多晶硅的称重方法和称重装置与流程

文档序号:15513674发布日期:2018-09-25 17:00阅读:413来源:国知局

本发明涉及多晶硅生产技术领域,具体涉及一种多晶硅的称重方法,以及一种多晶硅的称重装置。



背景技术:

在自动化生产高速发展的今天,在生产企业降本增效、减少人资投入的目标中,自动包装设备扮演着越来越重要的角色。随着企业对产品包装的高规格和下游客户高要求的提出,多晶硅的高精度定量称重成为多晶硅生产企业的重要问题。

目前,国内外的多晶硅生产企业在产品自动包装流程中都存在一定的人工干预,如人工监测、人工补重等。具体地,目前世界主流的多晶硅生产技术为改良西门子法,采用这种技术生产出来的棒状多晶硅经过破碎后会成为大小、形状均不相同的不规则体,导致在自动称重过程中不能精确地控制单位时间内进入称重设备内的多晶硅的质量,很难实现较高精度的定量称重;而若要实现0.5‰精度的定量称重,国内外的多晶硅生产企业一般都会加入人工干预,利用人工对其进行补料,以达到相应精度要求。

由于在多晶硅称重过程中加入了人工干预,导致无法实现完全自动化的高精度定量称重,称重效率低下,同时还存在多晶硅被污染的风险。而且,人工干预就意味着在称重过程中可能存在主观误差和误操作,造成多晶硅的包装质量难以统一规范,还容易出现质量误差,导致被客户投诉。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷,提供一种能够实现完全自动化的高精度定量称重的多晶硅的称重方法和称重装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是:

本发明提供一种多晶硅的称重方法,其包括如下步骤:

将上游输送的破碎后的多晶硅块按照不同的尺寸范围分别送入对应的各个加料仓ci内,其中1≤i≤n,n为整数,且ci的i值与对应的多晶硅块的尺寸成反比;

按照1至n的顺序先后打开、关闭各个加料仓ci的仓门,使加料仓ci中的多晶硅块落入位于各个加料仓出口下方的计量斗内并利用计量斗下方的称重单元进行称重,直至加料仓ci输出的多晶硅块的质量首次达到第i上限值si后关闭其仓门,并在打开后一加料仓的仓门前关闭前一加料仓的仓门,以使得各个加料仓逐个出料,其中,si=g-gi,g为多晶硅块目标总重,gi为第i子重,当1≤i<n时,gi不小于加料仓ci对应的多晶硅块的尺寸范围内最重的多晶硅块的质量,当i=n时,gi=0。

本发明还提供一种多晶硅的称重装置,其包括:

传输单元,用于将上游输送的破碎后的多晶硅块按照不同的尺寸范围分别送入对应的各个加料仓ci内,其中1≤i≤n,n为整数,且ci的i值与对应的多晶硅块的尺寸成反比;

多个加料仓,分别用于接收来自传输单元的对应尺寸范围的多晶硅块;

控制单元,用于按照1至n的顺序先后打开、关闭各个加料仓ci的仓门,使加料仓ci中的多晶硅块落入位于各个加料仓出口下方的计量斗内;

计量斗,用于接收来自各个加料仓的多晶硅块;

称重单元,位于计量斗下方,用于实时获取当前计量斗内多晶硅块的质量;

控制单元还用于在加料仓ci输出的多晶硅块的质量首次达到第i上限值si后关闭其仓门,并在打开后一加料仓的仓门前关闭前一加料仓的仓门,以使得各个加料仓逐个出料,其中,si=g-gi,g为多晶硅块目标总重,gi为第i子重,当1≤i<n时,gi不小于加料仓ci对应的多晶硅块的尺寸范围内最重的多晶硅块的质量,当i=n时,gi=0。

有益效果:

本发明对破碎后且已经过筛选分类的多晶硅块料采用组合称重、逐步添料的工艺方式来实现高精度的定量称重,全程无需人工干预,自动化程度较高,因此可应用于多晶硅自动包装线中,还能确保在无人工干预的情况下达到全自动定量并能实现0.5‰定量称重偏差的包装。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的多晶硅称重方法的流程图之一;

图2为本发明实施例1提供的多晶硅称重方法的流程图之二;

图3为本发明实施例1提供的多晶硅称重方法的流程图之三;

图4为本发明实施例2提供的多晶硅称重装置的部分结构示意图;

