一种单晶炉冷却装置的制作方法

1.本发明涉及硅棒生产领域，具体地说是一种单晶炉冷却装置。


背景技术：

2.目前，通常采用单晶炉来完成硅棒的拉制，每拉制完至少一根硅棒后，或对单晶炉进行检修维护时，均需要对单晶炉的炉腔进行冷却。传统的冷却方法为自然冷却，自然冷却需要耗费大量的时间，严重地影响了单晶炉的生产效率。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种单晶炉冷却装置，其详细技术方案如下：
4.一种单晶炉冷却装置，包括安装座、固定支撑座、滑动支撑座、伸缩壳体、对接壳体及冷却器，其中：
5.固定支撑座固定连接在安装座上；
6.滑动支撑座滑动连接在安装座上，滑动支撑座被配置为能够朝向或远离固定支撑座滑动；
7.伸缩壳体的第一端连接在滑动支撑座上，伸缩壳体的第二端连接在固定支撑座上；
8.对接壳体的第一端连接在固定支撑座上并与伸缩壳体贯通，对接壳体的第二端用于连接单晶炉的炉口；
9.冷却器的第一端连接在滑动支撑座上并位于伸缩壳体内，滑动支撑座朝向固定支撑座滑动时，冷却器的第二端依次穿过固定支撑座及对接壳体并穿入至单晶炉内。
10.本发明提供的单晶炉冷却装置，其能够实现与单晶炉的炉口的对接，并将冷却器经单晶炉的炉口推入至单晶炉的炉腔内，从而实施对单晶炉的快速冷却。
11.在一些实施例中，单晶炉冷却装置还包括设置在安装座上的平移驱动机构，平移驱动机构用于驱动滑动支撑座朝向或远离固定支撑座滑动。
12.通过设置平移驱动机构，实现了对滑动支撑座的驱动，使得滑动支撑座朝向或远离固定支撑座滑动。
13.在一些实施例中，平移驱动机构包括沿同步带、用于支撑和驱动同步带的同步带驱动机构；滑动支撑座与同步带的一侧带体连接，滑动支撑座在同步带的带动下朝向或远离固定支撑座滑动。
14.提供了一种结构简单的平移驱动机构，其通过同步带带动滑动支撑座朝向或远离固定支撑座滑动。
15.在一些实施例中，伸缩壳体的第一端经第一连接法兰连接在滑动支撑座上，伸缩壳体的第二端经第二连接法兰连接在固定支撑座上。
16.通过在伸缩壳体的两端设置连接法兰，保证了伸缩壳体与滑动支撑座、固定支撑
座的稳定连接。
17.在一些实施例中，单晶炉冷却装置还包括设置在安装座上的用于支撑伸缩壳体的伸缩壳体支撑机构。
18.通过设置伸缩壳体支撑机构，实现了对伸缩壳体的支撑，防止伸缩壳体在下坠碰触到冷却器。
19.在一些实施例中，伸缩壳体支撑机构包括支撑架及卡箍，其中：支撑架滑动连接在安装座上，卡箍连接在支撑架上并卡箍在伸缩壳体上；伸缩壳体在滑动支撑座的带动下伸缩时，伸缩壳体支撑机构在伸缩壳体的带动下在安装座上滑动。
20.通过对伸缩壳体支撑机构进行设置，一方面保证了伸缩壳体支撑机构对伸缩壳体的支撑效果，另一方面实现了伸缩壳体支撑机构与伸缩壳体的随动，防止伸缩壳体支撑机构阻碍伸缩壳体的伸缩。
21.在一些实施例中，对接壳体的第一端经第三连接法兰连接在固定支撑座上，对接壳体的第二端设置有用于连接单晶炉的炉口的第四连接法兰。
22.通过在对接壳体的两端设置连接法兰，保证了对接壳体与固定支撑座、单晶炉炉口的稳定连接。
23.在一些实施例中，单晶炉冷却器还包括设置在安装座上的用于支撑对接壳体的对接壳体支撑机构。
24.通过设置对接壳体支撑机构，实现了对对接壳体的支撑，防止对接壳体下坠。
