CN108726521A - 原料处理设备及原料处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开的原料处理设备，包括料篮、料篮移载器、清洗部和干燥部，料篮用于承载原料，料篮在料篮移载器的带动下，进入清洗部进行清洗、并在干燥部进行干燥，干燥部的抽真空机构、供气机构均与至少一个干燥箱相连通。本发明公开的原料处理方法，包括步骤：将原料装入料篮，利用料篮移载器移载料篮；使料篮在清洗部进行清洗；以及使料篮在干燥部进行干燥。本发明的原料处理设备利用料篮移载器移载装有原料的料篮，自动完成清洗与干燥，自动化程度高、有利于提高清洗效率；干燥过程不产生碎屑或粉末；整个清洗过程不引入杂质污染。本发明的原料处理方法的清洗干燥效率高，可提供即可包装的、表面清洗质量高、不引入杂质污染的原料。

Description

原料处理设备及原料处理方法

技术领域

本发明属于原料预处理技术领域，具体涉及一种原料处理设备，还涉及一种利用该原料处理设备的原料处理方法。

背景技术

随着世界经济的不断发展，现代化建设对高效能源需求不断增长。光伏发电作为绿色能源以及人类可持续发展的一种主要能源，日益受到世界各国的重视并得到大力发展。以晶硅为主体的电池是太阳能电池领域的主流产品，其使用的晶硅材料是通过对硅原料进行铸锭、拉晶等工艺加工而成。硅原料的洁净度、杂质含量等因素直接关系到晶硅材料的品质，进而影响太阳能电池的性能。硅原料投炉进行铸锭、拉晶等工艺加工之前，需要对其进行清洗及干燥等预处理。原料清洗可采用酸洗或试剂洗，经酸浸泡或试剂浸泡后、用纯水多次漂洗，然后移至干燥工段，原料转动的同时利用热鼓风吹干。整个过程需要对原料进行多次流转，现有技术缺乏一体的自动化设备，需要人员介入、劳动强度大；并且，在干燥工段，原料转动相互挤压时会产生硅粉、造成二次污染，热鼓风干燥后的原料需冷却后才可包装，冷却过程易被污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原料处理设备，解决了现有的原料处理设备自动化程度低、且易于产生二次污染等问题。

本发明的目的还在于提供一种利用该原料处理设备的原料处理方法，可以实现原料加工前的自动化预处理，而且在处理过程中不会发生二次污染。

本发明所采用的一种技术方案是：原料处理设备，包括料篮、料篮移载器、清洗部和干燥部，料篮用于承载待处理的原料，料篮具有多个开口，料篮在料篮移载器的带动下，进入清洗部进行清洗、并在干燥部进行干燥，干燥部包括至少一个干燥箱、抽真空机构以及供气机构，抽真空机构、供气机构均与至少一个干燥箱相连通。

本发明的特点还在于，

清洗部包括依次设置的试剂清洗段和漂洗段，试剂清洗段包括多个试剂槽，漂洗段包括多个漂洗槽，试剂槽或漂洗槽为聚丙烯或者聚偏氟乙烯材质制成。

多个试剂槽均具有快排结构，多个试剂槽中，至少一个试剂槽对应连通于一个副槽，副槽通过管道连通于对应的试剂槽，管道上设置循环泵。

试剂槽或漂洗槽内设置驱动结构，驱动结构包括机械连接的驱动器及传动结构，驱动器驱动传动结构转动，料篮具有与传动结构相匹配的传动配合结构，料篮在传动配合结构与传动结构的配合下转动。

清洗部的试剂清洗段和漂洗段之间具有过渡区，过渡区隔离清洗段及漂洗段，过渡区包括至少一个过渡槽，过渡槽的出水口与一个试剂槽相连通。

清洗部包括依次设置的试剂清洗段和漂洗段，漂洗段包括多个漂洗槽，多个漂洗槽中，至少一个靠近干燥部的漂洗槽具有加热结构，清洗部具有位于漂洗段远离试剂清洗段的下料台，下料台具有沥水结构。