图5为本发明实施例2提供的四个加料仓与计量斗的示意图。

图中:1-传输通道;2-硅块转运筐;3-气缸;4-防搭桥板;5-加料仓;5a-第一加料仓;5b-第二加料仓;5c-第三加料仓;5d-第四加料仓;6-电磁振动加料器;7-计量斗;8-电子秤。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

发明人发现,现有的多晶硅称重方式存在如下问题:

1)称重速率严重低下。

2)存在人工误操作。既然存在人为干预的环节,必然无法避免的会产生人的主观意识上的误差及错误,这将直接影响多晶硅定量称重零不合格目标的实现。

3)存在人为污染多晶硅的风险。即使目前国内外各多晶硅生产厂商都已经开始实行高洁净程度的多晶硅包装,但人为干预包装链,就会不可避免的出现污染多晶硅产品的风险,进而造成成品无法实现高标准包装,甚至引起下游客户的投诉。

为了解决上述问题,发明人提出了一种多晶硅称重方法和一种多晶硅称重装置,以实现自动化称重,从而排除人工干预环节,消除因人为误操作而造成的多晶硅污染,还能有效地提高称重速率,极大地节省了劳动力,使劳动力在单位之间内的投入获得更大的产出。

下面通过实施例1和实施例2分别详细描述本发明所述多晶硅称重方法和多晶硅称重装置。

实施例1:

本实施例提供一种多晶硅称重方法,如图1所示,包括如下步骤s101和s102。

s101.将上游输送的破碎后的多晶硅块按照不同的尺寸范围分别送入对应的各个加料仓ci内,其中1≤i≤n,n为整数,且ci的i值与对应的多晶硅块的尺寸成反比。

换言之,每个加料仓ci均对应多晶硅块的一种尺寸范围;而且,ci的i值越大,其对应的多晶硅块的尺寸越小。

目前,较为常见的多晶硅粒径分类范围(即尺寸范围)包括四种,分别为:50~150mm、25~50mm、5~25mm和0~5mm(注:目前自动破碎工艺满足破碎后硅块最大粒径不超过150mm)。这四种多晶硅块的尺寸范围分别对应四个加料仓(n=4),即:加料仓c1、加料仓c2、加料仓c3和加料仓c4。而且,尺寸范围为50~150mm的多晶硅块被送入加料仓c1内;尺寸范围为25~50mm的多晶硅块被送入加料仓c2内;尺寸范围为5~25mm的多晶硅块被送入加料仓c3内;尺寸范围为0~5mm的多晶硅块被送入加料仓c4内,可见,ci的i值与对应的多晶硅块的尺寸成反比。

s102.按照1至n的顺序先后打开、关闭各个加料仓ci的仓门,使加料仓ci中的多晶硅块落入位于各个加料仓出口下方的计量斗内并利用计量斗下方的称重单元进行称重,直至加料仓ci输出的多晶硅块的质量首次达到第i上限值si后关闭其仓门,并在打开后一加料仓的仓门前关闭前一加料仓的仓门,以使得各个加料仓逐个出料,其中,si=g-gi,g为多晶硅块目标总重,gi为第i子重,当1≤i<n时,gi不小于加料仓ci对应的多晶硅块的尺寸范围内最重的多晶硅块的质量,当i=n时,gi=0。所述称重单元可以采用电子秤,精度优选为1/3000。

具体地,在n=4时,如图2所示,先打开加料仓c1的仓门,使加料仓c1中的多晶硅块(尺寸范围为50~150mm)落入位于各个加料仓出口下方的计量斗内并利用计量斗下方的称重单元进行称重,直至加料仓c1输出的多晶硅块的质量首次达到第一上限值s1后关闭其仓门;然后打开加料仓c2的仓门,使加料仓c2中的多晶硅块(尺寸范围为25~50mm)落入位于各个加料仓出口下方的计量斗内并利用计量斗下方的称重单元进行称重,直至加料仓c2输出的多晶硅块的质量首次达到第二上限值s2后关闭其仓门;再打开加料仓c3的仓门,使加料仓c3中的多晶硅块(尺寸范围为5~25mm)落入位于各个加料仓出口下方的计量斗内并利用计量斗下方的称重单元进行称重,直至加料仓c3输出的多晶硅块的质量首次达到第三上限值s3后关闭其仓门;最后打开加料仓c4的仓门,使加料仓c4中的多晶硅块(尺寸范围为0~5mm)落入位于各个加料仓出口下方的计量斗内并利用计量斗下方的称重单元进行称重,直至加料仓c4输出的多晶硅块的质量首次达到第四上限值s4后关闭其仓门。

