CN104070029B - 定点清洗机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多晶硅还原炉清洗机构，尤其是一种定点清洗机构。气源管的输出端与气动三联件的输入端连接，气动三联件的输出端与电磁阀组的输入端连接，电磁阀的输出端分别与压力控制器、提升气缸连接，三维旋转喷头通过提升杆与提升气缸的活塞联动连接，提升气缸被活塞隔离成上气腔、下气腔。上述结构气动三联件在使用的时候在钟罩外，不仅可以通过控制进行任意定点清洗，而且避免了油脂对多晶硅钟罩内腔的污染，稳定了多晶硅的产品质量，克服了在酸性、碱性、水雾及爆炸性危险环境下仪表选型难的问题，消除了仪表电火花诱发的氢气爆炸问题，保证了设备使用安全，同时降低了设备制造成本。

Description

定点清洗机构

技术领域

本发明涉及一种多晶硅还原炉清洗机构，尤其是一种定点清洗机构。

背景技术

多晶硅，是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。利用价值：从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。

多晶硅的制造工艺中有一个环节是利用还原炉进行还原的工序，而多晶硅还原工段钟罩清洗过程中需要定点位置清洗的，现有技术中就存在两个问题，一个是解决不了定点清洗的实际需求，另外一个是靠丝杠作为升降机构，丝杠升降因为需要油润滑，在清洗过程中对钟罩内腔造成油污染，进而影响多晶硅的品质。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可以进行定点清洗、不影响多晶硅品质的定点清洗机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种定点清洗机构，包括气源管、气动三联件、电磁阀组、压力控制器、提升气缸、三维旋转喷头，气源管的输出端与气动三联件的输入端连接，气动三联件的输出端与电磁阀组的输入端连接，电磁阀的输出端分别与压力控制器、提升气缸连接，三维旋转喷头通过提升杆与提升气缸的活塞联动连接，提升气缸被活塞隔离成上气腔、下气腔。

本发明的进一步设置为：气动三联件是由过滤器、减压阀和油雾器，过滤器作为气动三联件的输入端与气源管连接，减压阀作为气动三联件的输出端与电磁阀组连接。

本发明的进一步设置为：电磁阀组包括三位五通电磁阀、二位三通电磁阀，减压阀与三位五通电磁阀连接，三位五通电磁阀与阻尼阀连接，阻尼阀与二位三通电磁阀连接，二位三通电磁阀作为电磁阀组的输出端。

本发明的进一步设置为：三位五通电磁阀与两个阻尼阀连接，两个阻尼阀分别连接一个二位三通电磁阀，两个二位三通电磁阀分别与两个压力控制器连接，两个二位三通电磁阀分别与提升气缸的上腔体、下腔体连接。

上述结构可以用常规的仪表和控制元器件在钟罩外部外部组成一个在全行程范围内任意位置上定点清洗的控制机构，气动三联件在使用的时候在钟罩外，避免了油脂对多晶硅钟罩内腔的污染，稳定了多晶硅的产品质量，克服了在酸性、碱性、水雾及爆炸性危险环境下仪表选型难的问题，消除了仪表电火花诱发的氢气爆炸问题，保证了设备使用安全，同时降低了设备制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构简图；

图2为实施例的计算示意图。

具体实施方式

参考图1可知，本发明一种定点清洗机构，包括气源管1、气动三联件2、电磁阀组3、压力控制器4、提升气缸5、三维旋转喷头6，气源管1与过滤器21连接，减压阀22与三位五通电磁阀31连接，三位五通电磁阀31连接后端连接两个阻尼阀32，两个阻尼阀32分别连接一个二位三通电磁阀33，两个二位三通电磁阀33分别连接提升气缸5的上气腔、下气腔，每条二位三通电磁阀33与提升气缸5连接的管路上分别连接一个压力控制器4，三维旋转喷头6通过提升杆7与提升气缸5的活塞联动连接，油雾器在图中未标识，油雾器、减压阀22、过滤器21构成气动三联件2，二位三通电磁阀33、三位五通电磁阀31、阻尼阀32构成电磁阀组3。

由于钟罩在清洗过程中，是处于全封闭状态下密闭容器内进行的，而且每个清洗流程有三分之二的时间是在200bar的网状高压水扫射状态下工作的，并有5%-10%的碱液介质，同时所处的大环境又是防爆区域，常规的仪表在这样的环境状态中工作很不理想。在分析总结了各种仪器仪表及检测方法后，最为简单实用的方法是采用气缸行程时间t对标准电流4-20mA信号的关系来进行处理。假设进、出提升气缸的气源管管径一样，均为d，外部供气压力为P且是稳定状态，提升气缸的密封面积为S（常量），高度为H，提升气缸被隔离密封板分开、关方向两个容室v1、v2，当电磁阀动作后，开关两个容室（上气腔与下气腔）容积在进气压力和排气压力的改变下，随着行程高度h改变而发生变化，而在单位时间内，通过气源管补气和排气△v是一样的，既跟△v1和△v2相同如左图所示，推算全行程所需的时间与气源管管径d高度的关系：（1）单位时间内通过气源管所发生的体积变化量△v=пd2/4Pt，d-气源管内径；P-气源压力；t-单位时间；（2）开方向容室容积为v1=Sh；（3）关方向容室容积为v2=S（H-h），S—活塞面积；如图2所示。

