一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置的制作方法

本发明涉及单晶炉硅料复投，具体为一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置。

背景技术：

1、单晶硅用途广泛且制备成本高，其中利用坩埚直拉法制备cz硅是应用最广泛的制备方法之一。用于制备单晶硅的石英坩埚是一次性消耗品。由于颗粒状的原料存在间隙，石英坩埚内的原料熔化后，石英坩埚会多出至少三分之一的容积，为了避免了浪费，需要复投装置向坩埚内补充原料，并再次融化，直至融化物近乎填满坩埚，从而提高坩埚内空间的利用率。

2、目前在制备单晶硅的过程中，为了降低复投次数，原料大多采用粒径较小的粉状颗粒，但是，在向坩埚复投粉料时，会有部分粉料在投料的冲击力下向四周飘散，飘散的粉料部分会降尘至坩埚外的加热炉底部，这样不仅造成材料的浪费，还需要后期对加热炉进行清理工作。

3、基于此，本发明设计了一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，包括底座，所述底座上侧固定连接有加热底盘，所述加热底盘上侧设有炉主壳，所述加热底盘上侧中部放置有石英坩埚，所述石英坩埚位于炉主壳内，所述炉主壳外壁固定连接有复投箱，所述复投箱下端固定连通有输送管，所述输送管远离复投箱的一端延伸至炉主壳内且位于石英坩埚上方，所述输送管内转动连接有中空绞龙，所述中空绞龙内套设有传动轴，所述中空绞龙与传动轴之间设有第一单向轴承，所述输送管靠近复投箱的一端固定连接有电机，所述电机的输出端与传动轴的一端固定连接，所述传动轴远离电机的一端能够延伸至炉主壳内，所述炉主壳内壁在输送管与石英坩埚之间滑动连接有漏斗式挡板，所述漏斗式挡板与传动轴之间设有升降调节机构，所述传动轴能够通过升降调节机构带动漏斗式挡板沿着炉主壳内壁进行上下滑动。

3、作为本发明的进一步方案，所述升降调节机构包括套壳，所述套壳与炉主壳内壁固定连接，所述套壳内转动连接有竖立的往复丝杆，所述往复丝杆螺纹连接有移动基座，所述移动基座与套壳内壁滑动连接，所述移动基座固定连接有第一连接架，所述第一连接架能够延伸至套壳外且与漏斗式挡板固定连接，所述往复丝杆的转动轴延伸至套壳外且与传动轴之间设有单向传动机构，所述传动轴能够通过单向传动机构带动往复丝杆转动。

4、作为本发明的进一步方案，所述单向传动机构包括第二单向轴承，所述第二单向轴承的内圈与传动轴远离电机的一端固定连接，所述第二单向轴承的外圈固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与往复丝杆的转动轴固定连接。

5、作为本发明的进一步方案，所述输送管在上下方向上滑动连接有第二连接架，所述第二连接架位于炉主壳内，所述第二连接架在输送管与石英坩埚之间固定连接有环形挡板，所述环形挡板外径小于漏斗式挡板最小内径，所述环形挡板内侧固定连接有锥形筛板，所述锥形筛板的尖端与输送管的排料口对齐，所述第二连接架与传动轴之间设有上下振动机构，所述传动轴能够通过上下振动机构带动环形挡板和锥形筛板进行上下往复振动。

6、作为本发明的进一步方案，所述上下振动机构包括第三单向轴承、转轮和竖立的滑杆，所述第三单向轴承的内圈与传动轴固定连接，所述第三单向轴承的外圈固定连接有波浪形转盘，所述转轮位于波浪形转盘上侧且与第二连接架转动连接，所述转轮的轮缘能够与波浪形转盘的上侧接触，所述滑杆与输送管外壁固定连接，所述滑杆与第二连接架滑动连接，所述滑杆外侧套设有弹簧，所述弹簧上下两端分别与滑杆和第二连接架固定连接。

7、作为本发明的进一步方案，所述底座上侧固定连接有立柱，所述立柱一侧底部固定连接有提升油缸，所述提升油缸顶部的自由端固定连接有滑套，所述滑套与炉主壳的外壁固定连接，所述滑套上端滑动连接有导向杆，所述导向杆上端与立柱固定连接。

8、作为本发明的进一步方案，所述加热底盘与炉主壳之间设有陶瓷密封圈，所述加热底盘外侧转动连接有若干个呈圆周阵列分布的限位纽扣，所述限位纽扣的下侧能够与炉主壳下端口外沿的上表面接触。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

10、1.本发明中设置的漏斗式挡板可与石英坩埚的上端口对接，对接口的漏斗式挡板可放置飘散的粉料降尘至石英坩埚外，从而避免了粉料的浪费且避免了后期的清理工作；本发明能够将漏斗式挡板向上滑动一段距离，使漏斗式挡板与石英坩埚分离，从而避免石英坩埚上的热量通过漏斗式挡板传导至炉主壳上，进而避免了热量的流逝，且能够便于后期取出石英坩埚。

11、2.本发明在复投粉料时，传动轴能够通过上下振动机构带动锥形筛板上下振动，振动的锥形筛板能够使输送管排出的粉料均匀的洒向石英坩埚内，避免粉料堆积在石英坩埚内，从而使石英坩埚加热时能够快速溶解均匀洒落在石英坩埚内的粉料，进而降低了溶解粉料的能耗。