其中,各个上限值si与对应的多晶硅块的尺寸范围相关,具体与对应的多晶硅块的尺寸范围内最重的多晶硅块的质量相关,设置各个上限值si(即称重上限)是为了防止超重。至于多晶硅块目标总重g,其可以与待包装的每袋多晶硅块所需重量相同,例如10kg,当然也可由本领域技术人员根据实际情况进行设定与调整。而各个子重gi,当1≤i<n时,gi不应小于加料仓ci对应的多晶硅块的尺寸范围内最重的多晶硅块的质量,至于此时第i子重与加料仓ci对应的多晶硅块的尺寸范围内最重的多晶硅块的质量的差值,可由本领域技术人员根据实际情况进行设定,例如,所述差值可以设定为1g;当i=n时,gi=0,从而在最后一个加料仓cn的仓门关闭时,位于各个加料仓出口下方的计量斗内的多晶硅块的质量正好或非常接近多晶硅块目标总重g。

一般情况下,尺寸范围为50~150mm的多晶硅块中最重的多晶硅块的质量为1519.8745g(多晶硅密度ρ=2.34g/cm3),则可将g1设定为1520g,若g为10kg,则s1为8480g;尺寸范围为25~50mm的多晶硅块中最重的多晶硅块的质量为56.2917g,则可将g2设定为57g,若g为10kg,则s2为9943g;尺寸范围为5~25mm的多晶硅块中最重的多晶硅块的质量为7.0365g,则可将g3设定为8g,若g为10kg,则s3为9992g;尺寸范围为0~5mm的多晶硅块中最重的多晶硅块的质量仅为0.0563g,g4设定为0,若g为10kg,则s4=g=10kg。其中,各个尺寸范围的多晶硅块中最重的多晶硅块的质量由多次抽样试验得出。

此外,为了避免单位时间内进入计量斗的多晶硅块数过多而造成称重单元无法及时反馈重量进而导致超重,较优地,步骤s102还包括:利用设置在各个加料仓下方的电磁振动加料器使对应的加料仓ci内的多晶硅块均匀下滑并落入位于各个加料仓出口下方的计量斗内。

本实施例中,通过在每个加料仓下方设置一个电磁振动加料器,使得加料仓底部的多晶硅块能够直线振动,起到让多晶硅块在加料仓底部尽量均匀分布的作用,从而使多晶硅块从料仓末端进入计量斗时能使计量斗内多晶硅块质量的累积速度尽量成固定斜率,同时通过对电磁振动加料器的振动频率进行调整,可有效地控制进入单位时间内进入计量斗的多晶硅块数,给予称重单元足够的时间反馈重量,从而能够有效避免超重。

进一步地,为了实现高精度的定量称重,严格避免超重,步骤s102还包括:在利用计量斗下方的称重单元进行称重时,利用电磁振动加料器控制对应的加料仓ci的下料速度,以使得所述对应的加料仓ci内前一波多晶硅块已落入计量斗内且称重单元已得出当前计量斗内多晶硅块的质量之后,再使所述对应的加料仓ci内后一波多晶硅块滑落至计量斗,而且当1≤i<n时,从加料仓ci滑落至计量斗的每一波多晶硅块的质量不超过gi,以保证加料仓ci的仓门关闭前的最后一波多晶硅块落入计量斗后,称重单元得出的当前计量斗内多晶硅块的质量不超过多晶硅块目标总重g;当i=n时,从加料仓ci滑落至计量斗的每一波多晶硅块的质量不超过预设值,所述预设值可由本领域技术人员根据实际情况进行设定,例如,所述预设值可以从0~1g的范围内选取,例如所述预设值可以设定为0.5g或1g。

