一种多晶硅铸锭炉的溢流隔离装置的制作方法

文档序号:18463025发布日期:2019-08-17 02:12阅读:226来源:国知局
一种多晶硅铸锭炉的溢流隔离装置的制作方法

本发明涉及多晶硅铸锭炉技术领域,具体为一种多晶硅铸锭炉的溢流隔离装置。



背景技术:

多晶硅铸锭是使用石英陶瓷坩埚进行生产的,先将硅料放入到石英陶瓷坩埚中,再将石英陶瓷坩埚放入到多晶硅铸锭炉中,通过加热使硅料熔化,由于液态硅料具有较好的流动性,会很快流到铸锭炉体底部。由于铸锭炉体为双层夹套结构,在夹套中通有冷却水,而且炉体底部存在焊缝接口,溢流的高温液态硅料与低温的炉壁接触后,会导致炉体底部焊缝接口开裂,夹套中的冷却水就会流入铸锭炉体内,流入的冷却水被高温的硅液瞬间汽化,使炉内压力瞬间巨增,造成铸锭炉爆炸。

目前,石英陶瓷坩埚是安装在多晶硅铸锭炉的下炉体内,在通过下炉体外侧进行支撑,即可进行使用时,但是石英陶瓷坩埚在入料或是搬运时比较容易受损产生裂痕,一旦坩埚破损,熔融状态的多晶硅液体直接与下炉体的外侧接触并造成下炉体损坏,熔融状态的多晶硅液体会直接流出,造成严重的事故发生。



技术实现要素:

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明提供了一种多晶硅铸锭炉的溢流隔离装置,具备能够在石英坩埚破损后将熔融状态的多晶硅液体排出,并且不易损坏下炉体的外层等优点,解决了熔融状态的多晶硅液体直接与下炉体的外侧接触并造成下炉体损坏,熔融状态的多晶硅液体会直接流出,造成严重的事故发生的问题。

(二)技术方案

为实现上述的目的,本发明提供如下技术方案:一种多晶硅铸锭炉的溢流隔离装置,包括下炉体外层、下炉体内层、溢流棉垫和下炉体衬层,所述下炉体外层、下炉体内层、溢流棉垫和下炉体衬层均为碗状结构,所述下炉体内层的上端开口处固定连接有环形板,所述下炉体外层的上端开口处固定连接有环形块,所述下炉体衬层的上端开口处与环形块的下端固定连接,所述溢流棉垫的外侧与下炉体衬层的内层侧固定连接,所述溢流棉垫的另一侧与下炉体内层的外侧固定连接,所述下炉体衬层与下炉体外层之间形成冷却腔,所述下炉体外层的外侧固定连接有进水管,所述进水管的一端与冷却腔连通,所述下炉体外层的下端固定连接有出水管,所述出水管的一端管口处与冷却腔连通,所述环形板的上端开设有多个均匀分布的凹槽,多个所述凹槽内均连接有套管,所述套管内连接有固定机构,所述固定机构与环形块的上端连接。

优选的,所述溢流棉垫的内侧开设有多个均匀分布的溢流槽,多个所述溢流槽呈环形分布,其中位于相邻的两个溢流槽之间均开设有导流槽,所述溢流棉垫的内侧下端开设有圆柱槽,所述圆柱槽的槽底处固定连接有溢流管,所述溢流管的下端贯穿下炉体衬层和下炉体外层的侧壁并延伸至下炉体外层的外部。

优选的,所述冷却腔内设有螺旋状结构的挡板,所述挡板的一侧与下炉体衬层的外侧固定连接,所述挡板的另一侧与下炉体外层的内侧固定连接,所述下炉体衬层、挡板和下炉体外层共同组成螺旋状结构的冷却通道,所述冷却通道的一端通过冷却腔与进水管连通,所述冷却通道的另一端通过冷却腔与出水管的管口处连通。

