CN109795859A - 一种大热场自动装料装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种大热场自动装料装置，至少包括上料系统、下料系统及电控系统，上料系统包括放置物料筐的上料台以及用于将上料台进行翻转的翻料组件，下料系统包括集料斗以及下料口。本发明的一种大热场自动装料方法，包括步骤：将物料筐搬运到上料台；利用上料升降系统提升上料台；利用翻料组件将硅料倒入集料斗；以及进入集料斗内的硅料经过振动筛料系统筛选后，通过下料口送入料斗或坩埚。本发明的一种大热场自动装料装置及方法解利用自动化上料系统将硅料倒入集料斗后，再经过筛选通过下料口将硅料投入料斗或坩埚内，整个加料过程由机器实现，操作工只负责将硅料搬送到上料台后，不但提高了加料效率，而且降低了企业成本和员工患职业病的风险。

Description

一种大热场自动装料装置及方法

技术领域

本发明属于单晶熔炼技术领域，具体涉及一种大热场自动装料装置，还涉及一种利用上述装置自动装料的方法。

背景技术

当前，用直拉法拉晶过程中，每炉会拉出多根硅棒，因而也就伴随着多次装料，现有的装料方式为：第一根拉制的硅棒采用坩埚装料，熔料后再多次用料筒加料补齐投料量；之后的每次加料都采用料筒加料，每炉加料次数达几十次。而现有的装料方式无论是坩埚加料还是料筒加料，采用的都是人工加料，其效率低下、耗时较长、人工成本高，且长期工作中硅料粉尘吸入对人有造成职业病的潜在危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大热场自动装料装置，解决了现有的单晶制备行业人工加料存在的效率低下、耗时长的问题。

本发明的目的还在于提供一种利用上述装置自动装料的方法。

本发明所采用的一种技术方案是：一种大热场自动装料装置，至少包括上料系统、下料系统以及控制所述上料系统和下料系统工作的电控系统，所述上料系统至少包括放置物料筐的上料台以及用于将所述上料台连同物料筐进行翻转的翻料组件，所述下料系统至少包括集料斗以及将硅料送入料斗或坩埚内的下料口。

进一步的，所述翻料组件包括一个通过液压系统控制的旋转轴，所述上料台的一侧固定于所述旋转轴。

进一步的，所述上料台上位于放置物料筐的上方位置设置有与所述物料筐开口形状相适应的漏斗，且所述漏斗的出口位于远离所述物料筐的一侧。

优选的，还包括上料升降系统，所述上料升降系统用于控制所述上料系统的升降。

进一步的，所述下料系统还包括连接于所述集料斗与下料口之间的振动筛料系统，所述振动筛料系统将直径小于某一尺寸的硅料筛除、并将其它直径大于该尺寸的硅料送入所述集料斗。

事例性的，所述振动筛料系统通过振动电机实现硅料的筛选。

优选的，还包括下料升降系统，所述下料升降系统用于调整所述下料系统的升降位置。

进一步的，所述上料台的底板由多个平行设置的转轴组成。

本发明所采用的另一种技术方案是：一种大热场自动装料方法，利用如上所述的大热场自动装料装置完成，包括步骤：

将装有硅料的物料筐搬运到上料台；

利用上料升降系统提升上料台到集料斗位置；

利用翻料组件驱动上料台和物料筐倾斜将硅料倒入下料系统的集料斗内；以及

进入集料斗内的硅料经过振动筛料系统筛选后，通过下料口送入料斗或坩埚。

进一步地，还包括步骤：利用下料升降系统调整所述下料系统的升降位置。

本发明的有益效果是：本发明的一种大热场自动装料装置及方法解决了现有的单晶制备行业人工加料存在的效率低下、耗时长的问题。其利用自动化上料系统将硅料倒入集料斗后，再经过筛选通过下料口将硅料投入料斗或坩埚内，整个加料过程由机器替代人工实现，操作工只负责将硅料搬送到上料台后进行操作即可，不但提高了加料效率，而且降低了企业成本和员工患职业病的风险。

附图说明

图1是本发明的一种大热场自动装料装置的结构示意图；

图2是本发明的一种大热场自动装料装置向集料斗倒入硅料的状态示意图。

图中，1.上料系统，2.上料升降系统，3.集料斗，4.振动筛料系统，5.下料升降系统，6.下料口，7.外部框架。

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。

本发明提供的一种大热场自动装料装置的结构如图1所示，至少包括上料系统1、下料系统以及控制上料系统1和下料系统工作的电控系统(图未示)，上料系统1至少包括放置物料筐的上料台以及用于将上料台连同物料筐进行翻转的翻料组件，下料系统至少包括集料斗3以及将硅料送入料斗或坩埚内的下料口6。为了方便物料筐在上料台上的移动，将上料台底面设置为转轴相连构成的底面平台，通过转动实现物料筐的移动。

如图2所示，翻料组件包括一个通过液压系统控制的旋转轴，上料台的一侧固定于旋转轴。优选的，上料台上位于放置物料筐上方的位置设置有与物料筐开口形状相适应的漏斗，且漏斗的出口位于远离物料筐的一侧，这样漏斗一方面由于压紧料框，另一方面在给集料斗3加料过程中漏斗的收拢的开口也可以防止硅料溅撒。旋转轴可以带动上料台及物料筐、漏斗同步翻转0-135°。

