RU49531U1

RU49531U1 - DEVICE FOR FILLING RAW MATERIALS IN THE CIGEL

Info

Publication number: RU49531U1
Application number: RU2005123976/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Иосифович Голубов; С.Л. Сорокин; Ю.С. Панина; А.М. Старков; В.А. Тарадей; В.И. Леденёв
Original assignee: Открытое акционерное общество "Подольский химико-металлургический завод"
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2005-11-27

Abstract

Полезная модель относится к выращиванию монокристаллов кремния по методу Чохральского, в частности к устройствам для дозагрузки сырья в тигель. Устройство содержит цилиндрический резервуар с упором, установленным на его наружной поверхности, и запорный элемент. В нижней части резервуара установлена цилиндрическая втулка. Запорный элемент выполнен в виде конуса, соединенного в своей вершине с нижним концом штока, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали в цилиндрическом кожухе, жестко смонтированном в резервуаре соосно ему, Верхний конец штока сообщен с механизмом перемещения резервуара со штоком, а внутренняя поверхность втулки в верхней и нижней ее частях выполнена конической. Полезная модель позволит упростить конструкцию и повысить надежность ее работы.The utility model relates to the growth of silicon single crystals by the Czochralski method, in particular, to devices for reloading raw materials into a crucible. The device comprises a cylindrical tank with a stop mounted on its outer surface, and a locking element. A cylindrical sleeve is installed at the bottom of the tank. The locking element is made in the form of a cone connected at its apex to the lower end of the rod, mounted with the possibility of reciprocating movement vertically in a cylindrical casing rigidly mounted in the tank coaxially with it, the upper end of the rod is in communication with the mechanism for moving the tank with the rod, and the inner surface bushings in its upper and lower parts are made conical. The utility model will simplify the design and increase the reliability of its work.

Description

Полезная модель относится к выращиванию монокристаллов кремния по методу Чохральского, в частности к устройствам для дозагрузки сырья в тигель.The utility model relates to the growth of silicon single crystals by the Czochralski method, in particular, to devices for reloading raw materials into a crucible.

Для увеличения эффективности использования объема тигля при выращивании слитков методом Чохральского производят увеличение количества используемой шихты путем дозагружения шихты в тигель после расплавления загруженной ранее части. Для реализации этого способа используют дозагрузочные устройства различной конструкции.To increase the efficiency of using the volume of the crucible when growing ingots by the Czochralski method, the amount of charge used is increased by reloading the charge into the crucible after melting the previously loaded part. To implement this method, pre-loading devices of various designs are used.

Известно устройство для повторной загрузки материала в тигель, содержащее резервуар с открывающимся днищем из двух створок, узел крепления резервуара к механизму перемещения, фиксирующее кольцо, размещенное снаружи резервуара и жестко связанное с ним. Узел крепления резервуара к механизму перемещения выполнен в виде последовательно соединенных гибких тяг, проходящих по боковой поверхности резервуара с двух противоположных его сторон с образованием подвески над верхним основанием резервуара, а концы тяг соединены со створками (RU 2190047 С2, 27.09.2002).A device for re-loading material into a crucible is known, which comprises a tank with an opening bottom of two wings, a unit for attaching the tank to the movement mechanism, a locking ring placed outside the tank and rigidly connected with it. The attachment site of the tank to the movement mechanism is made in the form of series-connected flexible rods passing along the side surface of the tank from its two opposite sides with the formation of a suspension above the upper base of the tank, and the ends of the rods are connected to the valves (RU 2190047 C2, 09.27.2002).

