自动植砂设备及自动植砂系统的制作方法

本实用新型涉及一种植砂设备及植砂系统，特别涉及一种自动植砂设备及自动植砂系统。

背景技术：

籽晶引晶促进多晶硅铸锭非自发形核，从而改善多晶硅出锭晶花的大小，降低位错密度与缺陷，提高终端转换效率，被认为是目前最有效的高效铸锭技术。高效植砂技术已被证明是一种有效提高多晶硅铸锭质量的坩埚技术，高效坩埚最常用的引晶材料一般为石英砂、硅料、碳化硅等高纯颗粒，其密度与分布是影响高效植砂技术产业化最关键的技术参数之一，对多晶硅铸锭质量有直接影响。

在现有技术中，植砂采用人工方式实现，具体为在坩埚内涂刷浆料，然后再进行植砂，但人工植砂难以保证植砂均匀，而且植砂效率较低，为此急需一种能够解决上述问题的技术方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种自动植砂设备，以解决现有技术植砂效果差的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种自动植砂设备，包括落砂夹板装置、驱动装置、砂辊和出砂通道；所述落砂夹板装置内部具有容纳腔，所述落砂夹板装置底部设有出砂口，所述出砂口与所述容纳腔导通；所述砂辊设于所述落砂夹板装置下方，所述砂辊的辊面与所述出砂口相对，且所述砂辊的辊面与所述出砂口之间留有出砂间隙；所述驱动装置与所述砂辊的转动中心联接，用以带动所述砂辊转动；所述出砂通道设于所述砂辊的下方，所述出砂通道上部为接砂口，所述接砂口用于接收从所述砂辊排出的砂料，所述出砂通道下部为卸料口，所述出砂通道包括至少一块挡板，所述挡板用于将所述砂料反弹至所述卸料口排出。

优选的，所述出砂通道包括至少两块挡板，各所述挡板沿出砂方向交替排列在所述出砂通道的两侧，所述挡板用于将所述砂料沿出砂方向在各个所述挡板上交替反弹、直至排出卸料口。

优选的，所述出砂通道两侧的所述挡板平行相对。

优选的，所述出砂间隙的宽度为0.1mm至1cm。

优选的，所述挡板的倾斜度为20°至70°。

优选的，所述挡板的材质为玻璃、陶瓷板、亚克力板材或合金板。

优选的，所述砂辊的材质为塑料、橡胶、陶瓷或聚氨酯胶。

本实用新型的有益效果如下：

首先，由于落砂夹板装置内部设有容纳腔、下部设有与容纳腔导通的出砂口，所以砂料能够放置在容纳腔内，并经出砂口流出；其次，由于砂辊的辊面与出砂口相对，且砂辊的辊面与出砂口之间留有出砂间隙，所以经出砂口流出的砂料将落在砂辊的辊面上；再者，由于驱动装置与砂辊的转动中心联接，所以驱动装置能够带动砂辊绕自身的转动中心进行自转，从而带动辊面上的砂料排出、下落；更进一步的，由于出砂通道设于砂辊的下方，出砂通道的上部为接砂口，出砂通道包括至少一块挡板，所以从砂辊落下的砂料将经接砂口落至出砂通道内，并由挡板反弹至卸料口排出，由于这种反弹过程能够使得砂料均匀溅射在坩埚内，从而实现了植砂的自动、高效和均匀。

本实用新型的另一个目的在于提供一种自动植砂系统，以解决现有技术植砂效果差的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种应用上述自动植砂设备的自动植砂系统，包括坩埚，所述自动植砂设备设于所述坩埚上方，所述自动植砂设备的所述卸料口对准所述坩埚。

优选的，所述坩埚为石英陶瓷坩埚。

本实用新型的有益效果如下：

同理，由于本实用新型所述的自动植砂设备能够将砂料均匀溅出，而本实用新型所述的自动植砂系统应用了该自动植砂设备，所以本实用新型所述的自动植砂系统便能将砂料均匀溅射在坩埚内，以实现植砂的自动、高效和均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型自动植砂设备优选实施方式提供的结构示意图一；

