多晶硅还原炉的绝缘隔热结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及多晶硅生产领域，特别是涉及一种多晶硅还原炉的绝缘隔热结构。
【背景技术】
[0002]目前国际上多晶硅的主要生产工艺有:改良西门子法、硅烷法和流化床法。其中改良西门子法是目前主流的生产方法，采用此方法生产的多晶硅约占多晶硅全球总产量的85%。该方法是在还原炉反应器中设置硅芯，按照一定条件下硅在硅芯上沉积，后生长成硅棒，制得高纯度的多晶硅，同时产生一些硅粉等副产物，其中还原炉反应器中的电极结构和绝缘方式是还原炉运行的关键技术所在。
[0003]在目前的改良西门子法生产技术中，还存在着电极结构配合间隙较大、密封效果差的问题，例如，在还原炉运行时气场流动导致硅粉易进入电极结构间的空隙，由于硅粉的导电性质可造成还原炉接地停车，同时高温气体可将用于电极绝缘的四氟绝缘套炭化致使绝缘性降低，也可造成接地停车。该问题不仅增加了生产过程中的风险，还直接影响了一次高压击穿的成功率，导致了多晶硅生产成本的提高，并且由于还原炉检修条件的特殊性，还增加了还原炉检维修的周期，从而无法实现长期连续生产的目的，降低了还原炉的贡献率。
【实用新型内容】
[0004]有鉴于此，本实用新型提供一种多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，主要目的在于解决电极结构配合间隙较大，密封效果差造成的接地停车以及消除安全隐患。
[0005]为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案:
[0006]本实用新型的实施例提供一种多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，包括电极座以及依次套装在电极体上的绝缘瓷环、四氟套，所述绝缘瓷环与四氟套的接触端设置有一凸起部分，所述四氟套与绝缘瓷环的接触端设置有一个凹槽，用于放置所述凸起部分；还包括:
[0007]上密封垫片，其套装在所述电极体上，位于所述电极体上端和所述绝缘瓷环之间；
[0008]下密封垫片，其套装在所述电极体上，位于所述绝缘瓷环与电极座之间。
[0009]前述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，所述上密封垫片和下密封垫片为不锈钢包覆石墨材料。
[0010]前述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，所述下密封垫片与绝缘瓷环之间预留一定的间隙。
[0011]前述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，所述凹槽内涂抹绝缘材料，使所述绝缘瓷环与所述四氟套接触紧密。
[0012]前述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，所述电极座为022Crl7Nil2Mo2材料。
[0013]前述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，所述绝缘瓷环为氮化硅材料或氧化铝材质。
[0014]前述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，所述电极体为无氧铜材料。
[0015]前述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，所述四氟套为高纯聚乙烯四氟绝缘材料。
[0016]前述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，所述绝缘瓷环、电极体、四氟套、下密封垫片和上密封垫片的形状根据所述多晶硅还原炉炉型的结构确定。
[0017]借由上述技术方案，本实用新型多晶硅还原炉的绝缘隔热结构至少具有下列优占.V.
[0018]通过在电极体上套装密封垫片，尤其是在绝缘瓷环的两端套装的密封垫片，可以防止在多晶硅还原炉运行时由于气场流动使硅粉进入绝缘瓷环和四氟套之间的间隙导致多晶硅还原炉的拉弧接地而停车，同时也阻止了高温气体进入该间隙对四氟套的碳化，从而增加了四氟套的使用寿命，由于在下密封垫片与绝缘瓷环之间预留一定的间隙，可以使在高温状态下四氟套的膨胀填充此间隙，达到与绝缘瓷环之间的再次密封，起到双重密封保护的效果。而在四氟套的凹槽中涂抹绝缘材料，可以使四氟套与绝缘瓷环更紧密地接触，同样可以增加密封效果，提高灭弧能力。
[0019]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的实施例提供的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0022]本实用新型的实施例提供一种多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，如图1所示，包括电极座I以及依次套装在电极体3上的绝缘瓷环2、四氟套4，其中，在绝缘瓷环2与四氟套4的接触端设置有一凸起部分，并且在四氟套4与绝缘瓷环2的接触端设置有一个凹槽，该凹槽用于放置绝缘瓷环的凸起部分；该多晶硅还原炉的绝缘隔热结构还包括:
[0023]上密封垫片6，该垫片套装在电极体3上，位于电极体3上端和绝缘瓷环2之间；
[0024]下密封垫片5，该垫片同样套装在电极体3上，位于绝缘瓷环2与电极座I之间。
[0025]其中，上密封垫片6用于密封电极体3与绝缘瓷环2之间的空隙，由于绝缘瓷环2是套接在电极体3上的，而绝缘瓷环2的内表面与电极体3的外表面不可能做到完全的贴合，这是由还原炉设计时的电极结构特点所决定的，因此采用此种电极结构的还原炉必然会在该处产生空隙，而通过该空隙，高温气体和硅粉就可能随着气场的流动而进入，接触到绝缘瓷环2下方的四氟套4，而高温气体会导致四氟套4的碳化，使四氟套4的使用寿命降低，同时还降低了绝缘效果，而硅粉本身具有导电性能，在电极体3的高压作用下，可以导致电极体3与电极座I之间产生拉弧接地，直接造成停车事故。