抽真空机构通过抽气管路连通每个干燥箱，在抽气管路上具有第一阀门，供气机构通过供气管路连通每个干燥箱，供气管路具有第二阀门。

抽真空机构的抽气管路上具有冷凝过滤器，冷凝过滤器位于第一阀门远离干燥箱的一侧，供气机构的供气管路上具有空气过滤器，空气过滤器位于第二阀门远离干燥箱的一侧。

干燥箱包括箱盖和箱体，箱体内设置有用于支撑料篮的支架，干燥箱的外部具有传动机构，传动机构实现箱盖的开闭。

料篮移载器包括至少一个第一机械手和至少一个第二机械手，第一机械手对应移载于清洗部的料篮，第二机械手对应移载干燥部的料篮。

本发明所采用的另一种技术方案是：原料处理方法，包括步骤：

提供原料以及如上所述的原料处理设备；

将原料装入料篮，利用料篮移载器移载料篮；

使料篮在清洗部进行清洗；以及

使料篮在干燥部进行干燥。

本发明的特点还在于，

清洗部包括驱动结构，料篮具有与驱动结构相匹配的传动配合结构，料篮在清洗部进行清洗时，料篮在传动配合结构与驱动结构的配合下转动；料篮在干燥部进行干燥时，料篮相对于干燥箱静止。

清洗部包括依次设置的试剂清洗段和漂洗段，使料篮在清洗部进行清洗，包括在试剂清洗段进行试剂洗的步骤，以及在漂洗段进行纯水漂洗的步骤。

漂洗段设有多个漂洗槽，多个漂洗槽中，至少一个靠近干燥部的漂洗槽具有加热结构，清洗部还具有沥水结构，使料篮在干燥部进行干燥之前，料篮在漂洗段依次进行热水漂洗及沥干。

使料篮在干燥部进行干燥，包括步骤：

将料篮置于干燥箱；

利用抽真空机构对干燥箱抽真空；以及

利用供气机构向干燥箱供气。

使料篮在干燥部进行干燥之后，还包括从料篮中取出原料，以及对原料进行包装的步骤。

本发明的有益效果是：本发明的原料处理设备解决了现有技术的原料处理自动化程度低、易引入污染的问题。本发明的原料处理设备利用料篮移载器移载装有原料的料篮，自动完成清洗与干燥，自动化程度高、有利于提高清洗效率；并且，该原料处理设备的多个清洗槽设置，兼备酸洗与试剂洗的功能；清洗槽之间的溢流及回流循环，有利于节约清洗试剂及清洗用水；干燥过程不产生碎屑或粉末，此外，整个清洗过程不引入金属、氧、碳等杂质污染。本发明的原料处理方法使用如上所述的原料处理设备完成，不仅清洗干燥效率高，还可提供即可包装的、表面清洗质量高、不引入杂质污染的原料。

附图说明

图1是本发明的原料处理设备的结构示意图。

图中，100.原料处理设备，10.清洗部，101.上料台，102.下料台，11.试剂清洗段，110.试剂槽，12.漂洗段，120.漂洗槽，13.过渡区，130.过渡槽，20.干燥部，21.干燥箱，210.箱盖，211.箱体，212.支架，22.抽真空机构，220.抽气结构，221.抽气管路，222.第一阀门，223.冷凝过滤器，23.供气机构，230.供气结构，231.供气管路，232.第二阀门，233.空气过滤器，30.料篮，40.料篮移载器，41.第一机械手，42.第二机械手。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参见图1，本发明实施例提供一种原料处理设备100，包括清洗部10、干燥部20、料篮30、料篮移载器40。料篮30在料篮移载器40的带动下，进入清洗部10进行清洗、并在干燥部20进行干燥。

