CN102641877B - 单晶生长炉内腔清洁设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单晶生长炉内腔清洁设备。它包括基础板、升降组件、旋转组件、水喷洗组件，升降组件装在基础板上，旋转组件装在升降组件的升降支架上，水喷洗组件装在旋转组件的套筒轴上。它的主要特点是结构紧凑，运动灵活自如，臂杆能曲能伸，能上能下，360°圆周作业，用力均衡，擦拭均匀，在高压水射流从顶部五面喷射的配合下，清洁效果极佳。本发明设计简单，容易实现，也可以广泛应用于其它有清洁要求的设备及环境中。

Description

单晶生长炉内腔清洁设备

技术领域

    本发明涉及保洁环境及设施的的机械设备，尤其涉及一种单晶生长炉内腔清洁设备。

背景技术

在使用单晶生长炉的过程中，每一炉多晶硅用完，即一根单晶硅棒完成，都要清洗炉膛及炉体内腔，为下一炉的启动做准备。但目前还没有清洗单晶生长炉的专用设备，普遍都是采用人工清理，工人穿着雨披，拿着拖把，钻进开口朝下的炉膛中，举起拖把擦拭比自己高的炉体内腔壁，由于要仰视作业，难免满脸污垢，手臂僵硬，清洁的效果也不很理想。鉴于此，广集现场工人及客户的建议和要求，设计了一套动作类似于保洁工人操作的类机器人，使其类似于人的手臂拖动鬃刷或保洁棉纱，能上能下，能伸能缩，用力均衡，擦拭均匀，又能象保洁员一样转身，360°的范围旋转作业。在设计过程中，想到了高压水射流的冲击力，就给其加装了一个球形喷头的脑袋，使其中的高压水五面喷射，冲刷着炉体内腔壁，并滋润着舞动的棉纱；受日常使用的雨伞打开的启发，设计了由高压水推动，打开类似于雨伞支撑架的可伸缩的臂杆。

发明内容

本发明的目的是为了降低工人的劳动强度，实现机械化操作，为单晶生长炉的内腔清洁提供一种单晶生长炉内腔清洁设备。

单晶生长炉内腔清洁设备包括基础板、升降组件、旋转组件、水喷洗组件，升降组件装在基础板上，旋转组件装在升降组件的升降支架上，水喷洗组件装在旋转组件的套筒轴上。

其中，升降组件包括升降支架、丝杠、带轮、轴承、轴承压盖、导轨座、下行程开关、碰块、线性导轨、滚珠导轨、上行程开关、防护罩、上轴承座、对接板、上轴承、锁紧螺母、轴盖、丝杠螺母、丝杠螺母法兰、紧固螺钉，升降支架通过丝杠螺母法兰与丝杠螺母联接成一体，套装在丝杠上，带轮和轴承装在丝杠的下端部，轴承压盖压在轴承端部，导轨座装在基础板上，下行程开关、线性导轨和上行程开关分别装在导轨座的下、中、上部位，碰块和滚珠导轨装在升降支架上，防护罩套在丝杠外面，两端通过对接板分别装在升降支架、上轴承座上，上轴承座装在导轨座的上面，上轴承装在上轴承座的轴承孔中，锁紧螺母装在丝杠的上端，压紧上轴承的内圈，轴盖装在上轴承座的孔口，压紧上轴承的外圈。

旋转组件包括套筒轴、填料环、对轴承、轴套、外套筒、轴承座、压套、旋转带轮、多楔带、锁紧圈。填料环、对轴承、轴套和外套筒装在轴承座的内腔体中，套筒轴穿过轴承座的内腔，装在升降支架上，压套压在升降支架的平板下面，旋转带轮和锁紧圈装在套筒轴的下部，多楔带套在旋转带轮上，由电机的主动轮传递扭矩，带动套筒轴旋转。

水喷洗组件包括进水管、过渡法兰、分流盲管、内球端螺钉、导向杆、推套盘、O型圈、滑键、铰钉、臂杆、过渡管、挡盘、密封轴承、挡盖、球形喷头、轴密封、小O型密封圈、密封圈、O型密封圈。进水管通过过渡法兰装在分流盲管上，分流盲管通过三个内球端螺钉挂装在套筒轴的下端部，导向杆一端和分流盲管焊接，导向杆另一端和过渡管相连，推套盘内部套导向杆，推套盘外部套装在套筒轴的上端部，通过滑键连接，挡盘通过密封轴承装在过渡管上，挡盖装在挡盘的上面，球形喷头装在过渡管的上顶端，臂杆通过铰钉装在推套盘和挡盘上。

