CN106540868B - 自动植砂设备及自动植砂系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多晶硅铸锭用高效石英坩埚自动植砂设备及自动植砂系统，属于多晶硅铸锭领域的技术方案，两者均包括落砂夹板装置、驱动装置、砂辊和出砂通道；落砂夹板装置内部具有容纳腔，落砂夹板装置底部设有出砂口，出砂口与容纳腔导通；砂辊设于落砂夹板装置下方，砂辊的辊面与出砂口相对，砂辊的辊面与出砂口之间留有出砂间隙；驱动装置与砂辊的转动中心联接；出砂通道设于砂辊的下方，出砂通道上部为接砂口，接砂口用于接收从砂辊排出的砂料，出砂通道下部为卸料口，出砂通道包括至少一块挡板，挡板用于将砂料反弹至卸料口排出；综上可知，本发明能够将砂料均匀溅射在坩埚内，从而实现了植砂的自动、高效和均匀。

Description

自动植砂设备及自动植砂系统

技术领域

本发明涉及一种植砂设备及植砂系统，特别涉及一种自动植砂设备及自动植砂系统。

背景技术

籽晶引晶促进多晶硅铸锭非自发形核，从而改善多晶硅出锭晶花的大小，降低位错密度与缺陷，提高终端转换效率，被认为是目前最有效的高效铸锭技术。高效植砂技术已被证明是一种有效提高多晶硅铸锭质量的坩埚技术，高效坩埚最常用的引晶材料一般为石英砂、硅料、碳化硅等高纯颗粒，其密度与分布是影响高效植砂技术产业化最关键的技术参数之一，对多晶硅铸锭质量有直接影响。

在现有技术中，植砂采用人工方式实现，具体为在坩埚内涂刷浆料，然后再进行植砂，但人工植砂难以保证植砂均匀，而且植砂效率较低，为此急需一种能够解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动植砂设备，以解决现有技术植砂效果差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动植砂设备，包括落砂夹板装置、驱动装置、砂辊和出砂通道；所述落砂夹板装置内部具有容纳腔，所述落砂夹板装置底部设有出砂口，所述出砂口与所述容纳腔导通；所述砂辊设于所述落砂夹板装置下方，所述砂辊的辊面与所述出砂口相对，且所述砂辊的辊面与所述出砂口之间留有出砂间隙；所述驱动装置与所述砂辊的转动中心联接，用以带动所述砂辊转动；所述出砂通道设于所述砂辊的下方，所述出砂通道上部为接砂口，所述接砂口用于接收从所述砂辊排出的砂料，所述出砂通道下部为卸料口，所述出砂通道包括至少一块挡板，所述挡板用于将所述砂料反弹至所述卸料口排出。

优选的，所述出砂通道包括至少两块挡板，各所述挡板沿出砂方向交替排列在所述出砂通道的两侧，所述挡板用于将所述砂料沿出砂方向在各个所述挡板上交替反弹、直至排出卸料口。

优选的，所述出砂通道两侧的所述挡板平行相对。

优选的，所述出砂间隙的宽度为0.1mm至1cm。

优选的，所述挡板的倾斜度为20°至70°。

优选的，所述挡板的材质为玻璃、陶瓷板、亚克力板材或合金板。

优选的，所述砂辊的材质为塑料、橡胶、陶瓷或聚氨酯胶。

本发明的有益效果如下：

首先，由于落砂夹板装置内部设有容纳腔、下部设有与容纳腔导通的出砂口，所以砂料能够放置在容纳腔内，并经出砂口流出；其次，由于砂辊的辊面与出砂口相对，且砂辊的辊面与出砂口之间留有出砂间隙，所以经出砂口流出的砂料将落在砂辊的辊面上；再者，由于驱动装置与砂辊的转动中心联接，所以驱动装置能够带动砂辊绕自身的转动中心进行自转，从而带动辊面上的砂料排出、下落；更进一步的，由于出砂通道设于砂辊的下方，出砂通道的上部为接砂口，出砂通道包括至少一块挡板，所以从砂辊落下的砂料将经接砂口落至出砂通道内，并由挡板反弹至卸料口排出，由于这种反弹过程能够使得砂料均匀溅射在坩埚内，从而实现了植砂的自动、高效和均匀。

