一种硅棒破碎和筛分机构、破碎机的制作方法

本发明属于硅料制造技术领域，具体涉及一种硅棒破碎和筛分机构、破碎机。

背景技术：

在光伏产业中，需要将原料硅棒经破碎工艺破碎成细小的硅颗粒。破碎工艺通常分为传输-破碎-筛分-收集等工序，由此可见破碎和筛分工序在整个破碎工艺中占据着重要的地位。

目前在破碎和筛分过程中，由于破碎机构的内部结构限制，每次只能破碎出不大于初始尺寸的硅颗粒，因此，如果客户需要不同尺寸的硅颗粒，则需要不断调整破碎机构从而进行多次加工，同时破碎的效果也不好，极大地影响了生产的效率和成本。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提供了一种硅棒破碎和筛分机构、破碎机，通过使活动侧壁做偏心运动，进而使出料口的尺寸处于变化状态，使出料口的尺寸大于预设的出料口的尺寸，因此本发明的破碎机构可破碎出多种尺寸不同硅颗粒，同时提高了破碎效果。

本发明第一方面提供了一种硅棒破碎和筛分机构，包括破碎机构和筛分机构，所述破碎机构包括破碎装置和设于所述破碎装置一侧的控制装置，所述破碎装置包括破碎腔室，所述破碎腔室的侧壁包括活动侧壁和固定侧壁，所述破碎腔室包括相对设置的进料口和出料口，所述控制装置与所述活动侧壁连接，用于控制所述活动侧壁进行偏心运动；

所述筛分机构设于所述出料口处，所述筛分机构包括筛板和用于使所述筛板震动的震动装置，所述筛板上设有多个落料孔，且靠近所述出料口处的所述落料孔的尺寸小于远离所述出料口处的所述落料孔的尺寸；

当原料硅棒从所述进料口进入时，在所述活动侧壁和所述固定侧壁的挤压下，所述硅棒被破碎成不同尺寸的硅颗粒并从所述出料口进入到所述筛分机构中，所述筛板在所述震动装置的震动下使所述不同尺寸的硅颗粒移动并落入相应尺寸的落料孔。

本发明第一方面提供的一种硅棒破碎和筛分机构，通过使所述控制装置与所述活动侧壁连接，并使所述活动侧壁进行偏心运动，进而使出料口的尺寸处于变化状态，使出料口的尺寸大于预设的出料口的尺寸，因此本发明的破碎机构可破碎出多种尺寸不同硅颗粒，大大提高了生产效率和成本。并且由于活动侧壁做偏心运动，硅棒原料以及硅颗粒会受到多个方向上的挤压力，因此可进一步提高了破碎的效果。其次，在筛分机构上设置多个落料孔，并使靠近所述出料口处的所述落料孔的尺寸小于远离所述出料口处的所述落料孔的尺寸，可先将粒径较小的硅颗粒筛分出来，再将粒径较大的硅颗粒筛分出来，最终将不同粒径尺寸的硅颗粒逐渐筛分出来。另外，在震动装置的震动下，可使硅颗粒更好地进行移动与筛分，进一步提高了筛分的效果。

其中，所述破碎机构还包括出料口尺寸调整装置和固定壁，所述出料口尺寸调整装置的一端与所述活动侧壁通过连接杆活动连接，且另一端通过紧固件与所述固定壁连接，所述出料口尺寸调整装置还包括垫片，通过调整所述垫片的厚度可改变所述出料口尺寸调整装置的长度进而调整所述出料口的尺寸。

其中，所述破碎机构还包括第一活动杆和第二活动杆，所述第一活动杆贯穿所述固定壁，伸出所述固定壁的所述第一活动杆的自由端与所述固定壁之间夹设有弹性件，所述第一活动杆的连接段与所述第二活动杆的一端活动铰接，所述第二活动杆的另一端与所述活动侧壁活动铰接，所述弹性件在未工作时处于压缩状态，用于固定所述活动侧壁。

其中，所述固定侧壁倾斜设置，以使所述进料口的尺寸大于所述出料口的尺寸。

其中，所述筛板是倾斜设置的，且靠近所述出料口处的所述筛板的高度小于远离所述出料口处的所述筛板的高度。

其中，所述侧壁靠近所述破碎腔室一侧的表面为波纹面。

其中，所述侧壁靠近所述破碎腔室一侧的材质包括钨钢，所述筛板的材质包括钨钢。

其中，所述硅棒破碎和筛分机构还包括排尘机构，所述排尘机构包括主抽风管、多个子抽风管和除尘器，多个所述子抽风管与所述主抽风管连通，所述主抽风管与所述除尘器连通，多个所述子抽风管设于所述进料口处、所述出料口处以及所述筛分机构内。

