CN102634844A - 一种提升旋转装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转提升装置，用于对单晶炉的上炉筒提升和旋转，包括：机架；设置在机架上的丝杠导柱；与上炉筒相连且与丝杠导柱配合的丝杠螺母，丝杠螺母通过螺纹套设在丝杠导柱上；设置在上炉筒上的止转装置；设置在机架上，且沿机架的高度方向布置，用于限制止转装置沿丝杠导柱周向运动的限位件，限位件上开设有用于将止转装置旋出的开口；用于驱动丝杠导柱转动的一个驱动装置。该装置使用一个驱动装置和丝杠导柱螺母装置以及用于调节丝杠螺母运动状态的止转装置即可实现对上炉筒的提升和旋转工作，节省了设备的成本，同时结构紧凑，有效减小了旋转提升装置的体积。

Description

一种提升旋转装置

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，特别涉及一种旋转提升装置。

背景技术

单晶炉是一种在惰性气体环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备。单晶硅生产完成后，需要将密封的单晶炉内的单晶取出。现有的取晶方法是将单晶炉的上炉筒提升到一定高度，然后旋转上炉筒，使上炉筒的取料口与单晶炉体错开，以便取出单晶。

目前，在实现上炉筒的提升及转位的方案中，第一种方法为机动提升，人工转位。由于该方法自动化程度不高，需人工转动上炉筒，增加了操作人员的劳动强度。为了降低劳动强度，还有另一种靠液压缸提升，电机转位的方法，虽然实现了装置的自动化，但是为实现该方法而增加的一套液压系统存在漏油后会污染环境的问题，且漏油在高温下易燃烧而存在安全隐患。鉴于上述的问题，同类厂家中还有利用双电机提升转位的方法，即一个电机提升，一个电机转位。但是该方案的机构外形较大，且生产成本较高。

因此，如何减小旋转提升装置的体积同时降低成本，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋转提升装置，以减小其体积同时降低成本。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种旋转提升装置，用于对单晶炉的上炉筒提升和旋转，包括：

机架；

设置在所述机架上的丝杠导柱；

用于与所述上炉筒相连且与所述丝杠导柱配合的丝杠螺母，所述丝杠螺母与所述丝杠导柱螺纹配合；

设置在所述上炉筒上的止转装置；

设置在所述机架上，且沿所述机架的高度方向布置，用于限制所述止转装置沿所述丝杠导柱周向运动的限位件，所述限位件上开设有用于将所述止转装置旋出的开口；

用于驱动所述丝杠导柱转动的一个驱动装置。

优选地，上述的旋转提升装置中，所述丝杠螺母为两个，且分布在所述上炉筒的两侧。

优选地，上述的旋转提升装置中，所述丝杠导柱分为下部螺纹端和上部光轴端。

优选地，上述的旋转提升装置中，所述止转装置包括与所述上炉筒相连的凸轮随动器和与所述凸轮随动器相连并与所述限位件侧边接触的折角连接板。

优选地，上述的旋转提升装置中，所述限位件为止动导槽，所述折角连接板通过导套座内伸于所述止动导槽，且所述止动导槽上设有用于所述止动杆旋出的导槽侧门。

优选地，上述的旋转提升装置中，还包括用于驱动所述导槽侧门开闭的侧门驱动装置。

优选地，上述的旋转提升装置中，所述上炉筒与所述丝杠螺母之间设置有导套。

优选地，上述的旋转提升装置中，还包括用于驱动所述丝杠导柱与所述丝杠螺母抱死的刹车装置。

优选地，上述的旋转提升装置中，所述刹车装置为刹车气缸，所述刹车气缸的伸缩杆与所述丝杠导柱接触。

优选地，上述的旋转提升装置中，所述丝杠导柱和所述丝杠螺母的螺纹均设为矩形螺纹。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供了一种旋转提升装置，用于对单晶炉的上炉筒提升和旋转，包括：机架；设置在机架上的丝杠导柱；与上炉筒相连且与丝杠导轨配合的螺母，该螺母通过螺纹套设在丝杠导柱上；设置在上炉筒上的止转装置；设置在机架上，且沿机架的高度方向布置，限制止转装置沿丝杠导柱周向运动的限位件，限位件上开设有用于将止转装置旋出的开口；用于驱动丝杠导柱转动的一个驱动装置。工作时，止转装置与限位件的侧边接触，即限位件阻止丝杠螺母随丝杠导柱旋转转，启动驱动装置驱动丝杠导柱旋转，使与丝杠导柱配合的丝杠螺母随螺纹向上运动，从而带动上炉筒向上运动，直至到达设定的位置，即完成上炉筒的提升；然后将止转装置从设置在限位件的开口处旋出，此时，丝杠螺母随旋转的丝杠导柱一起旋转，从而将上炉筒旋出，即完成上炉筒的旋转。该装置使用一个驱动装置和丝杠导柱螺母装置以及用于调节丝杠螺母运动状态的止转装置即可实现对上炉筒的提升和旋转工作，节省了设备的成本，同时结构紧凑，有效减小了旋转提升装置的体积。