清洗部10包括上料台101、多个清洗槽和下料台102。上料台101和下料台102分别用于放置待清洗的和清洗后的料篮30。优选地，上料台101为可移动式，下料台102具有沥水结构。多个清洗槽位于上料台101与下料台102之间。清洗槽为PPN(Polypropylene，聚丙烯)材质，优选地，为PVDF(Poly-Vinylidene Fluoride，聚偏氟乙烯)材质，可适用于酸洗或者试剂洗。

优选地，清洗槽内设置驱动结构，驱动结构包括机械连接的驱动器及传动结构，驱动器驱动传动结构转动，料篮30具有与传动结构相匹配的传动配合结构，料篮30在传动配合结构与传动结构的配合下转动。

具体地，多个清洗槽形成依次设置的试剂清洗段11和漂洗段12，试剂清洗段11包括多个试剂槽110，漂洗段12包括多个漂洗槽120。试剂清洗段11和漂洗段12均位于上料台101和下料台102之间，上料台101与试剂清洗段11相邻设置，下料台102位于漂洗段12远离试剂清洗段11的一侧。

试剂清洗段11包括至少三个试剂槽110，每个试剂槽110均具有快排功能。多个试剂槽110中，相邻的两个试剂槽110之间具有第一溢流通路，第一溢流通路的溢流方向为自漂洗段12向试剂清洗段11。并且，多个试剂槽110中，至少一个试剂槽110具有冷却功能，即，该至少一个试剂槽110对应连通于一个副槽，副槽通过管道连通于对应的试剂槽110，管道上设置循环泵。通过循环泵的作用，使副槽中的低温试剂循环进入试剂槽110，确保该对应的试剂槽110中的试剂为低温状态。本实施例中，试剂清洗段11包括四个试剂槽110，自上料台101往下料台102方向，分别为1号槽、2号槽、3号槽和4号槽。1号槽、2号槽、3号槽和4号槽中，相邻的两个之间均具有第一溢流通路，其中，1号槽具有冷却功能。当然，还可以在试剂清洗段11另外预留一到四个试剂槽110，以便适应不同工艺的需求。

优选地，在试剂清洗段11和漂洗段12之间具有过渡区13，过渡区13隔离清洗段11及漂洗段12。过渡区13包括至少一个过渡槽130，过渡槽130的出水口与一个试剂槽110相连通。本实施例中，过渡区13包括一个过渡槽130，为5号槽。5号槽的出水口与3号槽相连通，使得5号槽中的清洗液循环至3号槽。优选地，过渡槽130中具有传送机构，传送机构具有与料篮30的传动配合结构相匹配的平移传动结构，料篮30通过传动配合结构与平移传动结构的配合，在过渡区13的过渡槽130内自靠近试剂清洗段11处向漂洗段12方向平移。

漂洗段12包括至少三个漂洗槽120，多个漂洗槽120中，相邻的两个漂洗槽120之间具有第二溢流通路，第二溢流通路的溢流方向为自漂洗段12向试剂清洗段11。并且，相邻的两个漂洗槽120之间具有循环通路，循环方向为自漂洗段12向试剂清洗段11。靠近试剂清洗段11的一个漂洗槽120的出水口与过渡槽130相连通。最远离试剂清洗段11的至少一个漂洗槽120具有加热功能，即，漂洗槽120中设置加热器，或者给漂洗槽120设置副槽、在副槽中设置加热器。本实施例中，漂洗段12包括四个漂洗槽120，自上料台101往下料台102方向，分别为6号槽、7号槽、8号槽和9号槽。6号槽、7号槽、8号槽和9号槽中，相邻的两个之间均具有第二溢流通路。其中，9号槽具有加热功能。6号槽、7号槽、8号槽中的漂洗液依次循环。具体地，8号槽的出水口连通于7号槽，7号槽的出水口连通于6号槽，6号槽的出水口连通于过渡区13的5号槽。当然，还可以在漂洗段12另外预留一到四个漂洗槽120，其中，预留一到三个具有加热功能的漂洗槽120，以便适应不同工艺的需求。

