一种单晶炉副炉分离结构的制作方法

本实用新型涉及单晶炉，特别涉及一种单晶炉副炉分离结构。

背景技术：

单晶炉是一种在惰性气体环境中,用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化,用直拉法生长无错位单晶的设备。单晶炉一般分为主炉室和副炉室，晶硅原料在主炉室内加热，并在副炉室内通过直拉法形成成型硅晶，在副炉室内成型结束后，需要将副炉室与从单晶炉上分离，副炉室会被转移到其他设备上进行后续加工。

现有技术中，为保持分离时主炉室内的气压稳定，一般会在副炉室和主炉室之间增设隔离阀室。当需要对主炉室内进行加料，或对主炉室进行清理和检修工作时，需要先将副炉室分离，操作人员再将隔离阀室分离，由于主炉室顶部的位置较高，且主炉室温度也较高，操作人员在分离隔离阀室时，操作不便，并且自身的安全很难保障，容易引发安全事故。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种单晶炉副炉分离结构，具有可实现副炉室和隔离阀室共同或单独分离的效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种单晶炉副炉分离结构，包括底座、主炉室和副炉室，所述主炉室置于底座上，所述主炉室底部设有下级传动装置，所述主炉室顶部设有炉盖，所述炉盖与副炉室底部之间连通设置有隔离阀室，所述隔离阀室内设有主炉室隔离阀，所述副炉室顶部设有上级传动装置，所述副炉室炉体上设有抬升旋转装置，所述副炉室与隔离阀室之间设有离合结构，所述离合结构包括下级法兰和上级法兰，所述下级法兰与隔离阀顶部连接，所述下级法兰表面周沿圆周阵列有若干一级螺纹孔，所述一级螺纹孔内螺纹连接有一级定位螺栓，所述上级法兰与副炉室底部连接，所述上级法兰上开设有若干供一级定位螺栓穿过的一级腰形孔，所述一级定位螺栓顶部螺纹连接有与上级法兰表面抵接的一级定位螺母，若干所述一级腰形孔的一端扩大并形成恰好供一级定位螺母穿过的扩张通孔。

通过采用上述技术方案，硅晶成型后，上级传动装置将成型硅晶引拉至副炉室中，将隔离阀室内的主炉室隔离阀关闭，使得主炉室内处于密封状态。将一级定位螺母与一级腰形孔的扩张通孔重合，启动抬升旋转装置，由于一级定位螺母对上级法兰不存在限位作用，故副炉室在抬升旋转装置的作用下先竖直向上运动并与隔离阀室脱离，再转移到其他装置上进一步加工。当需要对主炉室内进行修理或清洁时，可先解除主炉室与隔离阀室之间的固定，将一级定位螺母朝向远离扩张通孔的方向运动，启动抬升旋转装置后，一级定位螺母对上级法兰产生限位作用，副炉室和隔离阀室在抬升旋转装置的作用下共同向上运动并与主炉室脱离，工作人员可以对主炉室内进行修理或清洁工作。与传统方式相比，离合结构的设置使得隔离阀室的拆装由抬升旋转装置完成，减少人力的使用，也使得拆装过程更加安全。

进一步的，相邻所述一级腰形孔之间开设有二级腰形孔，所述二级腰形孔的孔径保持不变，所述下级法兰表面上与二级腰形孔对应的位置圆周阵列有若干二级螺纹孔，所述二级螺纹孔内螺纹连接有二级定位螺栓。

通过采用上述技术方案，当上级法兰旋转时，一级定位螺栓在一级腰形孔内向扩张通孔移动时，由于扩张通孔的孔径大于一级定位螺栓直径，上级法兰的位置可能由于晃动而产生改变。二级腰形孔和二级定位螺栓的设置使得上级法兰旋转在旋转的整个过程中轴向的相对位置不易产生改变，令旋转过程更加稳定。

进一步的，所述一级定位螺母为锥形螺母。

通过采用上述技术方案，锥形螺母与相同规格的普通螺母相比可以节省2/3的材料使用。

进一步的，所述上级法兰为旋转法兰，所述上级法兰与副炉室之间螺纹连接。

通过采用上述技术方案，上级法兰旋转时不会带动副炉室共同转动，可以使得副炉室不会受到自身转动的影响而产生内部晃动，副炉室的晃动会可能会造成成型硅晶断裂或内部结构受损。

进一步的，所述下级法兰靠近上级法兰的表面上圆周阵列有若干球形槽，所述球形槽内均放置有滚珠，所述球形槽的口径与滚珠直径相同，所述球形槽的深度与滚珠半径相同，所述上级法兰下表面与滚珠之间滚动连接。

