一种单晶炉用隔离阀座的制作方法

本实用新型涉及单晶炉设备，特别涉及一种单晶炉用隔离阀座。

背景技术：

单晶炉是多晶硅转化为单晶硅工艺过程中的必备设备，而单晶硅又是光伏发电和半导体行业中的基础原料。直拉式单晶炉采用直拉法生产硅单晶棒。生产时，当硅拉制成型后，需在上炉筒中冷却后取出，以避免高温硅棒暴露于大气中，影响硅棒质量，冷却时上炉筒需保持真空状态。

为了使上炉筒保持真空状态，单晶炉需要配置隔离阀座，隔离阀座内设有翻板阀，主要用于隔离主炉室和副炉室，实现两个炉室不同的工作要求。传统的翻板阀主要是通过操纵杆手动控制打开和关闭，操作不方便，费时费力。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种单晶炉用隔离阀座，具有操作方便、省时省力的优点。

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：

一种单晶炉用隔离阀座，包括阀座基体、设置于阀座基体内的翻板阀，所述翻板阀顶壁连接有阀杆，所述阀杆底壁平行于翻板阀顶壁，所述阀杆底壁长度方向的一端与翻板阀固定连接，另一端连接有驱动轴；

所述阀杆固定在驱动轴的外壁上，所述驱动轴的转动方向与翻板阀的翻动方向一致，所述驱动轴穿出阀座基体并连接有电机驱动组件，所述驱动轴由电机驱动组件驱使转动。

通过采用上述技术方案，由电机驱动组件驱动驱动轴转动，进而与驱动轴固定的阀杆带动翻板阀实现翻转，这样的方式操作方便、省时省力。

进一步的，所述驱动轴呈一端大一端小的阶梯状，所述驱动轴直径较大的一端形成第一连接端，直径较小的一端形成第二连接端；

所述第一连接端位于阀座基体内并通过轴承座与阀座基体固定连接，所述第一连接端外壁设置有用于与阀杆连接的固定平面；

所述第二连接端穿出阀座基体并与电机驱动组件连接。

通过采用上述技术方案，阶梯状的驱动轴用于提高驱动轴的结构稳定性，固定平面的设置方便了阀杆与驱动轴的固定连接；直径较小的第二连接端穿出阀座基体，减小了阀座基体开孔的大小，进而提高了阀座基体的密封性。

进一步的，所述驱动轴内设置有相互平行的进水通道和出水通道；

所述进水通道长度方向的一端穿出第二连接端端面并形成第一进水口，另一端穿出固定平面并形成第一出水口；

所述出水通道长度方向的一端穿出第二连接端端面并形成第三出水口，另一端穿出固定平面并形成第三进水口；

所述翻板阀内设置有冷却腔，所述翻板阀顶壁开设有与冷却腔连通的第二进水口和第二出水口；

所述第一出水口与第二进水口之间、第二出水口和第三进水口之间均通过软管连通。

通过采用上述技术方案，冷却水沿进水通道进入冷却腔，然后由出水通道排出，实现了对翻板阀和驱动轴的降温，同时对隔离阀座内腔实现降温作用，加快了隔离阀座上方上炉筒内晶体的降温速率。

进一步的，所述冷却腔内固定有分隔板并形成单线曲形冷却通道，所述冷却通道由翻板阀中部向外周盘绕，所述冷却通道的两端分别贯通翻板阀顶壁并形成所述第二进水口和所述第二出水口；

所述第二进水口和第二出水口位于翻板阀远离驱动轴的一端。

通过采用上述技术方案，冷却水沿冷却通道定向流动并由第二出水口排出冷却腔，实现了冷却水的循环；分隔板的设置能够提高翻板阀的结构稳定性。冷却通道由翻板阀中部向外周盘绕，从而冷却水能够沿冷却通道先进入冷却空腔中心，然后由内向外盘绕扩散，这样的方式减少了外沿冷却水与阀座基体外壁热交换带来的能量损失，提高了冷却水对隔离阀座内部的降温作用。