25.在一些实施例中，对接壳体可伸缩；对接壳体支撑机构包括气缸、安装板及卡钳，其中，气缸安装在安装座上，安装板连接在气缸的活塞杆上，卡钳安装在安装板上，对接壳体的第二端卡扣在卡钳上；气缸驱动卡钳朝向单晶炉的炉口移动时，对接壳体的第二端在卡钳的带动下与单晶炉的炉口对接，气缸驱动卡钳远离单晶炉的炉口移动时，对接壳体的第二端在卡钳的带动下与单晶炉的炉口分离。
26.通过将对接壳体设置为可伸缩结构，并对对接壳体支撑机构进行设置，可以调节对接壳体与单晶炉炉口之间的距离，从而保证对接壳体顺利地实现对单晶炉炉口的对接。
27.在一些实施例中，冷却器由一水冷管道经若干次迂回弯折形成，水冷管道的两端均穿出固定支撑座以形成冷却器的进水口及出水口。
28.提供了一种结构简单、冷却效果优良的冷却器，其通过循环水以实现对单晶炉的冷却。
29.在一些实施例中，滑动支撑座或固定支撑座上设置有充气嘴，充气嘴用于将氩气充入至单晶炉内；滑动支撑座或固定支撑座上设置有抽气嘴，抽气嘴用于抽去单晶炉内的空气。
30.通过在滑动支撑座或固定支撑座上设置充气嘴、抽气嘴，实现了对单晶炉炉腔的充氮或抽真空处理，防止空气污染单晶炉内部环境。
31.在一些实施例中，安装座的底部设置有定位销组件。定位销组件包括脚座和地座，其中，脚座上设有定位销，地座上设置有与定位销匹配的定位孔。
32.通过在安装座的底部设置定位销组件，可以方便地将本发明安装、定位至靠近单晶炉的冷却工位处。
33.在一些实施例中，单晶炉冷却装置还包括炉口转接机构，炉口转接机构包括转接
管道、闸板阀及水冷套，其中：转接管道的第一端连接在单晶炉的炉口上，转接管道的第二端连接对接壳体的第二端；闸板阀和水冷套设置在转接管道上，闸板阀用于打开及关闭转接管道，水冷套用于冷却转接管道。
34.通过设置炉口转接机构，实现了对接壳体与单晶炉炉口的快速对接。
附图说明
35.图1为本发明实施例的单晶炉换热装置与单晶炉的连接示意图；
36.图2为本发明实施例的单晶炉换热装置在省去伸缩壳体后的结构示意图；
37.图3为本发明的单晶炉换热装置在省去伸缩壳体、对接壳体后的结构示意图；
38.图4为本发明的单晶炉换热装置在省去伸缩壳体、对接壳体、固定支撑座等组件后的结构示意图；
39.图5为本发明实施例中的平移驱动机构的结构示意图；
40.图1至图5中包括：
41.安装座10、固定支撑座20、滑动支撑座30、伸缩壳体40、对接壳体50、冷却器60、伸缩壳体支撑机构70、对接壳体支撑机构80、平移驱动机构90、转接管道100、闸板阀110、水冷套120、脚座11、地座12、第一连接法兰41、第二连接法兰42、第三连接法兰51、第四连接法兰52、进水口61、出水口62、支撑架71、卡箍72、气缸81、安装板82、卡钳83、同步带驱动机构91、同步带92。
具体实施方式
42.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
43.采用传统的自然冷却方式对单晶炉的自然冷却，需要耗费大量的时间，严重地影响了单晶炉的生产效率。
44.鉴于此，本发明提供了一种能够实施对单晶炉的快速冷却的单晶炉冷却装置，如图1和图2所示，本发明实施例提供的单晶炉冷却装置包括安装座10、固定支撑座20、滑动支撑座30、伸缩壳体40、对接壳体50及冷却器60，其中：
45.固定支撑座20固定连接在安装座10上。