本发明的另一个目的在于提供一种自动植砂系统，以解决现有技术植砂效果差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种应用上述自动植砂设备的自动植砂系统，包括坩埚，所述自动植砂设备设于所述坩埚上方，所述自动植砂设备的所述卸料口对准所述坩埚。

优选的，所述坩埚为石英陶瓷坩埚。

本发明的有益效果如下：

同理，由于本发明所述的自动植砂设备能够将砂料均匀溅出，而本发明所述的自动植砂系统应用了该自动植砂设备，所以本发明所述的自动植砂系统便能将砂料均匀溅射在坩埚内，以实现植砂的自动、高效和均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明自动植砂设备优选实施方式提供的结构示意图1；

图2是本发明自动植砂设备优选实施方式提供的结构示意图2；

图3是本发明自动植砂系统优选实施方式提供的结构示意图。

附图标记如下：

1、落砂夹板装置；11、容纳腔；12、出砂口；

2、驱动装置；

3、砂辊；

4、出砂通道；41、第一挡板；42、第二挡板；43、第三挡板；

5、坩埚。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

从图1至2可知，本发明所述的自动植砂设备，包括落砂夹板装置1、驱动装置2、砂辊3和出砂通道4；所述落砂夹板装置1内部具有容纳腔11，所述落砂夹板装置1底部设有出砂口12，所述出砂口12与所述容纳腔11导通；所述砂辊3设于所述落砂夹板装置1下方，所述砂辊3的辊面与所述出砂口12相对，且所述砂辊3的辊面与所述出砂口12之间留有出砂间隙；所述驱动装置2与所述砂辊3的转动中心联接，用以带动所述砂辊3转动；所述出砂通道4设于所述砂辊3的下方，所述出砂通道4上部为接砂口，所述接砂口用于接收从所述砂辊3排出的砂料，所述出砂通道4下部为卸料口，所述出砂通道4包括至少一块挡板，所述挡板用于将所述砂料反弹至所述卸料口排出。

在现有技术中，植砂采用人工方式实现，具体为在坩埚内涂刷浆料，然后再进行植砂，但人工植砂难以保证植砂均匀，而且植砂效率较低。

为了解决这个问题，本实施方式提供了一种自动植砂设备，具体为包括落砂夹板装置1、驱动装置2、砂辊3和出砂通道4；首先，由于落砂夹板装置1内部设有容纳腔11、下部设有与容纳腔11导通的出砂口12，所以砂料能够放置在容纳腔11内，并经出砂口12流出；其次，由于砂辊3的辊面与出砂口12相对，且砂辊3的辊面与出砂口12之间留有出砂间隙，所以经出砂口12流出的砂料将落在砂辊3的辊面上；再者，由于驱动装置2与砂辊3的转动中心联接，所以驱动装置2能够带动砂辊3绕自身的转动中心进行自转，从而带动辊面上的砂料排出、下落；更进一步的，由于出砂通道4设于砂辊3的下方，出砂通道4的上部为接砂口，出砂通道4包括至少一块挡板，所以从砂辊3落下的砂料将经接砂口落至出砂通道4内，并由挡板反弹至卸料口排出，由于这种反弹过程能够使得砂料均匀溅射在坩埚内，从而实现了植砂的自动、高效和均匀。

需要指出，由于挡板的数量至少为一块，所以当挡板为一块时，砂料将落至挡板上，并经挡板直接反弹至卸料口排出，而当挡板为多块时，砂料将在各个挡板上交替反弹、直至排出卸料口。

本发明的优选实施方式如图1和2所示，所述出砂通道4包括至少两块挡板，各所述挡板沿出砂方向交替排列在所述出砂通道4的两侧，所述挡板用于将所述砂料沿出砂方向在各个所述挡板上交替反弹、直至排出卸料口。

由于各所述挡板沿出砂方向交替排列在所述出砂通道4的两侧，此时可以定义所述挡板朝向出砂通道4内部的一表面为反弹面，所以砂料将落在第一块挡板的反弹面上，并反弹至第二块挡板的反弹面上，然后再反弹至第三块挡板的反弹面上，以此类推，直至砂料完成整个反弹过程排出，由于这种反弹过程能够使得砂料均匀溅射在坩埚内，从而实现了植砂的自动、高效和均匀。

