专利名称：晶体夹持机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于晶体生长炉用的夹持器技术领域，尤其是涉及一种晶体夹 持机构。
背景技术：
目前；区熔(FZ)硅单晶以其纯度高而普遍用于制作电力电子器件。随着国 家对能源、交通等影响国民经济发展的瓶颈行业的重点扶持，对高反压，大电流 的电力电子器件的需求越来越大。作为制备此类器件的基本材料的FZ硅单晶， 对其直径和质量的要求也越来越高。大直径，高纯度，高均匀性，低微缺陷的 FZ硅单晶发展速度因此大大加快。同时，增大单晶直径，对提高生产效率，降低 成本起着决定作用。但是现有晶体夹持器不能适应，经常出现拉制晶体重量增 加所引起晶体倒塌现象的出现；经过本人多次实验，现提出一种新的晶体夹持 器。
发明内容
公开本实用新型的目的主要是为了克服现有晶体夹持器的上述不足，本实 用新型提供了一种晶体夹持机构，本晶体夹持机构可以有效的克服晶体倒塌现 象的发生，即提高了工作效率，还具有节约成本等优点。
为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案-
一种晶体夹持机构，主要包含下平板、上平板、立柱、导柱、驱动系统及 晶体夹持器；在最下端设有下平板，下平板的上部面上设置有多个立柱及其导 柱，丝杠的上下两端分别连接上平板、下平板；在立柱及其导柱的上端设置有
上平板，在导柱上设有直线轴承、下滑块、上滑块及晶体夹持器滑块；丝杠上 设有内轴快速升降蜗杆涡轮减速机、内轴慢速升降蜗杆涡轮减速机；其晶体夹 持器滑块及上滑块的一侧与波纹管连接，波纹管的下端与下滑块连接；在波纹 管的中部设置有内轴、外轴，内轴的下端设有磁流体、内轴旋转驱动系统，外 轴的下部与晶体夹持器旋转驱动系统连接，在外轴的上部设有晶体夹持器，外 轴套在内轴外；内外轴联动驱动轴的下端连接在下滑块的中部，其上部穿在晶 体夹持器滑块的中部；上平板的上部设有晶体夹持器拨爪、炉室。
所述的晶体夹持机构，设置在外轴上端的夹持器为一圆环状器体，上口开 有成120°分布的三个斜孔，下端为外螺纹。夹持器环形槽里套有一个滚道圆 环和三个凸块，凸块通过螺钉与滚道圆环连接；滚道圆环上下端有V型槽，其 旋转的耐高温不锈钢质钢球；滚道圆环下面为对其轴向定位的支撑座，支撑座 由顶丝A固定在夹持器上。在夹持器上设置的三个斜孔内设置有卡销，滚道圆 环和凸块用于控制卡销状态。当滚道圆环上的三个凸块置于斜孔位置时，凸块 顶住卡销；当拨动滚道圆环上螺钉使凸块转位时，卡销下落。
所述的晶体夹持机构，在箱体的中部设置有涡轮套，涡轮套通过顶丝B固 定在外轴下端，涡轮套上下部设有高温轴承，旋盖对轴承A进行定位。蜗杆A 与涡轮套配合，蜗杆A的一端设有磁流体，另一端设有轴封A，轴承A，轴承 盖对轴承A定位。
所述的晶体夹持机构，内轴旋转驱动系统由蜗杆支撑由螺钉固定在下滑块 上，涡轮通过键与内轴配合；蜗杆B固连在蜗杆支撑上，蜗杆B—端设置有轴 封B、轴承B,蜗杆B的另一端设有轴封B、轴承B及减速装置。
所述的晶体夹持机构，内轴上设有内轴快速升降蜗杆涡轮减速机、内轴慢 速升降蜗杆涡轮减速机两套驱动装置内轴快速升降蜗杆涡轮减速机动作时， 丝杠旋转，内轴慢速升降蜗杆涡轮减速机的涡轮丝母上升或下降，下滑块上升 或下降，带动内轴上升或下降；内轴慢速升降蜗杆涡轮减速机动作时，丝杠静 止，内轴慢速升降蜗杆涡轮减速机的涡轮丝母旋转带动下滑块上升或下降，内
