CN109162925A - 一种用于铸锭炉的防回流真空泵 - Google Patents

一种用于铸锭炉的防回流真空泵 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于铸锭炉的防回流真空泵，包括壳体，壳体的内部横向设置有隔板，隔板与壳体内壁之间形成抽空腔室一和抽空腔室二，壳体的两侧且位于抽空腔室二的底部分别设置有进风口和控制箱，抽空腔室二的顶部且位于控制箱的上方设置有主出口，抽空腔室一的一侧且位于主出口的上方设置有与主出口相配合的副出口，主出口内部且位于抽空腔室二与副出口之间设置有单向阀，主出口上且位于副出口远离单向阀的一侧卡套有防回流机构，且控制箱与防回流机构电连接。有益效果：真空泵在输出大功率的同时可以减小能耗；在真空泵出现故障时，外界气体不能通过主出口回流，真空泵内的机械油也无法通过进风口倒流入铸锭炉内。

Description

一种用于铸锭炉的防回流真空泵
技术领域
本发明涉及真空泵技术领域，具体来说，涉及一种用于铸锭炉的防回流真空泵。
背景技术
硅是自然界常见的一种化学元素，其熔点为1414℃，用于太阳能级多晶硅纯度一般在99.99％以上。多晶硅铸锭炉是一种专业的硅重熔设备，用于生产大量合格的太阳能用多晶硅铸锭。生产中，将达到一定纯度要求的多晶硅装入炉中，按工艺要求加热熔化、定向长晶、热处理、冷却出炉。针对多晶硅铸锭行业工艺的特殊性，在开始炉子抽空阶段，要求能快速的抽到0.8Pa以下的压力，在熔解和冷却阶段需要充入氮气防止氧化，并保持炉内氮气压力在60000Pa，此时需要真空系统能长时间进行维持。
目前，现在使用多晶铸锭炉的大部分厂家都使用真空泵直接抽真空，真空泵与铸锭炉之间直接由抽气管相连通，若真空泵在使用过程中出现故障，如电机故障、皮带断裂、主轴断裂等，真空泵将停止工作。进而导致铸锭炉内的压力低于外界大气压，两者之间形成较大压力差，导致外界气体回流炉腔，从而导致真空泵内的机械油会通过抽气管倒流至炉腔内，由于炉腔内温度很高，机械油呈雾状直接喷入铸锭炉内，导致炉腔内的晶锭、加热器等被污染，直接报废，全部更换新零件，给厂家带来巨大的损失。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种用于铸锭炉的防回流真空泵，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种用于铸锭炉的防回流真空泵，包括壳体，所述壳体的内部横向设置有隔板，所述隔板与所述壳体内壁之间形成抽空腔室一和抽空腔室二，所述壳体的两侧且位于所述抽空腔室二的底部分别设置有进风口和控制箱，所述抽空腔室二的顶部且位于所述控制箱的上方设置有主出口，所述抽空腔室一的一侧且位于所述主出口的上方设置有与所述主出口相配合的副出口，所述主出口内部且位于所述抽空腔室二与所述副出口之间设置有单向阀，所述主出口上且位于所述副出口远离所述单向阀的一侧卡套有防回流机构，且所述控制箱与所述防回流机构电连接。
进一步的，所述隔板上纵向穿插设置有转轴一和位于所述转轴一一侧的转轴二，所述转轴一的一端与所述转轴二的一端与所述抽空腔室二的内壁连接，所述转轴一的另一端与所述转轴二的另一端贯穿所述抽空腔室一并延伸至所述抽空腔室一外部，所述转轴一上且位于所述抽空腔室一和所述抽空腔室二的内部分别套设有转子元件一和转子元件二，所述转轴二上且位于所述抽空腔室一和所述抽空腔室二的内部分别套设有转子元件三和转子元件四，并且，所述转子元件一与所述转子元件三相啮合，所述转子元件二与所述转子元件四相啮合。
进一步的，所述转轴一上且位于所述壳体外部套设置有齿轮一，所述转轴二上且位于所述壳体外部套设置有与所述齿轮一相啮合的齿轮二，所述转轴一的另一端设置有与所述控制箱电连接的电机一。
进一步的，所述隔板上且位于所转轴一与所述壳体内壁之间开设有通孔。