46.滑动支撑座30滑动连接在安装座10上，滑动支撑座30被配置为能够朝向或远离固定支撑座20滑动。
47.伸缩壳体40的第一端连接在滑动支撑座30上，伸缩壳体40的第二端连接在固定支撑座20上。
48.对接壳体50的第一端连接在固定支撑座20上并与伸缩壳体贯通，对接壳体50的第二端用于连接单晶炉的炉口。
49.冷却器60的第一端连接在滑动支撑座30上并位于伸缩壳体40内，滑动支撑座30朝向固定支撑座20滑动时，冷却器的第二端依次穿过固定支撑座20及对接壳体50并穿入至单晶炉内。
50.可选地，伸缩壳体40及对接壳体50可以采用波纹管。
51.本发明实施例中的单晶炉冷却装置的工作过程如下：
52.初始状态下，滑动支撑座30位于远离固定支撑座20的初始位置，伸缩壳体40为伸展状态，冷却器60完全处于伸缩壳体40内。
53.当需要实施对单晶炉的冷却时，首先将单晶炉冷却装置安装至靠近单晶炉的炉口的冷却工位处，然后将对接壳体50的第二端与单晶炉的炉口连接好。
54.接着，控制滑动支撑座30朝向固定支撑座20移动，冷却器60在滑动支撑座30的带动同步移动，其第二端依次穿过固定支撑座20及对接壳体50，并最终穿入至单晶炉的炉腔内，以实施对单晶炉内部的快速冷却。在此过程中，伸缩壳体40在滑动支撑座30的压迫下不断收缩，直至呈现完全收缩状态。
55.完成对单晶炉的冷却后，控制滑动支撑座30远离固定支撑座20移动，直至滑动支撑座30回到远离固定支撑座20的初始位置。在此过程中，冷却器60的第二端从单晶炉的炉腔内抽出并再次回到伸缩壳体40内。
56.最后，将接壳体50的第二端从单晶炉的炉口卸下。
57.可选的，本发明实施例中的单晶炉冷却装置还包括设置在安装座10上的平移驱动机构90，该平移驱动机构90用于驱动滑动支撑座30朝向或远离固定支撑座20滑动。
58.如图5所示，可选的，平移驱动机构90包括沿同步带92、用于支撑和驱动同步带92的同步带驱动机构91。滑动支撑座30与同步带92的一侧带体(如上侧带体)连接，同步带驱动机构91驱动同步带92移动时，滑动支撑座30在同步带92的带动下朝向或远离固定支撑座滑动。
59.为了保证了伸缩壳体40与滑动支撑座30、固定支撑座20的稳定连接。可选的，如图1所示，伸缩壳体40的第一端上设置有第一连接法兰41，第二端上上设置有第二连接法兰42，伸缩壳体40的第一端、第二端分别经第一连接法兰41、第二连接法兰42连接在滑动支撑座30、固定支撑座20上。
60.同理，为了保证对接壳体50与固定支撑座20、单晶炉的炉口的稳定连接。可选的，对接壳体50的第一端上设置有第三连接法兰51、第二端上设置有第四连接法兰52，对接壳体50的第一端、第二端分别经第三连接法兰51、第四连接法兰52连接在固定支撑座20、单晶炉的炉口上。
61.由于伸缩壳体40为软质材料，其收缩时会因重力下坠，从而碰触到冷却器60。为了解决该问题，可选的，本发明实施例中的单晶炉冷却装置还包括设置在安装座10上的伸缩壳体支撑机构70。
62.伸缩壳体支撑机构70能够实施对伸缩壳体40的支撑，从而防止伸缩壳体40在收缩时下坠。
63.可选的，如图1至图3所示，伸缩壳体支撑机构70包括支撑架71及卡箍72，其中：支撑架71滑动连接在安装座10上，卡箍72连接在支撑架71上并卡箍在伸缩壳体40上。
