一种热屏拆取装置的制作方法

1.本实用新型涉及单晶炉技术领域，尤其涉及一种热屏拆取装置。


背景技术：

2.单晶炉在拉单晶过程中，炉内温度达到1200摄氏度，生产结束后，单晶炉需要进行冷却。在单晶炉冷却时，由于单晶炉内的热屏温度还比较高，温度在400
‑
500摄氏度，热屏无法马上取出。
3.传统的作业方式是是等热屏降到一定温度后(100摄氏度左右)，两名作业人员通过人手从炉盖上将热屏拆卸。热屏一般为筒体状，热屏的上沿具有凸缘，作业人员一般通过抓取上述凸缘拎出热屏，在这个过程中，需要快速拎出热屏，否则由于热传导性，作业人员的手承受不住高温造成热屏脱落摔坏，给人身、财产造成伤害。上述人工拆卸热屏，存在操作安全风险，且操作效率较低，进而对单晶硅生产效率造成影响。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种热屏拆取装置，以解决人工拆卸热屏，存在操作安全风险，且操作效率较低，进而对单晶硅生产效率造成影响的问题。
5.本实用新型提供一种热屏拆取装置，升降机构以及用于对热屏进行承托的支撑盘；升降机构包括安装架以及设在安装架上的升降驱动机构，支撑盘设在升降驱动机构上，升降驱动机构用于驱动支撑盘沿着安装架的高度方向升降。
6.采用上述技术方案的情况下，本实用新型提供的热屏拆取装置中，支撑盘设在升降驱动机构上，使得在单晶炉的炉盖打开后，升降驱动机构将支撑盘升起，使得支撑盘逐渐靠近热屏，并最终达到承托热屏的目的。热屏被支撑盘承托后，即可将炉盖与热屏之间的挂钩卸下，从而从炉盖拆取出热屏。在拆取热屏的过程中，作业人员不需要与热屏接触，不会出现由于高温导致的安全问题。同时避免接触高温热屏，热屏可以在较高的温度下被拆取，加快了热屏的拆取操作，从而可以提高单晶硅的生产效率。相比于需要两名作业人员人手拆卸，在利用本热屏拆取装置的前提下，只需要一名作业人员即可独立完成拆取热屏的操作，还可以节约人力成本。
7.在一种可能实现的方式中，支撑盘具有承托部，支撑盘具有承托热屏的承托部，承托部与热屏的凸缘至少局部接触，承托部具有中空区域，中空区域的最小外形尺寸大于热屏的筒体的最大外形尺寸，且小于热屏的凸缘的最大外形尺寸。
8.采用上述技术方案的情况下，承托部与热屏的上沿凸缘的底部接触，热屏的筒体穿过中空区域后，承托部与上沿凸缘接触，减少支撑盘与热屏的接触面积，避免支撑盘与热屏之间发生反应，如金属扩散，从而减少对炉内硅液污染的可能性。
9.在一种可能实现的方式中，支撑盘还具有用于与热屏接触的至少一个第一阻隔部，第一阻隔部设在承托部，第一阻隔部为非金属。
10.采用上述技术方案的情况下，支撑盘可以完全避免与热屏接触，热屏不会受到来
自支撑盘的金属污染。
11.在一种可能实现的方式中，热屏拆取装置还包括至少一个第一引导部以及具有至少一个第二引导部，每个第一引导部与相应第二引导部匹配，第一引导部设在安装架，第二引导部与支撑盘连接。
12.采用上述技术方案的情况下，通过第一引导部与第二引导部，可以在热屏拆取的过程中，对支架的升降进行引导，保证支架升降的稳定，从而保证热屏升降的稳定。
13.在一种可能实现的方式中，热屏拆取装置还包括设在升降驱动机构与支撑盘之间的支架，升降驱动机构用于驱动支架沿着安装架的高度方向升降，支撑盘跟随支架进行升降。
14.采用上述技术方案的情况下，支架为支撑盘提供安装位置，并为支撑盘与升降驱动机构提供连接结构。通过改变支架与支撑盘的大小，可以适应多个尺寸的热屏。
15.在一种可能实现的方式中，支架为框架结构，框架结构具有镂空区域，镂空区域用于避让热屏。
16.采用上述技术方案的情况下，支架不与热屏接触，通过镂空区域与热屏保持距离。
17.在一种可能实现的方式中，支撑盘可转动地设置于支架，热屏拆取装置还包括角度限位组件，角度限位组件用于限制支撑盘相对于支架的转动角度。
18.采用上述技术方案的情况下，支撑盘可以相对于支架进行转动。在此基础上，由于热屏拆取装置还具有的角度限位组件，因此，可以利用角度限位组件调整支撑盘相对于支架的转动角度。基于此，在作业人员需要清理热屏的内壁时，可以根据热屏需要清理的区域所在位置，利用角度限位组件控制支撑盘相对于支架的转动角度，使得热屏需要清理的区域所在位置处于作业人员的可操作范围内，进而保证作业人员便捷清理热屏内壁。
