CN101879990A

CN101879990A - 一种气相输运沉积连续上料设备

Info

Publication number: CN101879990A
Application number: CN2010102204433A
Authority: CN
Inventors: 曹国忠
Original assignee: Hebei University of Technology
Current assignee: Hebei University of Technology
Priority date: 2010-07-08
Filing date: 2010-07-08
Publication date: 2010-11-10

Abstract

本发明公开一种气相输运沉积连续上料设备，其特征在于该设备主要包括主体机及真空发生器和吸料装置；主体机内上部安装有挡板，挡板上面安装有物料分离装置，挡板下面安装有储料仓，储料仓下料口与物料输送装置的进料口衔接，主体机侧壁上分别安装有上料位传感器和下料位传感器以及PLC控制模块；物料输送装置包括进料口、输送电机、螺旋进料器和出料口，物料输送装置中间部分安装在主体机的底部，两端安装在主体机之外；物料分离装置包括至少一级过滤系统；吸料装置包括料箱及其内安装的吸料头，吸料头经输料管路与主体机连接，输料管路的输料口安装位置低于挡板，但高于储料仓的上口，吸料头包括抽气风扇和莲蓬式通气罩。

Description

一种气相输运沉积连续上料设备

技术领域

本发明属于微量进料技术领域，具体为一种气相输运沉积连续上料设备，特别涉及一种针对碲化镉太阳电池的上料装置，适用于真空环境下薄膜气相输运沉积的连续上料装置。

背景技术

在薄膜光伏电池技术中，以碲化镉为基体的薄膜光伏器件，被公认为是高效、稳定、廉价的薄膜光伏器件材料。在室温下，碲化镉多晶薄膜太阳电池转换效率理论值为27％，从碲化镉多晶薄膜太阳电池目前已达到的转换效率、可靠性和价格因素等方面看，它在地面太阳光伏转换应用方面发展的前景极为广阔。

据知目前只有美国的First Solar公司成功地应用该技术实现了规模化生产，但技术本身作为一种商业机密保护起来，未见披露。研究发现，现有沉积过程的物料输送过程，物料传输完全靠人力和经验，一次性放入一日所需的物料量，一方面可能造成物料的浪费，另一方面会对沉积过程造成一定影响，即使有自动化的物料传输设备，也没能完全利用设备本身的条件，而且效率低，不能有效的满足连续性生产的需要。在申请人检索的范围内，尚未见有关气相输运沉积制备碲化镉太阳能电池的相关文献报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是，提供一种气相输运沉积连续上料设备，该设备利用真空送料的方式进行物料的输送，具有结构简单，可有效利用环境特性，输送准确，效率高等特点。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

设计一种气相输运沉积连续上料设备，适用于气相输运沉积工艺，其特征在于该设备主要包括主体机及分别与其管路连接的真空发生器和吸料装置；所述主体机内的上部安装有挡板，挡板的上面安装有管路连接的物料分离装置，挡板的下面安装有储料仓，储料仓的下料口与物料输送装置的进料口衔接，在储料仓上、下料位口高度位置的主体机侧壁上分别安装有上料位传感器和下料位传感器以及PLC控制模块；所述物料输送装置包括进料口、输送电机、螺旋进料器和出料口，输送电机和出料口分别设置在物料输送装置的两端，物料输送装置中间部分安装在主体机的底部，两端的输送电机和出料口安装在主体机之外；所述的物料分离装置包括至少一级过滤系统，该过滤系统主要包括V型密褶式过滤器；所述的PLC控制模块的输入端分别连接上料位传感器和下料位传感器，其输出端分别连接真空发生器、下料口和输送电机；所述吸料装置包括料箱及其内安装的吸料头，吸料头经输料管路与主体机连接，输料管路的输料口安装位置低于所述的挡板，但高于所述储料仓的上口，所述吸料头包括抽气风扇和套装在抽气风扇外边的莲蓬式通气罩。

与现有技术相比，本发明的显著特点是：由于气相输运沉积是在真空环境下工作的，用真空送料的方式进行物料的输送，不仅可以利用设备本身的条件，而且免去了物料加入时的真空泄露问题；碲化镉多晶薄膜太阳电池的沉积过程需要的物料量小，因此该发明属于微量进料系统。当输送电机的转速和螺旋螺距确定后，物料的加入量也是固定的，实现了物料的定量投加；应用真空送料方式进行上料机构的设计，减少了人工以及对人体的危害，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明气相输运沉积连续上料设备一种实施例的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及其附图进一步说明本发明：

本发明设计的气相输运沉积连续上料设备(简称设备，参见图1)，适用于气相输运沉积工艺，其特征在于该设备主要包括主体机3及分别与其管路连接的真空发生器1和吸料装置5；所述主体机3内的上部安装有挡板31，挡板31的上面安装有管路连接的物料分离装置2，挡板31的下面安装有储料仓32，储料仓32的下料口321与物料输送装置4的进料口41衔接，在储料仓32上、下料位口高度位置的主体机3侧壁上分别安装有上料位传感器33和下料位传感器35以及PLC控制模块34；所述物料输送装置4包括进料口41、输送电机42、螺旋进料器43和出料口44，输送电机42和出料口44分别设置在物料输送装置4的两端，物料输送装置4中间部分安装在主体机3的底部，两端的输送电机42和出料口44安装在主体机3之外；所述的物料分离装置2包括至少一级过滤系统，该过滤系统主要包括V型密褶式过滤器25；所述的PLC控制模块34的输入端分别连接上料位传感器33和下料位传感器35，其输出端分别连接真空发生器1、下料口321和输送电机42；所述吸料装置5包括料箱55及其内安装的吸料头56，吸料头56经输料管路53与主体机3连接，输料管路53的输料口511安装位置低于所述的挡板31，但高于所述储料仓32的上口，所述吸料头56包括抽气风扇57和套装在抽气风扇57外边的莲蓬式通气罩58。