本实施例中,通过先后打开、关闭各个加料仓的仓门,使各个加料仓逐个出料,实现了组合式称重。然而,在实际应用中,还可能出现这样的情况,仅仅前面几个加料仓出料完成后就非常接近多晶硅块目标总重g,那么后面的加料仓再继续出料就会超重,为了应对这种情况,较优地,如图3所示,所述步骤s102可包括:在加料仓c1出料的过程中,在其输出的多晶硅块的质量首次达到第一上限值s1且关闭加料仓c1的仓门后,还需判断当前计量斗内多晶硅块的质量是否已达到第二上限值s2,如果未达到第二上限值s2,则需打开后一加料仓c2的仓门,使后一加料仓c2开始出料直至达到第二上限值s2;如果已达到第二上限值s2,则需关闭加料仓c2的仓门,并进一步判断当前计量斗内多晶硅块的质量是否已达到第三上限值s3,如果未达到第三上限值s3,则需打开后一加料仓c3的仓门,使后一加料仓c3开始出料直至达到第三上限值s3;如果已达到第三上限值s3,需关闭加料仓c3的仓门,以此类推,直至判断当前计量斗内多晶硅块的质量已到达多晶硅目标总重g(即第n上限值sn),并关闭加料仓cn的仓门。

需要说明的是,在步骤s101之前,还需要对多晶硅进行破碎、破碎后清洗,以及清洗后按尺寸范围分类的步骤,这些步骤均为现有技术,例如,目前很多多晶硅生产企业已经实现对不同尺寸的多晶硅块进行筛分,故而本实施例不再赘述。

本实施例所述多晶硅称重方法可通过plc编程实现。具体地,通过事先对plc程序的编辑,若多晶硅块目标总重g为10kg,首先50mm-150mm范围内的多晶硅块所在加料仓c1的仓门开启,加料仓c1下方的电磁振动加料器运行,以实现最大粒径的硅块,即50mm-150mm范围内粒径的硅块的添料称重,同时需要对电子秤进行第一次称重上限预设,即预设第一上限值s1,由于粒径50mm-150mm范围内的硅块最大质量为1519.8745g,因此将第一子重g1设为1520g,则第一上限值s1为8480g,一旦电子秤显示首次达到设定条件8480g后,电子称将达到重量的信号传入设备程序,并由程序向加料仓c1的仓门及加料仓c1下方的电磁振动器输出关闭信号,然后向下一级加料仓c2的仓门输出开启信号以及向加料仓c2下方的电磁振动加料器输出运行信号,进行下一等级25~50mm范围内粒径的硅块的添料称重。以此类推,由于25mm-50mm范围内粒径的硅块最大重量不会超过56.2917g,5mm-25mm范围内粒径的硅块最大重量不会超过7.0365g,5mm以下硅粒的硅块的最大重量不会超过0.0563g,则第二上限值s2设为9943g,第三上限值s3设为9992g,第四上限值s4设为10000g(即10kg)。同时,需要将各个上限值与各个加料仓的仓门设置逻辑关系,每当电子称达到一级称重上限预设值,都会向设备程序反馈信号,待接收到反馈信号后,再由程序向对应的加料仓ci的仓门输出关闭信号及向加料仓ci下方的电磁振动加料器输出停止信号,经过一定时间延时后向下一粒径等级的加料仓ci+1的仓门输出开启信号,并向加料仓ci+1下方的电磁振动加料器输出运行信号,从而按照分级组合称重的方式进行称重。在最后一级加料仓的仓门开启后,其中的5mm以下粒径的硅块下落的同时,在调整电磁振动频率后,可实现计量斗内多晶硅质量逐克增加,最后实现每袋多晶硅(以每袋10kg为例)误差控制在±5g,从而达到0.5‰精度称重。

综上所述,本实施例所述多晶硅称重方法能够排除人工干预,实现称重过程全自动化,降低劳动力的投入;保障多晶硅定量称重的精度,实现0.5‰的精度目标;操作简单,大幅度提高称重流程的速度,提高多晶硅成品产出的效率;排除了人工可能出现的称重误差及对多晶硅造成的污染,实现多晶硅成品的高规格包装,提升企业品牌的含金量。

实施例2:

本实施例提供一种多晶硅称重装置,如图4-5所示,包括传输单元,多个加料仓5,计量斗7、称重单元和控制单元(图中未示出)。其中,称重单元可以采用电子秤8,精度优选为1/3000。

其中,传输单元用于将上游输送的破碎后的多晶硅块按照不同的尺寸范围分别送入对应的各个加料仓ci内,其中1≤i≤n,n为整数,且ci的i值与对应的多晶硅块的尺寸成反比。换言之,每个加料仓ci均对应多晶硅块的一种尺寸范围;而且,ci的i值越大,其对应的多晶硅块的尺寸越小。