19.在一种可能实现的方式中，角度限位组件包括板体以及固定件，支撑盘的外侧具有转动连接件，板体与转动连接件固定连接，板体具有多个相对于转动连接件周向方向分布的第一定位孔，支架具有第二定位孔；
20.当转动连接件与支架相对固定时，固定件嵌入第一定位孔以及第二定位孔中；当转动连接件与支架相对转动时，固定件从第一定位孔以及第二定位孔中脱离。
21.采用上述技术方案的情况下，两个配合的定位孔以及固定件可以将转动连接件进行角度限位。作业人员可以将转动支撑盘或者板体，使得指定角度对应的第一定位孔转动的轴线与第二定位孔的轴线重合，再将固定件嵌入两个定位孔中，由此实现对转动连接件的角度限位，从而将支撑盘限制至指定的转动角度。
22.在一种可能实现的方式中，热屏拆取装置还包括设在安装架上的转动盘，转动盘与安装架转动连接，转动盘位于支撑盘的下方。
23.采用上述技术方案的情况下，作业人员可以在热屏降落在转动盘上后，可以调整转动盘，使得转动盘带动热屏转动，以将热屏外壁需要清理的区域暴露在作业人员的可操作范围内。
24.在一种可能实现的方式中，转动盘具有用于与热屏接触的至少一个第二阻隔部，第二阻隔部为非金属。
25.采用上述技术方案的情况下，转动盘可以完全避免与热屏接触，热屏不会受到来自转动盘的金属污染。
附图说明
26.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
27.图1
‑
图3为本实用新型实施例提供的热屏拆取装置的使用状态图；
28.图4为图1中a区域的局部放大图。
29.附图标记：
[0030]1‑
安装架，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2‑
升降驱动机构，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3‑
支撑盘，
[0031]
31
‑
第一阻隔部，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
32
‑
转动连接件，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ4‑
热屏，
[0032]5‑
支架，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
61
‑
板体，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
62
‑
固定件，
[0033]7‑
转动盘，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
71
‑
第二阻隔部，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
81
‑
第一引导部，
[0034]
82
‑
第二引导部。
具体实施方式
[0035]
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0036]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0037]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0038]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0039]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0040]
在半导体单晶硅的制备中，大都是利用切克劳斯基法(又称直拉法)来制备，特别是在太阳能领域的单晶硅生产中，基本上都采用直拉法来制备单晶硅。单晶硅制备过程中，如何提高拉晶效率以及降低能耗成为一项重点研究工作。其中，热屏能够屏蔽热量扩散，可以降低能耗并改善炉内的热场，在单晶炉中采用热屏的措施，已经成为单晶硅生产的一项成熟技术。
[0041]