轴上升或下降。
所述的晶体夹持机构，设置在下平板的一侧还有气缸C，气缸C的上端连 接钢丝绳的下端，钢丝绳从上平板下部设置的钢丝换向拖轮中穿过与晶体夹持 器滑块连接，在晶体夹持器滑块的下部设有两个气缸B，两个气缸B的刹车面
分别对着导柱；在箱体的上部设置有两个气缸A，气缸A的刹车面对着内外轴 联动驱动轴。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性
一种晶体夹持机构，各驱动系统保证内外轴的同步旋转和同步升降，本晶
体夹持机构可以有效的克服晶体倒塌现象及晶体断裂现象的发生；即提高了工 作效率，还具有节约成本等优点。
图1是内外轴联动气动原理图。
图2是本实用新型的内外轴及其各驱动系统结构示意图。
图3是图2的A-A视图。
图4是图2的B-B视图。
图5是晶体夹持器待工状态示意图。
图6是晶体夹持器工作状态示意图。
图7是晶体夹持器驱动系统结构示意图。
图8是晶体夹持器旋转系统结构示意图。
图9是内轴旋转系统结构示意图。
图10是图9的C-C视图。
图11是内轴升降系统结构示意图。
图12是上下滑块联动系统结构示意图。图中1、下平板，2、下滑块，3、晶体夹持器滑块，4、立柱，5、导柱， 6、波纹管，7、上滑块，8、上平板，9、内轴快速升降蜗杆涡轮减速机，10、 内轴慢速升降蜗杆涡轮减速机，11、内外轴联动驱动轴，12、卡销，13、晶体 夹持器，14、滚道圆环，15、螺钉，16、凸块，17、钢球，18、支撑座，19、 顶丝A， 20、箱体，21、涡轮套，22、顶丝B， 23、高温轴承，24、旋盖，25、 轴承盖，26、轴承A， 27、轴封A， 28、蜗杆A， 29、磁流体，30、内轴，31、 蜗杆支撑，32、蜗杆B， 33、涡轮，34、轴承B， 35、轴封B， 36、减速装置， 37、丝杠，38、钢丝换向拖轮，39、气缸A， 40、气缸B， 41、直线轴承，42、 钢丝绳，43、气缸C， 44、晶体夹持器拨爪，45、炉室，46、外轴，47、晶体 夹持器旋转驱动系统，48、内轴旋转驱动系统。
具体实施方式
在图1中；是本实用新型的气动原理图，电磁阀接出两路气路，左路为回 路，右路为进路。在图2、 3、 4中 一种晶体夹持机构，主要包含下平板l、上平板8、立柱 4、导柱5、驱动系统及晶体夹持器13;在最下端设有下平板l，下平板l的上 部面上设置有多个立柱4及其导柱5，丝杠37的上下两端分别连接上平板8、 下平板l;在立柱4及其导柱5的上端设置有上平板8，在导柱5上设有直线轴 承41、下滑块2、上滑块7及晶体夹持器滑块3;丝杠37上设有内轴快速升降 蜗杆涡轮减速机9、内轴慢速升降蜗杆涡轮减速机10;其晶体夹持器滑块3及 上滑块7的一侧与波纹管6连接，波纹管6的下端与下滑块2连接；在波纹管 6的中部设置有内轴30、外轴46，内轴30的下端设有磁流体29、内轴旋转驱 动系统48，外轴46的下部与晶体夹持器旋转驱动系统47连接，在外轴46的 上部设有晶体夹持器13，外轴46套在内轴30外；内外轴联动驱动轴11的下端 连接在下滑块2的中部，其上部穿在晶体夹持器滑块3的中部；上平板8的上
部设有晶体夹持器拨爪44、炉室45。