具体地,传输单元可包括传输通道1和多个硅块转运筐2,硅块转运筐2与加料仓的数量相同且一一对应;传输通道1用于将上游输送的破碎后的不同尺寸范围的多晶硅块分别传输至各个硅块转运筐2;硅块转运筐2用于将其内的多晶硅块倒入对应的加料仓ci内。

目前,较为常见的多晶硅粒径分类范围(即尺寸范围)包括四种,分别为:50~150mm、25~50mm、5~25mm和0~5mm。这四种多晶硅块的尺寸范围分别对应四个加料仓(n=4),即:加料仓c1(对应于图5中的第一加料仓5a)、加料仓c2(对应于图5中的第二加料仓5b)、加料仓c3(对应于图5中的第三加料仓5c)和加料仓c4(对应于图5中的第四加料仓5d)。而且,尺寸范围为50~150mm的多晶硅块被送入加料仓c1内;尺寸范围为25~50mm的多晶硅块被送入加料仓c2内;尺寸范围为5~25mm的多晶硅块被送入加料仓c3内;尺寸范围为0~5mm的多晶硅块被送入加料仓c4内,可见,ci的i值与对应的多晶硅块的尺寸成反比。当然,每个加料仓ci均指的是图4中所示的加料仓5。

加料仓ci用于接收来自传输单元的硅块转运筐2的对应尺寸范围的多晶硅块。

控制单元用于按照1至n的顺序先后打开、关闭各个加料仓ci的仓门,使加料仓ci中的多晶硅块落入位于各个加料仓出口下方的计量斗7内。

计量斗7用于接收来自各个加料仓ci的多晶硅块。

称重单元(电子秤8)位于计量斗7下方,用于实时获取当前计量斗7内多晶硅块的质量。

控制单元还用于在加料仓ci输出的多晶硅块的质量首次达到第i上限值si后关闭其仓门,并在打开后一加料仓的仓门前关闭前一加料仓的仓门,以使得各个加料仓逐个出料,其中,si=g-gi,g为多晶硅块目标总重,gi为第i子重,当1≤i<n时,gi不小于加料仓ci对应的多晶硅块的尺寸范围内最重的多晶硅块的质量,当i=n时,gi=0。

具体地,若n=4,则控制单元先打开加料仓c1的仓门,使加料仓c1中的多晶硅块(尺寸范围为50~150mm)落入位于各个加料仓出口下方的计量斗7内并利用计量斗7下方的称重单元进行称重,直至加料仓c1输出的多晶硅块的质量首次达到第一上限值s1后关闭其仓门;然后打开加料仓c2的仓门,使加料仓c2中的多晶硅块(尺寸范围为25~50mm)落入位于各个加料仓出口下方的计量斗7内并利用计量斗7下方的称重单元进行称重,直至加料仓c2输出的多晶硅块的质量首次达到第二上限值s2后关闭其仓门;再打开加料仓c3的仓门,使加料仓c3中的多晶硅块(尺寸范围为5~25mm)落入位于各个加料仓出口下方的计量斗7内并利用计量斗7下方的称重单元进行称重,直至加料仓c3输出的多晶硅块的质量首次达到第三上限值s3后关闭其仓门;最后打开加料仓c4的仓门,使加料仓c4中的多晶硅块(尺寸范围为0~5mm)落入位于各个加料仓出口下方的计量斗7内并利用计量斗7下方的称重单元进行称重,直至加料仓c4输出的多晶硅块的质量首次达到第四上限值s4后关闭其仓门。

其中,各个上限值si与对应的多晶硅块的尺寸范围相关,具体与对应的多晶硅块的尺寸范围内最重的多晶硅块的质量相关,设置各个上限值si(即称重上限)是为了防止超重。至于多晶硅块目标总重g,其可以与待包装的每袋多晶硅块所需重量相同,例如10kg,当然也可由本领域技术人员根据实际情况进行设定与调整。而各个子重gi,当1≤i<n时,gi不应小于加料仓ci对应的多晶硅块的尺寸范围内最重的多晶硅块的质量,至于此时第i子重与加料仓ci对应的多晶硅块的尺寸范围内最重的多晶硅块的质量的差值,可由本领域技术人员根据实际情况进行设定,例如,所述差值可以设定为1g;当i=n时,gi=0,从而在最后一个加料仓cn的仓门关闭时,位于各个加料仓出口下方的计量斗内的多晶硅块的质量正好或非常接近多晶硅块目标总重g。