本发明设备所述的物料分离装置2可设置一级或两级以上的过滤系统。实施例的物料分离装置2为两级过滤系统，第一级为V型密褶式过滤器25，第二级过滤为袋式除尘过滤器22；第一级为V型密褶式过滤器25作为整个物料分离装置的预过滤器，进气口通过连接管路51与软管52和输料管路53连接，第一级过滤器的出气口通过过滤管路24与第二级过滤器的进气口连接，也即袋式除尘过滤器22与V型密褶式过滤器25经过滤管路24连接。

本发明设备所述物料分离装置2的进一步特征在于第二级过滤器的过滤袋上方安装有金属振打罩21，并设置有振打电机23，所述的振打电机23与PLC控制模块34的输出端连接，在PLC控制模块34的控制下，振打电机23带动金属振打罩21，使其产生震打动作，震打第二级的袋式除尘过滤器22，防止该过滤器22的阻塞，过滤效率下降。

本发明设备所述的吸料装置5主要包括料箱55、吸料头56、抽气风扇57和莲蓬式通气罩58。抽气风扇57旋转并配合真空作用，使空气与物料充分混合，经输料管路53与软管52吸入主体机3中。吸料装置5的进一步特征是吸料头56上部设置有振动电机54，振动电机54可使吸料头56在料箱55内的一定范围内移动，保证吸料工作的连续进行。本发明设备所述吸料装置5的输料管路53有一段或部分长度采用柔性软管，以利于连接。换言之，所说的混合物料随空气经输料管路53与软管52吸入主体机3中。

本发明设备所述的物料输送装置4主要包括螺旋进料器43和输送电机42，下部为出料口44连接沉积源。所述的螺旋进料器43为中空无杆式螺旋结构进料器。中空无杆式螺旋的应用可使螺旋进料器的上料精度得到保证，减小其体积，进一步达到微量进料的需求。

本发明设备的工作原理和工艺过程是：将物料加入到料箱55中，物料不能加得太满，否则吸料头56的振动移动过程中可能会使物料溢出。启动真空发生器1，下料口321自动关闭，主体机3中产生负压，在真空作用和抽气风扇57的协同作用下，在吸料头56和输料管路53中形成高速气流，使得气流与物料充分混合，并携带物料由莲蓬式通气罩58经输料管路53、软管52和连接管路51进入主体机3中，一部分物料因重力作用而沉降，另一部分物料随气流进入所述的物料分离装置2中，经过两级过滤系统将物料与空气分离开，空气经真空管路12经真空发生器1排出，物料则在重力作用和物料间的相互挤压摩擦下沉降，落入储料仓32中。

当物料达到高位时，上料位传感器33接收信号，真空发生器1停止工作，同时下料口321自动打开，物料落入进料口41中。同时，震打电机23开始工作，带动金属震打罩21震打过滤器22，防止过滤器的阻塞。物料输送装置输送电机42开始工作，将物料经出料口44直接送入沉积源中的指定位置。

当物料达到低位时，下料位传感器35接收信号，自动关闭下料口321，真空发生器1及吸料头56开始工作，震打电机23停止工作，进行上述的吸料循环。

本发明设备通过确定输送电机42的转速和螺旋进料器43的螺旋螺距，来固定物料的加入量，根据物料的投加量，利用传感器控制来实现物料的连续输送，保证物料投加的精度和准确性。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims

1.一种气相输运沉积连续上料设备，适用于气相输运沉积工艺，其特征在于该设备主要包括主体机及分别与其管路连接的真空发生器和吸料装置；所述主体机内的上部安装有挡板，挡板的上面安装有管路连接的物料分离装置，挡板的下面安装有储料仓，储料仓的下料口与物料输送装置的进料口衔接，在储料仓上、下料位口高度位置的主体机侧壁上分别安装有上料位传感器和下料位传感器以及PLC控制模块；所述物料输送装置包括进料口、输送电机、螺旋进料器和出料口，输送电机和出料口分别设置在物料输送装置的两端，物料输送装置中间部分安装在主体机的底部，两端的输送电机和出料口安装在主体机之外；所述的物料分离装置包括至少一级过滤系统，该过滤系统主要包括V型密褶式过滤器；所述的PLC控制模块的输入端分别连接上料位传感器和下料位传感器，其输出端分别连接真空发生器、下料口和输送电机；所述吸料装置包括料箱及其内安装的吸料头，吸料头经输料管路与主体机连接，输料管路的输料口安装位置低于所述的挡板，但高于所述储料仓的上口，所述吸料头包括抽气风扇和套装在抽气风扇外边的莲蓬式通气罩。

2.根据权利要求1所述的气相输运沉积连续上料设备，其特征在于所述的物料分离装置为两级过滤系统，第一级为V型密褶式过滤器，第二级过滤为袋式除尘过滤器；第一级为V型密褶式过滤器的进气口与输料管路连接，其出气口与第二级过滤器的进气口管路连接。

3.根据权利要求2所述的气相输运沉积连续上料设备，其特征在于所述物料分离装置的第二级过滤器的过滤袋上方安装有金属振打罩，并设置有振打电机，振打电机带动金属振打罩，使其产生震打动作，震打第二级的袋式除尘过滤器；所述的振打电机与PLC控制模块的输出端连接。

4.根据权利要求1或2所述的气相输运沉积连续上料设备，其特征在于所述吸料装置的输料管路有一段长度采用柔性软管。

5.根据权利要求1或2所述的气相输运沉积连续上料设备，其特征在于所述吸料装置的吸料头上部设置有振动电机，振动电机可使吸料头在料箱内的一定范围内移动。