干燥部20包括至少一个干燥箱21、抽真空机构22以及供气机构23。抽真空机构22、供气机构23均与至少一个干燥箱21相连通。本实施例中，干燥箱21为三个，当然，干燥箱21的数量不仅限为三个，还可以为一个、两个或者更多个。

干燥箱21包括箱盖210和箱体211。箱体211内设置用于支撑料篮30的。支架212具体地，料篮30的两端具有供料篮移载器40抓取的轴。箱体211内部的支架与该轴相适配，料篮放置在箱体211的支架212上。优选地，在箱体211的内壁上设置由非金属材料制成的防护层。优选地，干燥箱21的外部具有至少一组驱动机构，用于实现箱盖210的开闭。

抽真空机构22包括抽真空结构220，抽真空结构220通过抽气管路221连通每个干燥箱21，具体地，在抽气管路221上具有第一阀门222。抽真空机构22的抽气管路221上还具有冷凝过滤器223，冷凝过滤器223位于第一阀门222远离干燥箱21的一侧。供气机构23包括供气结构230，供气结构230通过供气管路231连通每个干燥箱21，供气管路231具有第二阀门232。供气管路231上具有空气过滤器233，空气过滤器233位于第二阀门232远离干燥箱21的一侧。

料篮30用于承载待清洗的原料，料篮30具有多个开口。本实施例中，料篮30为非金属材质。

料篮移载器40包括至少一个第一机械手41和至少一个第二机械手42。第一机械手41对应移载清洗部10的料篮30，第二机械手42对应移载干燥部20的料篮30。本实施例中，第一机械手41为两个，第二机械手42为一个。

本发明的原料处理方法，可包括以下步骤：

第一步，提供原料以及如上所述的原料处理设备100；

第二步，将原料装入料篮30，利用料篮移载器40移载料篮30。该原料可为多晶硅原料，或者其他待清洗的原料。装入料篮30后，利用上料台101将装有原料的料篮30进行上料。料篮移载器40的第一机械手41抓取该料篮30；

第三步，使料篮30在清洗部10进行清洗。以下将以酸洗工艺为例，说明清洗过程；

第一机械手41将料篮30置于试剂清洗段11的试剂槽110，如1号槽。1号槽中盛有酸液，料篮30在1号槽中进行酸浸泡。此时，1号槽与其副槽中的酸液进行循环冷却。料篮30在传动配合结构与传动结构的配合下转动。完成酸浸泡后，依次进入2号槽、3号槽及4号槽中进行酸洗后的漂洗。在试剂清洗段11的清洗槽中，料篮30转动。

第一机械手41将料篮30移入过渡区13进行漂洗。具体地，料篮30进入过渡槽130，即，5号槽中进行隔离漂洗。随后移入漂洗段12。5号槽的漂洗水回流至试剂清洗段11的3号槽处再利用。料篮30通过传动配合结构与平移传动结构的配合，在过渡区13自靠近试剂清洗段11处平移至漂洗段12。平移过程中，料篮30处于过渡槽130的漂洗液位以下。

料篮30在漂洗段12的多个漂洗槽120中依次进行转动漂洗，具体地，料篮30在另一第一机械手41的移载下依次进入6号槽、7号槽、8号槽和9号槽中进入漂洗。其中，6号槽、7号槽、8号槽中的漂洗液依次循环。具体地，8号槽的出水口连通于7号槽，7号槽的出水口连通于6号槽，6号槽的出水口连通于过渡区13的5号槽。从而实现漂洗水再利用。9号槽具有加热功能，料篮30在9号槽的热水中进行漂洗。