进一步的，本发明的一种大热场自动装料装置还包括上料升降系统2，上料升降系统2用于控制上料系统1的升降。

优选的，下料系统还包括连接于集料斗3与下料口6之间的振动筛料系统4。具体的，振动筛料系统4通过振动电机实现硅料的筛选及向下料口6下料的动作同步进行，通过设置不同筛孔，振动筛料系统4将直径小于某一尺寸(例如5mm)的硅料筛除，具体的可以在筛网下方再设置一个筛料斗用于收集掉落的小直径硅料，并驱动其它直径大于该尺寸的硅料继续前进送入集料斗3。

为适应坩埚及不同高度加料筒的加料，本发明的一种大热场自动装料装置还包括下料升降系统5，下料升降系统5用于调整包括集料斗3、振动筛料系统4以及下料口6在内的下料系统的升降位置。

在本实施例中，包括集料斗3、振动筛料系统4、下料升降系统5以及下料口6在内的整个下料系统设置于外部框架7上。

事例性的，上料升降系统2和下料升降系统5均可以采用电机与链条或丝杠相结合的结构，本发明对此结构并不进行特别限定，只需能带动相应系统上下移动即可。

通过电控系统控制上料升降系统2、下料升降系统5、振动筛料系统4以及翻料组件的工作。

为了避免在整个装料过程中对硅料造成污染，本发明的所有与硅料直接接触的部分均采用非金属材料，例如聚四氟乙烯材料，避免硅料与金属相接触造成污染。

本发明还提供一种利用如上的大热场自动装料装置进行自动装料的方法，包括步骤：

将装有硅料的物料筐搬运到上料台；

利用上料升降系统2提升上料台到集料斗3位置；

利用翻料组件驱动上料台和物料筐倾斜将硅料倒入下料系统的集料斗3内；以及

进入集料斗3内的硅料经过振动筛料系统4筛选后，通过下料口6送入料斗或坩埚，完成硅料的自动装料工作。

进一步地，根据不同的料斗和坩埚高度，还可以包括步骤：利用下料升降系统5调整下料系统的升降位置。

具体来说，本发明的一种一种大热场自动装料装置及方法具有以下优点：

1、加料时间：当前人工完成一筒料的装料时间为7-11分钟，而机器完成一筒料的加料时间不超过半分钟；加一埚料需要50-60分钟，采用机器加料只需3分钟左右；

2、人力需求：当前在单晶制备的每个车间需实行三班倒工作制，每个班组需要4人，而采用自动上料机之后每个班组可以减少2人，每个车间减少6人，对于大厂或者更大的车间，人员的节省就更可观了；

3、环保安全：当前人工在加料筛料过程中，有大量的硅料粉尘，虽然有口罩防护，但也有引发职业病的潜在风险，通过机器加料后人员潜在健康风险相比之前小了很多。

Claims (10)

1.一种大热场自动装料装置，其特征在于，至少包括上料系统(1)、下料系统以及控制所述上料系统(1)和下料系统工作的电控系统，所述上料系统(1)至少包括放置物料筐的上料台以及用于将所述上料台连同物料筐进行翻转的翻料组件，所述下料系统至少包括集料斗(3)以及将硅料送入料斗或坩埚内的下料口(6)。

2.如权利要求1所述的一种大热场自动装料装置，其特征在于，所述翻料组件包括一个通过液压系统控制的旋转轴，所述上料台的一侧固定于所述旋转轴。

3.如权利要求1或2所述的一种大热场自动装料装置，其特征在于，所述上料台上位于放置物料筐的上方位置设置有与所述物料筐开口形状相适应的漏斗，且所述漏斗的出口位于远离所述物料筐的一侧。

4.如权利要求1所述的一种大热场自动装料装置，其特征在于，还包括上料升降系统(2)，所述上料升降系统(2)用于控制所述上料系统(1)的升降。

5.如权利要求1所述的一种大热场自动装料装置，其特征在于，所述下料系统还包括连接于所述集料斗(3)与下料口(6)之间的振动筛料系统(4)，所述振动筛料系统(4)将直径小于某一尺寸的硅料筛除、并将其它直径大于该尺寸的硅料送入所述集料斗(3)。

6.如权利要求5所述的一种大热场自动装料装置，其特征在于，所述振动筛料系统(4)通过振动电机实现硅料的筛选。

7.如权利要求1、5或6所述的一种大热场自动装料装置，其特征在于，还包括下料升降系统(5)，所述下料升降系统(5)用于调整所述下料系统的升降位置。

8.如权利要求1所述的一种大热场自动装料装置，其特征在于，所述上料台的底板由多个平行设置的转轴组成。

9.一种大热场自动装料方法，其特征在于，利用如权利要求1-8任一项所述的大热场自动装料装置完成，包括步骤：

将装有硅料的物料筐搬运到上料台；

利用上料升降系统(2)提升上料台到集料斗(3)位置；

利用翻料组件驱动上料台和物料筐倾斜将硅料倒入下料系统的集料斗(3)内；以及

进入集料斗(3)内的硅料经过振动筛料系统(4)筛选后，通过下料口(6)送入料斗或坩埚。

10.如权利要求9所述的一种大热场自动装料方法，其特征在于，还包括步骤：利用下料升降系统(5)调整所述下料系统的升降位置。