专利名称：直拉式单晶炉用籽晶提升装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及单晶炉装置领域，尤其是指一种直拉式单晶炉用籽晶提升装置。
背景技术：
直拉式单晶炉是生产太阳能电池用单晶硅和集成电路及单晶硅的的主要设备。随着太阳能电池硅材料的尺寸越来越大。以及集成电路对单晶材料的品质要求越来越高。对与之相对应的单晶生长设备的自动化程度和长期使用的稳定性提出了更高的要求。单晶生长设备主要是单晶炉，单晶炉包括单晶硅生长合成的主炉室、位于主炉室上端的硅籽晶提升装置和电控自动系统。传统的单晶炉的籽晶提升装置采用硬轴旋转和提拉，从而使中悄轴较长，造成设备高度较大较高，且旋转提拉稳定性差，造成产品正品率低，使用制作成本高，维修麻烦。中国专利曾公开了一种“单晶炉的籽晶提拉旋转机构”(中国，公告号 CN201817575U，公告日2011年5月4日)，它包括驱动电机以及由驱动电机驱动的箱体，箱体内包括两个转轴，一个转轴随电机转动，该转轴上固定有卷轮，卷轮侧面设有片状齿轮， 卷轮上设有钢丝绳，另一个转轴上设有配重块，该配重与片状齿轮通过齿啮合连接，钢丝绳下端设有连接体，连接体与重锤连接，重锤端部设有用于夹持籽晶的卡头。它的好处是能用简单的结构实现旋转提拉稳定性好，降低设备高度达90%，达到理想的使用效果，大幅度提高了产品的正品率，且结构简单，制作使用成本低，维修和使用简便效果好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种直拉式单晶炉用籽晶提升装置，它结构合理，具有籽晶提升稳定好、维修和使用简便等优点。为达到上述目的，本发明创造采取的方案是一种直拉式单晶炉用籽晶提升装置， 它由顶腔组件、提升腔组件、双极变速器与可抽拉传动轴、离合器组件、快速电机、慢速电机、提拉头限位机构、旋转组件构成，顶腔组件包括顶腔、顶盖法兰、销轴、平面轴承、滑轮组件，提升腔组件包括提升腔、线索管、花键轴、晶升磁流体；旋转组件包括晶升底板、重锤、 滑环、晶转驱动电机、蜗轮蜗杆晶转减速器、晶转磁流体，晶转磁流体静止安装座上固定晶转磁流体和晶转支架，晶转支架上安装蜗轮蜗杆晶转减速器和晶转驱动电机，晶转驱动电机驱动蜗轮蜗杆晶转减速器，蜗轮蜗杆晶转减速器输出轴上安装小带轮，小带轮上安装多契带，多契带传动给晶转大带轮，晶转大带轮固定在晶转磁流体可旋转轴肩上，晶转大带轮上安装有晶升底板，晶升底板上有穿线孔，晶转磁流体与晶升底板之间是滑环，滑环分为静止外环和旋转内环，内、外环连接有多组导线，导线分别连接上下电器件，内、外滑环导电方式为固定碳刷与导电铜环，其中与上电器件连接的导线垂直通过晶转大带轮和穿线孔，晶升底板上固定双极变速器和提升腔，顶腔通过铰链与提升腔连接，顶腔顶部中心孔同心加工有上、下台阶面，台阶内安装平面轴承，两平面轴承依靠上、下台阶过渡配合，保证与顶腔顶部中心孔同心，再由销轴连接滑轮组件，滑轮组件带动销轴自动旋转，滑轮组件上重力传感器软导线穿过顶腔穿线孔与顶盖法兰固定连接，线索管上缠绕的绳索绕过滑轮组件后， 绳索中心与晶转磁流体内孔中心同心并垂直，慢速电机通过第一联轴器，第一联轴器带动离合器组件，离合器组件输入双极变速器，双极变速器通过可抽拉传动轴，可抽拉传动轴一端内孔带内孔键槽、另一轴端有六毫米内六角工具孔，六毫米内六角工具孔同心加工有M5 螺纹孔，可抽拉传动轴外径加工有键槽，可抽拉传动轴带动花键轴，花键轴通过晶升磁流体处于提升腔内，花键轴带动线索管旋转，快速电机通过第二联轴器，第二联轴器输入双极变速器，双极变速器通过可抽拉传动轴，可抽拉传动轴带动花键轴，花键轴带动线索管旋转， 花键轴上安装同步带轮做同步旋转，同步带轮通过同步带将旋转运动传动给提拉头限位机构，提拉头限位机构将旋转运动转变为直线运动，提拉头限位机构控制绳索处于合适位置。