[0026]进一步的，该多晶硅还原炉的绝缘隔热结构中所述的上密封垫片6和下密封垫片5为不锈钢包覆石墨材料。
[0027]在多晶硅还原炉运行过程中，工作环境处于高温状态，而一般在高温状态下选择的密封垫片材料多为石墨，因为石墨具有很高的熔点和良好的耐腐蚀性，成本相对低廉，不过在多晶硅的生产过程中，石墨磨损后产生的石墨粉尘会影响多晶硅的纯度，因此本实用新型实施例采用不锈钢包覆石墨材料制作密封垫片，防止了石墨粉尘对多晶硅产品的污染。
[0028]进一步的，该多晶硅还原炉的绝缘隔热结构中所述的下密封垫片5与绝缘瓷环2之间预留一定的间隙。
[0029]下密封垫片5用于密封绝缘瓷环2与电极座I之间产生的空隙，而在下密封垫片5与绝缘瓷环2之间预留一定的间隙，是用于防止四氟套4受热膨胀而预留的间隙。
[0030]进一步的，在该多晶硅还原炉的绝缘隔热结构中所述的凹槽内涂抹绝缘材料，使所述绝缘瓷环2与所述四氟套4接触紧密。
[0031]其中，在多晶硅还原炉运行过程中，四氟套4的受热过程并不是均匀受热，因此其膨胀的过程也不是整体的膨胀，而在绝缘瓷环2与下密封垫片5间的间隙就可能无法同时被四氟套4填充密封，为了让绝缘瓷环2与四氟套4在实际工作中能够紧密的接触以达到更好的绝缘效果，可以在四氟套4得凹槽内涂抹一层绝缘材料，用来填充与绝缘瓷环2之间的空隙，达到两者的紧密接触。
[0032]进一步的，在本实用新型实施例中的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，所述电极座I采用022Crl7Nil2Mo2材料；所述绝缘瓷环2采用氮化硅材料或氧化铝材质；所述电极体3采用无氧铜材料；所述四氟套4采用高纯聚乙烯四氟绝缘材料。
[0033]进一步的，在多晶硅生产中所采用的多晶硅还原炉的结构形式是多样的，因此在本实用新型实施例中的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，其所述绝缘瓷环2、电极体3、四氟套4、下密封垫片5和上密封垫片6的形状可以根据具体多晶硅还原炉炉型的结构来确定。本实施例不做具体限定。
[0034]通过上述技术方案，本实用新型多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，是通过在电极体上套装密封垫片，尤其是在绝缘瓷环的两端分别套装的密封垫片，防止了还原炉在运行时由于气场流动使硅粉进入绝缘瓷环和四氟套之间以及绝缘瓷环和电极体之间的间隙导致多晶硅还原炉的拉弧接地而停车，同时密封垫片还阻止了高温气体进入绝缘瓷环与电极座间的空隙，对四氟套的碳化，从而增加了四氟套的使用寿命，并且由于在下密封垫片与绝缘瓷环之间预留一定的间隙，可以使在高温状态下四氟套的膨胀填充此间隙，达到与绝缘瓷环之间的再次密封，起到双重密封的保护效果。而在四氟套的凹槽中涂抹绝缘材料，可以使四氟套与绝缘瓷环更紧密的接触，同样可以增加多晶硅还原炉的密封效果，提高灭弧能力，实现长期连续生产的目的。
[0035]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，其特征在于，包括电极座以及依次套装在电极体上的绝缘瓷环、四氟套，所述绝缘瓷环与四氟套的接触端设置有一凸起部分，所述四氟套与绝缘瓷环的接触端设置有一个凹槽，用于放置所述凸起部分；还包括: 上密封垫片，其套装在所述电极体上，位于所述电极体上端和所述绝缘瓷环之间； 下密封垫片，其套装在所述电极体上，位于所述绝缘瓷环与电极座之间。
2.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，其特征在于，所述上密封垫片和下密封垫片为不锈钢包覆石墨材料。
3.根据权利要求2所述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，其特征在于，所述下密封垫片与绝缘瓷环之间预留一定的间隙。
4.根据权利要求3所述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，其特征在于，所述凹槽内涂抹绝缘材料，使所述绝缘瓷环与所述四氟套接触紧密。
5.根据权利要求1-4任一项所述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，其特征在于，所述电极座为022Crl7Nil2Mo2材料。
6.根据权利要求5所述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，其特征在于，所述绝缘瓷环为氮化硅材料或氧化铝材质。
7.根据权利要求6所述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，其特征在于，所述电极体为无氧铜材料。
8.根据权利要求7所述的多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，其特征在于，所述四氟套为高纯聚乙烯四氟绝缘材料。
【专利摘要】本实用新型是关于一种多晶硅还原炉的绝缘隔热结构，涉及多晶硅生产领域，目的在于解决因电极结构配合间隙较大，密封效果差造成的接地停车及消除安全隐患。主要采用的技术方案为:多晶硅还原炉的绝缘隔热结构包括电极座以及依次套装在电极体上的绝缘瓷环、四氟套，所述绝缘瓷环在与四氟套的接触端设置有一凸起部分，所述四氟套在与绝缘瓷环的接触端设置有一个凹槽，用于放置所述凸起部分，该结构还包括:上密封垫片，其套装在所述电极体上，位于电极体上端和绝缘瓷环之间；下密封垫片，其套装在所述电极体上，位于绝缘瓷环与电极座之间。
【IPC分类】C01B33-021
【公开号】CN204265451
【申请号】CN201420512482
【发明人】李亮, 丑纪能, 刘 英
【申请人】新疆大全新能源有限公司
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年9月5日