在图5、 6中；设置在外轴46上端的夹持器13为一圆环状器体，上口开有 成120°分布的三个斜孔，下端为外螺纹。夹持器13环形槽里套有一个滚道圆 环14和三个凸块16，凸块16通过螺钉15与滚道圆环14连接；滚道圆环14 上下端有V型槽，其旋转的耐高温不锈钢质钢球17;滚道圆环14下面为对其 轴向定位的支撑座18，支撑座18由顶丝A19固定在夹持器13上。在夹持器 13上设置的三个斜孔内设置有卡销12，滚道圆环14和凸块16用于控制卡销 12状态。当滚道圆环上的三个凸块16置于斜孔位置时，凸块16顶住卡销12; 当拨动滚道圆环14上螺钉15使凸块16转位时，卡销12下落。
在图7、 8中；在箱体20的中部设置有涡轮套21，涡轮套21通过顶丝B22 固定在外轴46下端，涡轮套21上下部设有高温轴承23，旋盖24对轴承A26 进行定位。蜗杆A28与涡轮套21配合，蜗杆A28的一端设有磁流体29，另一 端设有轴封A27，轴承A26，轴承盖25对轴承A26定位。
在图9、 10中；内轴旋转驱动系统48由蜗杆支撑31由螺钉固定在下滑块 2上，涡轮33通过键与内轴30配合；蜗杆B32固连在蜗杆支撑31上，蜗杆 B32 —端设置有轴封B35、轴承B34,蜗杆B32的另一端设有轴封B35、轴承B34 及减速装置36。
在图11中；内轴30上设有内轴快速升降蜗杆涡轮减速机9、内轴慢速升降 蜗杆涡轮减速机10两套驱动装置内轴快速升降蜗杆涡轮减速机9动作时，丝 杠37旋转，内轴慢速升降蜗杆涡轮减速机10的涡轮丝母上升或下降，下滑块 2上升或下降，带动内轴30上升或下降；内轴慢速升降蜗杆涡轮减速机10动 作时，丝杠37静止，内轴慢速升降蜗杆涡轮减速机10的涡轮丝母旋转带动下 滑块上升或下降，内轴30上升或下降。
在图12中；设置在下平板1的一侧还有气缸C43，气缸C43的上端连接钢 丝绳42的下端，钢丝绳42从上平板8下部设置的钢丝换向拖轮38中穿过与箱
体20连接，在晶体夹持器滑块3的下部设有两个气缸B40，两个气缸B40的刹 车面分别对着导柱5;在晶体夹持器滑块3的上部设置有两个气缸A39，气缸 A39的刹车面对着内外轴联动驱动轴11。
说明；
由下平板1、上平板8、立柱4组成的设备框架，在设备框架内由磁流体 29、波纹管6及炉室45形成封闭的真空空间，导柱5的作用利于下滑块2、晶 体夹持器滑块及上滑块7上下运动，晶体夹持器拨爪44用于拨动螺钉15，使 卡销下落；
外轴46为空心结构，内轴30为实心结构；外轴46上端的内螺纹配合，并 由支撑晶体夹持器13的装有籽晶的内轴30与空心外轴46中央做旋转和上下移动。
权利要求1、一种晶体夹持机构，其特征在于；主要包含下平板(1)、上平板(8)、立柱(4)、导柱(5)、驱动系统及晶体夹持器；在最下端设有下平板(1)，下平板(1)的上部面上设置有多个立柱(4)及其导柱(5)，丝杠(37)的上下两端分别连接上平板(8)、下平板(1)；在立柱(4)及其导柱(5)的上端设置有上平板(8)，在导柱(5)上设有直线轴承(41)、下滑块(2)、上滑块(7)及晶体夹持器滑块(3)；丝杠(37)上设有内轴快速升降蜗杆涡轮减速机(9)、内轴慢速升降蜗杆涡轮减速机(10)；其晶体夹持器滑块(3)及上滑块(7)的一侧与波纹管(6)连接，波纹管(6)的下端与下滑块(2)连接；在波纹管(6)的中部设置有内轴(30)、外轴(46)，内轴(30)的下端设有磁流体(29)、内轴旋转驱动系统(48)，外轴(46)的下部与晶体夹持器旋转驱动系统(47)连接，在外轴(46)的上部设有晶体夹持器(13)，外轴(46)套在内轴(30)外；内外轴联动驱动轴(11)的下端连接在下滑块(2)的中部，其上部穿在晶体夹持器滑块(3)的中部；上平板(8)的上部设有晶体夹持器拨爪(44)、炉室(45)。