其中，所述破碎机构还包括第一紧急停止装置，所述第一紧急停止装置用于使所述破碎机构停止工作；所述筛分机构还包括第二紧急停止装置，所述第二紧急停止装置用于使所述筛分机构停止工作。

本发明第二方面提供了一种破碎机，包括本发明第一方面提供的硅棒破碎和筛分机构。

本发明第二方面提供的一种破碎机，利用本发明第一方面提供的硅棒破碎和筛分机构，可破碎和筛分处多种不同尺寸的硅颗粒，提高破碎效果。大大提高了生产效率，节省了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图进行说明。

图1为本发明实施例中硅棒破碎和筛分机构的结构示意图；

图2为本发明实施例中破碎机构的结构示意图；

图3为本发明实施例中破碎机构中的部分结构示意图；

图4为本发明实施例中筛分机构的结构示意图。

附图标记：

破碎机构-2，破碎装置-21，侧壁-211，活动侧壁-2111，活动内侧壁-21111，活动外侧壁-21112，支撑杆-2113，固定侧壁-2112，固定内侧壁-21121，固定中侧壁-21122，固定外侧壁-21123，破碎腔室-212，控制装置-22，电机-221，曲轴-222，皮带-223，壳体-224，出料口尺寸调整装置-23，连接杆-231，垫片-232，防尘罩-233，固定壁-24，第一活动杆-25，第二活动杆-26，弹性件-27，进料口-28，出料口-29；

筛分机构-3，筛板-31，落料孔-311，震动装置-32，震动器-321，缓冲器-322，收集口-33，挡板-34，支撑架-35,台阶-36，固定柱-37；

排尘机构-4，子抽风管-41，主抽风管-42，除尘器-43。

具体实施方式

以下是本发明的优选实施方式，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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

请参考图1-图2，本发明实施例提供的一种硅棒破碎和筛分机构，包括破碎机构2和筛分机构3，所述破碎机构2包括破碎装置21和设于所述破碎装置21一侧的控制装置22，所述破碎装置21包括破碎腔室212，所述破碎腔室212的侧壁211包括活动侧壁2111和固定侧壁2112，所述破碎腔室212包括相对设置的进料口28和出料口29，所述控制装置22与所述活动侧壁2111连接，并用于控制所述活动侧壁2111进行偏心运动。

所述筛分机构3设于所述出料口29处，所述筛分机构3包括筛板31和用于使所述筛板31震动的震动装置32，所述筛板31上设有多个落料孔311，且靠近所述出料口29处的所述落料孔311的尺寸小于远离所述出料口29处的所述落料孔311的尺寸。

当原料硅棒从所述进料口28进入时，在所述活动侧壁2111和所述固定侧壁2112的挤压下，所述硅棒被破碎成不同尺寸的硅颗粒并从所述出料口29进入到所述筛分机构3中，所述筛板31在所述震动装置32的震动下使所述不同尺寸的硅颗粒移动并落入相应尺寸的落料孔311。

优选地，本发明中侧壁211的数量不少于4个。例如，侧壁211的数量为4个、5个、6个、7个等等。优选地，本发明中侧壁211的数量为4个。多个侧壁211可围设成一破碎腔室212，且使破碎腔室212的相对两端露出，这样可使破碎腔室212的一端为进料口28，另一端为出料口29。所述破碎腔室212的所述侧壁211包括活动侧壁2111和固定侧壁2112，所述固定侧壁2112用于静止不动，而所述活动侧壁2111相对于固定侧壁2112进行偏心运动，在所述活动侧壁2111和所述固定侧壁2112的配合作用下，对硅棒原料产生挤压力，使其破碎。本发明不对活动侧壁2111和固定侧壁2112的数量作具体限定。例如当侧壁211的数量为4个时，活动侧壁2111的数量为1个，固定侧壁2112的数量为3个，也可以活动侧壁2111的数量为2个，固定侧壁2112的数量为2个。

本发明中控制装置22包括电机221、曲轴222、皮带223和壳体224，所述电极与所述曲轴222通过所述皮带223连接，所述壳体224罩设于所述电机221、曲轴222和皮带223的四周。由于所述曲轴222是做曲向运动，因此所述曲轴222相连接的活动侧壁2111在工作时会做偏心运动。当所述曲轴222做偏心运动时，所述出料口29的位置和尺寸都会实时发生变化，因此出料口29可以允许多种尺寸的硅颗粒落下。例如：当出料口29的尺寸在初始设置为50mm时，可保证尺寸为0-50mm的硅颗粒落下，当在破碎硅棒时，由于活动侧壁2111做偏心运动，因此出料口29的尺寸可在40-60mm范围内变化，因此，出料口29不仅可使尺寸为0-50mm的硅颗粒落下，还可使尺寸为50-60mm的硅颗粒落下。这样便可在一次破碎过程中获得多种尺寸的硅颗粒。大大提高了生产效率和成本。另外，由于活动侧壁2111是做偏心运动，进而硅棒原料可受到更多方向上的挤压力，进一步提升了破碎效果。

