一种新型单晶炉热屏升降装置

1.本实用新型涉及单晶硅生产设备技术领域，具体涉及一种新型单晶炉热屏升降装置。


背景技术：

2.单晶炉是用于太阳能电池单晶硅制备的主要设备，在太阳能单晶硅拉制的过程中，如何提高拉晶的效率以及降低设备的能耗一直是单晶硅厂家研究的热题。单晶炉节约能耗的主要方法就是提高温度场热能利用率、减少热量的扩散损失。其中，引用热屏就是一种十分有效的节能降耗的措施，单晶炉在晶体拉制的过程中，需要多次向石英坩埚内进行补料，然而，为提高拉晶的效率，还需要增加投料量、缩短补料的次数，由于现有的热屏多是固定设置，即热屏的底端固定设置在石英坩埚内，然而，这种固定式设置的热屏必然会对固态原料的投放量造成限制，导致单晶炉的产能降低、拉晶效率降低。同时，在晶体拉制结束后，热屏的保温反而会减慢温度场的冷却、延长开炉取棒的时间、使得单晶炉的整个生产周期变长，降低设备的工作效率。
3.热屏升降装置的作用如下：在单晶硅装料过程中，将导流筒提起装入更多的硅料(导流筒的上升，对增加硅料提供了很大的空间)。在化料过程中，导流筒与液面不会有接触，避免导流筒沾上液体硅料，使晶体生长有了更好的环境。同时，保护了热场，提高了硅料的利用率。然而，现有的热屏升降装置在传动过程中由于软轴扭矩较小，导致传动时软轴变形，造成热屏升降装置的传动效率低、热屏掉落等缺陷。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种单晶炉热屏升降装置，其大大简化了热屏升降装置的结构,不仅摩擦损失小、传动效率高、省电，可以平稳高效传动，而且可以实现高精度的高速进给和微进给，从而保护了热场，提高了硅料的利用率，使晶体生长有了更好的环境。
5.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种新型单晶炉热屏升降装置，包括热屏、升降装置、动力装置和保护装置；
7.所述升降装置包括滚珠丝杠副、设置于滚珠丝杠副上的轴承、安装座和滑座；
8.所述安装座包括设置在单晶炉炉盖上的上安装座和设置在单晶炉上保温盖上的下安装座；
9.所述轴承包括上轴承和下轴承，所述滚珠丝杠副的丝杠通过上轴承和下轴承设置在上安装座和下安装座上；
10.所述滑座的一端连接在滚珠丝杠副的螺母上，另一端通过螺钉或螺栓连接在热屏固定槽内；
11.所述保护装置包括冷却管、石墨隔热毡和密封波纹管；所述滚珠丝杠副外侧设置有一层铜板，所述铜板外设置有冷却管，即冷却管与滚珠丝杠副之间用一铜板隔开，所述冷
却管外围包括设置石墨隔热毡；所述密封波纹管设置在动力装置与上轴承之间的丝杠上；
12.所述动力装置与升降装置连接，驱动升降装置运行。
13.进一步地，所述动力装置包括电机、减速器和联轴器，所述电机连接减速器的输入端，减速器的输出端与联轴器相连，联轴器的另一端连接升降装置。在本实用新型装置中，所述联轴器选择无弹性元件的挠性联轴器，如凌斯十字滑块联轴器、十字轴式万向联轴器等，所述减速器选用行星减速器。
14.进一步地，所述冷却管为盘管结构。
15.进一步地，所述冷却管由中空铜管制成，冷却管中通有冷却水。
16.进一步地，所述冷却管和石墨隔热毡只包裹设置在滚珠丝杠副的三个面，滑块与热屏连接的这一面未设置。
17.进一步地，本实用新型装置中上轴承和下轴承类型不同，所述下轴承为角接触轴承，所述上轴承为圆柱滚子轴承、双列圆柱滚子轴承、滚针轴承中的任意一种。
18.与现有技术相比，本实用新型提供的单晶炉热屏升降装置具有以下优点：
19.本实用新型升降装置采用滚珠丝杠螺母通过滑块直接与热屏相连接的方式，增强了热屏升降的平稳性能的同时升降结构简化，使用方便，不仅摩擦损失小、传动效率高、省电，而且可以实现高精度的高速进给和微进给。
附图说明