附图说明

图1为本发明实施例提供的旋转提升装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例的核心是提供一种旋转提升装置，以减小其体积同时降低成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的旋转提升装置的结构示意图。

本发明实施例提供了一种旋转提升装置，用于对单晶炉的上炉筒1提升和旋转，包括：机架2；设置在机架2上的丝杠导柱3；与上炉筒1相连且与丝杠导柱3配合的丝杠螺母4，该丝杠螺母4通过螺纹套设在丝杠导柱3上；设置在上炉筒1上的止转装置5；设置在机架1上，且沿机架1的高度方向布置，限制止转装置5沿丝杠导柱3周向运动的限位件6，限位件6上开设有用于将止转装置5旋出的开口；用于驱动丝杠导柱3转动的一个驱动装置7。

工作时，止转装置5与限位件6的侧边接触，即限位件6阻止丝杠螺母4旋转，启动驱动装置7驱动丝杠导柱3旋转，使与丝杠导柱3配合的丝杠螺母4随螺纹向上运动，从而带动上炉筒1向上运动，直至到达设定的位置，即完成上炉筒1的提升；然后将止转装置5从设置在限位件6的开口处旋出，此时，丝杠螺母4随旋转的丝杠导柱3一起旋转，从而将上炉筒1旋出，即完成上炉筒1的旋转。本发明实施例中提供的驱动装置7可以为直流电机或液压马达，但是直流电机具有软启动，调速性能好的优点，因此，优选的将驱动装置7选为直流电机。

该装置使用一个驱动装置7和丝杠导柱螺母装置以及用于调节丝杠螺母4运动状态的止转装置5即可实现对上炉筒1的提升和旋转工作，节省了设备的成本，同时结构紧凑，有效减小了旋转提升装置的体积。

为了使上炉筒1的提升和旋转稳定，本发明将丝杠螺母4设置为两个，且分布在上炉筒1的两侧。由于上炉筒1与该旋转提升装置仅通过丝杠螺母4相连，且丝杠螺母4的刚性较小，因此设置两个丝杠螺母4，可增加上炉筒1与丝杠导柱3的接触面积，本领域技术人员可以想到的是，丝杠螺母4的数量和设置位置可以根据上炉筒1的重量设定。

在优选的实施例中，将丝杠导柱3分为下部螺纹端和上部光轴端，由于螺纹的加工成本较高，为了进一步降低生产成本，本发明中提供的丝杠导柱3的下部分设有螺纹，上部分直接设置为光轴。

本发明公开的止转装置5包括与上炉筒1相连的凸轮随动器和与凸轮随动器相连并与限位件侧边接触的折角连接板。该止转装置5的目的是实现对丝杠螺母4运动状态(丝杠螺母4随螺纹旋转和止转)的调节，因此，其他可实现该目的的装置也在保护范围内。工作时，折角连接板与限位件6的侧边接触，丝杠导柱3旋转时，与丝杠螺母4相连的上炉筒1被限制旋转，即丝杠螺母4止转，从而使丝杠螺母4沿螺纹向上运动，即实现上炉筒1的提升。为了减小折角连接板与限位件6之间的摩擦，在实际生产中可在折角连接板的末端与固定在止动导槽上导套座相连，且导套座与折角连接板之间设有轴承，即将凸轮随动器与限位件6之间的接触改为滑动摩擦，更为有效的提高了连接杆的使用寿命。本实施例中提供的凸轮随动器包括与上炉筒1相连的凸轮和与凸轮相连的连接轴。

在具体实施例中，限位件6为止动导槽，折角连接板通过导套座内伸于止动导槽，该止动导槽能够限制凸轮随动器沿丝杠导柱3的周向运动。限位件6还可以为止动气缸，且气缸的伸缩杆与折角连接板相连，即带动折角连接板沿丝杠导柱3上下运动。为了降低生产成本，优选的将限位件6设置为止动导槽。本发明的目的是实现对上炉筒1的提升和旋转，因此，需要将止转的丝杠螺母4释放，鉴于此，在止动导槽上设有用于凸轮随动器旋出的导槽侧门。上炉筒1上升到一定位置后，将折角连接板从导槽侧门旋出，即释放丝杠螺母4，使丝杠螺母4随丝杠导柱3一起旋转，带动与丝杠螺母4相连的上炉筒1旋转，从而完成上炉筒1的旋转。