图2是本实用新型自动植砂设备优选实施方式提供的结构示意图二；

图3是本实用新型自动植砂系统优选实施方式提供的结构示意图。

附图标记如下：

1、落砂夹板装置；11、容纳腔；12、出砂口；

2、驱动装置；

3、砂辊；

4、出砂通道；41、第一挡板；42、第二挡板；43、第三挡板；

5、坩埚。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

从图1至2可知，本实用新型所述的自动植砂设备，包括落砂夹板装置1、驱动装置2、砂辊3和出砂通道4；所述落砂夹板装置1内部具有容纳腔11，所述落砂夹板装置1底部设有出砂口12，所述出砂口12与所述容纳腔11导通；所述砂辊3设于所述落砂夹板装置1下方，所述砂辊3的辊面与所述出砂口12相对，且所述砂辊3的辊面与所述出砂口12之间留有出砂间隙；所述驱动装置2与所述砂辊3的转动中心联接，用以带动所述砂辊3转动；所述出砂通道4设于所述砂辊3的下方，所述出砂通道4上部为接砂口，所述接砂口用于接收从所述砂辊3排出的砂料，所述出砂通道4下部为卸料口，所述出砂通道4包括至少一块挡板，所述挡板用于将所述砂料反弹至所述卸料口排出。

在现有技术中，植砂采用人工方式实现，具体为在坩埚内涂刷浆料，然后再进行植砂，但人工植砂难以保证植砂均匀，而且植砂效率较低。

为了解决这个问题，本实施方式提供了一种自动植砂设备，具体为包括落砂夹板装置1、驱动装置2、砂辊3和出砂通道4；首先，由于落砂夹板装置1内部设有容纳腔11、下部设有与容纳腔11导通的出砂口12，所以砂料能够放置在容纳腔11内，并经出砂口12流出；其次，由于砂辊3的辊面与出砂口12相对，且砂辊3的辊面与出砂口12之间留有出砂间隙，所以经出砂口12流出的砂料将落在砂辊3的辊面上；再者，由于驱动装置2与砂辊3的转动中心联接，所以驱动装置2能够带动砂辊3绕自身的转动中心进行自转，从而带动辊面上的砂料排出、下落；更进一步的，由于出砂通道4设于砂辊3的下方，出砂通道4的上部为接砂口，出砂通道4包括至少一块挡板，所以从砂辊3落下的砂料将经接砂口落至出砂通道4内，并由挡板反弹至卸料口排出，由于这种反弹过程能够使得砂料均匀溅射在坩埚内，从而实现了植砂的自动、高效和均匀。

需要指出，由于挡板的数量至少为一块，所以当挡板为一块时，砂料将落至挡板上，并经挡板直接反弹至卸料口排出，而当挡板为多块时，砂料将在各个挡板上交替反弹、直至排出卸料口。

本实用新型的优选实施方式如图1和2所示，所述出砂通道4包括至少两块挡板，各所述挡板沿出砂方向交替排列在所述出砂通道4的两侧，所述挡板用于将所述砂料沿出砂方向在各个所述挡板上交替反弹、直至排出卸料口。

由于各所述挡板沿出砂方向交替排列在所述出砂通道4的两侧，此时可以定义所述挡板朝向出砂通道4内部的一表面为反弹面，所以砂料将落在第一块挡板的反弹面上，并反弹至第二块挡板的反弹面上，然后再反弹至第三块挡板的反弹面上，以此类推，直至砂料完成整个反弹过程排出，由于这种反弹过程能够使得砂料均匀溅射在坩埚内，从而实现了植砂的自动、高效和均匀。

需要指出，本实施方式定义所述挡板朝向出砂通道4内部的一表面为反弹面，并非限定挡板的一表面上设有特殊材质或结构，而是指代挡板用自身的一表面进行砂料反弹，所以反弹面可以是挡板自身的一表面，也可以是在挡板一表面上设置特殊材质或结构形成。

如图1所示，本实施方式优选将挡板的数量设为两块，即第一挡板41和第二挡板42，此时第一挡板41的上表面为反弹面，第一挡板41的反弹面朝向砂辊3的出砂处，而第二挡板42置于第一挡板41的上方，第二挡板42的下表面为反弹面，第二挡板42的反弹面与第一挡板41的反弹面相对；当砂料下落时，砂料将落在第一挡板41的反弹面上，然后反弹至第二挡板42的反弹面上，最后由第二挡板42的反弹面将砂料均匀溅出。

而将挡板数量设置为多块时，可参考图2，此时挡板的数量为三块，即第一挡板41、第二挡板42和第三挡板43，此时第一挡板41的上表面为反弹面，第一挡板41的反弹面朝向砂辊3的出砂处，而第二挡板42置于第一挡板41的上方，第二挡板42的下表面为反弹面，第二挡板42的反弹面与第一挡板41的反弹面相对，最后，第三挡板43置于第二挡板42的下方，第三挡板43的上表面为反弹面，第三挡板43的反弹面与第二挡板42的反弹面相对；当砂料下落时，砂料将落在第一挡板41的反弹面上，然后反弹至第二挡板42的反弹面上，继而反弹至第三挡板43的反弹面，最后由第三挡板43的反弹面将砂料均匀溅出；通过本实施方式可知，当挡板的数量为多块时，一块挡板的反弹面可以同时与两块挡板的反弹面相对。