单晶生长炉内腔清洁设备的主要特点是结构紧凑，运动灵活自如，壁杆能曲能伸，能上能下，360°圆周作业，用力均衡，擦拭均匀，在高压水射流从顶部五面喷射的配合下，清洁效果极佳。本发明设计简单，容易实现，也可以广泛应用于其它有清洁要求的设备及环境中。

附图说明

图1是单晶生长炉内腔清洁设备的结构示意图；

图2是本发明的升降支架与丝杠装配的结构示意图；

图3是本发明的水喷洗组件的结构示意图；

图4是本发明的高压水的水流方向示意图；

图中：基础板1、升降组件2、旋转组件3、水喷洗组件4、升降支架5、丝杠6、带轮7、轴承8、轴承压盖9、导轨座10、下行程开关11、碰块12、线性导轨13、滚珠导轨14、上行程开关15、防护罩16、上轴承座17、对接板18、上轴承19、锁紧螺母20、轴盖21、丝杠螺母22、丝杠螺母法兰23、紧固螺钉24、套筒轴25、填料环26、对轴承27、轴套28、外套筒29、轴承座30、压套31、旋转带轮32、多楔带33、锁紧圈34、进水管35、过渡法兰36、分流盲管37、内球端螺钉38、导向杆39、推套盘40、O型圈41、滑键42、铰钉43、臂杆44、过渡管45、挡盘46、密封轴承47、挡盖48、球形喷头49、轴密封50、小O型密封圈51、密封圈52、O型密封圈53。

具体实施方式

如图所示，单晶生长炉内腔清洁设备包括基础板1、升降组件2、旋转组件3、水喷洗组件4，升降组件2装在基础板1上，旋转组件3装在升降组件2的升降支架上，水喷洗组件4装在旋转组件3的套筒轴上。

其中，升降组件2包括升降支架5、丝杠6、带轮7、轴承8、轴承压盖9、导轨座10、下行程开关11、碰块12、线性导轨13、滚珠导轨14、上行程开关15、防护罩16、上轴承座17、对接板18、上轴承19、锁紧螺母20、轴盖21、丝杠螺母22、丝杠螺母法兰23、紧固螺钉24，升降支架5通过丝杠螺母法兰23与丝杠螺母20联接成一体，套装在丝杠6上，带轮7和轴承8装在丝杠6的下端部，轴承压盖9压在轴承8端部，导轨座10装在基础板1上，下行程开关11、线性导轨13和上行程开关15分别装在导轨座10的下、中、上部位，碰块12和滚珠导轨14装在升降支架5上，防护罩16套在丝杠6外面，两端通过对接板18分别装在升降支架5、上轴承座17上，上轴承座17装在导轨座10的上面，上轴承19装在上轴承座17的轴承孔中，锁紧螺母20装在丝杠6的上端，压紧上轴承19的内圈，轴盖21装在上轴承座17的孔口，压紧上轴承19的外圈。

旋转组件3包括套筒轴25、填料环26、对轴承27、轴套28、外套筒29、轴承座30、压套31、旋转带轮32、多楔带33、锁紧圈34。填料环26、对轴承27、轴套28和外套筒29装在轴承座30的内腔体中，套筒轴25穿过轴承座30的内腔，装在升降支架5上，压套31压在升降支架5的平板下面，旋转带轮32和锁紧圈34装在套筒轴25的下部，多楔带33套在旋转带轮32上，由电机的主动轮传递扭矩，带动套筒轴25旋转。

