專利名稱：一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及采用改良西門子法生產(chǎn)多晶硅過程中，還原 爐內(nèi)生長多晶硅的載體-硅芯的裝置，具體涉及一種一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯 爐。
背景技術(shù)：
隨著全球?qū)G色能源的共識，光伏產(chǎn)業(yè)得以迅猛發(fā)展，作為光伏產(chǎn)業(yè)鏈條中的上 游產(chǎn)品，多晶硅供不應(yīng)求，國內(nèi)外有實力的商業(yè)巨頭紛紛投入巨資介入多晶硅行業(yè)，發(fā)展規(guī) 模越來越大，硅芯爐是多晶硅生產(chǎn)鏈條上的一個重要環(huán)節(jié)，需求也越來越大。目前大量使用的硅芯爐，一次只能拉制一根硅芯，一爐次只能拉制4-6根硅芯，面 對巨量的市場需求，需要投入大量的硅芯爐進(jìn)行生產(chǎn)，設(shè)備占地面積越來越大，人力、物力 及能源消耗巨大，而能源消耗也已成為多晶硅生產(chǎn)廠家的考量指標(biāo)之一，因此，從提高設(shè)備 效率，節(jié)能降耗，節(jié)約成本方面考慮，很有必要研發(fā)性能更為卓越的硅芯設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯爐，解決了現(xiàn)有硅芯 爐單爐次產(chǎn)量低，人力、物力及能源消耗巨大的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯爐，機(jī)架上 安裝有下爐室和槽路滑車，槽路滑車上設(shè)置有與高頻電源相連接的高頻槽路，下爐室內(nèi)部 設(shè)置有充氣裝置、高頻電極及感應(yīng)加熱組件、抽空裝置，其中的充氣裝置與供氬氣裝置連 接，高頻電極及感應(yīng)加熱組件與高頻槽路連接，高頻電極及感應(yīng)加熱組件包括高頻感應(yīng)加 熱器和高頻電極組件，抽空裝置與真空泵連接；下爐室向上與上爐室連通，下爐室與上爐室 中設(shè)置有貫通上下的導(dǎo)向鋼絲，導(dǎo)向鋼絲上設(shè)置有能夠上下滑動的籽晶卡頭座，上爐室的 上端設(shè)置有籽晶抓卸及轉(zhuǎn)盤分度裝置，上爐室的上表面設(shè)置有過渡副室，過渡副室的上方 設(shè)置有上傳動裝置，上傳動裝置通過軟軸與籽晶卡頭座連接，籽晶卡頭座與籽晶卡頭掛接， 籽晶卡頭上的籽晶頭與高頻感應(yīng)加熱器中的硅芯拉制孔垂直對應(yīng)；在機(jī)架中還設(shè)置有與下 爐室連接的下傳動裝置和水冷卻裝置。本發(fā)明的有益效果是，一次能夠拉制5-6根硅芯，一爐次能夠拉制15-18根硅芯， 大大提高了硅芯的生產(chǎn)效率，降低了單根硅芯的能耗，減少了人力，物力的投入，從而降低 了多晶硅生產(chǎn)過程的成本。


圖1是本發(fā)明的硅芯爐主體結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明裝置中的導(dǎo)向架、籽晶卡頭、感應(yīng)加熱器以及導(dǎo)向鋼絲組件局部連接示 意圖3是本發(fā)明裝置中的籽晶抓卸及轉(zhuǎn)盤分度裝置示意圖；圖4是圖2中的導(dǎo)向架與籽晶卡頭結(jié)構(gòu)局部放大示意圖； 圖5是本發(fā)明裝置中的分度轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明裝置中的高頻電極及感應(yīng)加熱組件俯視示意圖 圖7是本發(fā)明裝置中的五根硅芯高頻感應(yīng)加熱器實施例示意圖； 圖8是本發(fā)明裝置中的六根硅芯高頻感應(yīng)加熱器實施例示意圖。圖中，1.上傳動裝置；2.過渡副室；3.籽晶抓卸及轉(zhuǎn)盤分度裝置；4.上爐室；5.下 爐室；6.充氣裝置；7.