CN104213190B - 一种用于单晶硅生长炉的挂接板组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及单晶硅生长炉领域，旨在提供一种用于单晶硅生长炉的挂接板组件。该种用于单晶硅生长炉的挂接板组件包括连接体螺钉、挂接板和开关组件，开关组件包括开关组件A和开关组件B，开关组件A用于控制单晶硅生长炉的副炉室、炉盖能否进行运动，开关组件B用于控制副炉室是单独运动还是与炉盖同时运动，通过连接体螺钉和挂接板的配合，能实现单晶硅生长炉的副炉室与炉盖间的连接和脱离。本发明可以实现随时在中途方便安全取晶，不用随炉体慢慢冷却后才实现取晶动作，节省冷料时间和再次余料加热时间，降低了生产成本，提高了生产效率。

Description

一种用于单晶硅生长炉的挂接板组件

技术领域

本发明是关于单晶硅生长炉领域，特别涉及一种用于单晶硅生长炉的挂接板组件。

背景技术

单晶硅是光伏发电利用太阳能的主要功能材料，对于现在信息社会越来越关键。单晶炉在生产过程中，需要中途取晶，因炉体还有硅料存在，需保持炉内的压力及温度等状态不变，需要单独打开副炉室。在安装热场坩埚及装料等操作时需打开炉盖及副炉室。现有的技术方案为提升装置先抬升副炉室，到一定高度后，提升轴上台阶顶到炉盖托架再一同提升。造成提升机构复杂，提升行程为二步分摊，提升距离较长；炉盖旋转还需人工手动操作或单独的旋转机构。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能够实现使用同一提升装置执行副炉室单独升降以及副炉室和炉盖同步升降的挂接板组件。为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种用于单晶硅生长炉的挂接板组件，包括连接体螺钉、挂接板和开关组件，通过连接体螺钉和挂接板的配合，能实现单晶硅生长炉的副炉室与炉盖间的连接和脱离；

挂接板为环形结构，安装在单晶硅生长炉的副炉室下法兰上，且挂接板能以副炉室下法兰为轴进行旋转，挂接板上设有至少两个弧形槽，弧形槽包括相互连接的大弧形和小弧形，大弧形的直径为d1，小弧形的直径为d2；

单晶硅生长炉的副炉室下法兰上表面设有至少两个通孔，通孔分别与挂接板上对应的弧形槽连通，通孔的直径为d3，连接体螺钉能穿过通孔进入弧形槽内，并通过旋转挂接板，连接体螺钉能在弧形槽的大弧形和小弧形内转换，使连接体螺钉在挂接板上完成挂接和脱离，实现炉盖与副炉室的连接和分离；副炉室下法兰上表面还设有两个深孔，用于实现挂接板在旋转到两个位置后的定位；

开关组件包括开关组件A和开关组件B，开关组件A用于控制单晶硅生长炉的副炉室、炉盖能否进行运动(判断同时提升副炉室和炉盖运动时的安全状态)，开关组件B用于控制副炉室是单独运动还是与炉盖同时运动(判断副炉室和炉盖是连接还是脱离状态)；

开关组件A包括弹簧销主体、压簧盖、手柄帽、弹簧销轴、弹簧和开关A，弹簧销主体安装在挂接板上，开关A也安装在挂接板上，压簧盖安装在弹簧销主体上，手柄帽安装在弹簧销轴上,弹簧销轴通过弹簧与弹簧销主体连接；通过旋转挂接板，在连接体螺钉与挂接板完成挂接和脱离的两个位置时，弹簧销轴在弹簧的张力作用下，能分别落入两个深孔中，弹簧销轴上端面下降触发开关A实现自锁功能；

开关组件B包括开关B和撞块，开关B安装在挂接板上，撞块安装在副炉室下法兰的侧边，撞块设有一个斜面结构；通过旋转挂接板，弹簧销轴在两个深孔之间滑动时的，开关B随挂接板一起旋转到撞块处，开关B的滑动组件沿撞块的斜面结构滑动(压下触头)，实现缓冲导向的作用(连接体螺钉处于挂接板弧形槽的大弧形内时，开关B处于闭合状态，副炉室能单独运动，连接体螺钉处于挂接板弧形槽的小弧形内时，开关B处于常开状态，副炉室能与炉盖同时运动)。