水喷洗组件4包括进水管35、过渡法兰36、分流盲管37、内球端螺钉38、导向杆39、推套盘40、O型圈41、滑键42、铰钉43、臂杆44、过渡管45、挡盘46、密封轴承47、挡盖48、球形喷头49、轴密封50、小O型密封圈51、密封圈52、O型密封圈53。进水管35通过过渡法兰36装在分流盲管37上，分流盲管37通过三个内球端螺钉38挂装在套筒轴25的下端部，导向杆39一端和分流盲管37焊接，导向杆39另一端和过渡管45相连，推套盘40内部套导向杆39，推套盘40外部套装在套筒轴25的上端部，通过滑键42连接，挡盘46通过密封轴承47装在过渡管45上，挡盖48装在挡盘46的上面，球形喷头49装在过渡管45的上顶端，臂杆44通过铰钉43装在推套盘40和挡盘46上，轴密封50、小O型密封圈51、密封圈52、和O型密封圈53分别装在有水密封要求的各个零件的结合部位。

本单晶生长炉内腔清洁设备的工作过程，主要由三个运动来完成：升降运动、旋转运动、高压水喷射运动。首先是准备工作，为了使该设备利用效率更高，可以将该设备通过基础板1安装在常用的平板小车上，作为公用设备，推到车间的各个位置，清洁多个需要清洗的单晶生长炉。当要清洁单晶生长炉内腔时，将准备好的鬃刷或洁净棉纱装在臂杆44端部的铰孔中，推动平板小车至已经就位的单晶炉的炉体下面，并将水喷洗组件4对准炉膛朝下的开口。下面对三个运动进行分解叙述。

升降运动：启动升降电机，通过带轮7带动丝杠6逆时针转动，由于丝杠6两端是通过轴承8和上轴承19固装在基础板1和上轴承座17上的，只能旋转，不能上下运动，这时，与丝杠6相配的丝杠螺母22就通过丝杠螺母法兰23带动着升降支架5向上运动，由于旋转组件3和水喷洗组件4是安装在升降支架5上的，它们就随之向上运动，伸入炉膛腔体，伸入的高度与单晶生长炉的型号有关，上、下行程已根据要清洁的对象预先设置好，当升降支架5上升到上极限位时，碰块12碰撞上行程开关15，电机断电，停止上升，对要清洁的设备起到了保护作用。当要使水喷洗组件4下降时，启动升降电机，使丝杠6顺时针方向转动，升降支架5携带着旋转组件3和水喷洗组件4下降，当升降支架5降到下极限位时，碰块12碰撞下行程开关11，电机断电，停止下降。升降运动不仅在该设备进入或脱离单晶炉内腔时进行，也可在清洗过程中进行。

旋转运动： 启动装在升降支架5侧面的旋转电机，通过多楔带33和旋转带轮32带动套筒轴25旋转，由于套筒轴25和推套盘40之间是通过滑键42连接的，套筒轴25旋转的同时，带动推套盘40旋转，推套盘40带动装在其盘沿上的数对臂杆44做圆周运动，实现对内腔壁的擦拖。值得强调的是，虽然套筒轴25旋转，但装在其内的分流盲管37、导向杆39、过渡管45及装在其下的过渡法兰36、进水管35是不转的，这是因为导向杆39、过渡管45、过渡法兰36和进水管35与套筒轴25是不接触的，仅与分流盲管37组成一体，分流盲管37是通过内球端螺钉38与套筒轴25相联的，三个内球端螺钉38从套筒轴25的内壁上伸入分流盲管37下部的环形槽里，这样套筒轴25带着内球端螺钉38在分流盲管37下部的环形槽里滑动，而分流盲管37、导向杆39、过渡管45等不转动。

高压水喷射运动：开启高压水阀门，高压水沿着图4箭头方向流动，从进水管35通过过渡法兰36，进入分流盲管37，并从分流盲管37两边的侧孔进入由套筒轴25、分流盲管37、导向杆39、推套盘40形成的封闭腔体中，当逐渐增加的高压水能托动推套盘40时，高压水推着推套盘40的底平面，沿着导向杆39向上运动，当推套盘40的底平面经过过渡管45底部的通孔后（如图4所示的位置），高压水转向，从过渡管45底部的孔流经过渡管45，流向球形喷头49，喷射四周。与此同时，分布在推套盘40盘沿上的数对臂杆44，在连杆机构的作用下，像雨伞支撑架一样打开，每对臂杆44又像保洁员的手臂一样，带着湿润的棉纱和鬃刷伸向炉体内腔壁，在旋转运动的作用下，擦拭炉腔内壁，并不时配有升降运动。当炉腔内壁清洁干净后，关闭高压水阀门，水喷洗组件4中的水压下降，推套盘40下落，封闭过渡管45下部的孔，球形喷头49不再喷射，伸出的臂杆44收回垂下。