通过采用上述技术方案，上级法兰与下级法兰之间相互抵接，上级法兰转动时与下级法兰之间存在滑动摩擦，滚珠的设置可以将上级法兰与下级法兰之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，从而减小摩擦，并使得转动过程更加稳定。

进一步的，所述下级法兰与上级法兰之间夹设有保持盘，所述保持盘上与一级螺纹孔和二级螺纹孔的对应位置均开设有大小相同的限位通孔，所述保持盘上与滚珠的对应位置开设有若干球形孔，所述保持盘的厚度为滚珠半径的0.8～0.9倍。

通过采用上述技术方案，保持盘通过一级定位螺栓和二级定位螺栓实现与下级法兰之间的相对固定，保持盘的球形孔对滚珠起到限位作用并不容易对滚珠的旋转产生阻碍。

进一步的，所述一级腰形孔和二级腰形孔内壁均贴合设置有缓冲橡胶垫。

通过采用上述技术方案，缓冲橡胶垫可令上级法兰的转动过程进一步稳定。

进一步的，所述上级法兰外侧周沿贴合设置有环状的防滑橡胶垫。

通过采用上述技术方案，可以增大上级法兰外表面的摩擦力，使得操作人员在转动上级法兰时更加方便。

进一步的，所述副炉室底部设有副炉室隔离阀，所述副炉室隔离阀位于隔离阀室上方。

通过采用上述技术方案，在副炉室受抬升旋转装置单独分离时，副炉室隔离阀关闭使得副炉室内密封，可以减少外部粉尘进入副炉室内。现有技术中，副炉室分离之前需要等待成型硅晶在副炉室的氩气环境中降温至规定温度，否则温度过高成型硅晶直接与空气接触可能会导致产品氧化而受损，副炉室隔离阀可以使得副炉室在分离后继续完成降温过程，而主炉室可以再次加料后继续进行硅晶生产，从而提高生产效率。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.通过离合结构、主炉室、副炉室、隔离阀室和旋转抬升装置的设置，能够令副炉室单独分离或令副炉室与隔离阀室共同分离；

2.通过上级法兰、一级腰形孔、扩张通孔、二级腰形孔、缓冲橡胶垫、一级定位螺栓、二级定位螺栓和一级定位螺母的设置，能够起到使得上级法兰旋转过程更加稳定从而保护成型硅晶的效果；

3.通过防滑橡胶垫、滚珠和保持盘的设置，能够起到减小上级法兰转动时的摩擦和方便工作人员转动上级法兰的效果。

附图说明

图1是本实施例中单晶炉整体结构的示意图，用于体现主炉室、副炉室、隔离阀室和底座之间的连接关系；

图2是本实施例中隔离阀室的剖面示意图，用于体现炉盖、主炉室隔离阀、副炉室隔离阀和离合结构之间的连接关系；

图3是本实施例中离合结构的爆炸示意图，用于体现上级法兰、下级法兰和保持盘之间的连接关系。

图中，1、底座；2、主炉室；21、下级传动装置；22、炉盖；3、副炉室；31、上级传动装置；32、抬升旋转装置；33、副炉室隔离阀；4、隔离阀室；41、主炉室隔离阀；5、离合结构；51、上级法兰；511、一级腰形孔；512、扩张通孔；513、二级腰形孔；514、缓冲橡胶垫；515、防滑橡胶垫；52、下级法兰；521、一级螺纹孔；522、一级定位螺栓；523、一级定位螺母；524、二级螺纹孔；525、二级定位螺栓；526、球形槽；53、保持盘；531、限位通孔；532、球形孔；533、滚珠。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

一种单晶炉副炉分离结构，如图1所示，包括底座1、主炉室2和副炉室3，主炉室2置于底座1上，主炉室2底部设有下级传动装置21，主炉室2顶部设有炉盖22，炉盖22与副炉室3底部之间连通设置有隔离阀室4，隔离阀室4内设有主炉室隔离阀41（参见图2），副炉室3顶部设有上级传动装置31，副炉室3炉体上设有抬升旋转装置32，副炉室3底部设有副炉室隔离阀33，副炉室隔离阀33位于隔离阀室4上方。

