CN109879288B - 一种多晶硅还原炉密封结构和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多晶硅还原炉密封结构和方法，包括还原炉底盘法兰、钟罩法兰和设置在还原炉底盘法兰与钟罩法兰之间的金属垫环，还原炉底盘法兰与钟罩法兰相对设置，还原炉底盘法兰和钟罩法兰外侧均相对均匀设置有螺栓固定孔，还原炉底盘法兰与钟罩法兰内侧均相对设置有台阶型卡台，还原炉底盘法兰、钟罩法兰以及台阶型卡台之间为垫环槽，金属垫环位于垫环槽内，金属垫环具有弹性，金属垫环自然状态下上下端的宽度大于垫环槽的高度。通过金属材料自身的韧性提供回弹力，能够有效保证还原炉的密封性，且垫环内外侧压差，使得金属环表面受力自内向外，进一步保证垫环的回弹力效果，密封效果好，且易清洗。操作方便，可循环利用。
Description
技术领域
本发明涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种多晶硅还原炉密封结构和方法。
背景技术
多晶硅是光伏行业、电子信息行业的基础材料，应用范围广，市场需求量大。目前多晶硅生产大多采用改良西门子法，即将提纯至一定标准的三氯氢硅和净化达标的氢气作为物料，通入还原炉，通过加压、高温等措施，使得物料在电发热硅芯表面沉积，实现“硅棒生长”的过程，从而达到生产多晶硅的目的。然而多晶硅还原炉多为加压设备，其对密封性要求很高，目前还原炉钟罩与底盘的密封采用多套螺栓强制密封，螺栓数量大，且对每一套螺栓紧密度要求高，启停炉工序劳动强大高，且密封效果需进一步确认；另一方面，垫片高温条件下长时间受挤压，回弹力减弱，不利于重复利用。
由于上述还原炉钟罩密封方法的种种不足，寻求一种能够保证还原炉密封性且能大幅降低劳动成本的替代方法十分必要，特别是对生产效率要求较高的领域具有重要意义。
发明内容
本发明旨在提供一种多晶硅还原炉密封结构和方法，很好的解决了上述问题，通过金属材料自身的韧性提供回弹力，能够有效保证还原炉的密封性，且垫环内外侧压差，使得金属环表面受力自内向外，进一步保证垫环的回弹力效果，密封效果好，且易清洗。操作方便，可循环利用。
本发明的技术方案是一种多晶硅还原炉密封结构，其特征在于：包括还原炉底盘法兰、钟罩法兰和设置在还原炉底盘法兰与钟罩法兰之间的金属垫环，所述还原炉底盘法兰与钟罩法兰相对设置，所述还原炉底盘法兰和钟罩法兰外侧均相对均匀设置有螺栓固定孔，所述还原炉底盘法兰与钟罩法兰内侧均相对设置有台阶型卡台，所述还原炉底盘法兰、钟罩法兰以及台阶型卡台之间为垫环槽，所述金属垫环位于垫环槽内，所述金属垫环具有弹性，所述金属垫环自然状态下上下端的宽度大于垫环槽的高度。
进一步的，所述还原炉底盘法兰与钟罩法兰之间还设置有密封垫片，所述密封垫片位于还原炉底盘法兰与钟罩法兰外侧。
进一步的，所述还原炉底盘法兰与钟罩法兰通过穿过螺栓固定孔的螺栓固定连接。
进一步的，所述金属垫环的横截面为中空的圆形。
进一步的，所述金属垫环的横截面为C字形，所述C字形的金属垫环开口朝内。
进一步的，所述C字形的金属垫环的上下开口端设置有与台阶型卡台相适配的台阶凸起。
进一步的，所述金属垫环上下两端设置有橡胶垫。
进一步的，所述金属垫环下端与还原炉底盘法兰的内侧固定连接，金属垫环的上端自由，或金属垫环上端与钟罩法兰的内侧固定连接，金属垫环的下端自由。
本发明还提供了一种多晶硅还原炉的密封方法，其特征在于：在还原炉上部采用了权利要求1-8中任一项所述的多晶硅还原炉密封结构。
进一步的，所述还原炉底盘法兰与还原炉上部固定连接，所述钟罩法兰与钟罩下部固定连接。
本发明的有益效果是：本发明通过具有弹性的金属垫环的设计，利用金属材料自身的韧性提供回弹力，使金属垫环在还原炉底盘法兰与钟罩法兰之间回弹形成密封，同时由于多晶硅还原炉在使用时具有压差，多晶硅还原炉内部的压力对金属垫环进行挤压，造成金属垫环进一步变形，使金属垫环与还原炉底盘法兰和钟罩法兰之间更加紧密，密封更加可靠；同时金属材料的垫环更加利于清洗回收，还可以重复使用，降低了生产的成本。
附图说明
图1为本发明第一种实施例的剖面结构示意图；
图2为本发明第一种实施例还原炉底盘法兰结构俯视图；
图3为本发明第一种实施例中上下端具有橡胶垫的金属垫环剖面结构示意图；
图4为本发明第二种实施例的剖面结构示意图；
图5为本发明第二种实施例中金属垫环具有台阶凸起时的剖面结构示意图；
图6为本发明第二种实施例中上下端具有橡胶垫的金属垫环剖面结构示意图；