在单晶炉的使用过程中，热屏需要进行安装与拆取。在热屏的拆取操作中，通过炉盖升起从而通过热屏的挂钩将热屏从单晶炉中提起，最后通过人工将热屏从炉盖上拆取。基于单晶炉的温度高，热屏长时间处于一个较高的温度这一原因，在人工进行热屏拆除的时候，会出现由于热屏温度未降低至低温而烫伤作业人员的情况发生。同时，等待热屏冷却的时间较长，人工操作不仅费时，且容易发生安全事故。
[0042]
针对上述问题，本实用新型实施例提供了一种热屏拆取装置，解决现有工艺人工拆取热屏过程中的烫伤及砸伤人员事故，通过此装置能安全、快捷将高温热屏进行拆取，提升拆装作业效率。
[0043]
图1
‑
图3示例出本实用新型实施例提供的热屏拆取装置的使用状态图。如图1
‑
图3所示，该热屏拆取装置包括升降机构以及用于对热屏进行承托的支撑盘3。升降机构包括安装架1以及设在安装架1上的升降驱动机构2，支撑盘3设在升降驱动机构2上，升降驱动机构2用于驱动支撑盘3沿着安装架1的高度方向升降。
[0044]
如图1
‑
图3所示，上述升降机构可以为可移动的升降机构或不可移动的升降机构。该升降机构可以以推车形式存在，也可以以龙门架形式存在。当升降机构可以以推车形式存在时，升降机构不仅可以实现提升支撑盘的功能，还具有移动功能。例如可以通过移动轮以及推动把手来移动推车，以使得作业人员便捷搬运热屏4。
[0045]
如图1所示，上述升降驱动机构2可以是电动或液压或气动或手动的驱动机构，当升降驱动机构2为电动驱动机构时，可以是电机或者电动推杆。升降驱动机构2可以通过链条或齿轮或同步带等传动组件对支撑盘3进行传动。当然，升降驱动机构2与支撑盘3可以是直接连接进行转动。
[0046]
在实际应用中，在升降驱动机构2的作用下，支撑盘3进行升降并不一定是在竖直方向上，支撑盘3的运动方向可以是竖直方向，也可以倾斜，还可以是不规则的运动方向。
[0047]
例如：上述升降驱动机构2可以为手动式驱动机构，例如是手动式液压推杆，支撑盘3可以与手动式液压推杆的动力输出端进行连接。该手动式液压推杆可以具有脚踏，脚踏用于驱动液压推杆的动力输出端伸出，以升起支撑盘3。作业人员手部可以把控升降机构，脚部可以升降支撑盘3。
[0048]
又例如：上述手动式驱动机构还可以是丝杠、摇臂与滑块的结合，通过滑块与支撑盘连接，作业人员通过手部转动摇臂带动丝杠转动，使得滑块在丝杠上发生相对运动，从而带动支撑盘进行运动，进而实现支撑盘对热屏进行承托。
[0049]
采用如手动式液压推杆、丝杠等手动式驱动机构，作业人员可以在脱离外部驱动的约束前提下，从单晶炉的炉盖中拆取热屏4。由此可见，在一些无外部驱动来源的工作环境中，作业人员依旧可以将热屏4进行拆取与搬运，本热屏拆取装置更加实用。例如热屏清洗区等区域，距离单晶炉较远，采用长电缆将热屏4从单晶炉搬运到热屏清洗区过程中，存在较大安全隐患。此时采用手动式驱动机构更为合适。
[0050]
在此需要说明的是，对手动式驱动机构的阐述，并不是限制本热屏拆取装置一定是纯手动的。利用外部驱动来源驱动支撑盘5进行升降，实现本热屏拆取装置全自动或半自动热屏4拆取的结构，也是本实用新型所保护的范围。
[0051]
上述升降驱动机构2与支撑盘3之间可以是相对固定连接或转动连接，也可以是可拆卸连接或不可拆卸连接。两者之间可以是直接连接，也可以是间接连接，两者的连接方式
并不限制。
[0052]
由上可见，本实用新型实施例提供的热屏拆取装置中，支撑盘3设在升降驱动机构2上，使得在单晶炉的炉盖打开后，升降驱动机构2将支撑盘3升起，使得支撑盘3逐渐靠近热屏4，并最终达到承托热屏4的目的。热屏4被支撑盘3承托后，即可将炉盖与热屏4之间的挂钩卸下，热屏4可以从炉盖中被拆取。在拆取热屏4的过程中，作业人员不需要与热屏4接触，不会出现由于高温导致的安全问题。同时避免接触高温热屏4，热屏4可以在较高的温度下被拆取，加快了热屏4的拆取操作，从而可以提高单晶硅的生产效率。相比于需要两名作业人员人手拆卸，在利用本热屏拆取装置的前提下，只需要一名作业人员即可独立完成拆取热屏的操作，还可以节约人力成本。
[0053]
在一种可能实现的方式中，如图1
‑
