CN109355698B - 单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调节导流筒外屏高度的单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，其特征是所述外屏包括上外屏、下外屏，上外屏下部设有上外屏连接部，下外屏上部设有下外屏连接部，均为轴向直壁段，上外屏连接部的外径为下外屏连接部的内径，上外屏连接部与下外屏连接部之间由连接装置连接固定，达到调节外屏的高度，并将上外屏与下外屏连接成一体；相应内屏包括上内屏、下内屏，上内屏连接部的外径为下内屏连接部的内径，上内屏连接部可在下内屏连接部内滑动；本发明方法可靠，结构简单，导流筒的外屏、内屏采用模块化组装，具有高度可调的特点，可满足不同热场的需要，还能单独更换，节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种单晶炉热场零件，具体地说是一种单晶炉用导流筒，特别是涉及一种可调节导流筒外屏高度的单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法及导流筒外屏和导流筒。
背景技术
导流筒是单晶硅拉制炉热场系统的关键元件之一，主要用于控制热场的轴向温度梯度和引导氩气流。导流筒阻隔单晶炉体以及熔硅对晶体的热辐射，利于晶体散热，形成晶体生长所需的温度梯度，以提高晶体生长速度；引导由单晶炉顶从上向下吹的氩气集中地喷吹到固液界面附近，维持其清洁度，同时更加有利于晶体散热，加大晶体生长所需的温度梯度，以提高晶体生长速度；对高温硅熔体起保温作用，节约能源。目前，导流筒的外屏一般采用碳/碳复合材料，其具有高强度、耐冲刷、寿命长、安全可靠等特点。虽说内屏一般为石墨材质，但由于其所处环境清洁、安全，也有较长的使用寿命。
近几年，单晶炉热场大尺寸化的速度越来越快，为了尽可能的利用现有设备，单晶厂商充分挖掘热场潜能，通过新材料的应用，不断升级扩容，增加投料量。其中一种方法是通过增加轴向空间来加高坩埚。由于导流筒与坩埚属匹配关系，因此，导流筒的高度也要随坩埚的增高而增高。这样，导流筒的外屏与内屏往往在失效前就因热场升级扩容而遭淘汰，形成了巨大的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种可调节导流筒外屏高度的单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法及导流筒外屏和导流筒。
本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，所述外屏包括上外屏、下外屏，上外屏下部设有上外屏连接部，下外屏上部设有下外屏连接部，均为轴向直壁段，上外屏连接部的外径为下外屏连接部的内径，上外屏连接部与下外屏连接部之间由连接装置连接固定，达到调节外屏的高度，并将上外屏与下外屏连接成一体。
本发明所述连接装置包括在上外屏连接部上设有外螺纹，下外屏连接部上设有内螺纹；上外屏连接部与下外屏连接部之间通过螺纹连接将上外屏与下外屏连接成一体并达到调节外屏的高度。
为防止上外屏、下外屏之间发生滑动，本发明上外屏连接部上设有止滑螺孔。
为提醒导流筒外屏已达设计最大高度，本发明下外屏连接部上设有警示槽。
一种导流筒外屏，它包括上外屏、下外屏，上外屏下部设有上外屏连接部，下外屏上部设有下外屏连接部，均为轴向直壁段，上外屏连接部上设有外螺纹，下外屏连接部上设有内螺纹；上外屏连接部与下外屏连接部之间通过螺纹连接将上外屏与下外屏连接成一体并达到调节外屏的高度。
为防止上外屏、下外屏之间发生滑动，本发明上外屏连接部上设有止滑螺孔。
为提醒导流筒外屏已达设计最大高度，本发明下外屏连接部上设有警示槽。
一种采用如上所述导流筒外屏的导流筒，它包括内屏，所述内屏包括上内屏、下内屏，上内屏下部设有上内屏连接部，下内屏上部设有下内屏连接部，均为轴向直壁段，上内屏连接部的外径为下内屏连接部的内径，上内屏连接部可在下内屏连接部内滑动。
本发明所述连接装置包括在上外屏连接部上沿其轴向至少设有2组定位通孔，每一组定位通孔均布在上外屏连接部的同一高度上，下外屏连接部上设有1组定位螺孔；上外屏连接部与下外屏连接部之间由定位螺栓通过定位通孔、定位螺孔将上外屏与下外屏连接成一体并达到调节外屏的高度。