作为进一步的改进，所述开关组件A中，弹簧销的主体内设有一腔体，用于容纳弹簧销轴和弹簧在腔内活动；弹簧销轴包括用于止住弹簧的止口圆盘、用于锁住挂接板位置的小圆柱轴；手柄帽包括用于人工手动操作的小圆柱、用于触发开关A的大圆盘；开关A的前端带有一个能伸缩的触头，触头是能减少摩擦的滚轮，通过触发触头，工作在常开和常闭两种状态下，并反馈信号给外部(PLC)进行判断。

作为进一步的改进，所述开关组件B中，开关B的前端带有一个可能伸缩的触头，触头是能减少摩擦的滚轮，用于作为开关B的滑动组件，通过触发触头，工作在常开和常闭两种状态下，并反馈信号给外部(PLC)进行判断。

作为进一步的改进，所述用于单晶硅生长炉的挂接板组件还设有保护装置，保护装置用于防止单晶硅生长炉的升降装置，在没有达到升降条件时，对单晶硅生长炉的炉盖、副炉室进行升降；升降条件是指开关组件A弹簧销轴落入副炉室下法兰上表面的深孔中，弹簧销轴上端面下降触发开关A实现自锁功能。

作为进一步的改进，所述挂接板上设有手柄，用于通过旋转手柄实现挂接板的旋转。

作为进一步的改进，所述连接体螺钉包括依次连接的顶面、上圆柱、中圆柱、下圆柱，并通过下圆柱安装在单晶硅生长炉的炉盖上法兰上，炉盖上法兰上设有至少两个连接体螺钉；所述顶面是用于导向的圆锥球面结构，圆锥球面结构是指圆锥的顶点处为球面的结构，上圆柱、中圆柱和下圆柱的外径依次为D1、D2、D3。

作为进一步的改进，所述连接体螺钉、挂接板、通孔满足：D2、d2、D1、d1依次增大，且d3大于D1，d3大于D3。

通过本发明执行副炉室单独升降及副炉室与炉盖同步升降，具体工作原理为：

机械部分：连接体螺钉与挂接板弧形槽相对位置不同，其配合情况不同；设计理念是连接体螺钉上圆柱面外径为D1，中圆柱面外径为D2，挂接板凹形槽有2个大小不同的弧形槽连接组成，大弧形槽外径为d1，小弧形槽外径为d2。弧形槽与连接体螺钉的特征关系为D2＜d2＜D1＜d1；当连接体螺钉在弧形槽d1处时：由于d1＞D1，连接体螺钉无法挂接在挂接板上，副炉室提升时与炉盖处于分离状态；当连接体螺钉在弧形槽d2处时：由于D1＞d2，连接体螺钉D1段挂接在挂接板上，提升副炉室时，炉盖与副炉室一同提升，炉盖与副炉室处于连接状态。

副炉室下法兰上有两处配合弹簧销轴的深孔，到连接体螺钉完全处于d1或d2弧形槽时,连接体螺钉下端会落入副炉室下法兰的深孔内。通过弹簧作用使弹簧销轴触发开关A,保证同时提升副炉室和炉盖运动时的安全。

开关B也安装在挂接板上，撞块安装在副炉室法兰侧面，在旋转挂接板，弹簧销轴处于深孔的两个位置时，通过撞块的斜面结构，撞块与开关B相对状态不同，当开关B处于闭合状态时，连接体螺钉处于挂接板弧形槽的d1位置，副炉室与炉盖处于分离状态。当开关B处于常开状态时，连接体螺钉处于挂接板弧形槽的d2位置，副炉室与炉盖处于连接状态。

电气部分：通过开关A和开关B来反应出副炉室与炉盖的衔接情况和主导程序操作。当开关A触发时，确定弹簧销轴正常插入副炉室下法兰孔内，可以保证同时提升副炉室和炉盖运动时的安全。开关B处于的不同情况反应出副炉室与炉盖的连接情况。主导程序对二者之间不同状态的操作。