该直拉式单晶炉用籽晶提升装置与现有技术具有以下特点①顶腔。将顶腔顶部中心孔同心加工上、下台阶面，台阶内安装平面轴承。两平面轴承依靠上、下台阶过渡配合，保证与顶腔顶部中心孔同心，再由销钉连接滑轮组件。工作状态时，穿入滑轮绳索一旦受力，滑轮组件带动销轴自动旋转至所需角度。即绳索中心与晶转磁流体转轴中心重合。即使顶腔每次在提升腔产生安装角度变化，内部滑轮组件都会在绳索轻微受力下(50克)带动销轴自动旋转，使绳索与晶转磁流体转轴同心。轮绳索受拉力越大，其滑轮组件旋转角度越精确，绳索与晶转磁流体转轴同心度越精确。工作状态时绳索受力大于^(g。滑轮组件上传感器软导线穿过顶腔穿线孔，与顶盖法兰固定连接；滑轮组件实际所需旋转角度最大在10°范围内微量旋转。即使拆下绳索，由于导线约束，滑轮组件的正反旋转范围也不超过90°。②可抽拉传动轴。双极变速器传动输出轴为可抽拉传动轴，双极变速器通过平键传动扭矩给可抽拉传动轴，可抽拉传动轴再通过带键槽的内孔套在花键轴轴外，传动轴内孔平键传动扭矩给提升腔内花键轴，完成扭矩传递。可抽拉传动轴优点正反传动平稳，所需扭矩大小可以控制，旋转速度可控制，旋转过程中根据内六角扳手施加扭矩，可灵活判断旋转过程中是否有卡死点，及时反转，避免设备安全事故发生；整个维护过程，灵活、快捷、 省时间、单人即可完成工作。可抽拉传动轴一端内孔带内孔键槽，作用定位并传动扭矩给提升腔花键轴；另一轴端有六毫米内六角工具孔，作用手动旋转传动轴；六毫米内六角工具孔同心加工有M5螺纹，作用通过拧进螺纹孔中的螺杆，取出、装入可抽拉传动轴；可抽拉传动轴外径加工键槽。作用将双极变速器扭矩传递给可抽拉传动轴。③旋转组件。旋转组件中的晶升底板加工有穿线孔，滑环电源信号总线垂直通过晶转带轮和底板穿线孔，与仔晶提升机构所需电源的电器件连接。优点走线方式合理、结构巧妙、外形美观(线路都从内部走，外形美观几乎看不到走线)。④晶转传动方式。晶转支架上安装蜗轮蜗杆晶转减速器和晶转驱动电机，与晶转磁流体静止安装座固定，晶转驱动电机驱动晶转减速器，蜗轮蜗杆晶转减速器变速后，输出轴所安装小带轮，带动多契带，多契带传动给晶转大带轮，晶转大带轮固定在晶转磁流体可旋转轴肩上，晶转大带轮上安装有仔晶提升机构，从而带动仔晶提升机构旋转。⑤滑环线路。滑环分为静止外环和旋转内环，内、外环连接有多组导线，导线分别连接上下电器件，内、外滑环导电方式为固定碳刷与导电铜环。工作状态外滑环和外滑环多组导线静止固定，内滑环和内滑环多组导线圆周旋转。⑥晶升、降传动。慢速升降时，慢速电机通过第一联轴器，第一联轴器带动离合器组件，离合器组件输入双极变速器，双极变速器通过可抽拉传动轴，可抽拉传动轴带动花键轴，花键轴带动线索管旋转，线索管上缠绕的绳索绕过滑轮组件后，绳索中心与晶转磁流体内孔中心同心并垂直与晶转磁流体底平面做慢速升降运动。快速升降时，快速电机通过第二联轴器，第二联轴器输入双极变速器，双极变速器通过可抽拉传动轴，可抽拉传动轴带动花键轴，花键轴带动线索管旋转，线索管上缠绕的绳索绕过滑轮组件后，绳索中心与晶转磁流体内孔中心同心并垂直与晶转磁流体底平面做慢速升降运动。⑦晶升、降限位控制。花键轴做旋转运动，花键轴上安装同步带轮做同步旋转，同步带轮通过同步带将旋转运动传动给提拉头限位机构，由提拉头限位机构将旋转运动转变为直线运动，提拉头限位机构控制绳索处于合适位置。
