CN102614967A - 一种自平衡冲击多晶硅破碎装置 - Google Patents

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Abstract

一种自平衡冲击多晶硅破碎装置，涉及一种多晶硅料破碎设备，主要由机架、气动冲击机构和缓冲机构组成，气动冲击机构通过缓冲机构悬挂在机架上，所述的气动冲击机构主要由冲击平衡块、气动冲击部、平衡重、棒料定位板构成，所述的冲击平衡块的一侧面设有凹槽，气动冲击部通过螺栓组件固定在凹槽内，在冲击平衡块外表面均固定设有棒料定位板，棒料定位板的下端设有V形定位槽，两块棒料定位板上的V形定位槽用于保证被破碎棒料的中心轴线与气动冲击部中心线垂直并相交，在冲击平衡块的上端面还设有平衡重。本发明采用压缩空气作为破碎动力，不会对硅原料产生污染，具有成本低、使用寿命长，生产效率高的优点。

Description

一种自平衡冲击多晶硅破碎装置
 
技术领域
    本发明涉一种将多晶硅棒料破碎成多晶硅块料的装置，具体的说是一种自平衡冲击多晶硅破碎装置。
背景技术
作为光伏产业的基础材料——多晶硅产业的发展具有广阔的前景。多晶硅通常用化学法生产，沉积成直径为φ150~200mm、长2000mm的硅棒。在硅棒的破碎环节，我国长期以来一直依靠人工用钢锤镶嵌硬质合金进行锤击破碎，即使在多晶硅技术较发达的国家也多采用手工破碎。这种方法劳动强度大，生产效率低，与自动化程度很高的工艺生产线很不匹配，远不能满足多晶硅产业迅猛发展的需要，开发多晶硅破碎装备是必然趋势。目前对于多晶硅破碎方法破碎装备的研究与开发还处于起步阶段，有关研究思路大体分为两个方面：机械力破碎或应力破碎。机械力破碎如应用鄂式破碎机，但鄂式破碎机不能直接破碎长棒料，通常和线切割法配合使用，工艺步骤多，物料转移过程容易受到污染；另一机械力破碎法是将重锤的势能转换为动能，依靠打击破碎多晶硅棒，其破碎能力受到设备规格的限制。应力破碎法通过对晶棒的加热和骤冷，使其获得晶间应力而破碎，该设备组成复杂，破碎过程中物料需二次转移，且需要相关保护措施，成本较高；气体爆破法利用气流的冲击使硅棒破碎，该装置对容器的耐压性能要求高，需要严格的劳动保护措施。
发明内容
本发明的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种自平衡冲击多晶硅破碎装置，具有成本低、使用寿命长，生产效率高的优点。
本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种自平衡冲击多晶硅破碎装置，主要由机架、气动冲击机构和缓冲机构组成，气动冲击机构通过缓冲机构悬挂在机架上，所述的气动冲击机构主要由冲击平衡块、气动冲击部、平衡重、棒料定位板构成，所述的冲击平衡块呈四方形，在冲击平衡块的一侧面设有凹槽，气动冲击部通过螺栓组件固定在凹槽内，在气动冲击部上设有进气口和出气口，进气口与外部气源相联接，在凹槽的一侧和与凹槽相对的一侧的冲击平衡块外表面均固定设有棒料定位板，棒料定位板的下端设有V形定位槽，两块棒料定位板上的V形定位槽用于保证被破碎棒料的中心轴线与气动冲击部中心线垂直并相交，在冲击平衡块的上端面还设有平衡重。
所述的缓冲机构设有四个，四个缓冲机构均匀设置在气动冲击机构上端的四个角处，缓冲机构的下端与气动冲击机构中的冲击平衡块固定连接。
所述的缓冲机构主要由拉杆、上固定螺母、弹簧固定片、上位弹簧、支撑角钢、下位弹簧和下固定螺母组成，支撑角钢固定设置在机架上，拉杆的下端穿过支撑角钢与冲击平衡块的上端面固定连接，在支撑角钢与冲击平衡块之间的拉杆上设有下固定螺母，下固定螺母和支撑角钢下端面之间设有下位弹簧，位于支撑角钢上端的拉杆上依次设有上位弹簧、弹簧固定片和上固定螺母。
所述的机架外部还设有把手。
本发明的有益效果是：
其一、本发明通过设置气动冲击机构和缓冲机构，该机构为一个静平衡系统，气动冲击机构通过缓冲机构设置在机架上，通过设计缓冲机构各个部分的位置关系，不仅使得气动冲击机构的冲击效果更好，而且可用于缓冲整个机架震动，提高该设备的使用寿命；该气动冲击机构中设置冲击平衡块、气动冲击部、平衡重、棒料定位板，保证棒料在破碎过程中，精确定位，破碎效率高。