一种导流筒外屏，它包括上外屏、下外屏，上外屏下部设有上外屏连接部，下外屏上部设有下外屏连接部，均为轴向直壁段，上外屏连接部的外径为下外屏连接部的内径，上外屏连接部上沿其轴向至少设有2组定位通孔，每一组定位通孔均布在上外屏连接部的同一高度上，下外屏连接部上设有1组定位螺孔；上外屏连接部与下外屏连接部之间由定位螺栓通过定位通孔、定位螺孔将上外屏与下外屏连接成一体并达到调节外屏的高度。
一种采用如上所述导流筒外屏的导流筒，它包括内屏，所述内屏包括上内屏、下内屏，上内屏下部设有上内屏连接部，下内屏上部设有下内屏连接部，均为轴向直壁段，上内屏连接部的外径为下内屏连接部的内径，上内屏连接部可在下内屏连接部内滑动。
本发明所述连接装置包括在上外屏连接部上沿其轴向设有1组定位通槽，下外屏连接部上设有1组定位螺孔；上外屏连接部与下外屏连接部之间由定位螺栓通过定位通槽、定位螺孔将上外屏与下外屏连接成一体并达到调节外屏的高度。
一种导流筒外屏，它包括上外屏、下外屏，上外屏下部设有上外屏连接部，下外屏上部设有下外屏连接部，均为轴向直壁段，上外屏连接部的外径为下外屏连接部的内径，上外屏连接部上沿其轴向设有1组定位通槽，下外屏连接部上设有1组定位螺孔；上外屏连接部与下外屏连接部之间由定位螺栓通过定位通槽、定位螺孔将上外屏与下外屏连接成一体并达到调节外屏的高度。
一种采用如上所述导流筒外屏的导流筒，它包括内屏，所述内屏包括上内屏、下内屏，上内屏下部设有上内屏连接部，下内屏上部设有下内屏连接部，均为轴向直壁段，上内屏连接部的外径为下内屏连接部的内径，上内屏连接部可在下内屏连接部内滑动。
由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，导流筒的外屏、内屏采用模块化组装，具有高度可调的特点，可满足不同热场的需要；同时，当导流筒某一零部件出现损坏后，还能单独更换，进一步节约了成本，且外屏设有一段轴向直壁段，既不会影响单晶炉内气氛流动，又能最大程度的增大导流筒的空间，可增加其内侧保温毡用量，提升其整体保温性；内屏也设有一段轴向直壁段，有利于晶体散热，可加大晶体生长所需的温度梯度，提高晶体生长速度。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例1上外屏2的结构示意图；
图3是本发明实施例1下外屏6的结构示意图；
图4是本发明实施例1上内屏1的结构示意图；
图5是本发明实施例1下内屏4的结构示意图；
图6是本发明实施例2的结构示意图；
图7是本发明实施例2上外屏2的结构示意图；
图8是本发明实施例2下外屏6的结构示意图；
图9是本发明实施例3的结构示意图；
图10是本发明实施例3上外屏2的结构示意图；
图11是本发明实施例3下外屏6的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
由图1、图2、图3、图4、图5可知，一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，所述外屏包括上外屏2、下外屏6，上外屏2下部设有上外屏连接部22，下外屏6上部设有下外屏连接部61，均为轴向直壁段，上外屏连接部22的外径为下外屏连接部61的内径，上外屏连接部22与下外屏连接部61之间由连接装置连接固定，达到调节外屏的高度，并将上外屏2与下外屏6连接成一体。
本发明所述连接装置包括在上外屏连接部22上设有外螺纹23，下外屏连接部61上设有内螺纹63；上外屏连接部22与下外屏连接部61之间通过螺纹连接将上外屏2与下外屏6连接成一体并达到调节外屏的高度。
为防止上外屏2、下外屏6之间发生滑动，本发明上外屏连接部22上设有止滑螺孔21。
为提醒导流筒外屏已达设计最大高度，本发明下外屏连接部61上设有警示槽62。
一种导流筒外屏，它包括上外屏2、下外屏6，上外屏2下部设有上外屏连接部22，下外屏6上部设有下外屏连接部61，均为轴向直壁段，上外屏连接部22上设有外螺纹23，下外屏连接部61上设有内螺纹63；上外屏连接部22与下外屏连接部61之间通过螺纹连接将上外屏2与下外屏6连接成一体并达到调节外屏的高度。