进一步的，所述抽空腔室二远离所述隔板的一侧内壁设置有与所述转轴二相配合的磁铁，所述转轴二上设置有与所述磁铁相配合的霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述控制箱及所述防回流机构之间依次电连接。
进一步的，所述控制箱内设置有计数器和位于所述计数器一侧的控制器，所述霍尔传感器与所述计数器、所述控制器及所述防回流机构之间依次电连接。
进一步的，所述防回流机构包括固定板、固定轴、活动圈、滑槽、弧形齿条、驱动齿轮、活动轴一、活动轴二、活动轴三、活动轴四、连杆、活动板、固定圈和电机二。
进一步的，所述固定板一侧设有所述活动圈，所述活动圈上均匀设有若干滑槽，并且，所述滑槽与设置在所述固定板上的若干所述固定轴相配合，所述活动圈上端设有所述弧形齿条，所述弧形齿条啮合所述驱动齿轮，所述驱动齿轮中间位置通过所述活动轴一与所述固定板连接，所述驱动齿轮的中间位置与设置在所述固定板上的所述电机二的输出轴连接，所述活动圈上且位于所述滑槽内侧均匀设有若干与所述滑槽相对应的所述活动轴二，所述活动轴二通过所述连杆与设置在所述活动板一端的所述活动轴三活动连接，所述活动板另一端通过所述活动轴四分别与位于所述活动板两侧所述固定板和所述固定圈连接，所述固定圈远离所述活动板一侧与所述主出口靠近所述壳体的一侧连接。
进一步的，所述固定轴与所述活动板个数分别均为五个，所述活动板两侧均设有密封条。
进一步的，所述计数器型号为HB48型或HB72型智能双数显计测器，所述控制器型号为单片机STC12C5A60S2。
本发明的有益效果为：通过在壳体内部设置隔板，从而使得隔板将壳体分割成抽空腔室一和抽空腔室二，进而可以确保在不同的工作条件下，真空泵在输出大功率的同时可以减小能耗；通过设置单向阀和防回流机构，从而使得在真空泵出现故障时，外界气体不能通过主出口回流，进而真空泵内的机械油也无法通过进风口倒流入铸锭炉内，进而杜绝了机械油污染铸锭炉腔内的晶锭、加热器等，进而为厂家节约了大量的成本，不会对生产造成影响。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种用于铸锭炉的防回流真空泵的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的一种用于铸锭炉的防回流真空泵的防回流机构的结构示意图。
图中：
1、壳体；2、隔板；3、抽空腔室一；4、抽空腔室二；5、进风口；6、控制箱；7、主出口；8、副出口；9、单向阀；10、防回流机构；1001、固定板；1002、固定轴；1003、活动圈；1004、滑槽；1005、弧形齿条；1006、驱动齿轮；1007、活动轴一；1008、活动轴二；1009、活动轴三；1010、活动轴四；1011、连杆；1012、活动板；1013、固定圈；1014、电机二；11、转轴一；12、转轴二；13、转子元件一；14、转子元件二；15、转子元件三；16、转子元件四；17、齿轮一；18、齿轮二；19、电机一；20、通孔；21、磁铁；22、霍尔传感器；23、计数器；24、控制器。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种用于铸锭炉的防回流真空泵。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1-2所示，根据本发明实施例的用于铸锭炉的防回流真空泵，包括壳体1，所述壳体1的内部横向设置有隔板2，所述隔板2与所述壳体1内壁之间形成抽空腔室一3和抽空腔室二4，所述壳体1的两侧且位于所述抽空腔室二4的底部分别设置有进风口5和控制箱6，所述抽空腔室二4的顶部且位于所述控制箱6的上方设置有主出口7，所述抽空腔室一3的一侧且位于所述主出口7的上方设置有与所述主出口7相配合的副出口8，所述主出口7内部且位于所述抽空腔室二4与所述副出口8之间设置有单向阀9，所述主出口7上且位于所述副出口8远离所述单向阀9的一侧卡套有防回流机构10，且所述控制箱6与所述防回流机构10电连接。
