圆盘组件的固定座利用1对六角螺母A级、标准型弹簧垫圈、平底垫圈连接，并保证旋板轴与圆盘面垂直。

5.根据权利要求1所述的一种应用于单晶炉的旋板阀，其特征在于，两根VP型带网柔性软管通过4对内六角圆柱头螺钉、标准型弹簧垫圈、平垫圈，固定在圆盘组件中的固定板上。