用于单晶硅生长炉炉室锁紧机构的制作方法

本发明是关于单晶硅制备设备领域，特别涉及用于单晶硅生长炉炉室锁紧机构。

背景技术：

单晶硅是电子信息材料和光伏行业中的最基础性材料，而直拉法单晶炉是生产硅单晶的关键技术装备。单晶炉在生产过程中，需要中途取晶和二次加料，因炉体还有硅料存在，需保持主炉室内的压力及温度等状态不变，单独打开副炉室。在安装热场坩埚及装料等操作时需同时打开隔离阀及副炉室。

现有的技术方案为利用挂接板组件装置去执行副炉室单独升降及副炉室与隔离阀同步升降，且旋转机构可以适用于副炉室单独旋转及与隔离阀一起旋转(详见专利号201420471684.9)。但是此专利只能提供两者的连接，并且结构较简单轻便，单靠销轴与腰型槽的贴合面进行连接，在副炉室和隔离阀一起提升时无法提供安全保证，尤其当挂接板组件的销轴出问题时，容易发生隔离阀掉落的意外情况。现有技术一般采用副炉室和隔离阀的法兰上增加几处卡块，需要锁紧时通过人工进行安装卡套进行手动锁紧，此方案比较浪费时间，影响单晶炉的使用操作效率。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种既使实现副炉室单独升降保持松开状态，副炉室与隔离阀同步升降时保持锁紧状态的锁紧机构。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种用于单晶硅生长炉炉室锁紧机构，用于副炉室和隔离阀进行锁紧与松开，所述用于单晶硅生长炉炉室锁紧机构包括锁紧块、锁紧钩、传递套、气动件、控制元件；

所述气动件的内部从上而下设有两个内腔，即上内腔和下内腔，上内腔和下内腔之间通过活塞间隔，活塞能够通过气压在腔内滑动，且上内腔和下内腔密封隔离，上内腔、下内腔还分别设有气管用于连接气泵；在下内腔一侧的活塞与连接杆的一端固定，连接杆的另一端穿出气动件的底部并安装有下端滑块；气动件的顶部安装有上端滑块；所述气动件外部套有传递套，并通过传递套固定在挂接板法兰上，即气动件能随着挂接板转动而周向运动，进而控制副炉室和隔离阀的锁紧与松开；

所述锁紧块安装在副炉室上，锁紧块上有封闭的弧形槽口，气动件的上端滑块能安装在弧形槽口中并在弧形槽口中滑动；所述锁紧钩安装在隔离阀上，锁紧钩上有一个开口的滑槽，当挂接板处于副炉室和隔离阀分离状态时，气动件下端滑块未滑入锁紧钩的滑槽中，气动件中的活塞处于放松状态；当挂接板处于副炉室和隔离阀连接状态时，气动件的下端滑块能滑到滑槽中，气动件中的活塞处于压缩状态，气动件锁紧副炉室与隔离阀同时运动；

所述控制元件采用压紧传感器，压紧传感器安装在气动件的下内腔中，当气动件的下端滑块滑入锁紧钩的滑槽中，气动件中的活塞处于压缩状态，压紧传感器能通过压紧放松来反馈信号，方便通过外部控制气泵使气动件中的活塞放松或者压缩，进而控制副炉室和隔离阀的松开或者锁紧。

在本发明中，当压紧传感器收到信号需要将副炉室和隔离阀锁紧时，气动件内部的下内腔由气泵增加气压，使气动件的下端滑块连接的活塞往上滑动，将副炉室上的锁紧块和隔离阀上的锁紧钩压紧，从而使副炉室和隔离阀进行锁紧，压紧力计算如下：

f＝(1+n)[p1(s1-s2)-p2s1]

其中，锁紧机构数量为1+n，n是自然数；p1为下内腔气泵输出压强，p2为上内腔气压，s1为活塞面积，s2为连接杆截面面积；由于气动件内部活塞和连接杆都是圆柱形的，且活塞的直径为d，连接杆的直径为d，因此s1＝πd²/4，s1＝πd²/4。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明能够增加单晶炉在副炉室和隔离阀、炉盖一同旋开时的安全性和稳定性，保证两者之间的连接可靠性，防止连接松动导致的安全事故发生；本发明能够通过调节锁紧机构的数量和气泵压力来改变所需要的压紧力，以便适应不同的场合。