该另一第一机械手41将料篮30移至下料台102，料篮30在下料台102处沥干。经9号槽热水漂洗的料篮，更易于沥干。

利用试剂洗时，方法与上述步骤大致相同，仅需将试剂清洗段11的试剂槽110中换成所需的试剂即可。

第四步，使料篮30在干燥部20进行干燥；

干燥过程中，料篮30在干燥箱21中与干燥箱21相对静止。具体地，可包括步骤：(1)将料篮30置于干燥箱21。第二机械手41将沥干的料篮30置入干燥箱21。此时，可用驱动机构实现箱盖210的开闭；(2)利用抽真空机构22对干燥箱21抽真空，以使得干燥箱21内部保持一定的真空度。用真空泵抽真空，由于清洗后的多晶硅料表面可能残留水分，冷凝过滤器222可将抽出的水蒸气变为液态水；(3)利用供气机构23向干燥箱21供气。供气机构23向干燥箱21供给净化气体，消除干燥箱11内部的负压，便于取出料篮30。空气过滤器2232，可对空气进行净化，避免引入污染。

第五步，从料篮30中取出原料，对原料进行包装。包装后，可进一步避免原料在后续的保存或运输过程中被污染。

本发明的原料处理设备解决了现有技术的原料处理自动化程度低、易引入污染的问题。本发明的原料处理设备利用料篮移载器40移载装有原料的料篮30，自动完成清洗与干燥，自动化程度高、有利于提高清洗效率；并且，该清洗部11的多个清洗槽设置，兼备酸洗与试剂洗的功能；清洗槽之间的溢流及回流循环，有利于节约清洗试剂及清洗用水；干燥过程不产生碎屑或粉末，此外，整个清洗过程不引入金属、氧、碳等杂质污染。本发明的原料处理方法使用如上所述的原料处理设备，不仅清洗干燥效率高，还可提供即可包装的、表面清洗质量高、不引入杂质污染的原料。

Claims (16)

1.原料处理设备，其特征在于，包括料篮(30)、料篮移载器(40)、清洗部(10)和干燥部(20)，所述料篮(30)用于承载待处理的原料，所述料篮(30)具有多个开口，所述料篮(30)在所述料篮移载器(40)的带动下，进入所述清洗部(10)进行清洗、并在所述干燥部(20)进行干燥，所述干燥部(20)包括至少一个干燥箱(21)、抽真空机构(22)以及供气机构(23)，所述抽真空机构(22)、供气机构(23)均与所述至少一个干燥箱(21)相连通。

2.如权利要求1所述的原料处理设备，其特征在于，所述清洗部(10)包括依次设置的试剂清洗段(11)和漂洗段(12)，所述试剂清洗段(11)包括多个试剂槽(110)，所述漂洗段(12)包括多个漂洗槽(120)，所述试剂槽(110)或漂洗槽(120)为聚丙烯或者聚偏氟乙烯材质制成。

3.如权利要求2所述的原料处理设备，其特征在于，多个所述试剂槽(110)均具有快排结构，多个所述试剂槽(110)中，至少一个所述试剂槽(110)对应连通于一个副槽，所述副槽通过管道连通于对应的所述试剂槽(110)，所述管道上设置循环泵。

4.如权利要求2所述的原料处理设备，其特征在于，所述试剂槽(110)或漂洗槽(120)内设置驱动结构，所述驱动结构包括机械连接的驱动器及传动结构，所述驱动器驱动所述传动结构转动，所述料篮(30)具有与所述传动结构相匹配的传动配合结构，所述料篮(30)在所述传动配合结构与所述传动结构的配合下转动。

5.如权利要求2所述的原料处理设备，其特征在于，所述清洗部(10)的试剂清洗段(11)和所述漂洗段(12)之间具有过渡区(13)，所述过渡区(13)隔离所述试剂清洗段(11)及所述漂洗段(12)，所述过渡区(13)包括至少一个过渡槽(130)，所述过渡槽(130)的出水口与一个所述试剂槽(110)相连通。