本发明的筛分机构3设置于破碎机构2的下方，具体地，筛分机构3设置于出料口29的正下方，使破碎后的硅颗粒从出料口29进入到筛分机构3中进行筛分。本发明的筛板31设有多种尺寸的落料孔311，并且靠近所述出料口29处的所述落料孔311的尺寸小于远离所述出料口29处的所述落料孔311的尺寸，上述设置可先使粒径较小的硅颗粒落下，最后再使粒径较大的硅颗粒落下，以将粒径不同的硅颗粒筛分出来。另外，筛分机构3中的震动装置32可使筛板31震动，进而可带动筛板31上的硅颗粒进行移动，使硅颗粒可以从粒径较小的落料孔311移动到粒径较大的落料孔311，进一步提高了筛分的效果。硅颗粒从落料孔311落下后，会进入都收集口33中等待进一步地收集。优选地，震动装置32包括震动器321和缓冲器322。

请参考图3，本发明优选实施方式中，所述破碎机构2还包括出料口尺寸调整装置23和固定壁24，所述出料口尺寸调整装置23的一端与所述活动侧壁2111通过连接杆231活动连接，且另一端通过紧固件与所述破碎机构2的固定壁24连接，所述出料口尺寸调整装置23还包括垫片232，通过调整所述垫片232的厚度来改变所述出料口尺寸调整装置23的长度进而调整所述出料口29的尺寸。

请参考图3，本发明的出料口尺寸调整装置23可用于在破碎机构2开始工作前调整出料口29的预设尺寸。出料口尺寸调整装置23设在活动侧壁2111与破碎机构2的固定壁24之间，它的一端通过紧固件(例如紧固螺丝)与固定壁24固定连接，另一端通过连接杆231与活动侧壁2111活动连接。所述出料口尺寸调整装置23内还包括垫片232，本发明可通过调整垫片232的厚度来改变所述出料口尺寸调整装置23的长度进而调整所述出料口29的尺寸。优选地，本发明可更换垫片232来实现调整垫片232的厚度。本发明还可以通过增加或减少垫片232的数量来实现调整垫片232的厚度。本发明还可以将上述两种方案结合到一起来实现调整垫片232的数量。例如：垫片232的初始总厚度为10mm，当加入一个5mm厚的垫片232后，垫片232的总厚度变为了15mm，进而出料口尺寸调整装置23的长度也增加了5mm，因此，出料口尺寸调整装置23会使活动侧壁2111向固定侧壁2112的方向移动，最终使出料口29的预设尺寸变小。优选地，在连接杆231上还罩设有防尘罩233，防止硅颗粒粉尘落到防尘罩233上，影响出料口尺寸调整装置23与活动侧壁2111的活动连接。

本发明优选实施方式中，所述破碎机构2还包括第一活动杆25和第二活动杆26，所述第一活动杆25贯穿所述破碎机构2的固定壁24，伸出所述固定壁24的所述第一活动杆25的自由端与所述固定壁24之间夹设有弹性件27，所述第一活动杆25的连接段与所述第二活动杆26的一端活动铰接，所述第二活动杆26的另一端与包含所述活动侧壁2111的所述侧壁211活动铰接，所述弹性件27在未工作时处于压缩状态，用于固定所述活动侧壁2111。

本发明的第一活动杆25可在贯穿孔中自由移动，并且第一活动杆25和第二活动杆26的设置，可使活动侧壁2111在做偏心运动时受力均匀，起到固定和平衡活动侧壁的作用。自由端的横截面积比第一活动杆25的横截面积大(例如可把自由端制备的较粗一些，或者在自由端上套设一个固定帽，或者在自由端处贯穿一个螺丝)，以便于将弹性件27(例如弹簧)固定在自由端和固定壁24之间。使弹簧在未工作时处于压缩状态。此时自由端一直会受到一个背离破碎腔室212方向的力，进而使活动侧壁2111一直受到一个拉力，有效地固定活动侧壁2111，使活动侧壁2111不会随意移动。

本发明优选实施方式中，所述固定侧壁2112是倾斜设置的，以使所述进料口28的尺寸大于所述出料口29的尺寸。本发明的固定侧壁2112是倾斜的，使活动侧壁2111和固定侧壁2112围设成的破碎腔室212中的进料口28的尺寸大于出料口29的尺寸。“上宽下窄”的结构可使进料口28容纳更多的硅棒原料，而且由于出料口29处较窄，容纳的硅颗粒较少，因此硅颗粒可被更好地破碎，大大地提升了破碎效果。优选地，本发明中的活动侧壁2111是倾斜设置的，固定侧壁2112是倾斜设置的，破碎腔室212呈一个“倒四棱台”状。

