专利名称:一种防止硅芯断损的升降装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种防止硅芯断损的升降装置，其包括依次相连的驱动机构、齿轮机构、升降机构和托盘，托盘支撑在升降机构上，齿轮机构在驱动机构的驱动下转动，升降机构能够将齿轮传动机构中的旋转运动转换为直线运动，以使托盘在升降机构的带动下作升降运动。该升降装置的结构简单，且使用方便、制作成本低、且使用时不会影响硅芯的正常生产。
【专利说明】一种防止硅芯断损的升降装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于硅芯制备【技术领域】，具体涉及一种防止硅芯断损的升降装置。
【背景技术】
[0002]近年来，由于硅芯生产的多元化，硅芯制备通常采用区熔法。由于硅是半导体材料，具有温度越高，电阻越低的负阻效应。区熔法拉制的硅芯用于多晶硅生产载体，适用于还原炉内加热后或高压击穿后生长多晶硅。硅芯的生产工艺从最早的一次拉制一根的一炉次工艺，发展到现在一炉次能够拉制十多根，生产效率大大提高，但是区熔法生产硅芯时对操作要求较高，多根硅芯拉制工艺完全实现自动化控制较困难。而硅芯的直径范围为7-10mm，目前存在操作者劳动强度大的问题，并且在拉制完成以后，从上炉室剪制的过程中，由于时间原因而导致硅芯的整体温度仍然比较高，同时硅芯又是一种易断、易碎产品，其长度在2500-2800mm之间，因此经常发生硅芯掉落事件，导致成品硅芯断损率高，造成成本的浪费。
[0003]目前主要是采用升降装置来避免硅芯掉落，以希望把硅芯断损损耗降到最低。现有的升降装置主要存在以下问题:
[0004]第一，升降装置通过液压传动来实现控制。然而液压传动方式需要利用液压油，但硅芯炉室内通常不能出现油类的物质，这样就会使拉制出的硅芯出现不合格的现象，从而提高了硅芯的造价，使得成本高。
[0005]第二，现有的升降装置结构复杂，且不易操作，更重要的是，不能很好的保护拉制成的娃芯。
[0006]由于硅芯掉落而导致的硅芯断损的数目非常严重，每年因硅芯断损而导致的损失数量巨大，在多晶硅生产企业中，接近80%的企业还在采用硅芯当载体来生产多晶硅，因此对整个行业来说硅芯成品后的断损率是不能被忽视的。因此，亟需一种升降装置，以解决上述技术问题。
实用新型内容
[0007]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种不需要采用液压油，且结构简单、便于操作的防止硅芯断损的升降装置。
[0008]解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该防止硅芯断损的升降装置包括依次相连的驱动机构、齿轮机构、升降机构和托盘，托盘支撑在升降机构上，齿轮机构在驱动机构的驱动下转动，升降机构能够将齿轮传动机构中的旋转运动转换为直线运动，以使托盘在升降机构的带动下作升降运动。
[0009]优选的是，所述升降机构包括内螺纹管、螺杆和防旋转管，所述内螺纹管与齿轮机构的输出端相连，所述螺杆设于内螺纹管内部并与内螺纹管螺纹连接，螺杆的下端为棱柱结构，所述防旋转管套设在螺杆下端的棱柱结构上，以使得螺杆无法随内螺纹管转动。
[0010]优选的是，所述螺杆下端的棱柱结构为六棱柱，相应地，防旋转管采用六角管。
[0011]优选的是，所述齿轮机构包括大锥齿轮和与大锥齿轮啮合的小锥齿轮，所述大锥齿轮的输入端与驱动机构相连，小锥齿轮与内螺纹管连接。
[0012]优选的是，所述大锥齿轮的齿数大于小锥齿轮的齿数。
[0013]优选的是，所述驱动机构采用手动驱动机构，该手动驱动机构包括转轴和手柄，大锥齿轮固设在转轴上，手柄与转轴的一端连接。
[0014]优选的是，所述托盘的形状与硅芯炉的内部形状相适配。
[0015]优选的是，该装置还包括缓冲面板，缓冲面板设置在托盘上，缓冲面板采用防烫、有弹性的材料制成。
[0016]优选的是，所述缓冲面板采用高温玻璃棉毡或海绵制成。
[0017]本实用新型升降装置的有益效果是:由于该升降装置不需要采用液压油，而是用硅脂来润滑，不会污染炉室而达到高纯卫生的要求，即可以解决硅芯炉中的卫生问题，避免不合格品的出现；该升降装置通过手动驱动机构实现手动调节托盘的高度，从而可解决因不同类型的硅芯炉的高度不一的问题，也可以避免因硅芯炉内部的支撑支架高度不够而无法使用的现象，因而可适用于现有的硅芯生产的一芯炉、三芯炉、五芯炉、六芯炉、七芯炉等一系列的硅芯拉制设备中(根据尺寸大小可适当调节装置的高度)，并能够很好地保护线圈及硅芯的完好，使硅芯的断损率降到最低；通过在托盘上安置缓冲面板，硅芯在下落过程中，与缓冲面板形成软性碰撞，形成缓冲的效果，因而可以保护硅芯，以避免硅芯发生断损。
