[實用新型]用于單晶爐的外部連續(xù)投料機(jī)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120233860.1
• 申請日: 2011-07-04
• 公開（公告）號: CN202202013U
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱亮;曹建偉;邱敏秀;王魏;沈興潮
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江晶盛機(jī)電股份有限公司
• 主分類號: C30B15/02
• 分類號: C30B15/02;C30B29/06
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及直拉硅單晶生長設(shè)備的輔助設(shè)備，特別涉及一種用于單晶爐的外部連續(xù)投料機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的直拉硅單晶爐在完成一爐原料拉晶生產(chǎn)后，需為準(zhǔn)備新一爐的生產(chǎn)做很多繁雜的前期工作，包括停爐冷卻、擦爐、裝料、抽真空、化料等工序。這些繁雜的前期工作，浪費(fèi)了很多時間。因為，每個生產(chǎn)周期投料量越多，拉制晶體越重，單位能源越小，效率也越高。自直拉法硅單晶生長爐投入使用以來，迄今已有93年，但這樣的狀況始終未能得到有效改進(jìn)。此外，石英坩堝自身是有使用壽命的，如何在其使用壽命期間最大限度的提高單爐投料量，提高石英坩堝利用率，一直給相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)帶來嚴(yán)重困擾。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于單晶爐的外部連續(xù)投料機(jī)構(gòu)。

為解決技術(shù)問題，本實用新型的方案是：使用一大一小兩根石英管作為送料通道，大石英管套在小石英管外，通過傳動機(jī)構(gòu)控制大石英管的伸縮，球閥或翻板閥用來隔離主爐與投料機(jī)構(gòu)，能夠?qū)ν读蠙C(jī)構(gòu)單獨(dú)完成抽真空和充氬氣，放料閥門用來投放多晶硅料，通過控制放料閥門開度控制多晶硅料放料速度。

本實用新型提供了一種用于單晶爐的外部連續(xù)投料機(jī)構(gòu)，包括一個帶密封蓋的料倉，料倉底部設(shè)放料閥門；放料閥門接于一根放料內(nèi)管，放料內(nèi)管的外面套設(shè)一根放料外管；放料外管與一個用于實現(xiàn)放料外管沿放料內(nèi)管延長方向伸縮的傳動機(jī)構(gòu)連接，放料內(nèi)管、放料外管及傳動機(jī)構(gòu)均設(shè)于氣密筒中；氣密筒底端設(shè)一個球閥或翻板閥，單晶爐的主爐室上部設(shè)有一投料口，投料口與球閥或翻板閥氣密連接。

作為一種改進(jìn)，所述密封蓋通過O型圈與料倉實現(xiàn)密封。

作為一種改進(jìn)，所述放料內(nèi)管或放料外管為石英管。

作為一種改進(jìn)，所述放料閥門、球閥或翻板閥由氣動裝置實現(xiàn)閥門開閉控制。

作為一種改進(jìn)，所述傳動機(jī)構(gòu)包括控制開關(guān)、步進(jìn)電機(jī)和傳動索。

作為一種改進(jìn)，所述氣密筒的壁上設(shè)置至少一個帶閥門的接口。

作為一種改進(jìn)，所述主爐室上部的投料口是斜向開設(shè)的，使得放料內(nèi)管及放料外管與豎直方向呈一夾角。

作為一種改進(jìn)，所述放料外管沿放料內(nèi)管延長方向伸出并到達(dá)限位點后，放料外管末端距離主爐室內(nèi)部的熔體表面50mm～200mm。

作為一種改進(jìn)，所述翻板閥的結(jié)構(gòu)為：翻板閥內(nèi)部閥板的一側(cè)活動連接于轉(zhuǎn)動軸，閥板由氣動裝置控制實現(xiàn)動作：打開狀態(tài)時氣密筒與主爐室連通，關(guān)閉狀態(tài)時通過閥板上的O型圈實現(xiàn)密封。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型可在不需要停爐的情況下實現(xiàn)裝料，以便連續(xù)生長多根晶體，節(jié)省了停爐冷卻、擦爐、裝料、抽真空、化料等步驟所需的時間，大幅提高了生產(chǎn)效率，提高石英坩堝利用率。經(jīng)測試，采用本實用新型后，可實現(xiàn)單爐拉制3根以上單晶，單臺單晶爐每年因此增加有效運(yùn)行時間可達(dá)500小時，因此至少可提高生產(chǎn)效率達(dá)8％以上。單爐單晶產(chǎn)量由80kg提高到180kg以上，石墨坩堝有效使用時間增加80％，石英坩堝使用效率提高200％以上，單位產(chǎn)能耗電節(jié)省超過30％，有效降低成本。

附圖說明

圖1為具備外部連續(xù)投料機(jī)構(gòu)的單晶爐的示意圖；

圖2為圖1中單晶爐的加料時的示意圖；

附圖標(biāo)記：1料倉，2放料閥門，3放料內(nèi)管，4傳動機(jī)構(gòu)，5氣密筒，6放料外管，7氣動裝置二，8接口，9翻板閥，10?O型圈一，11主爐室，12氣動裝置一，13密封蓋，14?O型圈二

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)表述。

本實用新型中用于單晶爐的外部連續(xù)投料機(jī)構(gòu)，包括一個帶密封蓋13的料倉1，中間用O型圈二14進(jìn)行密封連接，底部設(shè)放料閥門2；料倉1用于承裝多晶硅料，單次承裝多晶硅料總重量不小于30kg。

放料閥門2通過氣動裝置一12控制放料量，放料內(nèi)管3的外面套設(shè)一根石英材質(zhì)的放料外管6；放料外管6與一個用于實現(xiàn)放料外管6沿放料內(nèi)管3延長方向伸縮的傳動機(jī)構(gòu)4連接。傳動機(jī)構(gòu)4包括控制開關(guān)、步進(jìn)電機(jī)和傳動索，可采用慣常技術(shù)實現(xiàn)。放料內(nèi)管3、放料外管6及傳動機(jī)構(gòu)4均設(shè)于氣密筒5中，氣密筒5底端設(shè)一個翻板閥9，翻板閥上有O型圈一10實現(xiàn)氣密筒5與主爐室11之間氣密連接；氣密筒5的壁上設(shè)置帶閥門的接口8，用于抽真空和充氬氣。

與之相配套的單晶爐，其主爐室上部設(shè)有一投料口，投料口與氣密筒5底端的翻板閥9氣密連接。因為投料口是斜向開設(shè)的，使得放料內(nèi)管3及放料外管6與豎直方向呈一夾角。