一般情况下,尺寸范围为50~150mm的多晶硅块中最重的多晶硅块的质量为1519.8745g(多晶硅密度ρ=2.34g/cm3),则可将g1设定为1520g,若g为10kg,则s1为8480g;尺寸范围为25~50mm的多晶硅块中最重的多晶硅块的质量为56.2917g,则可将g2设定为57g,若g为10kg,则s2为9943g;尺寸范围为5~25mm的多晶硅块中最重的多晶硅块的质量为7.0365g,则可将g3设定为8g,若g为10kg,则s3为9992g;尺寸范围为0~5mm的多晶硅块中最重的多晶硅块的质量仅为0.0563g,g4设定为0,若g为10kg,则s4=g=10kg。其中,各个尺寸范围的多晶硅块中最重的多晶硅块的质量由多次抽样试验得出。

此外,为了避免单位时间内进入计量斗的多晶硅块数过多而造成称重单元无法及时反馈重量进而导致超重,所述称重装置还可包括设置在各个加料仓ci下方的电磁振动加料器6,用于使对应的加料仓ci内的多晶硅块均匀下滑并落入位于各个加料仓出口下方的计量斗7内。

本实施例中,通过在每个加料仓5下方设置一个电磁振动加料器6,使得加料仓底部的多晶硅块能够直线振动,起到让多晶硅块在加料仓底部尽量均匀分布的作用,从而使多晶硅块从料仓末端进入计量斗7时能使计量斗7内多晶硅块质量的累积速度尽量成固定斜率,同时通过对电磁振动加料器6的振动频率进行调整,可有效地控制进入单位时间内进入计量斗7的多晶硅块数,给予称重单元足够的时间反馈重量,从而能够有效避免超重。

进一步地,为了实现高精度的定量称重,严格避免超重,电磁振动加料器6还用于控制对应的加料仓ci的下料速度,以使得所述对应的加料仓ci内前一波多晶硅块已落入计量斗7内且称重单元已得出当前计量斗7内多晶硅块的质量之后,再使所述对应的加料仓ci内后一波多晶硅块滑落至计量斗7,而且当1≤i<n时,从加料仓ci滑落至加量斗7的每一波多晶硅块的质量不超过gi,以保证加料仓ci的仓门关闭前的最后一波多晶硅块落入计量斗后,称重单元得出的当前计量斗内多晶硅块的质量不超过多晶硅块目标总重g;当i=n时,从加料仓ci滑落至计量斗7的每一波多晶硅块的质量不超过预设值,所述预设值可由本领域技术人员根据实际情况进行设定,例如,所述预设值可以从0~1g的范围内选取,例如所述预设值可以设定为0.5g或1g。

本实施例中,通过先后打开、关闭各个加料仓ci的仓门,使各个加料仓ci逐个出料,实现了组合式称重。然而,在实际应用中,还可能出现这样的情况,仅仅前面几个加料仓(如第一加料仓5a和第二加料仓5b)出料完成后就非常接近多晶硅块目标总重g,那么后面的加料仓再继续出料就会超重,为了应对这种情况,较优地,控制单元可用于,在加料仓c1出料的过程中,在其输出的多晶硅块的质量首次达到第一上限值s1且关闭加料仓c1的仓门后,还需判断当前计量斗内多晶硅块的质量是否已达到第二上限值s2,如果未达到第二上限值s2,则需打开后一加料仓c2的仓门,使后一加料仓c2开始出料直至达到第二上限值s2;如果已达到第二上限值s2,则需关闭加料仓c2的仓门,并进一步判断当前计量斗内多晶硅块的质量是否已达到第三上限值s3,如果未达到第三上限值s3,则需打开后一加料仓c3的仓门,使后一加料仓c3开始出料直至达到第三上限值s3;如果已达到第三上限值s3,需关闭加料仓c3的仓门,以此类推,直至判断当前计量斗内多晶硅块的质量已到达多晶硅目标总重g(即第n上限值sn),并关闭加料仓cn的仓门。