高頻電極及感應(yīng)加熱組件；8.抽空裝置；9.下傳動裝置；10.機(jī)架； 11.水冷卻裝置；12.槽路滑車；13.高頻槽路；14.真空泵；15.上夾塊；16.陶瓷套；17.下 夾塊；18.導(dǎo)向鋼絲；19.轉(zhuǎn)盤分度控制裝置；20.籽晶卡頭座；21.籽晶卡頭；22.分度轉(zhuǎn) 盤；23.可調(diào)螺母及螺母座；24.高頻電極組件；25.高頻感應(yīng)加熱器；26.硅芯拉制位； 27.籽晶卡頭放置位；28.分度轉(zhuǎn)盤位；29.硅芯放置位；30.錐臺；31.硅芯拉制孔；32.分 流槽；33.中心孔；37.軟軸；38.連接軸；39.導(dǎo)向架；41.壓母；43.銷軸；44.連接端頭； 45.固定盤；46.籽晶頭。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。如圖1、圖2，本發(fā)明裝置的硅芯爐結(jié)構(gòu)是，在機(jī)架10中設(shè)置有下傳動裝置9和水 冷卻裝置11，機(jī)架10的臺面上及后部安裝有下爐室5和槽路滑車12，槽路滑車12上設(shè)置 有與高頻電源相連接的高頻槽路13，下爐室5內(nèi)部設(shè)置有充氣裝置6、高頻電極及感應(yīng)加熱 組件7、抽空裝置8，其中的充氣裝置6與外界的供氬氣裝置連接，高頻電極及感應(yīng)加熱組件 7與高頻槽路13連接，抽空裝置8與外界的真空泵14連接；下爐室5向上與上爐室4連通， 下爐室5與上爐室4中設(shè)置有貫通上下的導(dǎo)向鋼絲18，導(dǎo)向鋼絲18上設(shè)置有可上下滑動的 籽晶卡頭座20，上爐室4的上端設(shè)置有籽晶抓卸及轉(zhuǎn)盤分度裝置3，上爐室4的上表面設(shè)置 有過渡副室2，過渡副室2的上方設(shè)置有上傳動裝置1。上傳動裝置1包括兩套結(jié)構(gòu)相同的軟軸卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，在拉制長硅芯(2100-3000mm) 的過程中，有效降低設(shè)備高度；每個軟軸卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)采用精密伺服電機(jī)驅(qū)動，經(jīng)渦輪蝸桿傳動 后驅(qū)動花鍵軸實現(xiàn)軟軸卷揚(yáng)提升，兩套提升機(jī)構(gòu)按照快、慢速分開，與控制系統(tǒng)分別連接， 接受控制系統(tǒng)的程序控制，從而滿足硅芯在拉制過程對不同速度的精度要求；軟軸卷揚(yáng)機(jī) 構(gòu)中還設(shè)置有配合硅芯生長過程的上、下限位開關(guān)，以便控制系統(tǒng)操作軟軸卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)的動 作；整個卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在一個密閉的卷輪箱體內(nèi)，軟軸17通過過渡副室2伸入上爐室4中， 軟軸卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)通過軟軸17與籽晶卡頭座20連接，保證了硅芯生長工藝要求。過渡副室2是上傳動裝置1和上爐室4之間的過渡，與真空爐室及軟軸卷揚(yáng)機(jī)構(gòu) 箱體相通，設(shè)有第二道機(jī)械限位，當(dāng)上傳動裝置1限位失效后，第二道限位起作用，防止籽 晶卡頭座20意外下掉。上爐室4是上工作腔部分，設(shè)有上門，上門可以打開，硅芯可從上門取出，上門開 有圓形觀察窗，便于觀察轉(zhuǎn)盤情況；上爐室在轉(zhuǎn)盤高度附近設(shè)有攝像頭，便于從控制柜監(jiān)視 器上觀察轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動時硅芯的卸放以及籽晶卡頭的抓取情況；在攝像頭附近偏離45°的方 向設(shè)有配合使用的上爐室燈。