Недостатком данной конструкции является наличие большого числа конструктивных элементов, ненадежное закрытие створок, что приводит к неконтролируемому просыпанию шихты, особенно ее мелких фракций. Использование гибких тяг также имеет ряд негативных особенностей - на этапах загрузки резервуара шихтой, помещения резервуара в камеру выращивания и разгрузки резервуара в камере выращивания возможно ослабление тяг, что может привести к аварийной ситуации.The disadvantage of this design is the presence of a large number of structural elements, unreliable closure of the valves, which leads to uncontrolled spilling of the charge, especially its small fractions. The use of flexible rods also has a number of negative features - at the stages of loading the tank with a charge, placing the tank in the growing chamber and unloading the tank in the growing chamber, it is possible to weaken the rods, which can lead to an emergency.

Техническим результатом предложенной полезной модели является устранение указанных недостатков, упрощение конструкции за счет снижения числа конструктивных элементов, повышение надежности ее работы.The technical result of the proposed utility model is to eliminate these drawbacks, simplifying the design by reducing the number of structural elements, increasing the reliability of its operation.

Указанный технический результат достигается за счет того, в устройстве для дозагрузки сырья в тигель, содержащем цилиндрический резервуар с упором, установленным на его наружной поверхности, и запорный элемент, в нижней части резервуара установлена цилиндрическая втулка, запорный элемент выполнен в виде конуса, соединенного в своей вершине с нижним концом штока, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали в цилиндрическом кожухе, жестко смонтированном в резервуаре соосно ему, верхний конец штока соединен с механизмом перемещения резервуара со штоком, а внутренняя поверхность втулки в верхней и нижней ее частях выполнена конической.The specified technical result is achieved due to the fact that in the device for reloading raw materials into the crucible containing a cylindrical tank with a stop mounted on its outer surface, and a locking element, a cylindrical sleeve is installed in the lower part of the tank, the locking element is made in the form of a cone connected in its the top with the lower end of the rod installed with the possibility of reciprocating movement vertically in a cylindrical casing rigidly mounted in the tank coaxially with it, the upper end of the rod with It is connected with the mechanism for moving the tank with the rod, and the inner surface of the sleeve in the upper and lower parts is conical.

Кроме того, конус запорного элемента соединен с нижним концом штока посредством гайки-держателя, установленной в вершине конуса запорного элемента.In addition, the cone of the locking element is connected to the lower end of the rod by means of a holding nut mounted at the top of the cone of the locking element.

Кроме того, угол наклона конической поверхности запорного элемента и конических поверхностей втулки к горизонтали превышает угол естественного откоса материала сырья.In addition, the angle of inclination of the conical surface of the locking element and the conical surfaces of the sleeve to the horizontal exceeds the angle of repose of the raw material.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 изображено устройство для дозагрузки сырья в тигель, общий вид.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a device for reloading raw materials into a crucible, General view.

Устройство для дозагрузки сырья в тигель содержит цилиндрический резервуар 1 с установленным на его наружной поверхности упором 2, запорный элемент 3.A device for reloading raw materials into a crucible contains a cylindrical tank 1 with a stop 2 mounted on its outer surface, a locking element 3.

В нижней части резервуара 1 установлена цилиндрическая втулка 4. Запорный элемент 3 выполнен в виде конуса, соединенного посредством гайки-держателя 5, установленной в его вершине, с нижним концом штока 6.A cylindrical sleeve 4 is installed in the lower part of the tank 1. The locking element 3 is made in the form of a cone connected by means of a nut-holder 5 installed at its top with the lower end of the rod 6.

Шток 6 установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения по вертикали в цилиндрическом кожухе 7, жестко смонтированном в резервуаре 1 соосно ему. Верхний конец штока 6 посредством кольца 8 The rod 6 is mounted with the possibility of reciprocating movement vertically in a cylindrical casing 7, rigidly mounted in the tank 1 coaxially with it. The upper end of the stem 6 through the ring 8

сообщен с механизмом (на чертеже не показан) перемещения резервуара 1 со штоком 6.communicated with a mechanism (not shown) for moving the tank 1 with the rod 6.

Внутренняя поверхность втулки 4 в верхней и нижней ее частях выполнена конической.The inner surface of the sleeve 4 in the upper and lower parts is conical.