为了实现该旋转提升装置的机械自动化，以便于降低操作者的劳动强度，本发明实施例中还设置了用于驱动导槽侧门开闭的侧门驱动装置。工作时，操作者只需要控制侧门驱动装置的工作与否即可实现导槽侧门的开闭。优选的，将侧门驱动装置设为气压缸，且气压缸的伸缩杆与导槽侧门相连，在气压缸的伸缩杆伸缩过程中实现导槽侧门的开闭。

在上述方案的基础上，将上炉筒1与丝杠螺母4通过导套8相连。导套8的设置可以降低上炉筒1对丝杠螺母4的扭转力，有效提高了丝杠螺母4的使用寿命。在具体应用时，可以将导套8设置为定位导套，以防止导套8从上炉筒1和丝杠螺母4之间脱离。

当上炉筒1上升到预定位置时，为了避免炉内单晶棒晃动，需要首先停止上炉筒1的上升运动，然后再使其旋转。如果直接关闭驱动装置，由于惯性的作用，上炉筒1仍会产生向上的力，对丝杠导柱3的螺纹带来冲击，使丝杠导柱3的寿命降低，鉴于此，本发明实施例中提供的旋转提升装置还设置了用于驱动丝杠导柱3停转的刹车装置9。上炉筒1上升到预定位置后，驱动装置7停止工作，刹车装置9抱死丝杠导柱3，打开限位件6上的开口，启动驱动装置7，止转装置5由此旋出，上炉筒1旋转到设定位置。

本发明实施例中提供的刹车装置9为刹车气缸，且刹车气缸的伸缩杆与丝杠导柱3接触。工作时，驱动装置7停止工作后，刹车气缸启动，伸缩杆与丝杠导柱3接触，使丝杠导柱3停止转动。根据不同的使用情况还可以设置不同的刹车装置9，在此不再赘述。

实际生产中，丝杠导柱3和丝杠螺母4的螺纹可以为相互配合的梯形螺纹、三角形螺纹或矩形螺纹。由于矩形螺纹的传动效率高，因此在具体实施例中将丝杠导柱3和丝杠螺母4的螺纹均设置为矩形螺纹。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种旋转提升装置，用于对单晶炉的上炉筒(1)提升和旋转，其特征在于，包括：

机架(2)；

设置在所述机架(2)上的丝杠导柱(3)；

用于与所述上炉筒(1)相连且与所述丝杠导柱(3)配合的丝杠螺母(4)，所述丝杠螺母(4)与所述丝杠导柱(3)螺纹配合；

设置在所述上炉筒(1)上的止转装置(5)；

设置在所述机架(2)上，且沿所述机架(2)的高度方向布置，用于限制所述止转装置(5)沿所述丝杠导柱(3)周向运动的限位件(6)，所述限位件(6)上开设有用于将所述止转装置(5)旋出的开口；

用于驱动所述丝杠导柱(3)转动的一个驱动装置(7)。

2.根据权利要求1所述的旋转提升装置，其特征在于，所述丝杠螺母(4)为两个，且分布在所述上炉筒(1)的两侧。

3.根据权利要求2所述的旋转提升装置，其特征在于，所述丝杠导柱(3)分为下部螺纹端和上部光轴端。

4.根据权利要求1所述的旋转提升装置，其特征在于，所述止转装置(5)包括与所述上炉筒(1)相连的凸轮随动器和与所述凸轮随动器相连并与所述限位件(6)侧边接触的折角连接板。

5.根据权利要求4所述的旋转提升装置，其特征在于，所述限位件(6)为止动导槽，所述折角连接板通过导套座内伸于所述止动导槽，且所述止动导槽上设有用于所述凸轮随动器旋出的导槽侧门。

6.根据权利要求5所述的旋转提升装置，其特征在于，还包括用于驱动所述导槽侧门开闭的侧门驱动装置。

7.根据权利要求1所述的旋转提升装置，其特征在于，还包括套设于所述丝杠螺母(4)外，用于固定连接上炉筒(1)与所述丝杠螺母(4)的导套。

8.根据权利要求1所述的旋转提升装置，其特征在于，还包括用于驱动所述丝杠导柱(3)与所述丝杠螺母(4)抱死的刹车装置(9)。

9.根据权利要求8所述的旋转提升装置，其特征在于，所述刹车装置(9)为刹车气缸，所述刹车气缸的伸缩杆与所述丝杠导柱(3)接触。

10.根据权利要求1-9任一项所述的旋转提升装置，其特征在于，所述丝杠导柱(3)和所述丝杠螺母(4)的螺纹均为矩形螺纹。