下爐室5是下工作腔部分，固定在機(jī)架10上，向上與上爐室4通過螺栓固定，向下與機(jī)架10通過螺釘固定，下爐室5下后部設(shè)有高頻接口，高頻電極及感應(yīng)加熱組件7與高 頻槽路13通過該接口連接，是整個設(shè)備的工作區(qū)，該接口的等高部左右兩側(cè)各設(shè)有一個觀 測孔，并設(shè)有下充氣咀、壓力表咀、下爐室燈孔；下爐室5的下爐門與下爐室5通過螺栓與鉸 鏈相連，下爐門上開有長方形觀測窗，下爐室5開有左、右視窗，便于觀察熔區(qū)各部情況。如圖2，下爐室5中設(shè)置有導(dǎo)向鋼絲防損壞組件，包括在與高頻電極及感應(yīng)加熱組 件7高度相應(yīng)位置的導(dǎo)向鋼絲18上套裝有陶瓷套16，陶瓷套16的上下端分別套裝有上夾 塊15、下夾塊17，防止高頻感應(yīng)加熱器25的熱輻射高溫影響，起到保護(hù)導(dǎo)向鋼絲18的目 的，另外，上夾塊15可止動籽晶卡頭座20下掉，在意外情況下保護(hù)高頻感應(yīng)加熱器7不受 損壞。如圖3，籽晶抓卸及轉(zhuǎn)盤分度裝置3的結(jié)構(gòu)是，包括設(shè)置在上爐室4上蓋上表面的 轉(zhuǎn)盤分度控制裝置19和位于上爐室4內(nèi)部的分度轉(zhuǎn)盤22，轉(zhuǎn)盤分度控制裝置19和分度轉(zhuǎn) 盤22同軸固定連接，轉(zhuǎn)盤分度控制裝置19通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動精密渦輪蝸桿實現(xiàn)精確分度， 步進(jìn)電機(jī)與控制系統(tǒng)連接，實現(xiàn)分度轉(zhuǎn)盤22的角度轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)盤分度控制裝置19還設(shè)有分度 回控機(jī)構(gòu)，能夠精確回轉(zhuǎn)到起始位置。參照圖3、圖4，籽晶卡頭組件的結(jié)構(gòu)是，籽晶卡頭座20包括安裝在導(dǎo)向鋼絲18上 的導(dǎo)向架39，導(dǎo)向架39的中軸豎直穿有連接軸38，連接軸38上端通過軟軸37穿入卷輪箱 體后與上傳動裝置1連接，連接軸38下端與籽晶卡頭座20的上底板采用螺紋相連，連接軸 38端頭通過壓母41和籽晶卡頭座20實現(xiàn)保險固定，籽晶卡頭座20的下底板設(shè)置有中心圓 錐卡口，該圓錐卡口開有缺口。籽晶卡頭21的結(jié)構(gòu)是，包括同軸設(shè)置的倒圓錐形的連接端頭44、倒圓錐形的錐臺 30以及固定盤45，固定盤45向下連接有5-6個籽晶頭46，連接端頭44、錐臺30以及固定 盤45依次從上到下間隔設(shè)置，當(dāng)籽晶卡頭座20的缺口轉(zhuǎn)到合適位置時，連接端頭44與籽 晶卡頭座20的圓錐卡口通過倒錐面鉤掛定位，實現(xiàn)牢靠連接，連接端頭44上部兩端設(shè)置有 兩個過盈配合的銷軸43，兩個銷軸43的方向與下面固定盤45上的5-6個籽晶頭46的方 位相對應(yīng)。工作過程中，每個籽晶頭46的方位要與高頻感應(yīng)加熱器25上的硅芯拉制孔31 嚴(yán)格對中，整個系統(tǒng)采用工裝對中可調(diào)，連接端頭44及銷軸43與籽晶卡頭座20通過錐面 固定掛接，可以實現(xiàn)自動裝卸籽晶卡頭21。籽晶盤連接軸中間的一道錐臺30，一個作用是 拉完一組硅芯后，將一組硅芯卸放在分度轉(zhuǎn)盤22上時，放置在分度轉(zhuǎn)盤22上的硅芯卸放位 29上的錐孔上用，另一個作用是將籽晶卡頭21放置在籽晶卡頭放置位27上的形如錐孔上 用，從而實現(xiàn)籽晶卡頭21與硅芯的自動卸放。工作時，連接有籽晶卡頭座20及籽晶卡頭21 等的導(dǎo)向架39沿著導(dǎo)向鋼絲18上下移動，保證硅芯在拉制過程中的直線度。