64.伸缩壳体40在滑动支撑座30的带动下伸缩时，伸缩壳体支撑机构70在伸缩壳体40的带动下在安装座10上滑动。如此设置，一方面保证了伸缩壳体支撑机构70对伸缩壳体40的支撑效果，另一方面实现了伸缩壳体支撑机构70与伸缩壳体40的随动，防止伸缩壳体支撑机构70阻碍伸缩壳体40的伸缩。
65.可选的，图1至图3所示，本发明实施例中的单晶炉冷却装置还包括设置在安装座10上的对接壳体支撑机构80，接壳体支撑机构80用于实施对对接壳体50的支撑。
66.可选的，对接壳体50也采用伸缩式结构。对接壳体支撑机构80包括气缸81、安装板82及卡钳83，其中，气缸81安装在安装座10上，安装板82连接在气缸81的活塞杆上，卡钳83则安装在安装板82上，对接壳体50的第二端卡扣在卡钳上。
67.气缸81驱动卡钳83朝向单晶炉的炉口移动时，对接壳体50的第二端在卡钳83的带动下与单晶炉的炉口对接，气缸81驱动卡钳83远离单晶炉的炉口移动时，对接壳体50的第二端在卡钳83的带动下与单晶炉的炉口分离。
68.可见，通过将对接壳体50设置为伸缩式结构，并通过对对接壳体支撑机构80进行设置，可以实现对接壳体50的第二端与单晶炉炉口之间的距离的灵活调节，从而保证对接壳体50的第二端实现对单晶炉炉口的顺利对接。
69.如图4所示，可选的，冷却器60由一水冷管道经若干次迂回弯折形成，水冷管道的两端均穿出固定支撑座30以形成冷却器60的进水口61及出水口62。冷却器60的第二端插入至单晶炉的炉腔后，低温冷却介质(如冷却水)经进水口61流入至冷却器60内并在冷却器60内缓慢流动，在此过程中，冷却介质与炉腔内的高温空气产生热交换从而实施对单晶炉的冷却。最后，携带热量的高温冷却介质自出水口62流出冷却器60。
70.可选的，滑动支撑座30或固定支撑座20上设置有充气嘴，充气嘴经伸缩壳体40、对接壳体50将氩气充入至单晶炉内。
71.可选的，滑动支撑座30或固定支撑座20上设置有抽气嘴，抽气嘴经伸缩壳体40、对接壳体50实施对单晶炉的抽真空处理。
72.为了能够将本发明的单晶炉冷却装置安装、定位至冷却工位处，如图3所示，可选的，本发明实施例中的单晶炉冷却装置还包括定位销组件。可选的，定位销组件包括脚座11及地座12，其中，脚座11上设置有定位销，地座12上设置有与定位销匹配的定位孔。
73.脚座11被预装在座体10的底部，地座12则被预装在冷却工位处的地面上。将脚座11上的定位销和插入至地座12上的定位销内，即能完成本发明的单晶炉冷却装置的安装、定位。图3实施例中，座体10具有四根支撑柱，每根支撑柱的底部均预装有脚座11，相应的，冷却工位处的地面上也对应设置有四个地座12。
74.继续参考图1和图2所示，为了实现对接壳体50与单晶炉的炉口的快速对接，可选的，本发明实施例中的单晶炉冷却装置还包括炉口转接机构。
75.炉口转接机构包括转接管道100、闸板阀110及水冷套120，其中：转接管道100的第一端连接在单晶炉的炉口上，将对接壳体50的第二端连接在转接管道100的第二端上，即能实现对接壳体50与单晶炉的炉口的对接。
76.闸板阀110和水冷套120设置在转接管道100上，其中，闸板阀110用于打开及关闭转接管道100，水冷套120则用于冷却转接管道100。
77.上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。