假设开关A的常开状态为0，闭合状态为1；开关B的常开状态为0，闭合状态为1。2个开关形成4组不同信号反馈给程序，程序可控制的动作如下表：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

可以随时在中途方便安全取晶，不用随炉体慢慢冷却后才实现取晶动作，节省冷料时间和再次余料加热时间，降低了生产成本，提高了生产效率。

本发明结构简单紧凑且升降行程短，又能方便安全地实现一套升降装置执行副炉室单独升降或者副炉室与炉盖同步升降。

附图说明

图1为本发明中挂接板和连接体螺钉的安装图。

图2为本发明中开关组件A示意图。

图3为本发明中开关组件B右视图。

图4为本发明中挂接板与连接体螺钉的分离状态图。

图5为本发明中挂接板与连接体螺钉的连接状态图。

图中的附图标记为：1挂接板；2连接体螺钉；3副炉室；4炉盖；5弹簧销轴；6弹簧；7开关A；8弹簧销主体；9压簧盖；10手柄帽；11开关B；12撞块；13手柄。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示的一种用于单晶硅生长炉的挂接板组件，包括连接体螺钉2、挂接板1、手柄13和开关组件。

连接体螺钉2包括依次连接的顶面、上圆柱、中圆柱、下圆柱，并通过下圆柱安装在单晶硅生长炉的炉盖4上法兰上，炉盖4上法兰上设有至少两个连接体螺钉2；所述顶面是圆锥球面结构，圆锥球面结构是指圆锥的顶点处为球面的结构，上圆柱、中圆柱和下圆柱的外径依次为D1、D2、D3。

挂接板1为环形结构，安装在单晶硅生长炉的副炉室3下法兰上，挂接板1上设有手柄13，通过旋转手柄13实现挂接板1以副炉室3下法兰为轴进行旋转，旋转范围为挂接板1上弧形孔长度。挂接板1上设有至少两个弧形槽，弧形槽包括相互连接的大弧形和小弧形，大弧形的直径为d1，小弧形的直径为d2。

单晶硅生长炉的副炉室3下法兰设有至少两个通孔，通孔分别与挂接板1上对应的弧形槽连通，通孔的直径为d3，连接体螺钉2、挂接板1、通孔满足：D2、d2、D1、d1依次增大，且d3大于D1，d3大于D3。如图2、图3所示，连接体螺钉2能穿过通孔进入弧形槽内，并通过旋转挂接板1，连接体螺钉2能在弧形槽的大弧形和小弧形内转换。当连接体螺钉2在弧形槽的大弧形中时，由于d1大于D1，连接体螺钉2无法挂接在挂接板1上，副炉室3提升时与炉盖4处于分离状态；当连接体螺钉2在弧形槽的小弧形中时，由于D1＞d2，连接体螺钉2上圆柱挂接在挂接板1上，提升副炉室3时，炉盖4与副炉室3一同提升。

为配合程序对副炉室3或副炉室3与炉盖4一起操作，挂接板1上设有开关组件，开关组件包括开关组件A和开关组件B，开关组件A用于控制单晶硅生长炉的副炉室3、炉盖4能否进行运动，开关组件B用于控制副炉室3是单独运动还是与炉盖4同时运动。

如图2所示，开关组件A包括弹簧销主体8、压簧盖9、手柄帽10、弹簧销轴5、弹簧6和开关A7，弹簧销主体8安装在挂接板1上，开关A7也安装在挂接板1上，压簧盖9安装在弹簧销主体8上，手柄帽10安装在弹簧销轴5上,弹簧销轴5通过弹簧6与弹簧销主体8连接；通过旋转挂接板1，在连接体螺钉2与挂接板1完成挂接和脱离的两个位置时，弹簧销轴5在弹簧6的张力作用下，能分别落入两个深孔中，弹簧销轴5上端面下降触发开关A7实现自锁功能。其中，弹簧销的主体内设有一腔体，用于容纳弹簧销轴5和弹簧6在腔内上下活动活动；弹簧销轴5包括用于止住弹簧6的止口圆盘、用于锁住挂接板1位置的小圆柱轴；手柄帽10包括用于人工手动操作的小圆柱、用于触发开关A7的大圆盘；开关A7的前端带有一个能伸缩的触头，触头是能减少摩擦的滚轮，通过触发触头，工作在常开和常闭两种状态下，并反馈信号给外部的PLC进行判断。