其二、本发明采用压缩空气作为破碎动力，不会对硅原料产生污染；本发明提供的多晶硅破碎装置冲击部具有棒料定位装置，通过调整的定位板使气动冲击部准确定位，可配套用于多晶硅生产线的终端，适合大规模的多晶硅破碎或脆性棒状物料的处理。利用本发明方法和装备破碎多晶硅棒料的过程中，硅棒和破碎头部接触面积小，而冲击形成的破碎力扩散范围大，硅棒碎裂体积大，经过破碎的多晶硅棒基本没有细碎的粉末。气动冲击部准确定位，能够防止冲击部位与棒料中心不对正，导致冲击部头部以外的部分与棒料碰撞产生的碎渣混入多晶硅料中，避免破碎带来的二次污染。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的俯视图。
图3是本发明中冲击平衡块的结构示意图。
图4是本发明中棒料定位板的结构示意图。
图中标记：1、机架，101、把手，2、气动冲击机构，201、冲击平衡块，2011、凹槽，202、气动冲击部，203、平衡重，204、棒料定位板，2041、V形定位槽，3、缓冲机构，301、拉杆，302、上固定螺母，303、弹簧固定片，304、上位弹簧，305、支撑角钢，306、下位弹簧，307、下固定螺母，4、被破碎棒料。
具体实施方式
如图所示，一种自平衡冲击多晶硅破碎装置，主要由机架1、气动冲击机构2和缓冲机构3组成，气动冲击机构2通过缓冲机构3悬挂在机架1上，所述的缓冲机构3设有四个，四个缓冲机构均匀设置在气动冲击机构2上端的四个角处，缓冲机构3的下端与气动冲击机构2中的冲击平衡块201固定连接。
所述的气动冲击机构2主要由冲击平衡块201、气动冲击部202、平衡重203、棒料定位板204构成，所述的冲击平衡块201呈四方形，在冲击平衡块201的一侧面设有凹槽2011，气动冲击部202通过螺栓组件固定在凹槽2011内，在气动冲击部202上设有进气口和出气口，进气口与外部气源相联接，在凹槽的一侧和与凹槽相对的一侧的冲击平衡块201外表面上均固定设有棒料定位板204，棒料定位板204的下端设有V形定位槽2041，两块棒料定位板上的V形定位槽2041用于保证被破碎棒料4的中心轴线与气动冲击部202中心线垂直并相交，在冲击平衡块201的上端面还设有平衡重203。
本发明，其中主要工作部分为气动冲击部，气动冲击部为现有技术，气动冲击部通过螺栓联接在冲击平衡块上，气动冲击部自带有进气口、出气口，可以直接与外部气源相联接；所述的平衡重也是通过螺栓联接在冲击平衡块上，其平衡重量的大小是根据气动冲击部的实际重量及位置来确定的；所述的棒料定位装置是固定在冲击平衡块上，它是用来保证气动冲击部与棒料之间的距离，当被破碎棒料直径是150－170㎜之间时，其冲击头与棒料之间间隔变化小于2㎜。
所述的缓冲机构3主要由拉杆301、上固定螺母302、弹簧固定片303、上位弹簧304、支撑角钢305、下位弹簧306和下固定螺母307组成，支撑角钢305固定设置在机架1上，拉杆301的下端穿过支撑角钢305与冲击平衡块201的上端面固定连接，在支撑角钢305与冲击平衡块201之间的拉杆301上设有下固定螺母307，下固定螺母307和支撑角钢305下端面之间设有下位弹簧306，位于支撑角钢305上端的拉杆301上依次设有上位弹簧304、弹簧固定片303和上固定螺母302。
所述的机架1外部还设有把手101，配合该破碎装置的外接设备方便破碎装置定位。
本发明为静平衡系统，其中设有缓冲机构，缓冲机构内置有4个上位弹簧和4个下位弹簧，通过拉杆与冲击平衡块固装在一起，用于消耗破碎反冲击能量，控制冲击平衡块上移尺寸；冲击破碎物料的反击能量由上位弹簧、下位弹簧吸收，避免其反击冲击力传递给框架，通过棒料定位板保证冲击部准确定位在棒料破碎位置上。
本发明通过改变平衡重的大小，确保气动冲击部及冲击平衡块的重心在冲击头部的位置。通过提升装置，通过棒料定位装置把本部位置找正后，起动气源，气动冲击部冲头高速向下运动，对棒料实施冲击破碎。冲击反击力迫使气动冲击部、冲击平衡块及拉杆向上运动，在向上运动时，下位的弹簧通过变形减少向上的运动位移。当气动冲击部及冲击平衡块向下运动时，上位弹簧通过变形阻止向下的运动速度，由于下、下位弹簧的作用，使得反击冲力不直接作用在机架上。可以通过外设的提升装置开始新一轮的破碎过程。