实际上单位时间内所有的容器气体改变量和通过气源管的进气量是近似相同的，即有：△v=△v1=△v2，△v1的最小与最大变化量为0和SH，则有：пd2/4Pt=Sh，h/t=пd2/4PS=k（常量）。

通过上式可以看出单位时间内的行程h与时间t是线性关系，当提升气缸的高度一定时，在外部供气气源压力稳定的状态下，提升气缸走完一个单行程的时间是可以计算出来的，因此要定点清洗就可以变得很容易实现了。实际应用过程中，还需要考虑提升气缸行走时的摩擦阻力及三维旋转喷头的动载影响等因素，需要到现场进行分组测定一个修正系数k1和真正走完一个单行程的时间T。故有，全行程范围内时间T与行程h的关系为：h/T=пd2/4PS=k*k1。

而本发明系统结构的功能实现：

理论上，不管需要定点清洗的位置在钟罩内任何位置，都可以实现，定时功能通过PLC控制系统的计时和逻辑时间顺序来控制，利用气源管路上的两个二位三通电磁阀来体现。用于实现定点定时的设备主要是PLC控制系统和阻尼阀，以及二位三通电磁阀。阻尼阀的作用是用于调节通过气源管内的气源流速和进气量的多少，以达到调节提升气缸的开行程和关行程的快慢。二位三通电磁阀的作用是：当提升气缸通过PLC控制系统内部计算，到达需要定点清洗的位置时，发出关断气路的开、关信号给这两个二位三通电磁阀，二位三通电磁阀得电后动作，将提升气缸的进出口气路锁定，使提升气缸内开、关方向（与上气腔、下气腔对应）两个气腔内的进、出气流锁定，保持压力在某个压力值上平衡，即提升杆稳定在这个需要定点清洗的位置上，根据设定的定点清洗时间喷射。当定点清洗的设定时间执行完毕后，PLC控制系统再发出关开的DO命令信号，使二位三通电磁阀恢复原来的状态，提升气缸在其内部两个进出气腔的压力差的推动下，继续沿原来的动作方向进退，按设定程序往下执行命令。

在程序控制方面，为了在CRT控制画面上体现提升气缸的实时动态位置，当PLC控制系统执行高压喷枪从第一行程到第二行程，或从第二行程回到第一行程的转换控制DO开关量命令发出时，同时触发PLC控制系统内部另一个计时器，开始计时，并将这个时间转化成4-20mA标准信号，再通过其他换算，将提升气缸的行程（高压喷枪的实时位置）反映在CRT控制画面上。

本实施例中的压力控制器（压力开关）的作用，是为自动清洗等提供提升气缸的到达第一或第二行程的开关量信号用的，理论上，当提升气缸内部开、关两个气腔内的压力为0时，就说明提升气缸已到达第二或第一行程位置。事实上，在某一小段时间内（比如说1-5秒），这种测量方法，因某些外部因素的影响，可能存在一定的误差，但不会很大，也不会存在累计误差，因为提升气缸在第一行程、第二行程或定点清洗的位置上停留的时间比较长，由于两气腔压力不同步存在的压差（产生误差的关键和最主要的因素）在较长时间内，会随着压力的平衡消失掉，最终两室压力平衡，提升杆稳定在设定位置上。

显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明所做的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种定点清洗机构，其特征在于：包括气源管、气动三联件、电磁阀组、压力控制器、提升气缸、三维旋转喷头，气源管的输出端与气动三联件的输入端连接，气动三联件的输出端与电磁阀组的输入端连接，电磁阀的输出端分别与压力控制器、提升气缸连接，三维旋转喷头通过提升杆与提升气缸的活塞联动连接，提升气缸被活塞隔离成上气腔、下气腔；

气动三联件是由过滤器、减压阀和油雾器组成，过滤器作为气动三联件的输入端与气源管连接，减压阀作为气动三联件的输出端与电磁阀组连接；

电磁阀组包括三位五通电磁阀、二位三通电磁阀，减压阀与三位五通电磁阀连接，三位五通电磁阀与两个阻尼阀连接，两个阻尼阀分别连接一个二位三通电磁阀，两个二位三通电磁阀分别与两个压力控制器连接，两个二位三通电磁阀分别与提升气缸的上气腔、下气腔连接。