图1是本实施例主视部分剖面结构示意图。图2是本实施例俯视结构示意图。图3是本实施例中提升腔组件结构示意图。图中1、晶转磁流体静止安装座，2、晶转磁流体，3、晶转支架，4、蜗轮蜗杆晶转减速器，5、晶转驱动电机，6、小带轮，7、多契带，8、晶转大带轮，9、晶升底板，10、穿线孔，11、滑环，12、双极变速器，13、提升腔，14、顶腔，15、铰链，16、平面轴承，17、销轴，18、滑轮组件， 19、顶盖法兰，20、绳索，21、慢速电机，22、第一联轴器，23、离合器组件，24、重锤，25、可抽拉传动轴，26、晶升磁流体，27、快速电机，28、第二联轴器，29、提拉头限位机构，30、限位端盖， 31、重锤臂，32、线索管，33、花键轴，34、同步带。
具体实施例方式下面结合实施例及其附图对本发明再作描述。参见图1-图3，一种直拉式单晶炉用籽晶提升装置，它由顶腔组件、提升腔组件、 两级变速器12与可抽拉传动轴25、离合器组件23、快速电机27、慢速电机21、提拉头限位机构四、旋转组件构成，顶腔组件包括顶腔14、顶盖法兰19、销轴17、平面轴承16、滑轮组件 18，提升腔组件包括提升腔13、线索管32、花键轴33、晶升磁流体四，旋转组件包括晶升底板9、重锤M、滑环11、晶转驱动电机5、蜗轮蜗杆晶转减速器4、晶转磁流体2，晶转磁流体静止安装座1上固定晶转磁流体2和晶转支架3，晶转支架3上安装蜗轮蜗杆晶转减速器4 和晶转驱动电机5，晶转驱动电机5驱动蜗轮蜗杆晶转减速器4，蜗轮蜗杆晶转减速器4输出轴上安装小带轮6，小带轮6上安装多契带7，多契带7传动给晶转大带轮8，晶转大带轮 8固定在晶转磁流体2可旋转轴肩上，晶转大带轮8上安装有晶升底板9，晶升底板9上有穿线孔10，晶转磁流体2与晶升底板9之间是滑环11，滑环分为静止外环和旋转内环，内、 外环连接有多组导线，导线分别连接上下电器件，内、外滑环导电方式为固定碳刷与导电铜环，其中与上电器件连接的导线垂直通过晶转大带轮8和穿线孔10，晶升底板9上固定双极变速器12和提升腔13，顶腔14通过铰链15与提升腔13连接，顶腔14顶部中心孔同心加工有上、下台阶面，台阶内安装平面轴承16，两平面轴承16依靠上、下台阶过渡配合，保证与顶腔14顶部中心孔同心，再由销轴17连接滑轮组件18，滑轮组件18带动销轴17自动旋转，滑轮组件18上重力传感器软导线穿过顶腔穿线孔与顶盖法兰19固定连接，线索管32上缠绕的绳索20绕过滑轮组件18后，绳索20中心与晶转磁流体2内孔中心同心并垂直， 慢速电机21通过第一联轴器22，第一联轴器22带动离合器组件23，离合器组件23输入双极变速器12，双极变速器12通过可抽拉传动轴25，可抽拉传动轴25 —端内孔带内孔键槽、 另一轴端有六毫米内六角工具孔，六毫米内六角工具孔同心加工有M5螺纹孔，可抽拉传动轴25外径加工有键槽，可抽拉传动轴25带动花键轴33，花键轴33通过晶升磁流体沈处于提升腔13内，花键轴33带动线索管32旋转，快速电机27通过第二联轴器观，第二联轴器 28输入双极变速器12，双极变速器12通过可抽拉传动轴25，可抽拉传动轴25带动花键轴 33，花键轴33带动线索管32旋转，花键轴33上安装同步带轮35做同步旋转，同步带轮35 通过同步带34将旋转运动传动给提拉头限位机构四，提拉头限位机构20将旋转运动转变为直线运动，提拉头限位机构20控制绳索20处于合适位置。参见图1和图3，所述的双极变速器15上安装限位端盖30，防止可抽拉传动轴25 轴向位移而滑出。参见图1和图2，所述的晶升底板9通过重锤臂21与重锤M连接。参见图1和图3，需要更换拉晶生长绳索20时，先拆下限位端盖30，用M5螺杆旋入可抽拉传动轴25，向外慢慢将可抽拉传动轴25抽出至可抽拉传动轴25外径安装平键全部露出，取下可抽拉传动轴25外径安装平键，慢慢将可抽拉传动轴25推回原位，用六毫米内六角扳手按所需要方向旋转，从而带动提升腔花键轴旋转，更换绳索20。绳索20更换完毕，按照相反顺序，安装复原样。
权利要求