2、 根据权利要求l所述的晶体夹持机构，其特征在于；设置在外轴(46) 上端的夹持器(13)为一圆环状器体，上口开有成120°分布的三个斜孔，下 端为外螺纹。夹持器(13)环形槽里套有一个滚道圆环(14)和三个凸块(16)， 凸块(16)通过螺钉(15)与滚道圆环(14)连接；滚道圆环(14)上下端有 V型槽，其旋转的耐高温不锈钢质钢球(17);滚道圆环(14)下面为对其轴向 定位的支撑座(18)，支撑座(18)由顶丝A (19)固定在夹持器(13)上。在 夹持器(13)上设置的三个斜孔内设置有卡销(12)，滚道圆环(14)和凸块(16) 用于控制卡销(12)状态。当滚道圆环上的三个凸块(16)置于斜孔位置时， 凸块(16)顶住卡销(12)。
3、 根据权利要求1所述的晶体夹持机构，其特征在于；在箱体(20)的中 部设置有涡轮套(21)，涡轮套(21)通过顶丝B (22)固定在外轴(46)下端， 涡轮套(21)上下部设有高温轴承(23)，旋盖(24)对轴承A (26)进行定位。 蜗杆A (28)与涡轮套(21)配合，蜗杆A (28)的一端设有磁流体(29)，另 一端设有轴封A (27)，轴承A (26),轴承盖(25)对轴承A (26)定位。
4、 根据权利要求l所述的晶体夹持机构，其特征在于；内轴旋转驱动系统 (48)由蜗杆支撑(31)由螺钉固定在下滑块(2)上，涡轮(33)通过键与内轴 (30)配合；蜗杆B (32)固连在蜗杆支撑(31)上，蜗杆B (32) —端设置有轴封B (35)、轴承B (34),蜗杆B (32)的另一端设有轴封B (35)、轴承B (34)及减速装置(36)。
5、 根据权利要求l所述的晶体夹持机构，其特征在于；内轴(30)上设有 内轴快速升降蜗杆涡轮减速机(9)、内轴慢速升降蜗杆涡轮减速机(10)两套 驱动装置。
6、 根据权利要求1所述的晶体夹持机构，其特征在于；设置在下平板(l) 的一侧还有气缸C (43)，气缸C (43)的上端连接钢丝绳(42)的下端，钢丝 绳(42)从上平板(8)下部设置的钢丝换向拖轮(38)中穿过与晶体夹持器滑 块(3)连接，在晶体夹持器滑块(3)的下部设有两个气缸B (40)，两个气缸 B (40)的刹车面分别对着导柱(5);在箱体(20)的上部设置有两个气缸A (39)， 气缸A (39)的刹车面对着内外轴联动驱动轴(11)。
专利摘要一种晶体夹持机构，属于晶体生长炉用的夹持器技术领域，主要包含下平板(1)、上平板(8)、立柱(4)、导柱(5)、驱动系统及晶体夹持器；在最下端设有下平板(1)，下平板(1)的上部面上设置有多个立柱(4)及其导柱(5)，丝杠(37)的上下两端分别连接上平板(8)、下平板(1)；在立柱(4)及其导柱(5)的上端设置有上平板(8)，在导柱(5)上设有直线轴承(41)、下滑块(2)、上滑块(7)及晶体夹持器滑块(3)；本实用新型可以有效的克服晶体倒塌现象的发生，既提高了工作效率，还具有节约成本等优点。
文档编号C30B13/00GK201176467SQ20082006935
公开日2009年1月7日 申请日期2008年2月5日 优先权日2008年2月5日
发明者刘朝轩 申请人:刘朝轩