借助于上述技术方案，通过在壳体1内部设置隔板2，从而使得隔板2将壳体1分割成抽空腔室一3和抽空腔室二4，进而可以确保在不同的工作条件下，真空泵在输出大功率的同时可以减小能耗；通过设置单向阀9和防回流机构10，从而使得在真空泵出现故障时，外界气体不能通过主出口7回流，进而真空泵内的机械油也无法通过进风口5倒流入铸锭炉内，进而杜绝了机械油污染铸锭炉腔内的晶锭、加热器等，进而为厂家节约了大量的成本，不会对生产造成影响。
在一个实施例中，对于上述隔板2来说，所述隔板2上纵向穿插设置有转轴一11和位于所述转轴一11一侧的转轴二12，所述转轴一11的一端与所述转轴二12的一端与所述抽空腔室二4的内壁连接，所述转轴一11的另一端与所述转轴二12的另一端贯穿所述抽空腔室一3并延伸至所述抽空腔室一3外部，所述转轴一11上且位于所述抽空腔室一3和所述抽空腔室二4的内部分别套设有转子元件一13和转子元件二14，所述转轴二12上且位于所述抽空腔室一3和所述抽空腔室二4的内部分别套设有转子元件三15和转子元件四16，并且，所述转子元件一13与所述转子元件三15相啮合，所述转子元件二14与所述转子元件四16相啮合。
在一个实施例中，对于上述转轴一11来说，所述转轴一11上且位于所述壳体1外部套设置有齿轮一17，所述转轴二12上且位于所述壳体1外部套设置有与所述齿轮一17相啮合的齿轮二18，所述转轴一11的另一端设置有与所述控制箱6电连接的电机一19。
在一个实施例中，对于上述隔板2来说，所述隔板2上且位于所转轴一11与所述壳体1内壁之间开设有通孔20。
在一个实施例中，对于上述抽空腔室二4来说，所述抽空腔室二4远离所述隔板2的一侧内壁设置有与所述转轴二12相配合的磁铁21，所述转轴二12上设置有与所述磁铁21相配合的霍尔传感器22，所述霍尔传感器22与所述控制箱6及所述防回流机构10之间依次电连接。
在一个实施例中，对于上述控制箱6来说，所述控制箱6内设置有计数器23和位于所述计数器23一侧的控制器24，所述霍尔传感器22与所述计数器23、所述控制器24及所述防回流机构10之间依次电连接。
在一个实施例中，对于上述防回流机构10来说，所述防回流机构10包括固定板1001、固定轴1002、活动圈1003、滑槽1004、弧形齿条1005、驱动齿轮1006、活动轴一1007、活动轴二1008、活动轴三1009、活动轴四1010、连杆1011、活动板1012、固定圈1013和电机二1014。
在一个实施例中，对于上述固定板1001来说，所述固定板1001一侧设有所述活动圈1003，所述活动圈1003上均匀设有若干滑槽1004，并且，所述滑槽1004与设置在所述固定板1001上的若干所述固定轴1002相配合，所述活动圈1003上端设有所述弧形齿条1005，所述弧形齿条1005啮合所述驱动齿轮1006，所述驱动齿轮1006中间位置通过所述活动轴一1007与所述固定板1001连接，所述驱动齿轮1006的中间位置与设置在所述固定板1001上的所述电机二1014的输出轴连接，所述活动圈1003上且位于所述滑槽1004内侧均匀设有若干与所述滑槽1004相对应的所述活动轴二1008，所述活动轴二1008通过所述连杆1011与设置在所述活动板1012一端的所述活动轴三1009活动连接，所述活动板1012另一端通过所述活动轴四1010分别与位于所述活动板1012两侧所述固定板1001和所述固定圈1013连接，所述固定圈1013远离所述活动板1012一侧与所述主出口7靠近所述壳体1的一侧连接。