为防止上外屏2、下外屏6之间发生滑动，本发明上外屏连接部22上设有止滑螺孔21。
为提醒导流筒外屏已达设计最大高度，本发明下外屏连接部61上设有警示槽62。
一种采用如上所述导流筒外屏的导流筒，它包括内屏，所述内屏包括上内屏1、下内屏4，上内屏1下部设有上内屏连接部11，下内屏4上部设有下内屏连接部41，均为轴向直壁段，上内屏连接部11的外径为下内屏连接部41的内径，上内屏连接部11可在下内屏连接部41内滑动。
本实施例将上外屏2、下外屏6之间通过螺纹连接，以达到调整其外屏的高度。使用时，首先将上外屏连接部22旋入下外屏连接部61，旋入深度以满足外屏所需高度为准；将止滑螺栓3拧入止滑螺孔21内，防止上外屏2、下外屏6之间发生滑动。止滑螺栓3设在保温层5一侧，有利于减少气流阻力，也能保护止滑螺栓3，避免出现止滑螺栓3受腐蚀后掉落。在调整上外屏连接部22旋入位置时，警示槽62用于提醒外屏高度已达设计最大高度。如继续调整增高外屏高度，可能导致上外屏2、下外屏6之间的螺纹连接高度不够，出现连接强度降低的风险；同时，可能导致上内屏1、下内屏4之间无有效搭接段，出现内部保温层5裸露的风险。为了便于观察警示槽62，上外屏2非法兰端的内侧进行倒圆角处理，以减少视线阻挡区。下外屏6近上外屏2一端与上内屏1的非法兰端也进行倒圆角处理，确保单晶炉内气氛的顺畅流动，减少对外屏、内屏的腐蚀。
然后，预估保温软毡用量，均匀铺设到组合后的外屏里。或将设计好的保温硬毡放置到外屏里。若内部填充保温层5为软毡，可根据组装后的情况，适当调节软毡用量。
再将下内屏4定位安放于下外屏6的止口上，上内屏1安放于上外屏2的法兰上，上内屏1与下内屏4之间的搭接处，不需连接紧固，接触即可。在搭接处，根据气流流动方向，将上内屏1置于近导流筒中心一侧，下内屏4置于远导流筒中心一侧，有利于减少气流阻力，还能保护内部保温毡。
本实施例可实现对导流筒外屏高度的无级调节。
本发明导流筒的外屏、内屏采用模块化组装，具有高度可调的特点，可满足不同热场的需要；同时，当导流筒某一零部件出现损坏后，还能单独更换，进一步节约了成本，且外屏设有一段轴向直壁段，既不会影响单晶炉内气氛流动，又能最大程度的增大导流筒的空间，可增加其内侧保温毡用量，提升其整体保温性；内屏设有一段轴向直壁段，有利于晶体散热，可加大晶体生长所需的温度梯度，提高晶体生长速度。
实施例2：
由图6、图7、图8可知，本发明所述连接装置包括在上外屏连接部22上沿其轴向至少设有2组定位通孔24，每一组定位通孔24均布在上外屏连接部22的同一高度上，下外屏连接部61上设有1组定位螺孔64；上外屏连接部22与下外屏连接部61之间由定位螺栓7通过定位通孔24、定位螺孔64将上外屏2与下外屏6连接成一体并达到调节外屏的高度。
一种导流筒外屏，它包括上外屏2、下外屏6，上外屏2下部设有上外屏连接部22，下外屏6上部设有下外屏连接部61，均为轴向直壁段，上外屏连接部22的外径为下外屏连接部61的内径，上外屏连接部22上沿其轴向至少设有2组定位通孔24，每一组定位通孔24均布在上外屏连接部22的同一高度上，下外屏连接部61上设有1组定位螺孔64；上外屏连接部22与下外屏连接部61之间由定位螺栓7通过定位通孔24、定位螺孔64将上外屏2与下外屏6连接成一体并达到调节外屏的高度。
一种采用如上所述导流筒外屏的导流筒，它包括内屏，所述内屏包括上内屏1、下内屏4，上内屏1下部设有上内屏连接部11，下内屏4上部设有下内屏连接部41，均为轴向直壁段，上内屏连接部11的外径为下内屏连接部41的内径，上内屏连接部11可在下内屏连接部41内滑动。
本实施例在上外屏连接部22上设有5组定位通孔24，每一组定位通孔24（8个）均布在上外屏连接部22的同一高度上，下外屏连接部61上设有1组定位螺孔64（8个），也均布在下外屏连接部61的同一高度上；同一高度上相邻定位通孔24的孔距与相邻定位螺孔64的孔距相同。定位通孔24与定位螺孔64的位置设计，需要注意下外屏连接部61必须完全覆盖住上外屏连接部22上的定位通孔24，确保单晶炉内气氛不能直接穿透导流筒外屏，用以保护装配后在导流筒外屏内部的保温层5。
使用时，首先，根据外屏所需高度，确定采用那一组定位通孔24，再将定位螺栓7通过定位通孔24、定位螺孔64将上外屏2与下外屏6连接成一体。定位螺栓7的头部设在保温层5一侧，有利于减少气流阻力，也能避免出现定位螺栓7受腐蚀后掉落。