图7为本发明第三种实施例的剖面结构示意图。
图中：1.还原炉底盘法兰，2.钟罩法兰，3.金属垫环，4.螺栓固定孔，5.台阶型卡台，6.垫环槽，7.密封垫片，8.螺栓，9.台阶凸起，10.橡胶垫。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此其不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；当然的，还可以是机械连接，也可以是电连接；另外的，还可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。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。
实施例一，如1-3图所示，本发明提供了一种多晶硅还原炉密封结构，其特征在于：包括还原炉底盘法兰1、钟罩法兰2和设置在还原炉底盘法兰1与钟罩法兰2之间的金属垫环3，所述还原炉底盘法兰1与钟罩法兰2相对设置，所述还原炉底盘法兰1和钟罩法兰2外侧均相对均匀设置有螺栓固定孔4，所述还原炉底盘法兰1与钟罩法兰2内侧均相对设置有台阶型卡台5，所述还原炉底盘法兰1、钟罩法兰2以及台阶型卡台5之间为垫环槽6，所述金属垫环3位于垫环槽6内，所述金属垫环3具有弹性，所述金属垫环3自然状态下上下端的宽度大于垫环槽6的高度。
所述还原炉底盘法兰1与钟罩法兰2之间还设置有密封垫片7，所述密封垫片7位于还原炉底盘法兰1与钟罩法兰2外侧。
所述还原炉底盘法兰1与钟罩法兰2通过穿过螺栓固定孔4的螺栓8固定连接。
所述金属垫环3的横截面为中空的圆形。
当金属垫环3装入钟罩法兰2与还原炉底盘法兰1之间的垫环槽6内后，钟罩法兰2与还原炉底盘法兰1通过螺栓8锁紧固定，金属垫环3在钟罩法兰2与还原炉底盘法兰1的压紧下变形，是金属垫环3上下两端具有回弹力，使金属垫环3上下两端与钟罩法兰2和还原炉底盘法兰1紧密接触，达到密封效果。
金属垫环3的材料选用具有高韧性、回弹力强的合金材料，可以重复使用。
所述金属垫环3上下两端设置有橡胶垫10。使金属垫环3上下两端与钟罩法兰2和还原炉底盘法兰1之间均设置橡胶垫10，通过金属垫环3的回弹力使橡胶垫10变形，进一步使金属垫环3与钟罩法兰2和还原炉底盘法兰1之间密封更加紧密可靠。
实施例二，如4-6图所示，本发明提供了一种多晶硅还原炉密封结构，其特征在于：包括还原炉底盘法兰1、钟罩法兰2和设置在还原炉底盘法兰1与钟罩法兰2之间的金属垫环3，所述还原炉底盘法兰1与钟罩法兰2相对设置，所述还原炉底盘法兰1和钟罩法兰2外侧均相对均匀设置有螺栓固定孔4，所述还原炉底盘法兰1与钟罩法兰2内侧均相对设置有台阶型卡台5，所述还原炉底盘法兰1、钟罩法兰2以及台阶型卡台5之间为垫环槽6，所述金属垫环3位于垫环槽6内，所述金属垫环3具有弹性，所述金属垫环3自然状态下上下端的宽度大于垫环槽6的高度。
所述金属垫环3的横截面为C字形，所述C字形的金属垫环3开口朝内。C字形的金属垫环3，上下两端与圆形金属垫环的变形原理一致，但是其开口必须朝向内侧。
如图5所示，所述C字形的金属垫环3的上下开口端设置有与台阶型卡台5相适配的台阶凸起9。台阶凸起9可以与台阶型卡台5连接更紧密，同时也使金属垫环3与钟罩法兰2和还原炉底盘法兰1之间接触更加紧密。
如图6所示，C字形的金属垫环3上下两端也可以设置橡胶垫10。即金属垫环3上下两端与钟罩法兰2和还原炉底盘法兰1之间均设置橡胶垫10，通过金属垫环3的回弹力使橡胶垫10变形，进一步使金属垫环3与钟罩法兰2和还原炉底盘法兰1之间密封更加紧密可靠。
实施例三，如5图所示，本发明提供了本发明提供了一种多晶硅还原炉密封结构，其特征在于：包括还原炉底盘法兰1、钟罩法兰2和设置在还原炉底盘法兰1与钟罩法兰2之间的金属垫环3，所述还原炉底盘法兰1与钟罩法兰2相对设置，所述还原炉底盘法兰1和钟罩法兰2外侧均相对均匀设置有螺栓固定孔4，所述还原炉底盘法兰1与钟罩法兰2内侧均相对设置有台阶型卡台5，所述还原炉底盘法兰1、钟罩法兰2以及台阶型卡台5之间为垫环槽6，所述金属垫环3位于垫环槽6内，所述金属垫环3具有弹性，所述金属垫环3自然状态下上下端的宽度大于垫环槽6的高度。
所述金属垫环3下端与还原炉底盘法兰1的内侧固定连接，金属垫环3的上端自由；也可以金属垫环3上端与钟罩法兰2的内侧固定连接，金属垫环3的下端自由。即通过金属垫环3一端与法兰的固定，使金属垫环3在安装时更加方便快捷，提高效率，且不会影响密封效果。