图3所示，支撑盘3具有承托热屏4的承托部，承托部与热屏4的凸缘至少局部接触，承托部具有中空区域，中空区域的最小外形尺寸大于热屏4的筒体的最大外形尺寸，且小于热屏4的凸缘的最大外形尺寸。承托部与热屏4之间的接触可以是多点/多段间隔接触，也可以是整圈环形接触。中空区域用于必然热屏的筒体，减少热屏的接触。上述支撑盘3的具体形状并不限制，以实现对热屏4的承托为主要目的，对热屏4的上沿凸缘进行承托支撑盘3可以是环状结构，环状结构用于对热屏4的上沿凸缘进行承托。
[0054]
当上述支撑盘3为环状结构时承托部与热屏4的上沿凸缘接触。承托部可以与热屏4的上沿凸缘接触，热屏4的筒体穿过中空区域后，承托部与上沿凸缘接触，减少支撑盘3与热屏4的接触面积，避免支撑盘3与热屏4之间发生反应，如金属扩散。热屏4的上沿凸缘用于将热屏4固定在单晶炉中，与炉内硅液的距离较远。通过只与热屏4的上沿凸缘接触，减少对热屏4污染的可能性，从而减少对炉内硅液造成污染的可能性。
[0055]
例如，承托部为环形结构，环形结构的内径大于热屏4的筒体的外径，且小于热屏4的凸缘的最大外径。承托部对热屏4进行稳定承托，热屏4在被升降的过程中，不会出现掉落问题。在实际使用的情况下，环形结构的内径可以大于热屏4筒体的外径，环形结构的内径小于热屏4上沿凸缘的外径。上述环形结构可以是圆环形，也可以是多边环形，环形结构的中空部位可以使得热屏4的筒体穿过承托部，而热屏4的上沿凸缘落在环形结构上。同时环形结构还可以对热屏4的筒体外周进行限位，承托部可以对热屏4进行稳定承托，热屏4在拆取或搬运的过程中并不会发生掉落问题。
[0056]
上述对支撑盘3形状的举例，并不是限定支撑盘3的具体结构，承托部与热屏4接触并不一定是完整、连续的，承托部可以是局部支撑、点支撑或环形支撑热屏4。
[0057]
如图1
‑
图3所示，上述支撑盘3还具有用于与热屏4接触的至少一个第一阻隔部31，第一阻隔部31设在承托部。为了减少热屏4收到的外界污染，热屏4需要减少与金属或有机物的接触，防止高温的热屏4与这些物质产生反应。通过设置第一阻隔部31，可以隔绝热屏4与金属的支撑盘3接触。第一阻隔部31可以是耐高温的非金属材料制成，如陶瓷或石棉板或云母板或石墨等。第一阻隔部31根据承托部的具体结构进行设计，可以是整体环状或者周向排列。支撑盘3可以完全避免与热屏4接触，热屏4不会受到来自支撑盘3的金属污染。第一阻隔部31与支撑盘3可以通过螺纹、卡扣结构进行可拆卸连接，便于第一阻隔部31进行更换。
[0058]
例如，如图1所示，当支撑盘3整体可以为环形结构，承托部也为环形结构，第一阻
隔部31可以是周向(例如圆周)排列的四个扇环形结构，此时支撑盘3通过四个第一阻隔部31可以稳定实现对热屏4的承托，并在较少的接触面积的前提下实现上述承托功能。第一间隔部31与热屏4的接触可以多段间隔接触，也可以是整圈接触。
[0059]
在一种可能实现的方式中，如图1
‑
图3所示，热屏拆取装置还包括设在升降驱动机构2与支撑盘3之间的支架5，升降驱动机构2用于驱动支架5沿着安装架1的高度方向升降，支撑盘3跟随支架5进行升降。支架5具有避让热屏4的镂空区域。支架5为升降驱动机构2与支撑盘3提供间接连接结构，同时为了避免与热屏4接触，支架5具有相应的镂空区域。支架5为支撑盘3提供安装位置，并为支撑盘3与升降驱动机构2提供连接结构。改变支架5与支撑盘3的大小，可以适应多个尺寸的热屏4。支架5可以是框架结构，框架结构具有镂空区域，支架5不与热屏4接触，采用镂空区域与热屏保持距离。
[0060]
如图4所示，支撑盘3可转动设置在支架5上。上述支撑盘3的外侧可以具有转动连接件32，转动连接件32与支架5转动连接，热屏拆取装置还具有与转动连接件32配合的角度限位组件，角度限位组件用于限制转动连接件32相对于支架5的转动角度。支撑盘3通过转动连接件32与支架5转动连接，支撑盘3可以相对于支架5进行转动。支撑盘3的外侧具有与支架5转动连接的转动连接件32，使得支撑盘3可以相对于支架5进行转动。在此基础上，由于热屏拆取装置还具有与转动连接件32配合的角度限位组件，因此，可以利用角度限位组件调整转动连接件32相对于支架5的转动角度，从而间接控制支撑盘3相对于支架的转动角度。基于此，在作业人员需要清理热屏4的内壁时，可以根据热屏4需要清理的区域所在位置，利用角度限位组件控制支撑盘3相对于支架5的转动角度，使得热屏4需要清理的区域所在位置处于作业人员的可操作范围内，进而保证作业人员便捷清理热屏4内壁。