如图3所示，副炉室3（参见图2）与隔离阀室4（参见图2）之间设有离合结构5，离合结构5包括下级法兰52和上级法兰51，下级法兰52与隔离阀室4顶部固定连接，下级法兰52表面周沿圆周阵列有若干一级螺纹孔521，一级螺纹孔521内螺纹连接有一级定位螺栓522，下级法兰52表面相邻一级螺纹孔521之间开设有若干二级螺纹孔524，二级螺纹孔524内螺纹连接有二级定位螺栓525。上级法兰51为旋转法兰，上级法兰51与副炉室3底部螺纹连接，上级法兰51旋转时不会带动副炉室3共同转动，可以使得副炉室3不易因为受到自身转动的影响而产生内部晃动，从而保护副炉室3内的成型硅晶内部结构稳定。上级法兰51外侧周沿贴合设置有环状的防滑橡胶垫515，防滑橡胶垫515可以增大上级法兰51外表面的摩擦力，使得操作人员在转动上级法兰51时更加方便。

如图3所示，上级法兰51上开设有若干供一级定位螺栓522穿过的一级腰形孔511，一级定位螺栓522顶部螺纹连接有与上级法兰51表面抵接的一级定位螺母523，若干一级腰形孔511的一端扩大并形成供一级定位螺母523穿过的扩张通孔512。本实施例中，一级定位螺母523为锥形螺母，与相同规格的普通螺母相比，锥形螺母可以节省2/3的材料使用。一级腰形孔511和二级腰形孔513内壁均贴合设置有缓冲橡胶垫514，缓冲橡胶垫514可使得上级法兰51的转动过程更加稳定。

如图3所示，相邻一级腰形孔511之间开设有孔径保持不变的二级腰形孔513。上级法兰51旋转时，一级定位螺栓522在一级腰形孔511内向扩张通孔512移动，由于扩张通孔512的孔径大于一级定位螺栓522直径，上级法兰51的位置可能由于缺少限位而产生改变。二级腰形孔513和二级定位螺栓525的设置使得上级法兰51旋转在旋转的整个过程中轴向的相对位置不易产生改变，令旋转过程更加稳定。

如图3所示，下级法兰52靠近上级法兰51的表面上圆周阵列有若干球形槽526，球形槽526内均放置有滚珠533，球形槽526的口径与滚珠533直径相同，球形槽526的深度与滚珠533半径相同，下级法兰52与上级法兰51之间夹设有保持盘53，保持盘53上与一级螺纹孔521和二级螺纹孔524的对应位置均开设有大小相同的限位通孔531，保持盘53上与滚珠533的对应位置开设有若干球形孔532，保持盘53的厚度为滚珠533半径的0.8至0.9倍，本实施例中，保持盘53的厚度为滚珠533半径的0.9倍。上级法兰51下表面与滚珠533之间滚动连接。上级法兰51转动时与下级法兰52之间存在滑动摩擦，滚珠533的设置可以将上级法兰51与下级法兰52之间的滑动摩擦转变为滚动摩擦，从而减小摩擦，并使得转动过程更加稳定。保持盘53通过一级定位螺栓522和二级定位螺栓525实现与下级法兰52之间的相对固定，保持盘53的球形孔532对滚珠533起到限位作用。

具体实施过程：硅晶成型后，上级传动装置31将成型硅晶引拉至副炉室3中，将隔离阀室4内的主炉室隔离阀41关闭，使得主炉室2内处于密封状态。旋转上级法兰51，将一级定位螺母523与一级腰形孔511的扩张通孔512重合，启动抬升旋转装置32，由于一级定位螺母523对上级法兰51不存在限位作用，故副炉室3在抬升旋转装置32的作用下先竖直向上运动并与隔离阀室4脱离，再转移到其他装置上进一步加工。当需要对主炉室2内进行修理或清洁时，可先解除主炉室2与隔离阀室4之间的固定，旋转上级法兰51，将一级定位螺母523朝向远离扩张通孔512的方向运动，启动抬升旋转装置32后，一级定位螺母523对上级法兰51产生限位作用，副炉室3和隔离阀室4在抬升旋转装置32的作用下共同向上运动并与主炉室2脱离，工作人员可以对主炉室2内进行修理或清洁工作，也可在主炉室2内进行加料工作。与传统方式相比，离合结构5的设置使得隔离阀室4的拆装由抬升旋转装置32完成，减少人力的使用，也使得拆装过程更加安全。

在副炉室3受抬升旋转装置32单独分离时，副炉室隔离阀33关闭使得副炉室3内密封，可以减少外部粉尘进入副炉室3内。现有技术中，副炉室3分离之前需要等待成型硅晶在副炉室3的氩气环境中降温至规定温度，否则温度过高的成型硅晶直接与空气接触后，可能会导致成型硅晶发生氧化而受损，副炉室隔离阀33可以使得副炉室3在分离后继续完成降温过程，而主炉室2可以再次加料后继续进行硅晶生产，从而提高生产效率。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。