6.如权利要求1所述的原料处理设备，其特征在于，所述清洗部(10)包括依次设置的试剂清洗段(11)和漂洗段(12)，所述漂洗段(12)包括多个漂洗槽(120)，所述多个漂洗槽(120)中，至少一个靠近所述干燥部(20)的漂洗槽(120)具有加热结构，所述清洗部(10)具有位于所述漂洗段(12)远离所述试剂清洗段(11)的下料台(102)，所述下料台(102)具有沥水结构。

7.如权利要求1所述的原料处理设备，其特征在于，所述抽真空机构(22)通过抽气管路(221)连通每个所述干燥箱(21)，在所述抽气管路(221)上具有第一阀门(222)，供气机构(23)通过供气管路(231)连通每个所述干燥箱(21)，所述供气管路(231)具有第二阀门(232)。

8.如权利要求7所述的原料处理设备，其特征在于，所述抽真空机构(22)的抽气管路(221)上具有冷凝过滤器(223)，所述冷凝过滤器(223)位于所述第一阀门(222)远离所述干燥箱(21)的一侧，所述供气机构(23)的供气管路(231)上具有空气过滤器(233)，所述空气过滤器(233)位于所述第二阀门(232)远离所述干燥箱(21)的一侧。

9.如权利要求1至8中任一项所述的原料处理设备，其特征在于，所述干燥箱(21)包括箱盖(210)和箱体(211)，所述箱体(211)内设置有用于支撑所述料篮(30)的支架，所述干燥箱(21)的外部具有传动机构，所述传动机构实现所述箱盖(210)的开闭。

10.如权利要求1至8中任一项所述的原料处理设备，其特征在于，所述料篮移载器(40)包括至少一个第一机械手(41)和至少一个第二机械手(42)，所述第一机械手(41)对应移载清洗部(10)的料篮(30)，所述第二机械手(42)对应移载干燥部(20)的料篮(30)。

11.原料处理方法，其特征在于，包括步骤：

提供原料以及如权利要求1至10中任一项所述的原料处理设备；

将所述原料装入料篮(30)，利用所述料篮移载器(40)移载所述料篮(30)；

使所述料篮(30)在所述清洗部(10)进行清洗；以及

使所述料篮(30)在所述干燥部(20)进行干燥。

12.如权利要求11所述的原料处理方法，其特征在于，所述清洗部(10)包括驱动结构，所述料篮(30)具有与所述驱动结构相匹配的传动配合结构，所述料篮(30)在所述清洗部(10)进行清洗时，所述料篮(30)在所述传动配合结构与所述驱动结构的配合下转动；所述料篮(30)在所述干燥部(20)进行干燥时，所述料篮(30)相对于所述干燥箱(21)静止。

13.如权利要求11或12所述的原料处理方法，其特征在于，所述清洗部(10)包括依次设置的试剂清洗段(11)和漂洗段(12)，使料篮(30)在所述清洗部(10)进行清洗，包括在所述试剂清洗段(11)进行试剂洗的步骤，以及在所述漂洗段(12)进行纯水漂洗的步骤。

14.如权利要求13所述的原料处理方法，其特征在于，所述漂洗段(12)设有多个漂洗槽(120)，多个所述漂洗槽(120)中，至少一个靠近所述干燥部(20)的漂洗槽(120)具有加热结构，所述清洗部(10)还具有沥水结构，使所述料篮(30)在所述干燥部(20)进行干燥之前，所述料篮(30)在所述漂洗段(12)依次进行热水漂洗及沥干。

15.如权利要求11所述的原料处理方法，其特征在于，使所述料篮(30)在所述干燥部(20)进行干燥，包括步骤：

将所述料篮(30)置于干燥箱(21)；

利用抽真空机构(22)对所述干燥箱(21)抽真空；以及

利用供气机构(23)向所述干燥箱(21)供气。

16.如权利要求11或15所述的原料处理方法，其特征在于，使所述料篮(30)在所述干燥部(20)进行干燥之后，还包括从所述料篮(30)中取出原料，以及对原料进行包装的步骤。