一种活塞和包括其的比例阀的制作方法

本公开涉及多晶硅铸造领域，尤其涉及一种用于多晶硅铸锭炉的活塞和包括其的比例阀。

背景技术

目前，太阳能领域飞速发展，多晶硅作为太阳能电池的一种材料，其铸锭工艺也受到了广泛的关注，多晶硅铸锭炉是太阳能工业设计的专用设备，也是多晶硅铸锭的必需设备，在多晶硅铸锭炉制作多晶硅的过程中，需要采用比例阀作为高温气体的开关以控制气体的流量。

现有的比例阀中的活塞为分离式活塞，即活塞的顶部和头部为分离式，通常采用胶水粘合在一起，在工作过程中，多晶硅铸锭炉的内部的高温气体会导致胶水老化，使得活塞的顶部和头部的连接处密封不严，活塞的开关能力失效，无法达到有效排气，降低了产品的质量，且活塞上的通孔较容易被铸锭过程中所产生的氧化物堵塞，导致活塞无法工作，一旦活塞无法工作，比例阀也无法工作，就需要把整个比例阀更换掉，增加了制作多晶硅的成本。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述技术问题，本公开的实施例提供了一种可靠性较高且性能优越的活塞和包括其的比例阀。

根据本公开的第一方案，提供了一种活塞，其包括活塞本体，所述活塞本体包括顶部、头部以及裙部，且所述活塞本体具有腔体，所述顶部、所述头部与所述裙部一体成型，所述腔体贯穿所述顶部、头部以及裙部，所述顶部、头部以及裙部中的至少一个由铁磁性金属材料制成。

在一些实施例中，所述头部包括在所述顶部一侧的渐缩部以及所述顶部的相反侧上的圆筒部。

在一些实施例中，所述渐缩部在所述顶部一侧的径向尺寸与所述顶部的径向尺寸匹配。

在一些实施例中，所述圆筒部开设有通孔。

在一些实施例中，所述通孔位于所述圆筒部的内壁的孔径小于其位于所述圆筒部的外壁的孔径。

在一些实施例中，所述通孔的孔径从所述圆筒部的内壁向着所述圆筒部的外壁平滑地增大。

在一些实施例中，所述顶部、所述头部和所述裙部均为金属材料。

在一些实施例中，所述金属材料具有铁磁性。

在一些实施例中，所述裙部还设有进口以容纳弹簧。

本公开的实施例还提供了一种比例阀，所述比例阀包括弹簧、继电器以所述的活塞，其中，所述继电器包括电磁铁，所述电磁铁设置在所述活塞的顶部一侧以对其进行吸引或释放，所述弹簧安装于所述活塞的裙部的进口，其与所述裙部相反的一侧是固定的，且配置为在所述电磁铁释放所述活塞时将其偏置复位。

与现有技术相比，本公开的实施例所提供的活塞和包括其的比例阀的有益效果在于：活塞的顶部、头部以及裙部一体成型使得活可靠性较高，活塞的渐缩部的设计减少了其在运动过程中与其他部件的摩擦，通孔的结构设计降低了铸锭过程中所产生的氧化物堵塞通孔的可能性，该活塞和包括其的比例阀可靠性高且性能优越，应用于多晶硅的铸锭过程中，在提高了产品质量的同时降低了产品的生产成本。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1为根据本公开的实施例的活塞的结构示意图。

图中的附图标记所表示的构件：

1-顶部；2-头部；21-渐缩部；22-圆筒部；3-裙部；4-通孔；5-进口。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本公开的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本公开作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本公开的实施例作进一步详细描述，但不作为对本公开的限定。

“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

图1为根据本公开的实施例的活塞的结构示意图，如图1所示，本公开的实施例提供了一种活塞，其包括活塞本体，活塞本体包括顶部1、头部2以及裙部3，活塞本体具有腔体，其中，顶部1、头部2与裙部3一体成型，腔体贯穿顶部1、头部2以及裙部3，顶部1、头部2以及裙部3中的至少一个由铁磁性金属材料制成，以使活塞本体能够被外部铁磁性部件吸引或释放。具体说来，顶部1、头部2与裙部3可通过共同模制的方式一体成型，该活塞本体的顶部1与头部2的密封效果较好，避免活塞在使用过程中因密封不严导致其失去工作能力。

在一些实施例中，头部2包括在顶部一侧的渐缩部21以及顶部2的相反侧上的圆筒部22，如图1所示，渐缩部21的尖端与顶部1连接，其与尖端相反的一侧与圆筒部22连接，优选的，渐缩部21的外壁面及渐缩部21与圆筒部22的连接处均为平滑的壁面，渐缩部21的设计能够减少活塞本体在运动过程中与外部器件的摩擦，延长了活塞的使用寿命。在一些实施例中，渐缩部21与圆筒部22的连接部可以采用圆形倒角设计，从而进一步减少与外部器件的摩擦，从而延长活塞的使用寿命。

在一些实施例中，渐缩部21在顶部1一侧的径向尺寸与顶部1的径向尺寸匹配，以便渐缩部21在顶部1一侧的径向中心能够与顶部1的径向中心对准，从而便利模制工序，且能够便利整个活塞的装配，且能够降低顶部1与头部2在运动过程中损坏的可能性，延长了活塞的使用寿命。

在一些实施例中，圆筒部22开设有通孔4，以使得活塞本体的腔体中的气体和其他产物能够从通孔4中顺利排出。

在一些实施例中，通孔4位于圆筒部22的内壁的孔径小于其位于圆筒部22的外壁的孔径，使得通孔4的内部的孔径沿着圆筒部22的内壁向圆筒部22的外壁的方向不断增大形成坡度，以便利铸锭过程中产生的气体以及氧化物产物等经由通孔4排出且降低其堵塞通孔4的可能性。

在一些实施例中，通孔4孔径从圆筒部22的内壁向着圆筒部22的外壁平滑地增大，以避免铸锭过程中产生的氧化物在通孔4的内部堆积，堵塞通孔4。

在一些实施例中，顶部1、头部2和裙部3均为金属材料，金属材料相较橡胶材料能够降低活塞在使用过程中的损耗，延长了活塞的使用寿命。此外，金属材料的铁磁化处理也更为方便，例如混入铁磁材料就可以使得金属材料具有铁磁性。

在一些实施例中，金属材料具有铁磁性，以使活塞能够被外部铁磁性部件吸引或释放。

在一些实施例中，裙部3还设有进口5以容纳弹簧(图中未示出)，弹簧安装于裙部3的进口5处以使活塞在运动过程中能够偏置复位。

本公开的实施例还提供了一种比例阀，该比例阀包括弹簧、继电器以及所述的活塞，其中，继电器包括电磁铁，电磁铁设置在所述活塞的顶部一侧以对其进行吸引或释放，弹簧安装于活塞的裙部3的进口5，其与裙部3相反的一侧是固定的，且配置为在电磁铁释放活塞时将其偏置复位。具体说来，比例阀还包括壳体，弹簧与所述活塞均安装于壳体的内部，继电器安装于活塞的顶部1所在的壳体的一侧，壳体上还设有进气口和出气口，外部气体经进气口进入活塞的腔体，经活塞的通孔4和壳体上的出气口排出，活塞在弹簧和继电器的共同作用下运动，以控制气体的流量。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本公开的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本公开的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上实施例仅为本公开的示例性实施例，不用于限制本公开，本公开的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本公开的实质和保护范围内，对本公开做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本公开的保护范围内。