多晶硅铸锭炉漏硅监测及防护装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及多晶硅铸锭炉，旨在提供多晶硅铸锭炉漏硅监测及防护装置。该多晶硅铸锭炉漏硅监测及防护装置包括溢流丝、密封组件、莫来石罩组件、垫高块组件、莫来石和PLC模块；垫高块组件设在石墨柱的下部外侧，石墨柱与垫高块组件之间装有莫来石，多晶炉的炉体底部抽气口上设有莫来石罩组件，抽气口与莫来石罩组件之间装有莫来石，垫高块组件和莫来石罩组件四周都铺有莫来石；石棉层的上部铺有溢流丝，溢流丝通过两个密封组件与设置在多晶炉炉体外部的PLC模块连接。本实用新型在生产过程中发生少量漏硅现象时，能第一时间触发报警，在大量漏硅的情况下，也能保护关键部位难以被高温硅液熔穿，避免灾难性事故发生。
【专利说明】多晶硅铸锭炉漏硅监测及防护装置
【技术领域】
[0001]本实用新型是关于多晶硅铸锭炉，特别涉及多晶硅铸锭炉漏硅监测及防护装置。
【背景技术】
[0002]多晶硅铸锭炉在生产过程中一旦发生漏硅现象而没有及时发现的话，将影响整个生产过程，并可能造成各种事故。因此，需要有一种漏硅监测及防护装置实时对整个生产过程进行监测，一旦发生漏硅现象，可以及时报警采取相应措施，并且可以保护薄壁、焊接等关键部位难以熔穿，避免事故发生和保证设备和人员的安全。
[0003]可查到现有专利“ 一种多晶硅铸锭炉漏硅检测承接装置(专利号CN103130224A) ”，其采用炉体底部放置承接容器的方法来承接漏出的硅液，但其承接硅液的范围具有一定的局限性，而且发生大量漏硅时，没有主动保护炉体的措施，严重的会造成重大损失。
实用新型内容
[0004]本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种当生产过程中发生漏硅现象时，可以保护关键部位难以熔穿，并及时报警采取相应措施的装置。为解决上述技术问题，本实用新型的解决方案是:
[0005]提供多晶硅铸锭炉漏硅监测及防护装置，多晶炉的炉体底部设有三个石墨柱安装孔，三根石墨柱安装在石墨柱安装孔上，石墨柱的上方设有保温板，保温板四周开有溢流孔，多晶炉的炉体底部铺有石棉层，所述多晶硅铸锭炉漏硅监测及防护装置包括溢流丝、密封组件、莫来石罩组件、垫高块组件、莫来石和PLC模块；垫高块组件设在石墨柱的下部外侦h石墨柱与垫高块组件之间装有莫来石，多晶炉的炉体底部抽气口上设有莫来石罩组件，抽气口与莫来石罩组件之间装有莫来石，垫高块组件和莫来石罩组件四周都铺有莫来石；石棉层的上部铺有溢流丝，溢流丝通过两个密封组件与设置在多晶炉炉体外部的PLC模块连接；
[0006]所述密封组件用于保证溢流丝进出炉体时与炉体不导通，并且保证多晶炉的炉体整体密封；所述垫高块组件用于保护石墨柱在漏硅时不易被熔穿；所述莫来石罩组件用于保护抽气口在漏硅时不易被熔穿；所述PLC模块(品牌为欧姆龙，型号为CJ1W-1D211)通过导线与溢流丝连通，当溢流丝回路熔断时能产生一个信号，反馈给PLC模块，根据PLC内部事先设定的程序触发报警，并自动进入多晶炉自带程序中的紧急冷却模式。
[0007]作为进一步的改进，所述溢流丝呈回字形。
[0008]作为进一步的改进，所述垫高块组件包括堆叠而成的1个垫高块a、3个垫高块b和1个垫高块c，且垫高块组件的内外都铺设有莫来石。
[0009]作为进一步的改进，所述莫来石罩组件包括1个莫来石罩a、l个莫来石罩b、5个莫来石罩c、3个莫来石罩d、1个莫来石罩e和1个莫来石罩f，且莫来石罩组件的内外都铺设有莫来石。
[0010]作为进一步的改进，所述溢流丝是直径为1.2?1.5mm的不锈钢丝。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0012]当生产过程中发生少量漏硅现象时，能第一时间触发报警，提醒操作人员及时采取相应措施，避免损失进一步扩大；在大量漏硅的情况下也可以保护关键部位难以被高温硅液熔穿，避免灾难性事故发生，将设备损伤降到最低，保护操作人员不受伤害。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的整体结构示意图。
[0014]图2为本实用新型中的溢流丝结构示意图。
[0015]图3为本实用新型中的莫来石罩组件结构示意图。
[0016]图4为本实用新型中的垫高块组件结构示意图。
[0017]图中的附图标记为:1隔热笼组件；2坩埚护板组件；3坩埚；4 DS块；5炉体；6保温板；7石棉层；8 PLC模块；9密封组件；10溢流丝；11莫来石；12抽气口 ；13莫来石罩组件；14垫高块组件；15石墨柱；16莫来石罩a ；17莫来石罩b ；18莫来石罩c ；19莫来石罩d ；20莫来石罩e ；21莫来石罩f ；22垫高块a ；23垫高块b ；24垫高块c。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述:
[0019]如图1所示，多晶炉的炉体5底部设有三个石墨柱安装孔，三根石墨柱15安装在石墨柱安装孔上，石墨柱15的上方设有保温板6，多晶炉的炉体5底部铺有石棉层7。多晶硅铸锭炉漏硅监测及防护装置包括溢流丝10、密封组件9、莫来石罩组件13、垫高块组件14、莫来石11和PLC模块8。垫高块组件14设在石墨柱15的下部外侧，石墨柱15与垫高块组件14之间装有莫来石11，多晶炉的炉体5底部抽气口 12上设有莫来石罩组件13，抽气口 12与莫来石罩组件13之间装有莫来石11，垫高块组件14和莫来石罩组件13四周都铺有莫来石11，莫来石11是一种耐高温材料，在1800°C时仍很稳定。石棉层7的上部铺有溢流丝10，如图2所示，溢流丝10呈回字形，是直径为1.2?1.5mm的不锈钢丝。溢流丝10通过两个密封组件9与设置在多晶炉炉体5外部的PLC模块8连接，所述密封组件9主要保证溢流丝10进出炉体5时与炉体5不导通，并且不影响炉体5整体的密封性。所述PLC模块8通过导线与溢流丝10连通，当溢流丝10回路熔断时产生一个信号，反馈给PLC模块8，根据PLC内部事先设定的程序触发报警，并自动进入多晶炉自带程序中的紧急冷却模式，这里的PLC模块8为现有技术，具体选用品牌为欧姆龙、型号为CJ1W-1D211的PLC，即可实现所需功能。如图4所示垫高块组件14由1个垫高块a22、3个垫高块b23和1个垫高块c24堆叠而成，其内外铺设莫来石11，保护石墨安装柱在漏硅时不易被熔穿。如图3所示莫来石罩组件13由1个莫来石罩al6、l个莫来石罩bl7、5个莫来石罩cl8、3个莫来石罩dl9、l个莫来石罩e20和1个莫来石罩f21组成，其内外也铺设莫来石11，保护抽气口12在漏硅时不易被熔穿。
[0020]一般炉体5最容易熔穿的部位为焊接在炉底的三个石墨柱安装孔位置，此位置若熔化，将导致DS块4偏移，整个坩埚3内的高温硅液将倾泄而发生事故。还有就是薄壁处，主要是抽气口 12位置，此位置直接与大气连通，因炉体5内为高温真空状态，若被熔穿将导致外界大气快速进入炉体5，将导致炉体5内加热器等含碳物件遇氧发生爆炸，所以漏硅时要重点保护这几个位置。当漏硅发生时，硅液将通过坩埚护板组件2的间隙渗出，通过保温板6的溢流孔流出进入炉体5底部石棉层7上，因炉体5是封头结构，硅液将向炉体5底部中间聚拢，由于抽气口 12、三根石墨柱安装孔四周铺有莫来石11，抽气口 12与莫来石罩组件13之间以及石墨柱15与垫高块组件14之间也都装有莫来石11。在正常情况下，莫来石11与炉壁200°C?500°C左右的温度相当，当漏硅时，1420°C左右的高温硅液将流过莫来石11之间的间隙，莫来石11为耐高温材料，能够迅速吸收热量使高温硅液快速结晶，及时保护这四个危险区域难以熔穿。同时，由于溢流丝10布置在石棉层7上，硅液将流过溢流丝10，由于硅液温度很高，导致溢流丝10熔断，触发与溢流丝10连接的PLC模块8报警，使生产程序进入紧急冷却模式，系统将切断加热器供电，进而快速冷却炉子，使得剩余硅液凝结，以免发生安全事故，保护设备和人员安全。
[0021]最后，需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.多晶硅铸锭炉漏硅监测及防护装置，多晶炉的炉体底部设有三个石墨柱安装孔，三根石墨柱安装在石墨柱安装孔上，石墨柱的上方设有保温板，保温板四周开有溢流孔，多晶炉的炉体底部铺有石棉层，其特征在于，所述多晶硅铸锭炉漏硅监测及防护装置包括溢流丝、密封组件、莫来石罩组件、垫高块组件、莫来石和PLC模块；垫高块组件设在石墨柱的下部外侧，石墨柱与垫高块组件之间装有莫来石，多晶炉的炉体底部抽气口上设有莫来石罩组件，抽气口与莫来石罩组件之间装有莫来石，垫高块组件和莫来石罩组件四周都铺有莫来石；石棉层的上部铺有溢流丝，溢流丝通过两个密封组件与设置在多晶炉炉体外部的PLC模块连接； 所述密封组件用于保证溢流丝进出炉体时与炉体不导通，并且保证多晶炉的炉体整体密封；所述垫高块组件用于保护石墨柱在漏硅时不易被熔穿；所述莫来石罩组件用于保护抽气口在漏硅时不易被熔穿；所述PLC模块通过导线与溢流丝连通，当溢流丝回路熔断时能产生一个信号，反馈给PLC模块，根据PLC内部事先设定的程序触发报警，并自动进入多晶炉自带程序中的紧急冷却模式。
2.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉漏硅监测及防护装置，其特征在于，所述溢流丝呈回字形。
3.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉漏硅监测及防护装置，其特征在于，所述垫高块组件包括堆叠而成的I个垫高块a、3个垫高块b和I个垫高块C，且垫高块组件的内外都铺设有莫来石。
4.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉漏硅监测及防护装置，其特征在于，所述莫来石罩组件包括I个莫来石罩a、I个莫来石罩b、5个莫来石罩c、3个莫来石罩d、I个莫来石罩e和I个莫来石罩f，且莫来石罩组件的内外都铺设有莫来石。
5.根据权利要求1所述的多晶硅铸锭炉漏硅监测及防护装置，其特征在于，所述溢流丝是直径为1.2?1.5mm的不锈钢丝。
【文档编号】C30B29/06GK204111918SQ201420484113
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年8月26日 优先权日:2014年8月26日
【发明者】石刚, 王巍, 俞安州, 孙明, 周建灿 申请人:杭州慧翔电液技术开发有限公司, 浙江晶盛机电股份有限公司