Угол наклона конической поверхности запорного элемента 3 и конических поверхностей втулки 4 к горизонтали превышает угол естественного откоса материала сырья.The angle of inclination of the conical surface of the locking element 3 and the conical surfaces of the sleeve 4 to the horizontal exceeds the angle of repose of the raw material.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В резервуар 1 укладывают загружаемый материал для дозагрузки тигля с расплавом. Шток 6 через кольцо 8 связан с механизмом перемещения, который производит опускание резервуара 1 со штоком 6 в камеру (на чертеже не показана) с тиглем.In the tank 1 stack the feed material for additional loading of the melt crucible. The rod 6 through the ring 8 is connected with the movement mechanism, which lowers the reservoir 1 with the rod 6 into the chamber (not shown) with the crucible.

По мере опускания резервуара 1 в камеру упор 2 взаимодействует с опорой, выполненной в камере. Происходит центрирование резервуара 1 относительно оси тигля.As the reservoir 1 is lowered into the chamber, the emphasis 2 interacts with the support made in the chamber. The centering of the tank 1 relative to the axis of the crucible.

В то время как резервуар 1 остается неподвижным, шток 6 продолжает свое движение строго по вертикали по оси резервуара 1 вниз, открывая запорный элемент 3, выполненный в виде конуса. Шихта по конической поверхности высыпается в тигель. Интенсивность разгрузки шихты из резервуара 1 регулируют с помощью механизма перемещения.While the reservoir 1 remains stationary, the rod 6 continues its movement strictly vertically along the axis of the reservoir 1 downward, opening the locking element 3, made in the form of a cone. The mixture on the conical surface is poured into a crucible. The intensity of the discharge of the charge from the tank 1 is regulated using the movement mechanism.

После окончания загрузки резервуар 1 извлекают из камеры с тиглем, поднимая его вверх.After loading is completed, the tank 1 is removed from the chamber with the crucible, lifting it up.

Полезная модель позволит упростить конструкцию и повысит надежность ее работы. Использование установленного на штоке конусного клапана и цилиндрической втулки, внутренняя поверхность которой в верхней и нижней ее частях выполнена конической обеспечивает надежную центровку дозагрузочного устройства и фокусировку потока разгружаемого сырья, позволяет надежнее и плотнее осуществлять закрытие клапана. Кроме того, конусное тело клапана позволяет производить высыпание шихты с минимально возможной высоты. Основная составляющая скорости падающих кусочков The utility model will simplify the design and increase the reliability of its work. The use of a cone valve and a cylindrical sleeve mounted on the rod, the inner surface of which is made conical in its upper and lower parts, ensures reliable centering of the loading device and focusing of the flow of unloaded raw materials, which makes it possible to more reliably and densely close the valve. In addition, the conical body of the valve allows the precipitation of the mixture from the lowest possible height. The main component of the speed of falling pieces

шихты является тангенциальной к поверхности расплава, что препятствует повреждению тигля или разбрызгиванию расплава при дозагрузке.the charge is tangential to the surface of the melt, which prevents damage to the crucible or spraying of the melt during reloading.

Claims

1. A device for reloading raw materials into a crucible containing a cylindrical tank with a stop mounted on its outer surface and a locking element, characterized in that a cylindrical sleeve is installed in the lower part of the tank, the locking element is made in the form of a cone connected at its apex to the lower end rod, the latter is installed with the possibility of reciprocating movement vertically in a cylindrical casing rigidly mounted in the tank coaxially with it, the upper end of the rod is connected to the movement mechanism p the reservoir with the rod, and the inner surface of the sleeve in the upper and lower parts is conical.

2. The device according to claim 1, characterized in that the cone of the locking element is connected to the lower end of the rod by means of a holding nut mounted at the top of the cone of the locking element.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the angle of inclination of the conical surface of the locking element and the conical surfaces of the sleeve to the horizontal exceeds the angle of repose of the raw material.