优选的,所述下炉体外层远离进水管的一侧固定连接有连接管,所述连接管的一端贯穿下炉体外层的侧壁并与冷却腔连通,所述连接管的另一端管口处内沿固定连接有泄压阀。

优选的,所述固定机构包括固定在套管下端开口处内沿的环形挡块,所述环形挡块的上侧固定连接有弹簧,所述弹簧远离环形挡块的一端固定连接有衬套,所述衬套的侧壁均匀固定连接有多个弧形结构的弹性片,所述套管内活动套接有螺栓,所述螺栓的侧壁固定连接有环形限位块,所述环形限位块的下侧与衬套的一侧接触连接,所述凹槽远离槽口处的一侧开设有圆孔,所述环形块的一侧开设有螺纹孔,所述螺栓的一端从上至下依次穿过衬套、弹簧和圆孔并与螺纹孔螺纹连接。

优选的,所述套管的内壁开设有多个条形槽,多个所述弹性片的一侧分别延伸至多个条形槽内并与条形槽的一侧接触连接。

优选的,所述下炉体外层的外侧固定连有多个均匀分布的支撑柱。

优选的,所述溢流棉垫的材质为氧化铝纤维,所述下炉体内层的材质为石英陶瓷。

(三)有益效果

与现有技术相比,本发明提供了一种多晶硅铸锭炉的溢流隔离装置,具备以下有益效果:

1、该多晶硅铸锭炉的溢流隔离装置,通过设有的溢流棉垫,当下炉体内层破裂时,熔融状态的多晶硅液体进入到溢流槽内,溢流槽内的多晶硅液体进入到导流槽和圆柱槽内并从溢流管内排出,溢流管保持与外部的收集装置连通,从而能够在多晶硅铸锭炉发生损坏时,快速的排出多晶硅液体,避免造成严重的事故发生,减少了损失。

2、该多晶硅铸锭炉的溢流隔离装置,通过设置在套管内的螺栓,用扳手拧动螺栓,螺栓与螺纹孔相互作用使得环形限位块挤压衬套,衬套挤压弹簧使环形挡块移动,环形挡块移动带动套管挤压环形板与环形块接触,从而能够便于维修损坏的下炉体,而且下炉体内层受力时具有可移动伸缩的空间,有效的减少了石英坩埚受力损坏的几率,增加了多晶硅铸锭炉使用时的安全性,从进水管内通入冷却水,冷却水在冷却腔和冷却通道内呈涡流状流通,并从出水管内排出,从而能够有效的对多晶硅铸锭炉进行降温。

附图说明

图1为本发明提出的一种多晶硅铸锭炉的溢流隔离装置结构示意图;

图2为本发明提出的一种多晶硅铸锭炉的溢流隔离装置图1中溢流棉垫的俯视图;

图3为本发明提出的一种多晶硅铸锭炉的溢流隔离装置图1中套管的内部结构示意图;

图4为本发明提出的一种多晶硅铸锭炉的溢流隔离装置图1中下炉体外层和挡板的俯视图。

图中:1下炉体外层、2进水管、3套管、4环形板、5环形块、6连接管、7冷却腔、8挡板、9溢流管、10出水管、11支撑柱、12溢流棉垫、13下炉体内层、14溢流槽、15导流槽、16环形限位块、17弹性片、18弹簧、19螺栓、20条形槽、21下炉体衬层、22环形挡块、23衬套。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4,一种多晶硅铸锭炉的溢流隔离装置,包括下炉体外层1、下炉体内层13、溢流棉垫12和下炉体衬层21,下炉体外层1、下炉体内层13、溢流棉垫12和下炉体衬层21均为碗状结构,下炉体内层13的上端开口处固定连接有环形板4,下炉体外层1的上端开口处固定连接有环形块5,下炉体衬层21的上端开口处与环形块5的下端固定连接,溢流棉垫12的外侧与下炉体衬层21的内层侧固定连接,溢流棉垫12的另一侧与下炉体内层13的外侧固定连接,下炉体衬层21与下炉体外层1之间形成冷却腔7,下炉体外层1的外侧固定连接有进水管2,进水管2的一端与冷却腔7连通,下炉体外层1的下端固定连接有出水管10,出水管10的一端管口处与冷却腔7连通,环形板4的上端开设有多个均匀分布的凹槽,多个凹槽内均连接有套管3,套管3内连接有固定机构,固定机构与环形块5的上端连接,下炉体外层1的外侧固定连有多个均匀分布的支撑柱11,溢流棉垫12的材质为氧化铝纤维,下炉体内层13的材质为石英陶瓷。