如圖5，分度轉(zhuǎn)盤22上設(shè)有一個硅芯拉制位26、兩個籽晶卡頭放置位27、兩個硅芯 放置位29，共有五個工位，籽晶卡頭放置位27以及硅芯放置位29為錐形孔，與籽晶卡頭21 的錐臺30卡接實現(xiàn)支撐安置，兩個籽晶卡頭放置位27和一個硅芯拉制位26各放置1組籽 晶卡頭21，每個籽晶卡頭21包括5-6個籽晶頭，工作過程中，籽晶卡頭座20每次與一組籽 晶卡頭21配合連接，分度轉(zhuǎn)盤22受程序控制轉(zhuǎn)動相應(yīng)的角度，保證籽晶卡頭21能夠按照 順序依次掛在分度轉(zhuǎn)盤22上的指定工位。當(dāng)?shù)?組硅芯完成生長并拉制完畢后，就自動卸 放在轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)籽晶位上，再抓取第2組籽晶卡頭組件，開始新硅芯生長……，直至第3組硅 芯拉制完成后，拉制結(jié)束，即可實現(xiàn)一爐次拉制3組硅芯的要求，籽晶抓卸及轉(zhuǎn)盤分度裝置
63接受控制系統(tǒng)的程序控制，整個籽晶抓取及卸放動作是通過PLC程序控制實現(xiàn)的。籽晶抓 卸及轉(zhuǎn)盤分度裝置3中的自動轉(zhuǎn)盤上還設(shè)有手動開關(guān)，以備緊急情況使用。見圖6，高頻電極及感應(yīng)加熱組件7的結(jié)構(gòu)是，包括高頻感應(yīng)加熱器25和高頻電極 組件24，高頻電極組件24為前后及左右可調(diào)結(jié)構(gòu)，通過可調(diào)螺母及螺母座23實現(xiàn)密封及調(diào) 整，保證線圈安裝時與下軸對中。如圖7、圖8，高頻感應(yīng)加熱器25為一個5-6芯的圓周對稱組合結(jié)構(gòu)，在中心孔33 周圍沿圓周均勻設(shè)置有5-6個硅芯拉制孔31，各個硅芯拉制孔31之間設(shè)置有分流槽32，所 有分流槽32向心與中心孔33連通，能夠滿足一次拉制5-6根硅芯的要求。高頻感應(yīng)加熱 器25工作時，中心孔33先將籽晶頭46中間一個籽晶熔化后，熔滴滴在原料棒上，原料棒在 高頻感應(yīng)加熱器25作用下，通過熔滴對原料棒加溫，當(dāng)原料棒發(fā)紅至各硅芯拉制孔31下各 小熔區(qū)形成飽滿后，點(diǎn)動控制上傳動裝置1動作，使籽晶頭46接觸小熔區(qū)，熔融后設(shè)定速 度及溫度參數(shù)后，進(jìn)行硅芯拉制，圖7顯示的實施例結(jié)構(gòu)設(shè)置有五個硅芯拉制孔31，對應(yīng)五 個籽晶卡頭46，一次可拉制五根硅芯，中心孔33為化料用，分流槽32起電流分布均衡的作 用。五個分流槽32中的一個是貫通的，是將兩級之間切斷的，其余4個為與之匹配的一定 尺寸的分流槽，實現(xiàn)電流在高頻感應(yīng)加熱器25上的均衡分布，從而實現(xiàn)五根硅芯生長的一 致性。圖8顯示的實施例結(jié)構(gòu)設(shè)置有六個硅芯拉制孔31，對應(yīng)六個籽晶卡頭46，一次可拉 制六根硅芯，中心孔33為化料用，有六個分流槽32，其中一個是貫通的，其余五個為與之匹 配的一定尺寸的分流槽，實現(xiàn)電流在高頻感應(yīng)加熱器25上的均衡分布，從而實現(xiàn)六根硅芯 生長的一致性。充氣裝置6，設(shè)備工作在氬氣氣氛下，設(shè)備工作時，先抽真空，然后經(jīng)充氣裝置快速 充氣，充分置換空氣后，爐內(nèi)達(dá)一定壓力，關(guān)閉快速充氣功能，打開充氣流量計，打開排氣流 量計及排氣閥，設(shè)備進(jìn)入工作過程。充氣流量計、排氣流量計均與控制系統(tǒng)連接，及時傳遞 數(shù)據(jù)信息。整個過程進(jìn)排氣流量手動可調(diào)，其它動作均由程序控制電磁閥動作進(jìn)行。抽空裝置8，設(shè)備開始工作時，先抽真空，真空系統(tǒng)由真空泵、真空管道、電動球閥 等組成。