直拉式单晶炉硅料复投装置的制作方法

本发明是关于直拉式单晶炉领域，特别涉及直拉式单晶炉硅料复投装置。

背景技术：

在直拉式单晶炉拉晶生产中，由于石英坩埚使用寿命有限，因此在石英坩埚寿命范围内投料量越多，拉制的晶体越重，单位能源消耗越小，生产效率也就越高。因此直拉式单晶炉一炉硅料拉晶完成之后，在不停炉冷却的情况下完成硅料的添加，能够节省停炉冷却和抽真空的时间，大大缩短生产周期，提高生产效率。

由于硅料在融化之前是有间隙的，而且复投时不可能做到硅料规则排布在坩埚内，因此不可能通过一次投料就能得到能够达到坩埚容积的硅溶液，需要分批次抽真空、投料、融化，再抽真空投料、再融化，直到得到达到坩埚容积的硅溶液。

目前市场上已经出现的硅料复投装置都不能在不破坏单晶炉炉室真空的条件下完成分批次投料工作。目前市场上出现的复投装置结构复杂，不方便移动，并且只能复投直径不超过40mm的硅料，对硅料的要求较高。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种进行一次抽真空，就完成多次硅料复投工作的复投装置。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供直拉式单晶炉硅料复投装置，包括装料室和下料管，所述装料室分为至少两个料斗，每个料斗下方装有对应的合页门，每个合页门上安装有吊环；

所述下料管的上方与装料室的下口套合安装，下料管能在上下方向上自由运动；下料管的上方设有下料管上法兰，且下料管上法兰的直径大于装料室下口的直径，用于限制下料管上下移动行程；下料管的上部开设4个焊接剖口(连线成十字形)，并焊有十字提升条(两个提升条交叉焊成)；下料管的内部还设有螺旋状挡板；

装料室的上方设有装料室上盖板和装料室上法兰，装料室上法兰均布有(12个)螺纹孔，用于安装装料室上盖板；装料室上盖板上布置有提升电机，提升电机通过钢丝绳连接十字提升条，用于控制下料管的升降；装料室上盖板上还设有数量与料斗数量相同的气缸，每个气缸分别通过钢丝绳与对应合页门上的吊环连接，用于控制对应合页门的开闭；装料室的下方设有密封法兰，用于阻止外部空气进入装料室。

作为进一步的改进，所述料斗、合页门、气缸各设有六个，即所述装料室平均分为一号料斗、二号料斗、三号料斗、四号料斗、五号料斗、六号料斗，一号合页门装在一号料斗下方，二号合页门装在二号料斗下方，三号合页门装在三号料斗下方，四号合页门装在四号料斗下方，五号合页门装在五号料斗下方，六号合页门装在六号料斗下方，一号气缸、二号气缸、三号气缸、四号气缸、五号气缸、六号气缸均布在装料室上盖板上。

作为进一步的改进，所述直拉式单晶炉硅料复投装置能对最大直径为80mm的不规则单晶硅原料进行复投(80mm直径几乎是硅料的最大直径，本装置对硅料大小没有要求)。

作为进一步的改进，所述下料管内壁、料斗内壁、螺旋状挡板的表面均镀有特氟龙材料。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、装料室分为六个，可以通过一次抽真空，完成六次复投料，节省时间；

2、本发明对复投硅料的直径最大可以达到80mm，降低了对硅料的要求，节省成本；

3、下料管的螺旋装置可以减缓硅料下滑速度，防止硅料砸坏坩埚，避免硅液飞溅。

附图说明

图1为本发明的装料室俯视剖视图。

图2为本发明的装料室俯视图。

图3为本发明的右视剖视图。

图4为本发明的初始位置图。

图5为本发明下料时的位置图。

图中的附图标记为：1一号料斗；2一号合页门；3二号料斗；4二号合页门；5三号料斗；6三号合页门；7四号料斗；8四号合页门；9五号料斗；10五号合页门；11六号料斗；12六号合页门；13十字提升条；14一号气缸；15二号气缸；16三号气缸；17四号气缸；18五号气缸；19六号气缸；20钢丝绳；21装料室上盖板；22装料室上法兰；23密封法兰；24螺旋状挡板；25下料管；26下料管上法兰。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1、图2、图3所示的一种直拉式单晶炉硅料复投装置包括装料室和下料管25，在一次抽真空情况下，可以实现对最大不超过直径为80mm的不规则的单晶硅原料多次复投。

装料室平均分为一号料斗1、二号料斗3、三号料斗5、四号料斗7、五号料斗9、六号料斗11，每个料斗下方装有对应的合页门，即一号合页门2装在一号料斗1下方，二号合页门4装在二号料斗3下方，三号合页门6装在三号料斗5下方，四号合页门8装在四号料斗7下方，五号合页门10装在五号料斗9下方，六号合页门12装在六号料斗11下方。每个合页门上安装有吊环。

装料室的上方设有装料室上盖板21和装料室上法兰22，装料室上法兰22均布12个螺纹孔，用于安装装料室上盖板21。装料室上盖板21上布置有提升电机，提升电机通过钢丝绳20连接十字提升条13控制下料管25的升降，提升电机用于提升下料管25。装料室上盖板21上还均布有六个气缸，即一号气缸14、二号气缸15、三号气缸16、四号气缸17、五号气缸18、六号气缸19，每个气缸分别通过钢丝绳20与对应合页门上的吊环连接，用于控制对应合页门的开闭，从而控制相对应料斗内硅料的下落。装料室的下方设有密封法兰23，用于阻止外部空气进入装料室。

所述下料管25的上方设有下料管上法兰26，下料管25与装料室下口套合安装，下料管25上下方向可移动，下料管上法兰26外径大于装料室下口，用于限制下料管25上下移动行程。下料管25的上部十字形开设四个焊接剖口，交叉焊有两提升条形成十字提升条13，十字提升条13用于控制下料管25升降。下料管25的内部还设有螺旋状挡板24，用于减缓硅料下滑的速度，防止硅料砸坏坩埚，避免硅液飞溅。

在下料管25内壁、料斗内壁、螺旋状挡板24的表面均镀有特氟龙材料，避免硅料在下落过程中与其摩擦，导致刮入杂质，影响晶体生长。

工作时：

当一炉拉晶完成之后，将单晶炉复炉室旋开，将直拉式单晶炉硅料复投装置六个料斗装料，然后通过装料室密封法兰23与单晶炉配合完成，装置初始位置如图4所示。然后对装料室装置进行抽真空完成之后，首先利用提升电机17通过钢丝绳20和十字提升条13将下料管25下降，直到下料管上法兰26与装料室密封法兰23刚好配合，此时下料管25下部接近坩埚，开启气缸15通过钢丝绳20将一号料斗1下方一号合页门2开启，一号料斗1内硅料开始通过下料管25以及螺旋24下滑入坩埚内，下料完成后，控制提升电机17通过钢丝绳20和十字提升条13将下料管25收回装料室19内，接下来进行化料。装置下料时如图5所示。

化料完成后，再次降下下料管25，通过二号气缸15控制二号合页门4将二号料斗3内的硅料下入坩埚内，提升下料管25，完成硅料化料。如此，依次完成三号料斗5、四号料斗7、五号料斗9、六号料斗11内硅料的下料和化料，然后解除本装置与单晶炉的配合，移开本硅料外复投装置，外复投完成

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。