在一个实施例中，对于上述固定轴1002来说，所述固定轴1002与所述活动板1012个数分别均为五个，所述活动板1012两侧均设有密封条。
在一个实施例中，对于上述计数器23来说，所述计数器23型号为HB48型或HB72型智能双数显计测器，所述控制器24型号为单片机STC12C5A60S2。
工作原理：真空泵在具体使用时，进风口5与铸锭炉连接，真空泵通电运行，此时电机一19驱动转轴一11运动，进而使得转轴一11通过齿轮一17和齿轮二18驱动转轴二12运动，进而使得转轴一11上的转子元件一13和转子元件二14分别与转轴二12上的转子元件三15和转子元件四16相啮合运动，进而转子元件一13与转子元件三15相啮合对抽空腔室一3内部的空气进行压缩从副出口8进入主出口7中，同时转子元件二14与转子元件四16相啮合对抽空腔室二4内部的空气进行压缩进入主出口7中，进而实现对铸锭炉进行抽真空操作；
当真空泵在运行过程中出现故障时，转轴二12上的霍尔传感器22与磁铁21相配合，利用霍尔传感器22测出转轴二12转速，并传入到计数器23中，在计数器23中设定报警转速，低于该转速则会使得控制器24控制防回流机构10运行，进而使得防回流机构10中电机二1014运动，进而使得电机二1014通过活动轴一1007带动驱动齿轮1006运动，进而使得驱动齿轮1006通过弧形齿条1005驱动活动圈1003运动，进而使得活动圈1003通过连杆1011驱动活动板1012运动，进而使得活动板1012与固定圈1013紧密贴合，进而完成对主出口7的封堵，进而使得可及时对故障进行处理，防止真空泵故障对铸锭炉铸锭产生影响，提高了铸锭炉运行的稳定。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过在壳体1内部设置隔板2，从而使得隔板2将壳体1分割成抽空腔室一3和抽空腔室二4，进而可以确保在不同的工作条件下，真空泵在输出大功率的同时可以减小能耗；通过设置单向阀9和防回流机构10，从而使得在真空泵出现故障时，外界气体不能通过主出口7回流，进而真空泵内的机械油也无法通过进风口5倒流入铸锭炉内，进而杜绝了机械油污染铸锭炉腔内的晶锭、加热器等，进而为厂家节约了大量的成本，不会对生产造成影响。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于铸锭炉的防回流真空泵，其特征在于，包括壳体(1)，所述壳体(1)的内部横向设置有隔板(2)，所述隔板(2)与所述壳体(1)内壁之间形成抽空腔室一(3)和抽空腔室二(4)，所述壳体(1)的两侧且位于所述抽空腔室二(4)的底部分别设置有进风口(5)和控制箱(6)，所述抽空腔室二(4)的顶部且位于所述控制箱(6)的上方设置有主出口(7)，所述抽空腔室一(3)的一侧且位于所述主出口(7)的上方设置有与所述主出口(7)相配合的副出口(8)，所述主出口(7)内部且位于所述抽空腔室二(4)与所述副出口(8)之间设置有单向阀(9)，所述主出口(7)上且位于所述副出口(8)远离所述单向阀(9)的一侧卡套有防回流机构(10)，且所述控制箱(6)与所述防回流机构(10)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于铸锭炉的防回流真空泵，其特征在于，所述隔板(2)上纵向穿插设置有转轴一(11)和位于所述转轴一(11)一侧的转轴二(12)，所述转轴一(11)的一端与所述转轴二(12)的一端与所述抽空腔室二(4)的内壁连接，所述转轴一(11)的另一端与所述转轴二(12)的另一端贯穿所述抽空腔室一(3)并延伸至所述抽空腔室一(3)外部，所述转轴一(11)上且位于所述抽空腔室一(3)和所述抽空腔室二(4)的内部分别套设有转子元件一(13)和转子元件二(14)，所述转轴二(12)上且位于所述抽空腔室一(3)和所述抽空腔室二(4)的内部分别套设有转子元件三(15)和转子元件四(16)，并且，所述转子元件一(13)与所述转子元件三(15)相啮合，所述转子元件二(14)与所述转子元件四(16)相啮合。