Claims (4)

1.一种自平衡冲击多晶硅破碎装置，其特征在于：由机架（1）、气动冲击机构（2）和缓冲机构（3）组成，气动冲击机构（2）通过缓冲机构（3）悬挂在机架（1）上，所述的气动冲击机构（2）主要由冲击平衡块（201）、气动冲击部（202）、平衡重（203）、棒料定位板（204）构成，所述的冲击平衡块（201）呈四方形，在冲击平衡块（201）的一侧面设有凹槽（2011），气动冲击部（202）通过螺栓组件固定在凹槽（2011）内，在气动冲击部（202）上设有进气口和出气口，进气口与外部气源相联接，在凹槽的一侧和与凹槽相对的一侧的冲击平衡块（201）外表面均固定设有棒料定位板（204），棒料定位板（204）的下端设有V形定位槽（2041），两块棒料定位板上的V形定位槽（2041）用于保证被破碎棒料（4）的中心轴线与气动冲击部（202）中心线垂直并相交，在冲击平衡块（201）的上端面还设有平衡重（203）。
2.根据权利要求1所述的一种自平衡冲击多晶硅破碎装置，其特征在于：所述的缓冲机构（3）设有四个，四个缓冲机构均匀设置在气动冲击机构（2）上端的四个角处，缓冲机构（3）的下端与气动冲击机构（2）中的冲击平衡块（201）固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种自平衡冲击多晶硅破碎装置，其特征在于：所述的缓冲机构（3）主要由拉杆（301）、上固定螺母（302）、弹簧固定片（303）、上位弹簧（304）、支撑角钢（305）、下位弹簧（306）和下固定螺母（307）组成，支撑角钢（305）固定设置在机架（1）上，拉杆（301）的下端穿过支撑角钢（305）与冲击平衡块（201）的上端面固定连接，在支撑角钢（305）与冲击平衡块（201）之间的拉杆（301）上设有下固定螺母（307），下固定螺母（307）和支撑角钢（305）下端面之间设有下位弹簧（306），位于支撑角钢（305）上端的拉杆（301）上依次设有上位弹簧（304）、弹簧固定片（303）和上固定螺母（302）。
4.根据权利要求1所述的一种自平衡冲击多晶硅破碎装置，其特征在于：所述的机架（1）外部还设有把手（101）。
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