如图3所示，开关组件B包括开关B11和撞块12，开关B11安装在挂接板1上，撞块12安装在副炉室3下法兰的侧边，撞块12设有一个斜面结构；通过旋转挂接板1，弹簧销轴5在两个深孔之间滑动时的，开关B11随挂接板1一起旋转到撞块12处，开关B11的滑动组件沿撞块12的斜面结构滑动(压下触头)，实现缓冲导向的作用，即连接体螺钉2处于挂接板1弧形槽的大弧形内时，开关B11处于闭合状态，副炉室3能单独运动，连接体螺钉2处于挂接板1弧形槽的小弧形内时，开关B11处于常开状态，副炉室3能与炉盖4同时运动。其中，开关组件B中，开关B11的前端带有一个可能伸缩的触头，触头是能减少摩擦的滚轮，用于作为开关B11的滑动组件，通过触发触头，工作在常开和常闭两种状态下，并反馈信号给外部的PLC进行判断。

用于单晶硅生长炉的挂接板组件还设有保护装置，保护装置用于防止单晶硅生长炉的升降装置，在没有达到升降条件时，对单晶硅生长炉的炉盖4、副炉室3进行升降；升降条件是指开关组件A弹簧销轴5落入副炉室3下法兰上表面的深孔中，弹簧销轴5上端面下降触发开关A7实现自锁功能。

安装时，把挂接板1安装在副炉室3下法兰上，连接体螺钉2安装在炉盖4上法兰上，并穿过副炉室3下法兰上的通孔。开关A7安装在挂接板1上，弹簧销轴5存在2个不同状态，在副炉室3和炉盖4完全连接或脱开的时候，弹簧销轴5可以处于一个特定的位置，触发开关A7。开关B11安装在挂接板1上，撞块12安装在副炉室3下法兰上，在副炉室3和炉盖4完全连接或脱开的时候，撞块12和开关B11处于2个不同状态，并反馈给程序。

使用时，通过控制手柄13水平旋转挂接板1，使弹簧销轴5落入副炉室3上法兰的一深孔内位置，连接体螺钉2在弧形槽d1位置时，弹簧销轴5在弹簧6的张力作用下，手柄帽10大圆盘下降并触发开关A7，开关A7处于闭合状态，并反馈信号给PLC，说明弹簧销轴5正确插入孔内，状态安全，开关B11通过撞块12的斜面结构触发触点，成常闭状态，并反馈信号给PLC，说明连接体螺钉2在凹形槽d1位置，由于d1＞D1，所以在其情况下，连接体螺钉2无法挂接在挂接板1上，实现副炉室3在上升过程中与炉盖4分离；通过控制手柄13水平反向旋转挂接板1，使弹簧销轴5落入副炉室3上法兰的另一深孔内位置，连接体螺钉2在弧形槽d2位置时，弹簧销轴5在弹簧6的张力作用下，手柄帽10大圆盘下降并触发开关A7，开关A7处于闭合状态，并反馈信号给PLC，说明弹簧销轴5正确插入孔内，状态安全，开关B11触及不到撞块12面，成常开状态，并反馈信号给PLC，说明连接体螺钉2在凹形槽d2位置，由于D1＞d2，连接体螺钉2挂牢在挂接板1上，实现副炉室3与炉盖4一起升降。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于单晶硅生长炉的挂接板组件，包括连接体螺钉、挂接板和开关组件，其特征在于，通过连接体螺钉和挂接板的配合，能实现单晶硅生长炉的副炉室与炉盖间的连接和脱离；