下傳動裝置9，設(shè)有快、慢速兩套傳動系統(tǒng)，保證設(shè)備在不同的工作階段的工藝要 求，每套傳動系統(tǒng)均采用精密伺服電機(jī)經(jīng)渦輪蝸桿減速器驅(qū)動，滾動導(dǎo)軌及滾珠絲杠傳動 實現(xiàn)精密的原料棒移動，在控制系統(tǒng)程序操控下完成多晶硅原料棒的供給或退出操作。水冷卻裝置11，包括在設(shè)備總進(jìn)水、總回水及各支路都設(shè)有球閥，便于控制各支路 水流大小，總進(jìn)水、總回水上還分別安裝有溫度傳感器，進(jìn)水口還安裝有流量計及壓力表， 溫度傳感器、流量計及壓力表均與控制系統(tǒng)連接，及時傳遞數(shù)據(jù)信息。槽路滑車12，采用導(dǎo)軌及絲杠結(jié)構(gòu)，槽路滑車12上安裝有高頻槽路13，便于在安 裝調(diào)試及更換高頻電極組件24時實現(xiàn)高頻槽路13的前后移動；槽路滑車12與高頻槽路13 之間設(shè)置有4個上下可調(diào)螺栓，便于實現(xiàn)高頻槽路13的上下位置調(diào)整。本發(fā)明裝置按照功能可以分為主機(jī)部分、電氣控制部分以及電源部分三大部分組 成。包括上傳動裝置1、過渡副室2、籽晶抓取卸放及轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu)3、上爐室4、下爐室5、充 氣裝置6、高頻電極及感應(yīng)加熱組件7、抽空裝置8、下傳動裝置9、水冷卻裝置11、真空泵14 組成主機(jī)部分。
由速度系統(tǒng)、控溫系統(tǒng)及檢測報警系統(tǒng)構(gòu)成電氣控制部分，速度系統(tǒng)包括對上傳 動裝置1、下傳動裝置9的控制，控溫系統(tǒng)包括對充氣裝置6、抽空裝置8、水冷卻裝置11、真 空泵14的控制，檢測報警系統(tǒng)包括對上爐室4、下爐室5的監(jiān)控報警。由高頻電源及高頻槽路13、槽路滑車12組成電源部分，包括對高頻電極組件24及 高頻感應(yīng)加熱器25的控制，滿足熔化直徑為680-120mm多晶硅原料棒要求，高頻電源頻率 為3士0. 2MHz，輸出功率彡60KW。本發(fā)明裝置的工作過程是，在真空爐腔內(nèi)，充氣裝置6、抽空裝置8及真空泵14工 作，在氬氣氣氛下，上傳動裝置1通過軟軸17帶動籽晶卡頭座20下降，下傳動裝置9上安 裝的5-6個多晶硅原料棒在高頻電極組件24及高頻感應(yīng)加熱器25作用下被加熱，從而在 多晶硅母料上表面形成小熔區(qū)，小熔區(qū)的數(shù)量根據(jù)高頻感應(yīng)加熱器25的設(shè)置，當(dāng)小熔區(qū)形 成后，籽晶卡頭21的5-6個籽晶向下運(yùn)動接觸到各對應(yīng)小熔區(qū)，各籽晶熔透后，在一定的溫 度和速度條件下，上傳動裝置1以一定的速度向上勻速運(yùn)動拉制硅芯，相應(yīng)的下傳動裝置9 以一定的與上傳動裝置1相匹配的速度向上勻速運(yùn)動供料，當(dāng)一組硅芯(5-6根)拉制到需 要的長度后，拉斷，一組硅芯拉制完成，根據(jù)程序設(shè)定，轉(zhuǎn)盤分度控制裝置19動作，從籽晶 卡頭座20上卸下已拉制好的一組硅芯，再抓取下一組籽晶送到籽晶卡頭座20中，進(jìn)行下一 組硅芯的生長，直至三組硅芯全部完成后，一個完整的硅芯拉制的全過程結(jié)束。經(jīng)過充氣裝 置6、水冷卻裝置11的后續(xù)操作，拉好的三組硅芯從上爐室4上門取出。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1)可以熔化直徑680-120讓的多晶硅原料棒，就可直接從還 原爐內(nèi)獲得多晶硅原料棒，從還原爐內(nèi)獲得粗的多晶硅原料棒比細(xì)直徑的原料棒要經(jīng)濟(jì)很 多，解決了原料棒問題；2)生產(chǎn)能力極大提高，5-6根/次，15-18根/爐次，從而大幅提高 了生產(chǎn)效率，降低了單根硅芯的成本，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益；3)采用精密的傳動元件及精密 的驅(qū)動元件，運(yùn)行精度高；4)采用PLC控制，人機(jī)界面友好，便于自動化控制及人工相結(jié)合 進(jìn)行操作。