需要指出，本实施方式定义所述挡板朝向出砂通道4内部的一表面为反弹面，并非限定挡板的一表面上设有特殊材质或结构，而是指代挡板用自身的一表面进行砂料反弹，所以反弹面可以是挡板自身的一表面，也可以是在挡板一表面上设置特殊材质或结构形成。

如图1所示，本实施方式优选将挡板的数量设为两块，即第一挡板41和第二挡板42，此时第一挡板41的上表面为反弹面，第一挡板41的反弹面朝向砂辊3的出砂处，而第二挡板42置于第一挡板41的上方，第二挡板42的下表面为反弹面，第二挡板42的反弹面与第一挡板41的反弹面相对；当砂料下落时，砂料将落在第一挡板41的反弹面上，然后反弹至第二挡板42的反弹面上，最后由第二挡板42的反弹面将砂料均匀溅出。

而将挡板数量设置为多块时，可参考图2，此时挡板的数量为三块，即第一挡板41、第二挡板42和第三挡板43，此时第一挡板41的上表面为反弹面，第一挡板41的反弹面朝向砂辊3的出砂处，而第二挡板42置于第一挡板41的上方，第二挡板42的下表面为反弹面，第二挡板42的反弹面与第一挡板41的反弹面相对，最后，第三挡板43置于第二挡板42的下方，第三挡板43的上表面为反弹面，第三挡板43的反弹面与第二挡板42的反弹面相对；当砂料下落时，砂料将落在第一挡板41的反弹面上，然后反弹至第二挡板42的反弹面上，继而反弹至第三挡板43的反弹面，最后由第三挡板43的反弹面将砂料均匀溅出；通过本实施方式可知，当挡板的数量为多块时，一块挡板的反弹面可以同时与两块挡板的反弹面相对。

本发明的优选实施方式如图1和2所示，所述出砂通道4两侧的所述挡板平行相对。

在实际应用过程中，若相对挡板的倾斜度各不相同，会导致控制砂料均匀溅出变得困难，如当自动植砂设备原使用砂料A进行植砂，若更换砂料B进行植砂，由于砂料A与砂料B的弹性不同，所以需要对各挡板之间位置进行调整，而调整内容包括各挡板的倾斜度、以及相离挡板的间距，调整的组合多种多样，为调整带来巨大的困难。

为了解决上述问题，本实施方式将所述出砂通道4两侧的所述挡板平行相对，所以需要调整倾斜度时，各挡板的倾斜度一同变化，无需各个挡板单独调节，大大降低了调整的复杂性，为生产使用带来了极大的便利。

本发明的优选实施方式如下，所述出砂间隙的宽度为0.1mm至1cm。

出砂间隙的宽度是指砂辊3的辊面最高处与出砂口12之间的间距，所以出砂间隙若过小，砂料将无法经出砂口12排出，而出砂口12若过大，砂料下落至砂辊3上变容易向各个方向溅出，使得控制砂料往固定方向下落难以实现。

为了解决这个问题，本实施方式将出砂间隙的宽度设定为0.1mm至1cm，该宽度范围与现有砂料的大小相适应，能够保证砂料顺利排出，并使得砂辊3能够控制砂料往指定方向排出，其中，现有砂料可以是石英砂、硅料、碳化硅等高纯颗粒。

本发明的优选实施方式下，所述挡板的倾斜度为20°至70°。

砂料的溅出角度主要由挡板的倾斜度控制，所以为了保证砂料溅出均匀，如何选取挡板的倾斜度尤为重要；为了解决这个问题，本实施方式将挡板的倾斜度设置为20°至70°，在该范围内能够使得砂料溅出均匀，其中，挡板的倾斜度是指挡板下部与水平线的夹角。

本发明的优选实施方式如下，所述挡板的材质为玻璃、陶瓷板、亚克力板材或合金板。

在实际使用过程中，各挡板需要将砂料反弹至指定位置溅出，为了达到这个目的，本实施方式使用了玻璃、陶瓷板、亚克力板材或合金板制作挡板，由于玻璃和合金板均属于硬度较高的材质，所以其反弹能力较佳，能够保证砂料反弹更远的距离，以此使得砂料能够反弹至指定位置溅出。