溢流棉垫12的内侧开设有多个均匀分布的溢流槽14,多个溢流槽14呈环形分布,其中位于相邻的两个溢流槽14之间均开设有导流槽15,溢流棉垫12的内侧下端开设有圆柱槽,圆柱槽的槽底处固定连接有溢流管9,溢流管9的下端贯穿下炉体衬层21和下炉体外层1的侧壁并延伸至下炉体外层1的外部,当下炉体内层13破裂时,熔融状态的多晶硅液体进入到溢流槽14内,溢流槽14内的多晶硅液体进入到导流槽15和圆柱槽内并从溢流管9内排出,溢流管9保持与外部的收集装置连通,从而能够在多晶硅铸锭炉发生损坏时,快速的排出多晶硅液体,避免造成严重的事故发生,减少了损失,冷却腔7内设有螺旋状结构的挡板8,挡板8的一侧与下炉体衬层21的外侧固定连接,挡板8的另一侧与下炉体外层1的内侧固定连接,下炉体衬层21、挡板8和下炉体外层1共同组成螺旋状结构的冷却通道,冷却通道的一端通过冷却腔7与进水管2连通,冷却通道的另一端通过冷却腔7与出水管10的管口处连通,下炉体外层1远离进水管2的一侧固定连接有连接管6,连接管6的一端贯穿下炉体外层1的侧壁并与冷却腔7连通,连接管6的另一端管口处内沿固定连接有泄压阀,在下炉体温度较高时,便于排泄冷却腔7内过高的压力。

固定机构包括固定在套管3下端开口处内沿的环形挡块22,环形挡块22的上侧固定连接有弹簧18,弹簧18远离环形挡块22的一端固定连接有衬套23,衬套23的侧壁均匀固定连接有多个弧形结构的弹性片17,套管3内活动套接有螺栓19,螺栓19的侧壁固定连接有环形限位块16,环形限位块16的下侧与衬套23的一侧接触连接,凹槽远离槽口处的一侧开设有圆孔,环形块5的一侧开设有螺纹孔,螺栓19的一端从上至下依次穿过衬套23、弹簧18和圆孔并与螺纹孔螺纹连接,套管3的内壁开设有多个条形槽20,多个弹性片17的一侧分别延伸至多个条形槽20内并与条形槽20的一侧接触连接,用扳手拧动螺栓19,螺栓19与螺纹孔相互作用使得环形限位块16挤压衬套23,衬套23挤压弹簧18使环形挡块22移动,环形挡块22移动带动套管3挤压环形板4与环形块5接触,从而能够便于维修损坏的下炉体,而且下炉体内层13受力时具有可移动伸缩的空间,有效的减少了石英坩埚受力损坏的几率。

综上所述,该多晶硅铸锭炉的溢流隔离装置,使用时,当下炉体内层13破裂时,熔融状态的多晶硅液体进入到溢流槽14内,溢流槽14内的多晶硅液体进入到导流槽15和圆柱槽内并从溢流管9内排出,溢流管9保持与外部的收集装置连通,从而能够在多晶硅铸锭炉发生损坏时,快速的排出多晶硅液体,避免造成严重的事故发生,减少了损失,修复时,更换新的下炉体内层13,用扳手拧动螺栓19,螺栓19与螺纹孔相互作用使得环形限位块16挤压衬套23,衬套23挤压弹簧18使环形挡块22移动,环形挡块22移动带动套管3挤压环形板4与环形块5接触,从而能够便于维修损坏的下炉体,而且下炉体内层13受力时具有可移动伸缩的空间,有效的减少了石英坩埚受力损坏的几率,增加了多晶硅铸锭炉使用时的安全性,从进水管2内通入冷却水,冷却水在冷却腔7和冷却通道内呈涡流状流通,并从出水管10内排出,从而能够有效的对多晶硅铸锭炉进行降温。

需要说明的是,术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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