可将加料仓5设计为防搭桥式加料仓,以防止大块硅料下料时因搭桥而堵塞料仓出料口,下面详细描述加料仓5的具体结构。

加料仓5包括料仓本体,料仓本体的底部设有出料口和仓门,仓门关闭时能够禁止加料仓出料。料仓本体包括呈倾斜设置的防搭桥板4,加料仓5还包括固定在料仓本体上且位于防搭桥板4下方的底板转轴和气缸3,底板转轴和气缸3还与防搭桥板4的底面连接,当出现硅块搭桥时,气缸3用于带动防搭桥板4围绕底板转轴向上、向下转动以破坏硅块之间的力的平衡,从而达到破桥的目的。其中,气缸3采用无油气缸;底板转轴采用无油转轴。

料仓本体包括两个相对设置的料仓竖直侧壁和设置在二者之间的料仓斜侧壁,防搭桥板4也设置在两个料仓竖直侧壁之间,并与料仓斜侧壁相对设置,以形成中空的倒棱台状结构的料仓本体;料仓本体底部的出料口为矩形口。气缸3的本体通过连接支架固定在两个料仓竖直侧壁上。

料仓斜侧壁与水平面所夹锐角为67~90°;防搭桥板4的底端处于预设的最低位置时其与水平面所夹锐角为28~45°。

气缸3在防搭桥板4底面的连接位置与防搭桥板4顶端之间的距离为防搭桥板4长度的三分之一,且防搭桥板4的长度方向与其倾斜方向相同。

料仓本体采用不锈钢板材制成;料仓本体的外壁涂覆有防腐、防污染的纳米陶瓷或塑料涂层;料仓本体的内壁涂覆有pu涂层或陶瓷涂层;防搭桥板4为表面包覆有洁净非金属材料的板状件。

加料仓5还包括固定在料仓本体内部的防自由落体挡板,用于使多晶硅块料在料仓本体内部下降时减速。防自由落体挡板包括两块顶端相连、底端为自由端的子板,且这两块子板与水平面所夹角度均为锐角;两块子板的位于两侧的侧边中位于一侧的侧边固定在一个料仓竖直侧壁上,而位于另一侧的侧边与另一个料仓竖直侧壁相接触,或者两块子板的位于两侧的侧边分别固定在两个料仓竖直侧壁上。两块子板的底面所夹角度为90~120°。

需要说明的是,在进行组合式称重之前,还需要进行对多晶硅进行破碎、破碎后清洗,以及清洗后按尺寸范围分类的工序,这些工序均为现有技术,例如,目前很多多晶硅生产企业已经实现对不同尺寸的多晶硅块进行筛分,故而本实施例不再赘述。

所述多晶硅称重装置主要运用对多晶硅进行筛选分类、组合称重的方式实现对多晶硅的高精度定量称重。下面详细描述其工作原理:

首先,经过上游破碎、筛分、清洗后的多晶硅块经传输通道1按照四种尺寸范围分别进入对应的硅块转运筐2,这四种尺寸范围为50~150mm、25~50mm、5~25mm和0~5mm。将硅块转运筐2设计为可90°顺时针翻转,将其内的多晶硅块倒入对应的加料仓内。当然,需要预先制作四个大小不一的加料仓,以接收并存储上游输送线送至的不同尺寸范围的多晶硅块。

然后,在每个加料仓5的底部设置一台电磁振动加料器6,其中包括变频震动电机,当硅块进入对应加料仓后,由电机震动使硅块均匀下滑,并使各个加料仓的出口集中在同一处。如图5所示,四个加料仓分别沿四个方向设置。

在各个加料仓的出口下方设置一个计量斗7,以及在计量斗7下方设置精度为1/3000的电子称8,使硅块由各个加料仓的出口依次进入计量斗7。

当电子秤8显示达到第一上限值s1时,50mm-150mm硅块所在第一加料仓5a下方的电磁振动加料器6停止震动并关闭第一加料仓5a的仓门,以此类推,直至第四加料仓5d下方的电磁振动加料器6停止震动并关闭第四加料仓5d的仓门,从而完成组合称重。

最后,经过组合称重后的计量斗内的多晶硅块再经过下游复秤合格后,进入下游包装工序进一步包装。

综上所述,本实施例所述多晶硅称重装置能够排除人工干预,实现称重过程全自动化,降低劳动力的投入;保障多晶硅定量称重的精度,实现0.5‰的精度目标;操作简单,大幅度提高称重流程的速度,提高多晶硅成品产出的效率;排除了人工可能出现的称重误差及对多晶硅造成的污染,实现多晶硅成品的高规格包装,提升企业品牌的含金量。

可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

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