[發明專利]電動熱屏提升裝置

無效

• 申請號: 201310340040.6
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103451720A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 朱亮;王巍;湯成偉;郭建宇;周建燦
• 申請（專利權）人: 杭州慧翔電液技術開發有限公司;浙江晶盛機電股份有限公司
• 主分類號: C30B15/00
• 分類號: C30B15/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術領域

本發明是關于直拉硅單晶爐設備，特別涉及電動熱屏提升裝置。

背景技術

近些年，硅做為新能源材料，發揮著越來越重要的作用。在現有單晶硅加工過程中，一般利用熱屏來減少熱輻射和熱量損失，減少熱對流，加快蒸汽揮發，加快晶體的冷卻從而提高拉晶速度。

由于熱屏的引入，熱屏底部伸入石英坩堝內部，致使裝原料時不能裝的太多，導致每爐生長的單晶有限，工作效率不高。晶體生長結束后，熱系統中石英坩堝內部的熱量散失慢，延長了取單晶時間。

為了解決以上問題，需要熱屏具有可升降功能，熱屏升起可使同一規格石英坩堝裝入更多硅料，在硅料熔化后在將熱屏降下來起到熱屏應有的作用，晶體生長結束后，熱屏升起加快熱系統中石英坩堝內熱量散失。

傳統的熱屏提升裝置主要通過手輪操作，人力為動力，多處提升點之間軟軸連接，操作比較費時費力，且軟軸連接會出現不同步現象，從而會導致熱屏出現傾斜，嚴重影響了坩堝內部的溫度排布，影響了晶體的生長。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的不足，提供一種改進了多處提升點之間不同步現象的自動化的熱屏提升裝置。為解決上述技術問題，本發明的解決方案是：

提供電動熱屏提升裝置，用于控制直拉硅單晶爐設備中熱屏的升降，所述電動熱屏提升裝置包括脈沖發生器和至少兩個提升裝置，提升裝置包括電動裝置、直線運動單元、調節旋鈕、密封座、波紋管、提升桿和提升爪，提升爪連接在提升桿的一端，能對熱屏提供支撐，提升桿的另一端通過波紋管與密封座再與調節旋鈕連接，密封座安裝在直線運動單元上，直線運動單元用于提供密封座進行直線運動的軌道，直線運動單元與電動裝置相連，所述電動裝置包括電機及驅動器；脈沖發生器與各個驅動器分別相連接。

作為進一步的改進，所述密封座內設有X型圈，提升爪通過密封座的X型圈。

作為進一步的改進，所述調節旋鈕用于手動控制提升爪和熱屏的分開、銜接。

作為進一步的改進，所述電機為步進電機，驅動器為步進電機驅動器。?

作為進一步的改進，所述電動熱屏提升裝置水平安裝在直拉硅單晶爐的爐蓋上。

提供基于所述的電動熱屏提升裝置的控制方法，利用所述電動熱屏提升裝置控制直拉硅單晶爐設備中熱屏的升降時，熱屏的提升速度滿足公式：v=?L×v₁、m×g×S=1/2m×v?2?、T=h/v和W＞m×g×v，其中v?為熱屏的提升速度，L為直線運動單元的螺距，即當電機旋轉一圈，直線運動單元相應垂直方向上升的距離，?v₁為電機的轉速，m為熱屏的質量，g為重力加速度，S為熱屏由于慣性力上升的高度，S的值小于0.5mm，且T是熱屏運動單位距離所需的時間，h是單位距離，W為電機功率。

作為進一步的改進，所述熱屏的提升速度在1mm/s～10mm/s之間。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

在傳統熱屏提升的基礎上改進為電動提升裝置，并采用一個脈沖發生器連接各個驅動器來控制步進電機，這樣保證了多處提升點實現同步升降，增強了可靠性，也為實現熱屏提升的自動化控制奠定了基礎。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

圖中的附圖標記為：1電動裝置；2直線運動單元；3脈沖發生器；4調節旋鈕；5密封座；6波紋管；7提升桿；8提升爪；9爐蓋；10熱屏。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述：

圖1中的電動熱屏提升裝置水平安裝在直拉硅單晶爐的爐蓋9上，包括脈沖發生器3和兩個提升裝置，用于按照生產需要控制直拉硅單晶爐設備中的熱屏10升降。提升裝置包括電動裝置1、直線運動單元2、調節旋鈕4、密封座5、波紋管6、提升桿7和提升爪8。提升爪8連接在提升桿7的一端，能對熱屏10提供支撐，提升桿7的另一端通過波紋管6、密封座5內的X型圈以及密封座5后再與調節旋鈕4連接，實現提升桿7升降和旋轉時爐體內外密封。提升爪8和提升桿7通過手動旋轉調節旋鈕4，調節與熱屏10處于分開、銜接二種狀態。密封座5安裝在直線運動單元2上，直線運動單元2用于提供密封座5進行直線運動的軌道，直線運動單元2與電動裝置1相連，所述電動裝置1包括電機及驅動器，電機為步進電機，驅動器為步進電機驅動器。脈沖發生器3與各個驅動器分別相連接，進而通過同一個脈沖信號控制多個電機，實現同步升降。