[0061]
例如，如图4所示，角度限位组件可以包括板体61以及固定件62，板体61与转动连接件32固定连接，板体具有多个相对于转动连接件32周向方向分布的第一定位孔，支架5具有第二定位孔。当转动连接件32与支架5相对固定时，固定件62嵌入第一定位孔以及第二定位孔中。当转动连接件32与支架5相对转动时，固定件62从第一定位孔以及第二定位孔中脱离。两个配合的定位孔以及固定件62可以将转动连接件32进行角度限位。作业人员可以将转动支撑盘3或者板体61，使得指定角度对应的第一定位孔转动的轴线与第二定位孔的轴线重合，再将固定件62嵌入两个定位孔中，由此实现对转动连接件32的角度限位，从而将支撑盘3限制至指定的转动角度。上述固定件62可以是插销或螺栓或螺钉等能嵌入定位孔的条形固定件62。
[0062]
又例如，上述角度限位组件还可以包括齿轮与限位件，齿轮与转动连接件32固定连接，限位件设在支架5上。转动连接件32带动齿轮转动，限位件嵌入齿轮的齿槽中，以实现限制齿轮的转动，从而实现限制支撑盘3相对于支架5的转动。
[0063]
上述角度限位组件还具有多种可能实现的结构，在此不再一一展开描述，角度限位组件只要实现可以限制支撑盘3与支架5的相对转动即可。
[0064]
为了保证热屏4在升降过程中的稳定性，如图1与图2所示，热屏拆取装置还包括至少一个第一引导部81以及具有至少一个第二引导部82，至少一个第一引导部81设在安装架1，至少一个第二引导部82设在支架5或者支撑盘3，第一引导部81与第二引导部82匹配。当升降驱动机构2驱动支撑盘3升降时，第一引导部81与第二引导部82相对运动。根据实际的情况，第二引导部82设置的位置并不限定，当支撑盘5相对于支架5可转动时，第二引导部82
可以是与支架5固定连接。当支撑盘5相对于支架5可固定时，第二引导部82可以是与支撑盘3固定连接或者是与支架5固定连接。
[0065]
例如，如图1与图2所示，安装架1具有垂直设置的底架与门架，第一引导部81可以设在门架上，升降驱动机构2则可以设在底架上。此时支架5通过第二引导部82与门架的第一引导部81匹配连接，支架5可以被升降驱动机构2驱动进行升降，升降的方向与门架向上延伸的方向一致。上述第一引导部81可以是门架本身具有的结构，也可以是安装在门架上的结构。
[0066]
如图1与图2所示，第一引导部81可以是直线形结构，也可以是非直线形结构。第一引导部81的一端位于安装架1的底部，另一端向上延伸，延伸的方向可以是竖直向上，也可以是倾斜向上。此时，通过第一引导部81与第二引导部82，可以在热屏4拆取的过程中，对支架5的升降进行引导，保证支架5升降的稳定，从而保证热屏4升降的稳定。
[0067]
在一种可能实现的方式中，如图1与图3所示，热屏拆取装置还包括设在安装架1上的转动盘7，转动盘7与安装架1转动连接，转动盘7位于支撑盘3的下方；当升降驱动机构2将支撑盘3降低至第一预设高度及以下高度时，转动盘7用于与热屏4的底部接触，以实现转动盘7对热屏4进行承托。在热屏4主要清洁周壁的时候，需要将热屏4进行轴转，通过上述转动盘7实现上述轴转功能，上述转动盘7可以包括轴承等零部件，用于提高转动的流畅性。
[0068]
利用上述转动盘，作业人员可以在热屏降落在转动盘上后，可以调整转动盘，使得转动盘带动热屏转动，以将热屏外壁需要清理的区域暴露在作业人员的可操作范围内。
[0069]
如图1与图3所示，上述转动盘7上可以具有用于与热屏4接触的至少一个第二阻隔部71，第二阻隔部71为非金属。通过设置第二阻隔部71，可以隔绝热屏4与金属的转动盘7接触。第二阻隔部71可以是耐高温的非金属材料制成，如陶瓷或石棉板或云母板或石墨等。第二阻隔部71根据转动盘7的具体结构进行设计，转动盘7可以完全避免与热屏4接触，热屏4不会受到来自转动盘7的金属污染。
[0070]
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0071]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。