进一步的，所述固定平面上固定连接有两个分别与第一出水口和第三进水口连通的第一水管连接头；

所述翻板阀顶壁固定连接有两个分别与第二进水口和第二出水口连通的第二水管连接头。

通过采用上述技术方案，第一水管连接头和第二水管连接头的设置方便了软管的连接。

进一步的，所述阀杆底壁远离驱动轴的一端垂直固定有朝向翻板阀的连杆，所述连杆远离阀杆的一端固定有平行于翻板阀的连接盘，所述连接盘与翻板阀顶壁通过螺钉固定连接。

通过采用上述技术方案，实现了阀杆与翻板阀的可拆卸连接，方便了翻板阀的拆装维护工作。

进一步的，所述阀座基体侧壁设置有观察窗。

通过采用上述技术方案，实现了对隔离阀座内晶体状态的监控。

进一步的，所述翻板阀的翻转角度为0-120度。

通过采用上述技术方案，实现了翻板阀的开合。

进一步的，所述电机驱动组件包括驱动电机、与驱动电机输出轴连接的减速器，所述减速器的输出轴上同轴固定有驱动齿轮；

所述驱动轴穿出阀座基体的一端同轴固定有不完全齿轮，所述不完全齿轮与驱动齿轮相啮合，所述不完全齿轮两个末端分别与驱动齿轮啮合时，所述翻板阀分别处于开启和闭合状态。

通过采用上述技术方案，驱动电机带动驱动齿轮转动，进而与啮合的不完全齿轮转动，实现驱动轴带动翻板阀转动的目的。不完全齿轮的设置用于对翻板阀开合状态的定位作用，减少翻板阀翻转过渡带来的机械损伤。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.通过电机驱动组件和不完全齿轮的设置，能够起到对翻板阀开卡合状态的控制，具有操作方便、省时省力的有优点；

2.通过进水通道、出水通道和冷却腔的设置，能够起到对翻板阀和驱动轴的降温的效果；

3.通过分隔板的设置，能够起到实现冷却水定向流动冷却的效果。

附图说明

图1是本实施例中用于体现观察窗和翻板阀位置关系的示意图；

图2是本实施例中用于体现驱动轴和翻板阀连接关系的示意图；

图3是本实施例中用于体现进水通道和出水通道结构的剖面示意图；

图4是本实施例中用于体现分隔板和冷却通道结构的剖面示意图。

图中，1、阀座基体；11、观察窗；2、翻板阀；21、冷却腔；22、第二进水口；23、第二出水口；24、分隔板；25、冷却通道；3、阀杆；31、连杆；32、连接盘；4、驱动轴；41、第一连接端；411、固定平面；42、第二连接端；43、轴承座；44、进水通道；441、第一进水口；442、第一出水口；45、出水通道；451、第三出水口；452、第三进水口；5、电机驱动组件；51、驱动电机；52、减速器；53、驱动齿轮；54、不完全齿轮；6、第一水管连接头；7、第二水管连接头。

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。

一种单晶炉用隔离阀座，如图1所示，包括阀座基体1、设置于阀座基体1内的翻板阀2，翻板阀2设置在阀座基体1底部，阀座基体1侧壁设置有用于监测晶体生长状态的观察窗11。阀座基体1外侧壁固定有电机驱动组件5，翻板阀2通过电机驱动组件5实现其翻转，翻板阀2的翻转角度为0-120度。

如图2所示，翻板阀2顶壁连接有长条形阀杆3，阀杆3底壁平行于翻板阀2顶壁。阀杆3长度方向的一端固定连接有指向翻板阀2中线的连杆31，连杆靠近翻板阀2的一端固定有连接盘32，连接盘32的轴线与翻板阀2的轴线共线，连接盘32与翻板阀2之间通过螺钉固定。阀杆3远离连杆31的一端延伸至翻板阀2外并固定连接有驱动轴4，阀杆3与驱动轴4的外壁面通过螺钉固定。驱动轴4的转动方向与翻板阀2的翻动方向一致，驱动轴4长度方向的一端穿出阀座基体1与电机驱动组件5连接，从而通过电机驱动组件5驱使驱动轴4转动，进而实现翻板阀2的翻转。