1.一种直拉式单晶炉用籽晶提升装置，其特征是它由顶腔组件、提升腔组件、两级变速器(1 与可抽拉传动轴(25)、离合器组件(23)、快速电机(27)、慢速电机(21)、提拉头限位机构(四)、旋转组件构成，顶腔组件包括顶腔(14)、顶盖法兰(19)、销轴(17)、平面轴承(16)、滑轮组件(18)，提升腔组件包括提升腔(13)、线索管(32)、花键轴(33)、晶升磁流体( )，旋转组件包括晶升底板(9)、重锤(M)、滑环(11)、晶转驱动电机(5)、蜗轮蜗杆晶转减速器G)、晶转磁流体O)，晶转磁流体静止安装座(1)上固定晶转磁流体( 和晶转支架(3)，晶转支架(3)上安装蜗轮蜗杆晶转减速器⑷和晶转驱动电机(5)，晶转驱动电机( 驱动蜗轮蜗杆晶转减速器G)，蜗轮蜗杆晶转减速器(4)输出轴上安装小带轮(6)， 小带轮(6)上安装多契带(7)，多契带(7)传动给晶转大带轮(8)，晶转大带轮(8)固定在晶转磁流体( 可旋转轴肩上，晶转大带轮(8)上安装有晶升底板(9)，晶升底板(9)上有穿线孔(10)，晶转磁流体O)与晶升底板(9)之间是滑环(11)，滑环分为静止外环和旋转内环，内、外环连接有多组导线，导线分别连接上下电器件，内、外滑环导电方式为固定碳刷与导电铜环，其中与上电器件连接的导线垂直通过晶转大带轮(8)和穿线孔(10)，晶升底板(9)上固定双极变速器(12)和提升腔(13)，顶腔(14)通过铰链(15)与提升腔(13)连接，顶腔(14)顶部中心孔同心加工有上、下台阶面，台阶内安装平面轴承(16)，两平面轴承 (16)依靠上、下台阶过渡配合，保证与顶腔(14)顶部中心孔同心，再由销轴(17)连接滑轮组件(18)，滑轮组件(18)带动销轴(17)自动旋转，滑轮组件(18)上重力传感器软导线穿过顶腔穿线孔与顶盖法兰(19)固定连接，线索管(3 上缠绕的绳索00)绕过滑轮组件 (18)后，绳索00)中心与晶转磁流体( 内孔中心同心并垂直，慢速电机通过第一联轴器(22)，第一联轴器0 带动离合器组件(23)，离合器组件输入双极变速器(12)， 双极变速器(1 通过可抽拉传动轴(25)，可抽拉传动轴0 —端内孔带内孔键槽、另一轴端有六毫米内六角工具孔，六毫米内六角工具孔同心加工有M5螺纹孔，可抽拉传动轴05) 外径加工有键槽，可抽拉传动轴0 带动花键轴(33)，花键轴(3 通过晶升磁流体06) 处于提升腔(1 内，花键轴(3 带动线索管(3 旋转，快速电机(XT)通过第二联轴器 ( )，第二联轴器08)输入双极变速器(12)，双极变速器(1 通过可抽拉传动轴(25)，可抽拉传动轴0 带动花键轴(33)，花键轴(3 带动线索管(3 旋转，花键轴(3 上安装同步带轮(3 做同步旋转，同步带轮(3 通过同步带(34)将旋转运动传动给提拉头限位机构( )，提拉头限位机构OO)将旋转运动转变为直线运动，提拉头限位机构OO)控制绳索OO)处于合适位置。
2.根据权利要求1所述的直拉式单晶炉用籽晶提升装置，其特征是所述的双极变速器(15)上安装限位端盖(30)。
3.根据权利要求1所述的直拉式单晶炉用籽晶提升装置，其特征是所述的晶升底板 (9)通过重锤臂与平衡块04)连接。
全文摘要
一种直拉式单晶炉用籽晶提升装置，它由顶腔组件、提升腔组件、双极变速器与可抽拉传动轴、离合器组件、快速电机、慢速电机、提拉头限位机构、旋转组件构成，顶腔组件包括顶腔、顶盖法兰、销轴、平面轴承、滑轮组件，提升腔组件包括提升腔、线索管、花键轴、晶升磁流体；旋转组件包括晶升底板、重锤、滑环、晶转驱动电机、蜗轮蜗杆晶转减速器、晶转磁流体。它结构合理，具有籽晶提升稳定好、维修和使用简便等优点。
文档编号C30B15/30GK102220635SQ201110201309
公开日2011年10月19日 申请日期2011年7月13日 优先权日2011年7月13日
发明者刘存华, 周云龙 申请人:温州永泰电器有限公司