技术特征：

1.一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，其特征在于：包括底座(1)，所述底座(1)上侧固定连接有加热底盘(2)，所述加热底盘(2)上侧设有炉主壳(3)，所述加热底盘(2)上侧中部放置有石英坩埚(4)，所述石英坩埚(4)位于炉主壳(3)内，所述炉主壳(3)外壁固定连接有复投箱(5)，所述复投箱(5)下端固定连通有输送管(6)，所述输送管(6)远离复投箱(5)的一端延伸至炉主壳(3)内且位于石英坩埚(4)上方，所述输送管(6)内转动连接有中空绞龙(7)，所述中空绞龙(7)内套设有传动轴(8)，所述中空绞龙(7)与传动轴(8)之间设有第一单向轴承(9)，所述输送管(6)靠近复投箱(5)的一端固定连接有电机(10)，所述电机(10)的输出端与传动轴(8)的一端固定连接，所述传动轴(8)远离电机(10)的一端能够延伸至炉主壳(3)内，所述炉主壳(3)内壁在输送管(6)与石英坩埚(4)之间滑动连接有漏斗式挡板(11)，所述漏斗式挡板(11)与传动轴(8)之间设有升降调节机构，所述传动轴(8)能够通过升降调节机构带动漏斗式挡板(11)沿着炉主壳(3)内壁进行上下滑动。

2.根据权利要求1所述的一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，其特征在于：所述升降调节机构包括套壳(12)，所述套壳(12)与炉主壳(3)内壁固定连接，所述套壳(12)内转动连接有竖立的往复丝杆(13)，所述往复丝杆(13)螺纹连接有移动基座(14)，所述移动基座(14)与套壳(12)内壁滑动连接，所述移动基座(14)固定连接有第一连接架(15)，所述第一连接架(15)能够延伸至套壳(12)外且与漏斗式挡板(11)固定连接，所述往复丝杆(13)的转动轴延伸至套壳(12)外且与传动轴(8)之间设有单向传动机构，所述传动轴(8)能够通过单向传动机构带动往复丝杆(13)转动。

3.根据权利要求2所述的一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，其特征在于：所述单向传动机构包括第二单向轴承(16)，所述第二单向轴承(16)的内圈与传动轴(8)远离电机(10)的一端固定连接，所述第二单向轴承(16)的外圈固定连接有第一锥齿轮(17)，所述第一锥齿轮(17)啮合有第二锥齿轮(18)，所述第二锥齿轮(18)与往复丝杆(13)的转动轴固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，其特征在于：所述输送管(6)在上下方向上滑动连接有第二连接架(19)，所述第二连接架(19)位于炉主壳(3)内，所述第二连接架(19)在输送管(6)与石英坩埚(4)之间固定连接有环形挡板(20)，所述环形挡板(20)外径小于漏斗式挡板(11)最小内径，所述环形挡板(20)内侧固定连接有锥形筛板(21)，所述锥形筛板(21)的尖端与输送管(6)的排料口对齐，所述第二连接架(19)与传动轴(8)之间设有上下振动机构，所述传动轴(8)能够通过上下振动机构带动环形挡板(20)和锥形筛板(21)进行上下往复振动。

5.根据权利要求4所述的一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，其特征在于：所述上下振动机构包括第三单向轴承(22)、转轮(24)和竖立的滑杆(25)，所述第三单向轴承(22)的内圈与传动轴(8)固定连接，所述第三单向轴承(22)的外圈固定连接有波浪形转盘(23)，所述转轮(24)位于波浪形转盘(23)上侧且与第二连接架(19)转动连接，所述转轮(24)的轮缘能够与波浪形转盘(23)的上侧接触，所述滑杆(25)与输送管(6)外壁固定连接，所述滑杆(25)与第二连接架(19)滑动连接，所述滑杆(25)外侧套设有弹簧(26)，所述弹簧(26)上下两端分别与滑杆(25)和第二连接架(19)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，其特征在于：所述底座(1)上侧固定连接有立柱(27)，所述立柱(27)一侧底部固定连接有提升油缸(28)，所述提升油缸(28)顶部的自由端固定连接有滑套(29)，所述滑套(29)与炉主壳(3)的外壁固定连接，所述滑套(29)上端滑动连接有导向杆(30)，所述导向杆(30)上端与立柱(27)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，其特征在于：所述加热底盘(2)与炉主壳(3)之间设有陶瓷密封圈(31)，所述加热底盘(2)外侧转动连接有若干个呈圆周阵列分布的限位纽扣(32)，所述限位纽扣(32)的下侧能够与炉主壳(3)下端口外沿的上表面接触。

技术总结
本发明涉及单晶炉硅料复投技术领域，具体公开了一种直拉式单晶炉硅料生产用智能复投装置，包括底座，所述底座上侧固定连接有加热底盘，所述加热底盘上侧设有炉主壳，所述加热底盘上侧中部放置有石英坩埚，所述石英坩埚位于炉主壳内，所述炉主壳外壁固定连接有复投箱，所述复投箱下端固定连通有输送管。本发明中设置的漏斗式挡板可与石英坩埚的上端口对接，对接口的漏斗式挡板可放置飘散的粉料降尘至石英坩埚外，从而避免了粉料的浪费且避免了后期的清理工作，同时本发明还能够将漏斗式挡板向上滑动一段距离，使漏斗式挡板与石英坩埚分离，从而避免石英坩埚上的热量通过漏斗式挡板传导至炉主壳上，进而避免了热量的流逝。

技术研发人员：韩永龙,罗乾,苏鑫,高玉顺,高生全,杨福,薛占福,余圈珠,张培顺,罗艳,伊清华
受保护的技术使用者：阳光能源（青海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13