一种自旋式热屏快速清理装置和使用方法与流程

本发明属于单晶硅制造领域，具体涉及一种自旋式热屏快速清理装置和使用方法。

背景技术：

随着一炉多根工艺在单晶行业内的广泛推广，在单晶炉内二次加料次数不断增加。由于二次加料时会产生大量的硅粉附着在单晶炉热屏的内壁，拉晶时硅粉受气流的影响极易掉落，当硅粉粘附于晶体结晶界面时就会导致断棱。现有的方法一是在原料破碎时减少粉末料的产生，二是加料时将原料再次过筛尽可能的去除粉末料。但由于加料时原料自带粉末料同时料块互相挤压磕碰还会产生一部分粉末料，现有方法无法有效避免加料时硅粉附着在热屏内壁。

技术实现要素：

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种自旋式热屏快速清理装置和使用方法。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种自旋式热屏快速清理装置，包括挂钩组件、第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述挂钩组件贯穿第一腔体的一端面，与第一腔体转动连接；所述第一腔体的另一端面与第二腔体的一端面固定连接，所述第一腔体和第二腔体隔离；所述第二腔体的另一端面与第三腔体的一端面固定连接；所述第二腔体包括氩气腔体、排气腔体和固定在氩气腔体和排气腔体之间的隔板；所述氩气腔体的侧面固定连接有进气阀，所述排气腔体与第三腔体连通；所述隔板上固定连接有热敏开关控制阀，所述热敏开关控制阀固定连接有回旋式排气道；所述第三腔体内固定连接有涡轮式导气盘，第三腔体侧面开设有两个以上的排气孔。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述挂钩组件包括挂钩、连接杆和限位块，所述连接杆的一端固定连接挂钩，连接杆的另一端固定连接限位块，所述限位块位于第一腔体内部，限制挂钩组件与第一腔体的位置，避免挂钩组件从第一腔体内脱落。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述第一腔体的一端面固定连接有旋转轴承，所述旋转轴承与连接杆转动连接。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述第三腔体侧面等间距设置有排气孔，每个排气孔的大小均相同。排气孔环向均布，使得该装置工作时气流自排气孔360°环向均匀排出，可实现对热屏内壁的均匀吹拂。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述涡轮式导气盘由两个以上的叶片组成，每个叶片等间距分布。叶片等间距分布可实现叶片引导气流环向均匀沿叶片至排气孔，最终均匀排出。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述叶片两侧表面与涡轮式导气盘横截面垂直，所述叶片的上表面与涡轮式导气盘横截面存在夹角。设置一定的夹角主要是使得回旋式排气道排出的气流垂直对叶片进行吹拂此时叶片受力最大，可保证气流吹拂叶片时叶片受力后可自动旋转。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述回旋式排气道为弹簧形状的环形管道，回旋式排气道远离热敏开关控制阀的一端延伸至第三腔体内，并与涡轮式导气盘保持距离。气流自回旋式排气道排出时以环向方式排出，在距离涡轮式导气盘一定距离的空间内部形成环向气流，该气流环向均匀吹拂叶片，保证叶片同时受力推动该装置旋转，同时可保证该装置旋转时重心稳定。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述回旋式排气道设置2～5圈环形管道。由于所述装置一般使用不锈钢材质，单晶炉热屏内温度很高(高达600-1000度)，氩气为冷却性气体，设置2～5圈环形管道可以使所述装置得到充分冷却，防止所述装置由于放置于温度过高的单晶炉热屏内导致腔体变形。

结合第一方面，在一种实现方式中，所述回旋式排气道远离热敏开关控制阀的一端与涡轮式导气盘横截面存在夹角。设置一定的夹角主要是使得回旋式排气道排出的气流垂直对叶片进行吹拂此时叶片受力最大，可保证气流吹拂叶片时叶片受力后可自动旋转。

第二方面，本发明公开了所述自旋式热屏快速清理装置的使用方法，包括：打开进气阀充入氩气，氩气压力值达到5～10mpa后关闭进气阀；将挂钩组件与单晶炉上轴连接；将所述装置放置于单晶炉内，开启单晶炉晶转将所述装置缓慢下降至单晶炉热屏上沿；热敏开关控制阀在单晶炉内受高温影响自动打开，氩气通过回旋式排气道形成环形气流进入涡轮式导气盘推动所述装置自动旋转；氩气由排气孔均匀排出，对热屏内壁进行吹拂，将硅粉吹落在热屏底壁；操作单晶炉上轴继续下降所述装置对热屏下部进行清理；待氩气释放完成后将该装置按照炉台隔离操作取出。

有益效果：

本申请提供的装置结构简单，涡轮式导气盘的叶片的上表面与涡轮式导气盘横截面存在一定夹角、回旋式排气道远离热敏开关控制阀的一端与涡轮式导气盘横截面存在夹角使得回旋式排气道排出的气流垂直对叶片进行吹拂，此时叶片受力最大，可保证气流吹拂叶片时叶片受力后可自动旋转；涡轮式导气盘的叶片等间距分布、第三腔体侧面的排气孔环向均布均使得气流能够环向均匀沿叶片流向排气孔，实现对热屏内壁的均匀吹拂；加料结束后使用该装置能够将热屏内壁的硅粉清理干净，避免拉晶时硅粉掉落对于炉台成晶的影响，整个安装及使用过程简单易操作，安全性强。可满足水冷屏与非水冷屏炉台热屏清理，通用性强。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为本申请提供的装置的立体图；