本实用新型的优选实施方式如图1和2所示，所述出砂通道4两侧的所述挡板平行相对。

在实际应用过程中，若相对挡板的倾斜度各不相同，会导致控制砂料均匀溅出变得困难，如当自动植砂设备原使用砂料A进行植砂，若更换砂料B进行植砂，由于砂料A与砂料B的弹性不同，所以需要对各挡板之间位置进行调整，而调整内容包括各挡板的倾斜度、以及相离挡板的间距，调整的组合多种多样，为调整带来巨大的困难。

为了解决上述问题，本实施方式将所述出砂通道4两侧的所述挡板平行相对，所以需要调整倾斜度时，各挡板的倾斜度一同变化，无需各个挡板单独调节，大大降低了调整的复杂性，为生产使用带来了极大的便利。

本实用新型的优选实施方式如下，所述出砂间隙的宽度为0.1mm至1cm。

出砂间隙的宽度是指砂辊3的辊面最高处与出砂口12之间的间距，所以出砂间隙若过小，砂料将无法经出砂口12排出，而出砂口12若过大，砂料下落至砂辊3上变容易向各个方向溅出，使得控制砂料往固定方向下落难以实现。

为了解决这个问题，本实施方式将出砂间隙的宽度设定为0.1mm至1cm，该宽度范围与现有砂料的大小相适应，能够保证砂料顺利排出，并使得砂辊3能够控制砂料往指定方向排出，其中，现有砂料可以是石英砂、硅料、碳化硅等高纯颗粒。

本实用新型的优选实施方式下，所述挡板的倾斜度为20°至70°。

砂料的溅出角度主要由挡板的倾斜度控制，所以为了保证砂料溅出均匀，如何选取挡板的倾斜度尤为重要；为了解决这个问题，本实施方式将挡板的倾斜度设置为20°至70°，在该范围内能够使得砂料溅出均匀，其中，挡板的倾斜度是指挡板下部与水平线的夹角。

本实用新型的优选实施方式如下，所述挡板的材质为玻璃、陶瓷板、亚克力板材或合金板。

在实际使用过程中，各挡板需要将砂料反弹至指定位置溅出，为了达到这个目的，本实施方式使用了玻璃、陶瓷板、亚克力板材或合金板制作挡板，由于玻璃和合金板均属于硬度较高的材质，所以其反弹能力较佳，能够保证砂料反弹更远的距离，以此使得砂料能够反弹至指定位置溅出。

本实用新型的优选实施方式如下，所述砂辊3的材质为塑料、橡胶、陶瓷或聚氨酯胶。

在实际使用过程中，砂料与砂辊3之间需要保持一定的吸力，以便砂辊3转动时能够将砂料带至指定位置排出；为了达到这个目的，本实施方式使用了塑料、橡胶、陶瓷或聚氨酯胶制作砂辊3，由于塑料、橡胶、陶瓷和聚氨酯胶的摩擦系数较高，所以能够防止砂料与砂辊3产生打滑现象，保证了砂辊3能够将砂料带至指定位置排出。

从图3可知，本实用新型所述的自动植砂系统应用了上述的自动植砂设备，包括坩埚5，所述自动植砂设备设于所述坩埚5上方，所述自动植砂设备的所述卸料口对准所述坩埚5。

同理，由于本实用新型所述的自动植砂设备能够将砂料均匀溅出，所以本实施方式应用该自动植砂设备后便能将砂料均匀溅射在坩埚5内，以实现植砂的自动、高效和均匀。

本实用新型的优选实施方式如下，所述坩埚5为石英陶瓷坩埚。

坩埚5的质量对多晶硅铸锭具有重要影响，所以选择合适的坩埚5尤为重要；为了达到这个目的，本实施方式选用了石英陶瓷坩埚，全称为高纯熔融石英陶瓷坩埚(二氧化硅含量≥99.9％)。是以高纯熔融石英为原料做成的陶瓷质坩埚，一般情况下，其形状主要有方形和圆筒形，其中，方形的高纯石英坩埚用在多晶硅铸锭环节，充当多晶硅化料和长晶的容器，圆形的高纯石英坩埚则用在单晶硅中拉单晶的环节；高纯熔融石英由于具有结构精细、热导率低、热膨胀系数小、制成品尺寸精度高、高温不变形、热震稳定性好、电性能好、耐化学侵蚀性好等特点，因此在玻璃深加工行业、冶金工业、电子工业、化工工业、航空航天等领域得到广泛应用。

当然，上述各个实施方式可以单独应用，也可以组合应用，以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。