3.根据权利要求2所述的一种用于铸锭炉的防回流真空泵，其特征在于，所述转轴一(11)上且位于所述壳体(1)外部套设置有齿轮一(17)，所述转轴二(12)上且位于所述壳体(1)外部套设置有与所述齿轮一(17)相啮合的齿轮二(18)，所述转轴一(11)的另一端设置有与所述控制箱(6)电连接的电机一(19)。
4.根据权利要求3所述的一种用于铸锭炉的防回流真空泵，其特征在于，所述隔板(2)上且位于所转轴一(11)与所述壳体(1)内壁之间开设有通孔(20)。
5.根据权利要求4所述的一种用于铸锭炉的防回流真空泵，其特征在于，所述抽空腔室二(4)远离所述隔板(2)的一侧内壁设置有与所述转轴二(12)相配合的磁铁(21)，所述转轴二(12)上设置有与所述磁铁(21)相配合的霍尔传感器(22)，所述霍尔传感器(22)与所述控制箱(6)及所述防回流机构(10)之间依次电连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于铸锭炉的防回流真空泵，其特征在于，所述控制箱(6)内设置有计数器(23)和位于所述计数器(23)一侧的控制器(24)，所述霍尔传感器(22)与所述计数器(23)、所述控制器(24)及所述防回流机构(10)之间依次电连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于铸锭炉的防回流真空泵，其特征在于，所述防回流机构(10)包括固定板(1001)、固定轴(1002)、活动圈(1003)、滑槽(1004)、弧形齿条(1005)、驱动齿轮(1006)、活动轴一(1007)、活动轴二(1008)、活动轴三(1009)、活动轴四(1010)、连杆(1011)、活动板(1012)、固定圈(1013)和电机二(1014)。
8.根据权利要求7所述的一种用于铸锭炉的防回流真空泵，其特征在于，所述固定板(1001)一侧设有所述活动圈(1003)，所述活动圈(1003)上均匀设有若干滑槽(1004)，并且，所述滑槽(1004)与设置在所述固定板(1001)上的若干所述固定轴(1002)相配合，所述活动圈(1003)上端设有所述弧形齿条(1005)，所述弧形齿条(1005)啮合所述驱动齿轮(1006)，所述驱动齿轮(1006)中间位置通过所述活动轴一(1007)与所述固定板(1001)连接，所述驱动齿轮(1006)的中间位置与设置在所述固定板(1001)上的所述电机二(1014)的输出轴连接，所述活动圈(1003)上且位于所述滑槽(1004)内侧均匀设有若干与所述滑槽(1004)相对应的所述活动轴二(1008)，所述活动轴二(1008)通过所述连杆(1011)与设置在所述活动板(1012)一端的所述活动轴三(1009)活动连接，所述活动板(1012)另一端通过所述活动轴四(1010)分别与位于所述活动板(1012)两侧所述固定板(1001)和所述固定圈(1013)连接，所述固定圈(1013)远离所述活动板(1012)一侧与所述主出口(7)靠近所述壳体(1)的一侧连接。
9.根据权利要求8所述的一种用于铸锭炉的防回流真空泵，其特征在于，所述固定轴(1002)与所述活动板(1012)个数分别均为五个，所述活动板(1012)两侧均设有密封条。
10.根据权利要求6所述的一种用于铸锭炉的防回流真空泵，其特征在于，所述计数器(23)型号为HB48型或HB72型智能双数显计测器，所述控制器(24)型号为单片机STC12C5A60S2。
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