图2为本申请提供的装置的二分之一剖分图；

图3为本申请提供的装置的涡轮式导气盘示意图；

图4为本申请提供的装置的回旋式排气道示意图；

图5为本申请提供的装置使用中的示意图。

图中标号说明：1挂钩组件，2第一腔体，3进气阀，4第二腔体，5热敏开关控制阀，6回旋式排气道，7涡轮式导气盘，8排气孔，9第三腔体，11挂钩，12连接杆，13限位块，21旋转轴承，41氩气腔体，42排气腔体，43隔板，71叶片，72叶片的上表面。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

如图1-4所示，本发明第一实施例公开一种自旋式热屏快速清理装置，挂钩组件1、第一腔体2、第二腔体4和第三腔体9，所述挂钩组件1贯穿第一腔体2的一端面，与第一腔体2转动连接；所述第一腔体2的另一端面与第二腔体4的一端面固定连接，所述第一腔体2和第二腔体4隔离；所述第二腔体4的另一端面与第三腔体9的一端面固定连接；所述第二腔体4包括氩气腔体41、排气腔体42和固定在氩气腔体41和排气腔体42之间的隔板43；所述氩气腔体41的侧面固定连接有进气阀3，所述排气腔体42与第三腔体9连通；所述隔板43上固定连接有热敏开关控制阀5，所述热敏开关控制阀5固定连接有回旋式排气道6；所述第三腔体9内固定连接有涡轮式导气盘7，第三腔体9侧面开设有两个以上的排气孔8。

第一实施例中，所述挂钩组件1包括挂钩11、连接杆12和限位块13，所述连接杆12的一端固定连接挂钩11，连接杆12的另一端固定连接限位块13，所述限位块13位于第一腔体2内部。

第一实施例中，所述第一腔体2的一端面固定连接有旋转轴承21，所述旋转轴承21与连接杆12转动连接。

第一实施例中，所述第三腔体9侧面等间距设置有30～42个排气孔8，每个排气孔8的大小均相同，排气孔8设置为圆形，孔径设置为4-6mm。

第一实施例中，所述涡轮式导气盘7由30～42叶片71组成，每个叶片71等间距分布。

第一实施例中，所述叶片71两侧表面与涡轮式导气盘7横截面垂直，所述叶片71的上表面72与涡轮式导气盘7横截面存在夹角，一般设置夹角为60°～70°。

第一实施例中，所述回旋式排气道6为弹簧形状的环形管道，回旋式排气道6远离热敏开关控制阀5的一端延伸至第三腔体9内，并与涡轮式导气盘7保持2～3厘米的距离。

第一实施例中，所述回旋式排气道6设置2～5圈环形管道。

第一实施例中，所述回旋式排气道6远离热敏开关控制阀5的一端与涡轮式导气盘7横截面存在夹角，一般设置夹角为20°～30°。涡轮式导气盘7的叶片71的上表面72与涡轮式导气盘7横截面存在夹角60°～70°、回旋式排气道6远离热敏开关控制阀5的一端与涡轮式导气盘7横截面存在夹角20°～30°，两个夹角的结合使得回旋式排气道6排出的气流垂直对叶片71的上表面72进行吹拂，此时叶片71受力最大，可保证气流吹拂叶片71时叶片71受力后可自动旋转。

第一实施例中，单晶炉热屏内壁下口直径为300～360毫米，本申请所述装置的大小设置如下：第三腔体9的直径为250～280毫米，高度为80毫米左右；第二腔体4的直径为200毫米左右，高度为300毫米左右，氩气腔体41与排气腔体42的高度比为2：1；第一腔体2的直径为50毫米左右，高度为100毫米左右。

如图5所示，本发明第二实施例公开所述装置的使用方法，包括打开进气阀3充入氩气，氩气压力值达到5～10mpa后关闭进气阀3；将挂钩组件1与单晶炉上轴连接；将所述装置放置于单晶炉内，开启单晶炉晶转将所述装置缓慢下降至单晶炉热屏上沿；约3-5分钟后热敏开关控制阀5在单晶炉内受高温影响自动打开(热敏开关升温至300-350℃即可打开)，氩气通过回旋式排气道6形成环形气流进入涡轮式导气盘7推动所述装置自动旋转；氩气由排气孔8均匀排出，对热屏内壁进行吹拂，将硅粉吹落在热屏底壁；操作单晶炉上轴继续下降所述装置对热屏下部进行清理，所述装置置于单晶炉热屏内时与单晶炉热屏内壁的距离不小于10毫米；待氩气释放完成后将该装置按照炉台隔离操作取出。

本发明提供了一种自旋式热屏快速清理装置和使用方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。