本发明既能使实现副炉室单独升降保持松开状态，也能使副炉室与隔离阀同步升降时保持锁紧状态，保证了副炉室和隔离阀同步升降时候的安全性。

附图说明

图1为本发明的的安装图示意图。

图2为本发明的松开状态图。

图3为本发明的锁紧状态图。

图4为本发明中气动件的结构示意图。

图中的附图标记为：1隔离阀组件；2副炉室；3挂接板；4锁紧块；5传递套；6气动件；61上内腔；62下内腔；7锁紧钩；8上端滑块；9气管；10活塞；11下端滑块；12连接杆。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示的一种用于单晶硅生长炉炉室锁紧机构包括锁紧块4、锁紧钩7、传递套5、气动件6、控制元件，通过1+n个这样的机构进行炉室的环向锁紧，以实现副炉室2和隔离阀同步升降时的锁紧状态。

如图4所示，所述气动件6的内部从上而下设有两个内腔，即上内腔61和下内腔62，上内腔61和下内腔62之间通过活塞10间隔，活塞10能够通过气压在腔内滑动，且上内腔61和下内腔62密封隔离，上内腔61、下内腔62还分别设有气管9用于连接气泵。在下内腔62一侧的活塞10与连接杆12的一端固定，连接杆12的另一端穿出气动件6的底部并安装有下端滑块11。气动件6的顶部安装有上端滑块8。所述气动件6外部套有传递套5，并通过传递套5固定在挂接板3法兰上，即气动件6能随着挂接板3转动而周向运动，进而控制副炉室2和隔离阀的锁紧与松开：当挂接板3处于副炉室2和隔离阀分离状态时，气动件6的下端滑块11未滑入锁紧钩7的滑槽中，气动件6属于放松状态；当挂接板3处于副炉室2和隔离阀连接状态时，气动件6的下端滑块11滑入锁紧钩7的滑槽中，气动件6属于压缩状态。

所述锁紧块4安装在副炉室2上，锁紧块4上有封闭的弧形槽口，气动件6的上端滑块8能安装在弧形槽口中并在弧形槽口中滑动。所述锁紧钩7安装在隔离阀上，锁紧钩7上有一个开口的滑槽，气动件6的下端滑块11能滑入锁紧钩7的滑槽中，气动件6锁紧副炉室2与隔离阀同时运动。

所述控制元件采用压紧传感器，压紧传感器安装在气动件6的下内腔62，当气动件6的下端滑块11滑入锁紧钩7的滑槽中，气动件6属于压缩状态，压紧传感器通过压紧放松来反馈信号，从而控制气动件6的放松和压缩，进而控制副炉室2和隔离阀的松开和锁紧。当压紧传感器收到信号需要将副炉室2和隔离阀锁紧时，气动件6内部的下内腔62由气泵增加气压，使气动件6的下端滑块11连接的活塞10往上滑动，将副炉室2上的锁紧块4和隔离阀组件1上的锁紧钩7压紧，从而使副炉室2和隔离阀进行锁紧。现压紧力计算如下：

f＝(1+n)[p1(s1-s2)-p2s1]

其中，锁紧机构数量为1+n，p1为下内腔62气泵输出压强，p2为上内腔61气压，s1为活塞10面积，s2为上端连接杆12截面面积；由于气动件6内部活塞10(直径为d)和下端连接杆12(直径为d)都是圆柱形的，因此s1＝πd²/4，s1＝πd²/4。

如图2、图3所示，当挂接板3旋到分离状态时，气动件6的下端滑块11未滑入到锁紧钩7的滑槽中，此时副炉室2与隔离阀1处于分离状态，并且压紧传感器没有收到信号，则信号没有反馈到外面控制器，气泵不工作，气动件6处于放松状态。当挂接板3旋到连接状态时，气动件6的下端滑块11滑入到锁紧钩7的滑槽中，副炉室2与隔离阀1处于连接状态。此时压紧传感器收到压紧信号，反馈到外面控制器使气泵工作，气动件6的下内腔62气压增大，将活塞10往上压，上端滑块8和下端滑块11则将副炉室2和隔离阀组件1锁紧，保证它们同时升降、旋开和旋闭过程的安全可靠性。

通过本发明按照以下操作执行副炉室2、隔离阀的松开与锁紧：

在一般情况下，挂接板3使副炉室2与隔离阀处于分离状态，锁紧机构的气动件6的下端滑块11为悬空状态。当需要将副炉室2与隔离阀进行锁紧时，挂接板3旋转至连接状态，则气动件6的下端滑块11滑入到隔离阀上的锁紧钩7的滑槽中。气动件6受到挤压触动了压紧传感器，外部控制使气动件6进行压缩，气动件6的上端和下端滑块11分别压紧副炉室2上的锁紧块4和隔离阀上的锁紧钩7，使副炉室2和隔离阀进行了锁紧，保证了副炉室2和隔离阀在同时升降和旋开过程的安全性和稳定性。

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