挂接板为环形结构，安装在单晶硅生长炉的副炉室下法兰上，且挂接板能以副炉室下法兰为轴进行旋转，挂接板上设有至少两个弧形槽，弧形槽包括相互连接的大弧形和小弧形，大弧形的直径为d1，小弧形的直径为d2；

所述连接体螺钉包括依次连接的顶面、上圆柱、中圆柱、下圆柱，并通过下圆柱安装在单晶硅生长炉的炉盖上法兰上，炉盖上法兰上设有至少两个连接体螺钉；所述顶面是用于导向的圆锥球面结构，圆锥球面结构是指圆锥的顶点处为球面的结构，上圆柱、中圆柱和下圆柱的外径依次为D1、D2、D3；

单晶硅生长炉的副炉室下法兰上表面设有至少两个通孔，通孔分别与挂接板上对应的弧形槽连通，通孔的直径为d3；连接体螺钉、挂接板、通孔满足：D2、d2、D1、d1依次增大，且d3大于D1，d3大于D3，即连接体螺钉能穿过通孔进入弧形槽内，并通过旋转挂接板，连接体螺钉能在弧形槽的大弧形和小弧形内转换，使连接体螺钉在挂接板上完成挂接和脱离，实现炉盖与副炉室的连接和分离；副炉室下法兰上表面还设有两个深孔，用于实现挂接板在旋转到两个位置后的定位；

开关组件包括开关组件A和开关组件B，开关组件A用于控制单晶硅生长炉的副炉室、炉盖能否进行运动，开关组件B用于控制副炉室是单独运动还是与炉盖同时运动；

开关组件A包括弹簧销主体、压簧盖、手柄帽、弹簧销轴、弹簧和开关A，弹簧销主体安装在挂接板上，开关A也安装在挂接板上，压簧盖安装在弹簧销主体上，手柄帽安装在弹簧销轴上,弹簧销轴通过弹簧与弹簧销主体连接；通过旋转挂接板，在连接体螺钉与挂接板完成挂接和脱离的两个位置时，弹簧销轴在弹簧的张力作用下，能分别落入两个深孔中，弹簧销轴上端面下降触发开关A实现自锁功能；

开关组件B包括开关B和撞块，开关B安装在挂接板上，撞块安装在副炉室下法兰的侧边，撞块设有一个斜面结构；通过旋转挂接板，弹簧销轴在两个深孔之间滑动时，开关B随挂接板一起旋转到撞块处，开关B的滑动组件沿撞块的斜面结构滑动，实现缓冲导向的作用。

2.根据权利要求1所述的一种用于单晶硅生长炉的挂接板组件，其特征在于，所述开关组件A中，弹簧销的主体内设有一腔体，用于容纳弹簧销轴和弹簧在腔内活动；弹簧销轴包括用于止住弹簧的止口圆盘、用于锁住挂接板位置的小圆柱轴；手柄帽包括用于人工手动操作的小圆柱、用于触发开关A的大圆盘；开关A的前端带有一个能伸缩的触头，触头是能减少摩擦的滚轮，通过触发触头，工作在常开和常闭两种状态下，并反馈信号给外部进行判断。

3.根据权利要求1所述的一种用于单晶硅生长炉的挂接板组件，其特征在于，所述开关组件B中，开关B的前端带有一个能伸缩的触头，触头是能减少摩擦的滚轮，用于作为开关B的滑动组件，通过触发触头，工作在常开和常闭两种状态下，并反馈信号给外部进行判断。

4.根据权利要求1所述的一种用于单晶硅生长炉的挂接板组件，其特征在于，所述用于单晶硅生长炉的挂接板组件还设有保护装置，保护装置用于防止单晶硅生长炉的升降装置，在没有达到升降条件时，对单晶硅生长炉的炉盖、副炉室进行升降；升降条件是指开关组件A弹簧销轴落入副炉室下法兰上表面的深孔中，弹簧销轴上端面下降触发开关A实现自锁功能。

5.根据权利要求1所述的一种用于单晶硅生长炉的挂接板组件，其特征在于，所述挂接板上设有手柄，用于通过旋转手柄实现挂接板的旋转。