本发明还提供了一种多晶硅还原炉的密封方法，在还原炉上部采用了权利要求1-8中任一项所述的多晶硅还原炉密封结构。所述还原炉底盘法兰与还原炉上部固定连接，所述钟罩法兰与钟罩下部固定连接。
即在现有的多晶硅还原炉的基础上，加装本发明的多晶硅还原炉密封结构，采用本密封结构即可很好的对多晶硅还原炉进行密封。
金属垫环3需要采用具有良好韧性，同时具有很好的回弹力的金属，在其变形时能够提高足够的回弹力对还原炉进行密封，同时能够多次变形，重复使用。
使用时，将金属垫环3放置于还原炉底盘法兰1与钟罩法兰2之间的垫环槽6内，通过台阶型卡台5将金属垫环3卡住；然后将钟罩法兰2与还原炉底盘法兰1外侧贴合，且保证金属垫环3上下部分分别置于台阶型卡台5内；通过拧紧插在钟罩法兰2与还原炉底盘法兰1外圈设置螺栓固定孔4内的螺栓8，即可固定钟罩法兰2与还原炉底盘法兰1，钟罩法兰2与还原炉底盘法兰1固定后，给予金属垫环3一定上下方向的形变量，使金属垫环3变形，而金属垫环3变形后的回弹力使金属垫环3的上下两端分别与钟罩法兰2和还原炉底盘法兰1紧密接触，从而达到密封效果。而还原炉使用时存在的内部压力，使金属垫环3内表面表面受力自内向外，进一步保证金属垫环3的回弹力效果，密封更加紧密。
本发明通过具有弹性的金属垫环3的设计，利用金属材料自身的韧性提供回弹力，使金属垫环3在还原炉底盘法兰1与钟罩法兰2之间回弹形成密封，同时由于多晶硅还原炉在使用时具有压差，多晶硅还原炉内部的压力对金属垫环进行挤压，造成金属垫环3进一步变形，使金属垫环3与还原炉底盘法兰1和钟罩法兰2之间更加紧密，密封更加可靠；同时金属材料的垫环更加利于清洗回收，还可以重复使用，降低了生产的成本；且本发明的多晶硅还原炉密封结构和发明能够使得还原炉拆、装时，操作简易，大幅减少劳动强度；密封效果强，且特别适合加压设备，运行中压差的自紧效果进一步保证装置密封性。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种多晶硅还原炉密封结构，其特征在于：包括还原炉底盘法兰、钟罩法兰和设置在还原炉底盘法兰与钟罩法兰之间的金属垫环，所述还原炉底盘法兰与钟罩法兰相对设置，所述还原炉底盘法兰和钟罩法兰外侧均相对均匀设置有螺栓固定孔，所述还原炉底盘法兰与钟罩法兰内侧均相对设置有台阶型卡台，所述还原炉底盘法兰、钟罩法兰以及台阶型卡台之间为垫环槽，所述金属垫环位于垫环槽内，所述金属垫环具有弹性，所述金属垫环自然状态下上下端的宽度大于垫环槽的高度。
2.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉密封结构，其特征在于：所述还原炉底盘法兰与钟罩法兰之间还设置有密封垫片，所述密封垫片位于还原炉底盘法兰与钟罩法兰外侧。
3.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉密封结构，其特征在于：所述还原炉底盘法兰与钟罩法兰通过穿过螺栓固定孔的螺栓固定连接。
4.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉密封结构，其特征在于：所述金属垫环的横截面为中空的圆形。
5.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉密封结构，其特征在于：所述金属垫环的横截面为C字形，所述C字形的金属垫环开口朝内。
6.根据权利要求5所述的多晶硅还原炉密封结构，其特征在于：所述C字形的金属垫环的上下开口端设置有与台阶型卡台相适配的台阶凸起。
7.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉密封结构，其特征在于：所述金属垫环上下两端设置有橡胶垫。
8.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉密封结构，其特征在于：所述金属垫环下端与还原炉底盘法兰的内侧固定连接，金属垫环的上端自由，或金属垫环上端与钟罩法兰的内侧固定连接，金属垫环的下端自由。
9.一种多晶硅还原炉的密封方法，其特征在于：还原炉上部采用了权利要求1-8中任一项所述的多晶硅还原炉密封结构。
10.根据权利要求9所述的多晶硅还原炉的密封方法，其特征在于：所述还原炉底盘法兰与还原炉上部固定连接，所述钟罩法兰与钟罩下部固定连接。
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