[0018]该升降装置的结构简单，且使用方便、制作成本低、且使用时不会影响硅芯的正常生产。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型实施例1中防止硅芯断损的升降装置的结构示意图；
[0020]图2为本实用新型实施例1中防止硅芯断损的升降装置的立体图；
[0021]图3为本实用新型实施例1中防止硅芯断损的升降装置在硅芯炉内部的安装位置图。
[0022]图中:1-托盘；2_内螺纹管；3-轴承；4_小维齿轮；5_大维齿轮；6_手柄；7_转轴；8-轴承；9-螺母；10_螺栓；11_机箱；12-安装座；13-防旋转管；14_螺杆；15_支架；16-底座；17-硅芯炉；18-缓冲面板。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0024]本实用新型防止硅芯断损的升降装置包括依次相连的驱动机构、齿轮机构、升降机构和托盘，托盘支撑在升降机构上，齿轮机构在驱动机构的驱动下转动，升降机构能够将齿轮传动机构中的旋转运动转换为直线运动，以使托盘在升降机构的带动下作升降运动。
[0025]以下结合实施例对本实用新型进行详细说明。
[0026]实施例1:
[0027]如图1、2所示，本实施例中，该防止硅芯断损的升降装置包括机座，还包括依次相连的驱动机构、齿轮机构、升降机构和托盘1，托盘支撑在升降机构上，齿轮机构在驱动机构的驱动下转动，升降机构能够将齿轮传动机构中的旋转运动转换为直线运动，以使托盘I在升降机构的带动下作升降运动。
[0028]其中，机座包括底座16、支架15和机箱11。所述齿轮机构设于机箱11内。本实施例中，具体地，底座16为圆形底座，支架15包括三根支撑杆，三根支撑杆均设在底座16上，机箱11安装在安装座12上，安装座12安装在三根支撑杆的上端。
[0029]本实施例中，支架中的三根支撑杆根据现在三点定位原理能够起到很好的稳固作用，且拆卸和安装都极为方便。
[0030]优选地，本实施例中，所述升降机构包括内螺纹管2、螺杆14和防旋转管13，螺杆14的上部设有外螺纹，螺杆的下部为六棱柱结构，螺杆的上部安装在内螺纹管内并与内螺纹管2之间螺纹连接，防旋转管13为六角管，防旋转管13套设在螺杆下部的六棱柱结构上，以用于约束螺杆14，使螺杆14无法随内螺纹管2的转动而转动。
[0031]优选地，所述齿轮机构包括大锥齿轮5和小锥齿轮4，所述驱动机构采用手动驱动机构，该手动驱动机构包括转轴7和手柄6。其中，大锥齿轮5与小锥齿轮4啮合，转轴的一端伸入机箱11中，大锥齿轮5套设在转轴7伸入机箱的一端上，手柄6设置在转轴7的另一端，小锥齿轮4与内螺纹管2连接。
[0032]本实施例中，大锥齿轮的齿数与小锥齿轮的齿数比为5:3。
[0033]如图1所示，机箱11的顶部设有开孔，内螺纹管2的上端从该开孔中穿出，螺杆14的顶端从内螺纹管2中伸出而与托盘I的底部固定连接。
[0034]本实施例中，托盘I对掉落的硅芯起支撑作用。优选地，如图2所示，优选托盘I的形状为半椭圆形。在实际使用中，托盘I的形状与硅芯炉17的内部形状相适配(如图3所示)。
[0035]通过调整托盘I的角度，从而可以适当调节整个升降装置的方位。
[0036]本实施例中，托盘I的厚度为3_5mm，其长度和宽度因不同硅芯炉的内部尺寸而定。
[0037]优选地，该升降装置还包括缓冲面板，所述缓冲面板设置在托盘I上。
[0038]通过在托盘上方安置一个缓冲面板，以避免硅芯下落时与托盘接触形成硬性碰撞而导致硅芯断损，这样，在硅芯掉落以后，硅芯直接与缓冲面板形成缓冲碰撞，对硅芯起到很好的缓冲，避免其直接断损。
[0039]缓冲面板的材质选择原则是:材质柔软，且防烫、富有弹性、耐高温(耐热温度为50?100度)、且具有一定的韧性，长期使用不会发生形变。上述设定缓冲面板的材料选择原则的目的是，当硅芯炉中刚拉制完硅芯时，由于整体炉室内温度过高，所以在缓冲材料的选择上要求缓冲面板具有耐高温，弹性好，且在硅芯掉落时可以起到很好的缓冲作用，这样在缓冲面板发生很大的形变下，硅芯就能够出现很大的自身能量的释放，因此缓冲面板可以有效地保护好硅芯，避免硅芯发生断损而导致的成本浪费。