本发明的优选实施方式如下，所述砂辊3的材质为塑料、橡胶、陶瓷或聚氨酯胶。

在实际使用过程中，砂料与砂辊3之间需要保持一定的吸力，以便砂辊3转动时能够将砂料带至指定位置排出；为了达到这个目的，本实施方式使用了塑料、橡胶、陶瓷或聚氨酯胶制作砂辊3，由于塑料、橡胶、陶瓷和聚氨酯胶的摩擦系数较高，所以能够防止砂料与砂辊3产生打滑现象，保证了砂辊3能够将砂料带至指定位置排出。

从图3可知，本发明所述的自动植砂系统应用了上述的自动植砂设备，包括坩埚5，所述自动植砂设备设于所述坩埚5上方，所述自动植砂设备的所述卸料口对准所述坩埚5。

同理，由于本发明所述的自动植砂设备能够将砂料均匀溅出，所以本实施方式应用该自动植砂设备后便能将砂料均匀溅射在坩埚5内，以实现植砂的自动、高效和均匀。

本发明的优选实施方式如下，所述坩埚5为石英陶瓷坩埚。

坩埚5的质量对多晶硅铸锭具有重要影响，所以选择合适的坩埚5尤为重要；为了达到这个目的，本实施方式选用了石英陶瓷坩埚，全称为高纯熔融石英陶瓷坩埚(二氧化硅含量≥99.9％)。是以高纯熔融石英为原料做成的陶瓷质坩埚，一般情况下，其形状主要有方形和圆筒形，其中，方形的高纯石英坩埚用在多晶硅铸锭环节，充当多晶硅化料和长晶的容器，圆形的高纯石英坩埚则用在单晶硅中拉单晶的环节；高纯熔融石英由于具有结构精细、热导率低、热膨胀系数小、制成品尺寸精度高、高温不变形、热震稳定性好、电性能好、耐化学侵蚀性好等特点，因此在玻璃深加工行业、冶金工业、电子工业、化工工业、航空航天等领域得到广泛应用。

当然，上述各个实施方式可以单独应用，也可以组合应用，以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种自动植砂设备，其特征在于，包括落砂夹板装置、驱动装置、砂辊和出砂通道；

所述落砂夹板装置内部具有容纳腔，所述落砂夹板装置底部设有出砂口，所述出砂口与所述容纳腔导通；

所述砂辊设于所述落砂夹板装置下方，所述砂辊的辊面与所述出砂口相对，且所述砂辊的辊面与所述出砂口之间留有出砂间隙；

所述驱动装置与所述砂辊的转动中心联接，用以带动所述砂辊转动；

所述出砂通道设于所述砂辊的下方，所述出砂通道上部为接砂口，所述接砂口用于接收从所述砂辊排出的砂料，所述出砂通道下部为卸料口，所述出砂通道包括至少两块挡板，各所述挡板沿出砂方向交替排列在所述出砂通道的两侧，所述挡板用于将所述砂料沿出砂方向在各个所述挡板上交替反弹、直至排出卸料口，所述挡板的倾斜度为20°至70°，所述出砂通道两侧的所述挡板平行相对。

2.根据权利要求1所述的自动植砂设备，其特征在于，所述出砂间隙的宽度为0.1mm至1cm。

3.根据权利要求1所述的自动植砂设备，其特征在于，所述挡板的材质为玻璃、陶瓷板、亚克力板材或合金板。

4.根据权利要求1所述的自动植砂设备，其特征在于，所述砂辊的材质为塑料、橡胶、陶瓷。

5.根据权利要求4所述的自动植砂设备，其特征在于，所述砂辊的材质为聚氨酯胶。

6.一种应用权利要求1至5任一项所述自动植砂设备的自动植砂系统，其特征在于，包括坩埚，所述自动植砂设备设于所述坩埚上方，所述自动植砂设备的所述卸料口对准所述坩埚。

7.根据权利要求6所述的自动植砂系统，其特征在于，所述坩埚为石英陶瓷坩埚。

Images