以上三种运动可以同时进行，也可以任选其二，或独立进行，具体要根据清洗情况和球形喷头49所处的位置而定。当球形喷头49已在腔体顶部时，就可以使其做旋转运动和高压水喷射运动，然后使其旋转着、并喷射着、逐渐向下运动，到某些较脏的部位时，可以停止升降，使其在此高度多转几圈，喷洒和擦拭的时间长些。

Claims (1)

1.一种单晶生长炉内腔清洁设备，其特征在于包括基础板（1）、升降组件（2）、旋转组件（3）、水喷洗组件（4），升降组件（2）装在基础板（1）上，旋转组件（3）装在升降组件（2）的升降支架上，水喷洗组件（4）装在旋转组件（3）的套筒轴上；

其中，升降组件（2）包括升降支架（5）、丝杠（6）、带轮（7）、轴承（8）、轴承压盖（9）、导轨座（10）、下行程开关(11)、碰块(12)、线性导轨(13)、滚珠导轨(14)、上行程开关(15)、防护罩(16)、上轴承座(17)、对接板(18)、上轴承(19)、锁紧螺母(20)、轴盖(21)、丝杠螺母(22)、丝杠螺母法兰(23)、紧固螺钉(24)；升降支架(5)通过丝杠螺母法兰（23）与丝杠螺母（20）联接成一体，套装在丝杠（6）上，带轮（7）和轴承（8）装在丝杠（6）的下端部，轴承压盖（9）压在轴承（8）端部，导轨座（10）装在基础板（1）上，下行程开关（11）、线性导轨（13）和上行程开关（15）分别装在导轨座（10）的下、中、上部位，碰块（12）和滚珠导轨（14）装在升降支架（5）上，防护罩（16）套在丝杠（6）外面，两端通过对接板（18）分别装在升降支架（5）、上轴承座（17）上，上轴承座（17）装在导轨座（10）的上面，上轴承（19）装在上轴承座（17）的轴承孔中，锁紧螺母（20）装在丝杠（6）的上端，压紧上轴承（19）的内圈，轴盖（21）装在上轴承座（17）的孔口，压紧上轴承（19）的外圈；

旋转组件（3）包括套筒轴（25）、填料环（26）、对轴承（27）、轴套（28）、外套筒（29）、轴承座（30）、压套（31）、旋转带轮（32）、多楔带（33）、锁紧圈（34）；填料环（26）、对轴承（27）、轴套（28）和外套筒（29）装在轴承座（30）的内腔体中，套筒轴（25）穿过轴承座（30）的内腔，装在升降支架（5）上，压套（31）压在升降支架（5）的平板下面，旋转带轮（32）和锁紧圈（34）装在套筒轴（25）的下部，多楔带（33）套在旋转带轮（32）上，带动套筒轴（25）旋转；

水喷洗组件（4）包括进水管（35）、过渡法兰（36）、分流盲管（37）、内球端螺钉（38）、导向杆(39)、推套盘(40)、O型圈(41)、滑键(42)、铰钉(43)、臂杆(44)、过渡管（45）、挡盘（46）、密封轴承（47）、挡盖（48）、球形喷头（49）、轴密封（50）、小O型密封圈（51）、密封圈（52）、O型密封圈（53）；进水管（35）通过过渡法兰（36）装在分流盲管（37）上，分流盲管（37）通过三个内球端螺钉（38）挂装在套筒轴（25）的下端部，导向杆（39）一端和分流盲管（37）焊接，导向杆（39）另一端和过渡管（45）相连，推套盘（40）内部套导向杆（39），推套盘（40）外部套装在套筒轴（25）的上端部，通过滑键（42）连接，挡盘（46）通过密封轴承（47）装在过渡管（45）上，挡盖（48）装在挡盘（46）的上面，球形喷头（49）装在过渡管（45）的上顶端，臂杆（44）通过铰钉（43）装在推套盘（40）和挡盘（46）上。

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