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權(quán)利要求
一種一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯爐，其特征在于機(jī)架(10)上安裝有下爐室(5)和槽路滑車(12)，槽路滑車(12)上設(shè)置有與高頻電源相連接的高頻槽路(13)，下爐室(5)內(nèi)部設(shè)置有充氣裝置(6)、高頻電極及感應(yīng)加熱組件(7)、抽空裝置(8)，其中的充氣裝置(6)與供氬氣裝置連接，高頻電極及感應(yīng)加熱組件(7)與高頻槽路(13)連接，高頻電極及感應(yīng)加熱組件(7)包括高頻感應(yīng)加熱器(25)和高頻電極組件(24)，抽空裝置(8)與真空泵(14)連接；下爐室(5)向上與上爐室(4)連通，下爐室(5)與上爐室(4)中設(shè)置有貫通上下的導(dǎo)向鋼絲(18)，導(dǎo)向鋼絲(18)上設(shè)置有能夠上下滑動的籽晶卡頭座(20)，上爐室(4)的上端設(shè)置有籽晶抓卸及轉(zhuǎn)盤分度裝置(3)，上爐室(4)的上表面設(shè)置有過渡副室(2)，過渡副室(2)的上方設(shè)置有上傳動裝置(1)，上傳動裝置(1)通過軟軸(17)與籽晶卡頭座(20)連接，籽晶卡頭座(20)與籽晶卡頭(21)掛接，籽晶卡頭(21)上的籽晶頭與高頻感應(yīng)加熱器(25)中的硅芯拉制孔(31)垂直對應(yīng)；在機(jī)架(10)中還設(shè)置有與下爐室(5)連接的下傳動裝置(9)和水冷卻裝置(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯爐，其特征在于所述籽 晶抓卸及轉(zhuǎn)盤分度裝置(3)的結(jié)構(gòu)是，包括設(shè)置在上爐室(4)上蓋上表面的轉(zhuǎn)盤分度控制 裝置(19)，以及位于上爐室(4)內(nèi)部的分度轉(zhuǎn)盤(22)，轉(zhuǎn)盤分度控制裝置(19)和分度轉(zhuǎn)盤 (22)同軸固定連接，轉(zhuǎn)盤分度控制裝置(19)中的步進(jìn)電機(jī)與控制系統(tǒng)連接；分度轉(zhuǎn)盤(22) 上沿圓周設(shè)有一個硅芯拉制位(26)、兩個籽晶卡頭放置位(27)、兩個硅芯放置位(29)，共 有五個工位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯爐，其特征在于所述上 傳動裝置(1)包括兩套結(jié)構(gòu)相同的軟軸卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，每個軟軸卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)包括一伺服電機(jī)，伺服 電機(jī)通過渦輪蝸桿及花鍵軸與軟軸(17)連接，兩套提升機(jī)構(gòu)按照快、慢速分開，與控制系統(tǒng) 分別連接；軟軸卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)中還設(shè)置有軟軸(17)的上、下限位開關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯爐，其特征在于所述下 傳動裝置(9)的結(jié)構(gòu)是，設(shè)有快、慢速兩套傳動系統(tǒng)，每套傳動系統(tǒng)均包括一伺服電機(jī)，伺服 電機(jī)與渦輪蝸桿減速器、滾動導(dǎo)軌、滾珠絲杠、原料棒依次連接，兩個伺服電機(jī)與控制系統(tǒng) 分別連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯爐，其特征在于所述上 爐室(4)設(shè)有上門，上門開有觀察窗，上爐室在轉(zhuǎn)盤高度設(shè)有攝像頭及配套的上爐室燈。