[0040]优选缓冲面板采用高温玻璃棉毡或海绵制成；优选缓冲面板的厚度为20?30mm。
[0041]该升降装置工作时，通过转动手柄6带动大锥齿轮5转动，由于大锥齿轮5与小锥齿轮4啮合，使得小锥齿轮4也随之转动，而小锥齿轮4与内螺纹管2固定连接，内螺纹管2与轴承3铰接，所以小锥齿轮4的转动会带动内螺纹管2在轴承3内转动，又由于内螺纹管2与螺杆14的上部通过螺纹连接，而螺杆14的下部为六棱柱结构，且螺杆14的下端安装在防旋转管13内，这样，螺杆14相对于防旋转管13只会产生上下移动，即升降运动，而不会作相对转动，由于内螺纹管2与螺杆14是螺纹连接，所以当内螺纹管2转动时，螺杆14只会作升降运动，从而带动托盘I作升降移动，达到调节高度的目的。
[0042]本实施例中的升降装置可以通过手动升降托盘来满足不同硅芯炉的要求，避免了因高度不够而无法使用的现象，并且通过手柄调节升降装置来满足支撑支架的高度，通过托盘对掉落的硅芯所起的支撑作用，实现硅芯掉落后力的释放，同时通过托盘上的缓冲面板的弹性，从而可以很好地保护硅芯，防止其发生断损。
[0043]本实施例中升降装置的结构简单而使用方便，且能运用于现在的一芯炉、三芯炉、五芯炉、六芯炉、七芯炉等一系列的硅芯拉制设备中，方便拆卸，在运用过程中也不会影响到硅芯的拉制，且可以很好的保护硅芯在剪制过程中的完好率；同时，由于该升降装置不需要采用液压油，因此也可以解决硅芯炉中高纯卫生的问题，避免不合格品的出现。
[0044]具体来说，本实施例中的升降装置具有以下优点:
[0045]1、结构紧凑，占用空间小，具有一定的承受载荷能力；
[0046]2、通过大锥齿轮带动小锥齿轮转动，这样手动旋转手柄I圈，螺杆便会旋转多圈，升降的效率尚;
[0047]3、采用防旋转管来约束螺杆下端的棱柱结构，这种约束结构，不会使螺杆产生相对旋转，且结构简单，易于实现，并且在运动过程中不会产生较大的冲击；
[0048]4、采用螺旋传动，使装置自身具有自锁功能，不需要额外设置自锁机构；
[0049]5、机座中的支架根据现在三点定位起到很好的稳定作用，拆卸方便，容易取，也容易安装。
[0050]可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种防止硅芯断损的升降装置，其特征在于，包括依次相连的驱动机构、齿轮机构、升降机构和托盘，托盘支撑在升降机构上，齿轮机构在驱动机构的驱动下转动，升降机构能够将齿轮传动机构中的旋转运动转换为直线运动，以使托盘在升降机构的带动下作升降运动。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述升降机构包括内螺纹管、螺杆和防旋转管，所述内螺纹管与齿轮机构的输出端相连，所述螺杆设于内螺纹管内部并与内螺纹管螺纹连接，螺杆的下端为棱柱结构，所述防旋转管套设在螺杆下端的棱柱结构上，以使得螺杆无法随内螺纹管转动。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述螺杆下端的棱柱结构为六棱柱，相应地，防旋转管采用六角管。4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述齿轮机构包括大锥齿轮和与大锥齿轮啮合的小锥齿轮，所述大锥齿轮的输入端与驱动机构相连，小锥齿轮与内螺纹管连接。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述大锥齿轮的齿数大于小锥齿轮的齿数。6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述驱动机构采用手动驱动机构，该手动驱动机构包括转轴和手柄，大锥齿轮固设在转轴上，手柄与转轴的一端连接。7.如权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，所述托盘的形状与硅芯炉的内部形状相适配。8.如权利要求1-6任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括缓冲面板，缓冲面板设置在托盘上，缓冲面板采用防烫、有弹性的材料制成。9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述缓冲面板采用高温玻璃棉毡或海绵制成。
【文档编号】C30B28-08GK204281895SQ201420744432
【发明者】吴国柱 [申请人]新特能源股份有限公司