如图2所示，电机驱动组件5包括驱动电机51、与驱动电机51输出轴连接的减速器52，减速器52的输出轴上同轴固定有驱动齿轮53。驱动轴4穿出阀座基体1的一端同轴固定有不完全齿轮54，不完全齿轮54与驱动齿轮53相啮合，不完全齿轮54两个末端分别与驱动齿轮53啮合时，翻板阀2分别处于开启和闭合状态。不完全齿轮54的设置用于对翻板阀2开合状态的定位作用，减少翻板阀2翻转过度带来的机械损伤。

如图2所示，驱动轴4呈一端大一端小的阶梯状，驱动轴4直径较大的一端形成第一连接端41，直径较小的一端形成第二连接端42。第一连接端41位于阀座基体1内并通过轴承座43与阀座基体1固定连接，第一连接端41外壁设置有用于与阀杆3连接的固定平面411，固定平面411的设置方便了阀杆3与驱动轴4的连接。第二连接端42穿出阀座基体1并与阀座基体1之间通过另一轴承座43固定连接。

如图2和图3所示，驱动轴4内设置有相互平行的进水通道44和出水通道45。进水通道44长度方向的一端穿出第二连接端42端面并形成第一进水口441，另一端穿出固定平面411并形成第一出水口442。出水通道45长度方向的一端穿出第二连接端42端面并形成第三出水口451，另一端穿出固定平面411并形成第三进水口452。固定平面411上固定连接有两个分别与第一出水口442和第三进水口452连通的第一水管连接头6。

如图2和图4所示，翻板阀2内设置有冷却腔21，冷却腔21内固定有分隔板24，冷却腔21在分隔板24的作用下形成单线曲形冷却通道25。冷却通道25由翻板阀2中部向外周盘绕，冷却通道25的两端分别贯通翻板阀2顶壁并形成第二进水口22和第二出水口23，第二进水口22和第二出水口23位于翻板阀2远离驱动轴4的一端。翻板阀2顶壁固定连接有两个分别与第二进水口22和第二出水口23连通的第二水管连接头7。第一出水口442与第二进水口22之间、第二出水口23和第三进水口452之间均通过软管连通，软管长度方向的两端分别套接固定在第一水管连接头6和第二水管连接头7上。

如图3和图4所示，冷却水依次沿第一进水口441进入进水通道44，然后沿第一出水口442和软管由第二进水口22进入冷却腔21，冷却水沿冷却通道25流动至翻板阀2中心，由内至外流动扩散，经第二出水口23和软管由第三进水口452进入出水通道45，最后由第三出水口451排出。由此实现对翻板阀2和驱动轴4的降温，同时对隔离阀座内腔实现降温作用，加快了隔离阀座上方晶体的降温速率。分隔板24的设置能够提高翻板阀2的结构稳定性，冷却水在冷却腔21内由内向外盘绕扩散，减少了外沿冷却水与阀座基体1（参见图2）外壁热交换带来的能量损失，提高了冷却水的降温效果。

在实际生产应用中，第三出水口451通过软管连接储水设备，如储水箱；储水箱外部设置水冷机，水冷机的进口与储水箱的出口连通，水冷机的出水口与第一进水口441通过软管连通，实现对储水箱内水的循环降温。由于驱动轴4的转动角度仅为0-120度，软管具有良好的柔软性、收缩性和重复弯曲性，故能够满足驱动轴4的转动需求。

具体实施过程：正常工作状态，翻板阀2处于开启状态，驱动齿轮53与不完全齿轮54的一端啮合。当需要保持上炉筒真空状态时，控制电机顺时针转动，驱动齿轮53带动不完全齿轮54逆时针转动，直至转动至不完全齿轮54的末端，翻板阀2向下翻转至闭合状态，实现了对隔离阀座基体1底壁的封闭。

同时在需要阀座基体1上方的晶体进行真空冷却时，将第一进水口441连通冷却水设备，冷却水沿进水管道和软管进入冷却腔21，然后沿冷却通道25、软管和出水通道45排出，实现对驱动轴4和翻板阀2的冷却，进而实现对隔离阀座内腔的冷却，进而实现与隔离阀座相通的上炉体内腔的冷却作用，为阀座基体1上方的晶体提供冷环境。

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。