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯爐，其特征在于所述 下爐室(5)設(shè)有高頻接口以及下充氣咀、壓力表咀、下爐室燈孔，高頻電極及感應(yīng)加熱組件 (7)與高頻槽路(13)通過該高頻接口連接；下爐室(5)設(shè)置有下爐門，下爐門上開有觀察 窗，下爐室(5)高頻接口高度處左右設(shè)有觀察窗。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯爐，其特征在于所述的 導(dǎo)向鋼絲(18)上，與高頻電極及感應(yīng)加熱組件(7)高度相應(yīng)的位置上套裝有陶瓷套(16)， 陶瓷套(16)的上下端分別套裝有上夾塊(15)、下夾塊(17)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯爐，其特征在于所述高 頻感應(yīng)加熱器(25)的結(jié)構(gòu)是，包括一中心孔(33)，在中心孔(33)周圍沿圓周均勻設(shè)置有 5-6個硅芯拉制孔(31)，各個硅芯拉制孔(31)之間設(shè)置有分流槽(32)，所有分流槽(32)向 心與中心孔(33)連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯爐，其特征在于所述充 氣裝置(6)設(shè)置有充氣流量計、排氣流量計，充氣流量計、排氣流量計均與控制系統(tǒng)連接； 所述水冷卻裝置(11)的總進(jìn)水、總回水上分別安裝有溫度傳感器，進(jìn)水口還安裝有流量計 及壓力表，所有溫度傳感器、流量計及壓力表均與控制系統(tǒng)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯爐，其特征在于所述 籽晶卡頭(21)的結(jié)構(gòu)是，包括同軸設(shè)置的倒圓錐形的連接端頭(44)、倒圓錐形的錐臺(30) 以及固定盤(45)，固定盤(45)向下連接有5-6個籽晶頭(46)，連接端頭(44)、錐臺(30)以 及固定盤(45)依次從上到下間隔設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明公開的一爐次中多次拉制多根硅芯的硅芯爐，在機(jī)架中設(shè)有下傳動裝置和水冷卻裝置，機(jī)架上安裝有下爐室和槽路滑車，槽路滑車上設(shè)有高頻槽路，下爐室內(nèi)設(shè)有充氣裝置、高頻電極及感應(yīng)加熱組件、抽空裝置，高頻電極及感應(yīng)加熱組件與高頻槽路連接；下爐室與上爐室連通，下爐室與上爐室中設(shè)有貫通上下的導(dǎo)向鋼絲，導(dǎo)向鋼絲上設(shè)有導(dǎo)向架，導(dǎo)向架上裝有籽晶卡頭座及籽晶卡頭，上爐室的上端設(shè)置有籽晶抓卸及轉(zhuǎn)盤分度裝置，上爐室的上方設(shè)置上傳動裝置，上爐室與上傳動之間設(shè)有過渡副室，上傳動裝置與籽晶卡頭座通過軟軸連接。本發(fā)明的硅芯爐，實現(xiàn)了一爐次拉制15-18根硅芯，提高了硅芯的生產(chǎn)效率，降低了多晶硅生產(chǎn)的成本。
文檔編號C30B29/06GK101892519SQ20101023052
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者劉凱, 原洛渭, 吳斌, 宋艷玲, 李春蕊, 王一強(qiáng), 王俊輝, 王建春, 董淑梅, 薛武鵬, 賈志華 申請人:西安理工晶體科技有限公司