20.图1为本实用新型升降装置结构示意图；
21.图2为隔热保护件安装在升降装置上的结构示意图；
22.图3本实用新型单晶炉热屏升降装置安装在热屏上的主视结构示意图；
23.图4为本实用新型单晶炉热屏升降装置安装在热屏上的俯视结构示意图；
24.图5为隔热保护件的俯视结构示意图；
25.图6为冷却管竖直方向的结构示意图；
26.图7为本实用新型安装在单晶炉内的结构示意图。
27.图中，1
‑
丝杠；2
‑
螺栓；3
‑
螺母；4
‑
滑座；5
‑
热屏；6
‑
上安装座；7
‑
密封波纹管；8
‑
减速器；9
‑
电机；10
‑
联轴器；11
‑
上轴承；12
‑
下轴承；13
‑
下安装座；14
‑
冷却管；15
‑
石墨隔热毡；16
‑
铜板。
28.实施方式
29.为使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，以下实施例仅用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
30.实施例1
31.参见图1、图3和图4，本实施例提供一种新型单晶炉热屏升降装置，包括热屏5、升降装置、动力装置和保护装置；
32.所述动力装置包括伺服电机9、减速器8和联轴器10；伺服电机9连接减速器8的输入端，减速器8的输出端与联轴器11一端相连，联轴器11另一端连接升降装置。
33.升降装置包括滚珠丝杠副、设置于滚珠丝杠副上的轴承、安装座和滑座，所述安装座包括设置在单晶炉炉盖上的上安装座6和设置在单晶炉上保温盖上的下安装座13；所述
轴承包括上轴承11和下轴承12，所述滚珠丝杠副的丝杠1通过上轴承11和下轴承12设置在上安装座6和下安装座13上；所述滑座4的一端连接在滚珠丝杠副的螺母3上，另一端通过螺钉或螺栓2连接在热屏5固定槽内。
34.如图2和图5，本实用新型装置的滚珠丝杠副的外围有保护装置，保护装置分两层，分别为内层冷却管14和外层隔热石墨毡15，冷却管14内侧被铜板16与滚珠丝杠副隔开。其中，内层冷却管14用于降低滚珠丝杠螺母的工作温度，外层隔热石墨毡15用于防止炉内温度使滚珠丝杠螺母升温又可以降低冷却管对炉内温度的影响，所述冷却管和石墨隔热毡只包裹设置在滚珠丝杠副的三个面，滑块与热屏连接的这一面未设置。所述密封波纹管设置在动力装置与上轴承之间的丝杠上；
35.参照图6，本实用新型中的冷却管14为盘管折叠结构，冷却管14是在高温烘烤下加工成型的，冷却管12内的介质为水。
36.具体的，冷却管14和隔热石墨毡15所对热屏的开口方向要比滚珠丝杠螺母副宽，可以尽可能大的降低炉内高温对滚珠丝杠传动的影响。
37.在本实用新型装置中，所述联轴器选择无弹性元件的挠性联轴器，如凌斯十字滑块联轴器、十字轴式万向联轴器等，所述减速器选用行星减速器。
38.进一步地，本实用新型装置中上轴承和下轴承类型不同，具体的，下轴承10选用角接触轴承，上轴承9可以选用圆柱滚子轴承、双列圆柱滚子轴承或滚针轴承；下轴承10可以同样承受轴向力和径向力上轴承9只承受径向力，并且能够做微量的轴向浮动，以及可以减少或避免因丝杠自重而出现的弯曲，另外，丝杠的热变形可以自由的向一端伸长。
39.本实用新型装置的工作过程为：
40.动力装置直流伺服电机9输出预定动力，输入扭力给减速机8，经过减速机8减速后并通过联轴器10提供给丝杠1，丝杠1转动带动螺母3上下移动，热屏5通过滑座4与螺母3相连接，从而丝杠1转动使热屏导流筒提升、下降。
41.以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种变换，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。