然后，预估保温软毡用量，均匀铺设到组合后的外屏里。或将设计好的保温硬毡放置到外屏里；若内部填充保温层5为软毡。可根据组装后的情况，适当调节软毡用量。
再将下内屏4定位安放于下外屏6的止口上，上内屏1安放于上外屏2的法兰上，上内屏1与下内屏4之间的搭接处，不需连接紧固，接触即可。在搭接处，根据气流流动方向，将上内屏1置于近导流筒中心一侧，下内屏4置于远导流筒中心一侧，有利于减少气流阻力，还能保护内部保温毡。
为确保单晶炉内气氛的顺畅流动，减少对外屏、内屏的腐蚀，下外屏6近上外屏2一端与上内屏1的非法兰端进行倒圆角处理。
本实施例可实现对导流筒外屏高度的有级调节。
余同实施例1。
实施例3：
由图9、图10、图11可知，本发明所述连接装置包括在上外屏连接部22上沿其轴向设有1组定位通槽25，下外屏连接部61上设有1组定位螺孔64；上外屏连接部22与下外屏连接部61之间由定位螺栓7通过定位通槽25、定位螺孔64将上外屏2与下外屏6连接成一体并达到调节外屏的高度。
一种导流筒外屏，它包括上外屏2、下外屏6，上外屏2下部设有上外屏连接部22，下外屏6上部设有下外屏连接部61，均为轴向直壁段，上外屏连接部22的外径为下外屏连接部61的内径，上外屏连接部22上沿其轴向设有1组定位通槽25，下外屏连接部61上设有1组定位螺孔64；上外屏连接部22与下外屏连接部61之间由定位螺栓7通过定位通槽25、定位螺孔64将上外屏2与下外屏6连接成一体并达到调节外屏的高度。
一种采用如上所述导流筒外屏的导流筒，它包括内屏，所述内屏包括上内屏1、下内屏4，上内屏1下部设有上内屏连接部11，下内屏4上部设有下内屏连接部41，均为轴向直壁段，上内屏连接部11的外径为下内屏连接部41的内径，上内屏连接部11可在下内屏连接部41内滑动。
本实施例在上外屏连接部22上设有1组定位通槽25（12个），下外屏连接部61上设有1组定位螺孔64（也为12个），相邻定位通槽25的槽距与相邻定位螺孔64的孔距相同。
使用时，首先，根据外屏所需高度，由定位螺栓7通过定位通槽25、定位螺孔64将上外屏2与下外屏6连接成一体。定位螺栓7的头部设在保温层5一侧，有利于减少气流阻力，也能避免出现定位螺栓7受腐蚀后掉落。
然后，预估保温软毡用量，均匀铺设到组合后的外屏里。或将设计好的保温硬毡放置到外屏里；若内部填充保温层5为软毡。可根据组装后的情况，适当调节软毡用量。
再将下内屏4定位安放于下外屏6的止口上，上内屏1安放于上外屏2的法兰上，上内屏1与下内屏4之间的搭接处，不需连接紧固，接触即可。在搭接处，根据气流流动方向，将上内屏1置于近导流筒中心一侧，下内屏4置于远导流筒中心一侧，有利于减少气流阻力，还能保护内部保温毡。
为确保单晶炉内气氛的顺畅流动，减少对外屏、内屏的腐蚀，下外屏6近上外屏2一端与上内屏1的非法兰端进行倒圆角处理。
本实施例可实现对导流筒外屏高度的无级调节。
余同实施例1。
Claims (1)
1.一种单晶炉用导流筒外屏高度的调节方法，其特征是所述外屏包括上外屏、下外屏，上外屏下部设有上外屏连接部，下外屏上部设有下外屏连接部，均为轴向直壁段，上外屏连接部的外径为下外屏连接部的内径，上外屏连接部与下外屏连接部之间由连接装置连接固定，达到调节外屏的高度，并将上外屏与下外屏连接成一体；
所述连接装置包括在上外屏连接部上设有外螺纹，下外屏连接部上设有内螺纹；上外屏连接部与下外屏连接部之间通过螺纹连接将上外屏与下外屏连接成一体并达到调节外屏的高度；
或者所述连接装置包括在上外屏连接部上沿其轴向至少设有2 组定位通孔，每一组定位通孔均布在上外屏连接部的同一高度上，下外屏连接部上设有1 组定位螺孔；上外屏连接部与下外屏连接部之间由定位螺栓通过定位通孔、定位螺孔将上外屏与下外屏连接成一体并达到调节外屏的高度；
或者连接装置包括在上外屏连接部上沿其轴向设有1 组定位通槽，下外屏连接部上设有1组定位螺孔；上外屏连接部与下外屏连接部之间由定位螺栓通过定位通槽、定位螺孔将上外屏与下外屏连接成一体并达到调节外屏的高度。
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