本发明中侧壁211可分为一体式的，也可是分层式。当侧壁211为一体式时，整个侧壁211由一块板材制程，当侧壁211是分层式时，侧壁211可包括内侧壁、外层侧壁或内侧壁、中层侧壁、外层侧壁，其中，中层侧壁还可包括第一中层侧壁、第二中层侧壁、第三中层侧壁等等。各种侧壁211可发挥出它们各自的功能和作用。

优选地，本发明中的侧壁211是分层式的，其中活动侧壁2111包括活动内侧壁21111和活动外侧壁21112，固定侧壁2112包括固定内侧壁21121、固定中侧壁21122和固定外侧壁21123。活动外侧壁21112与曲轴222相连接，活动外侧壁21112和活动内侧壁21111之间通过多个支撑杆2113紧固连接，起到固定和支撑活动内侧壁21111的作用。固定内侧壁21121、固定中侧壁21122和固定外侧壁21123之间也是通过紧固件固定连接在一起。上述设置可方便固定内侧壁21121和活动内侧壁21111的安装和更换。

本发明优选实施方式中，所述侧壁211靠近所述破碎腔室212一侧的材质包括钨钢，所述筛板31的材质包括钨钢，即本发明中固定内侧壁21121和活动内侧壁21111的材质包括钨钢。钨钢既能保障硅料不受污染，又有足够的强度保障内侧壁211不会在硅料下落的冲击下损坏，保障了硅料的品质。本发明中筛板31的材质也包括钨钢，使得硅颗粒在在从出料口29掉落至筛分装置上的筛板31时，不会对筛板31造成损坏，进而影响硅料的纯度。

本发明优选实施方式中，所述侧壁211靠近所述破碎腔室212一侧的表面为波纹面，即本发明中活动内侧壁21111211的表面和固定内侧壁21121211的表面是波纹面，可大大提升破碎的效果。

请参考图4，本发明筛板31的四周还设有挡板34，所述震动装置32设于挡板34上，即所述震动器321和所述缓冲器322设于所述挡板34上。所述挡板34之间还设有固定柱37，用于固定支撑所述挡板34。所述挡板34的材质为316不锈钢。所述挡板34用于防止所述硅颗粒飞溅。316不锈钢材质的挡板34用于使硅颗粒免受污染。在所述挡板34和所述筛板31的连接处设有台阶36结构，所述台阶36机构背离所述筛板31一侧的材质为聚四氟乙烯(ptfe)，所述台阶36机构背离所述筛板31一侧的材质为钨钢。聚四氟乙烯和钨钢都可较好地使硅颗粒免受污染。

本发明优选实施方式中，所述筛板31是倾斜设置的，且靠近所述出料口29处的所述筛板31的高度小于远离所述出料口29处的所述筛板31的高度。上述设置可使硅颗粒受到一个平行于筛板31向下的力，更有利于硅颗粒的移动，再配合上震动器321，可使硅颗粒移动到各个落料孔311处，逐渐筛分各个尺寸的硅颗粒。

本发明优选实施方式中，所述硅棒破碎和筛分机构还包括排尘机构4，所述排尘机构4包括主抽风管42、多个子抽风管41和除尘器43，多个所述子抽风管41与所述主抽风管42连通，所述主抽风管42与所述除尘器43连通，多个所述子抽风管41设于所述进料口28处、所述出料口29处以及所述筛分机构3内。在将硅棒原料破碎成硅颗粒时，必然会有颗粒较小的硅粉尘产生，如果不及时清除，那么将会使工作环境变差。因此本发明将子抽风管41设于硅粉尘较多的位置以及时清走它，即进料口28出，所述出料口29处以及所述筛分机构3内。多个子抽风管41将硅粉尘汇集到主抽风管42处，再由主抽风管42将硅粉尘送至除尘器43中以待收集。

本发明优选实施方式中，所述硅棒破碎和筛分机构还包括设于所述破碎机构2和所述筛分机构3底部的支撑件35，所述支撑件35用于固定和支撑所述破碎机构2和所述筛分机构3。本发明优选实施方式中，所述破碎机构2还包括第一紧急停止装置，所述第一紧急停止装置用于使所述破碎机构2停止工作；所述筛分机构3还包括第二紧急停止装置，所述第二紧急停止装置用于使所述筛分机构3停止工作。

本发明实施例提供的一种破碎机，包括本发明实施例提供的硅棒破碎和筛分机构。利用本发明实施例提供的硅棒破碎和筛分机构，可破碎和筛分处多种不同尺寸的硅颗粒，大大提高了生产效率，节省了生产成本，具有很强的实用性。

以上对本发明实施方式所提供的内容进行了详细介绍，本文对本发明的原理及实施方式进行了阐述与说明，以上说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。