CN114464558A - 立式热处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立式热处理设备，包括：机箱设有第一承载板、容置腔和装载腔，第一承载板具有第一避让口；炉体整体位于容置腔内，炉体通过调整机构高度可调地安装于第一承载板；炉管设置在炉体内且炉管的底部由炉口向下伸出并经由第一避让口延伸至装载腔内，炉管可拆卸地安装于第一承载板，炉管伸出炉体的部分全部可拆卸地套设有保温套，炉管的内部空间形成工艺腔，炉管的底部具有管口，在炉体通过调整机构调整高度后，管口与第一承载板在竖直方向上的距离始终保持不变，保温套的长度与炉管伸出炉体的部分的长度相适配；承载舟用于承载待加工件，承载舟能够整体均位于工艺腔内。上述设备无需改变炉体就能够实现适配不同长度的承载舟。

Description

立式热处理设备

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，具体地，涉及一种立式热处理设备。

背景技术

立式热处理设备是用于半导体加工的一种重要工艺设备，广泛应用于集成电路制造等领域。立式热处理设备通常包括机箱、炉体、炉管以及承载舟，其中，炉体位置固定地设置于机箱内，炉体的内部空间形成加热腔，炉管位置固定地安装于炉体的加热腔内，炉管的内部空间形成工艺腔，承载舟用于承载待加工件(例如硅片)，承载舟整体放置于炉管的工艺腔内，以使其承载的待加工件可在工艺腔内进行热处理工艺。其中，炉体作为立式热处理设备的核心部件，在一定程度上决定着设备的性能优劣，因此在设备研发过程中，炉体的设计开发占据了设备研发的大部分成本。

随着客户需求的不断提高，增加立式热处理设备的单炉硅片处理能力已成为设备研发的重要方向之一。如果想要增加单炉硅片处理能力，则需要增加单个承载舟所承载硅片的数量，也就是需要增加承载舟的长度。在现有技术中，若承载舟的长度增加，则用于容置承载舟的炉管和用于提供温度环境的炉体的长度也需要相应增加，其中对于能够适配承载舟长度的炉体的研发会大幅度提高研发成本、加长研发周期。

另外，如果增加炉体的长度，通常需要相应增加机箱的高度，也就是会增加立式热处理设备的整体高度。然而，加工厂的高度有限，不允许增加立式热处理设备的整体高度，在此情况下，如果客户要求增加单个承载舟承载硅片的数量，现有的相应增加炉体长度的方式无法实现，从而无法满足客户的需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种立式热处理设备。

本发明提供一种立式热处理设备，包括：机箱，机箱内设有第一承载板，第一承载板将机箱的内部空间分隔为由上至下依次布置的容置腔和装载腔，第一承载板具有第一避让口，第一避让口连通容置腔和装载腔；炉体及调整机构，炉体整体位于容置腔内，炉体通过调整机构高度可调地安装于第一承载板，炉体的底部具有炉口；炉管及保温套，炉管设置在炉体内，且炉管的底部由炉口向下伸出，并经由第一避让口延伸至装载腔内，炉管可拆卸地安装于第一承载板炉管伸出炉体的部分全部可拆卸地套设有保温套，炉管的内部空间形成工艺腔，炉管的底部具有管口，其中，在炉体通过调整机构调整高度后，管口与第一承载板在竖直方向上的距离始终保持不变，保温套的长度与炉管伸出炉体的部分的长度相适配；承载舟，用于承载待加工件，承载舟能够由装载腔经管口进入至工艺腔，且承载舟整体均位于工艺腔内。

进一步地，工艺腔包括位于炉体内侧的加热区，承载舟包括承载部，待加工件放置于承载部，立式热处理设备还包括升降机构，升降机构与承载舟相配合，以使承载舟能够由位于装载腔内的初始位置、经管口上升至承载舟整体位于工艺腔内的工艺位置，其中，当承载舟处于初始位置时，承载舟的顶部低于炉管；当承载舟处于工艺位置时，承载部整体位于加热区内。

进一步地，工艺腔还包括位于保温套内侧的非加热区，承载舟还包括位于承载部下方且与承载部相邻的非承载部，升降机构包括第二承载板和驱动结构，第二承载板用于承载承载舟，驱动结构用于驱动第二承载板升降，并以此带动承载舟升降，当承载舟上升至工艺位置时，第二承载板封堵管口，且承载舟布满工艺腔，其中，若炉体通过调整机构调整至最小高度，当承载舟处于工艺位置时，非承载部靠近承载部的一部分位于加热区内；若炉体通过调整机构调整至最大高度，当承载舟处于工艺位置时，非承载部整体均位于非加热区内。

进一步地，炉体的底部边缘处设有凸出结构，凸出结构沿炉体的径向向外凸出，调整机构包括第一承托结构和高度调整结构，第一承托结构设有凸出结构安装位，凸出结构可拆卸地连接于凸出结构安装位，高度调整结构可拆卸地设置在第一承载板上，高度调整结构与第一承托结构相配合以调整第一承托结构的高度。

进一步地，凸出结构沿炉体的周向延伸一周，第一承托结构包括承托板，承托板具有第二避让口，凸出结构安装位包括安装槽，第二避让口位于安装槽的槽底，安装槽的槽壁围成的形状与凸出结构的外轮廓形状相适配，凸出结构容置并连接于安装槽内，炉口在竖直方向上对应于第二避让口，以使由炉口伸出的炉管能够穿过第二避让口。

进一步地，承托板的中间部位相对于其边缘部位下凹以形成下凹空间，第二避让口和安装槽位于下凹空间内，高度调整结构为多个，多个高度调整结构与承托板的边缘部位相配合，且多个高度调整结构沿炉体的周向均匀布置。

进一步地，还包括高度测量结构，高度测量结构用于测量炉体相对于第一承载板的高度值和/或炉体的高度在调整前后的差值，其中，高度测量结构包括相配合的度量件和指示件，度量件设置在第一承载板上，指示件设置在第一承托结构和/或凸出结构上。

进一步地，第一承托结构具有通孔，高度调整结构包括底座、转动件和支撑件，底座设置在第一承载板上，转动件的第一端可转动地设置在底座上，转动件的第二端由通孔向上穿出，支撑件套设在转动件上，且支撑件与第一承托结构的底面抵顶配合，支撑件与转动件之间螺纹配合，通过旋转转动件带动支撑件及第一承托结构沿竖直方向进行移动，其中，转动件的第一端与底座之间设有止推轴承。

进一步地，转动件与通孔的孔壁之间螺纹配合，通过旋转转动件能够直接带动第一承托结构沿竖直方向进行移动；和/或，支撑件包括由上至下套设在转动件上的第一螺母和第二螺母，第一螺母和第二螺母之间相贴合，且第一螺母与第一承托结构的底面相贴合；和/或，转动件的第二端具有多个沿转动件的周向依次连接的夹持面，其中至少两个夹持面对称设置且相互平行。

进一步地，还包括安装组件，炉管通过安装组件安装于第一承载板，其中，安装组件包括第二承托结构和多个吊装件，炉管的底部设置在第二承托结构上，多个吊装件沿炉管的周向均匀布置，每个吊装件的第一端与第一承托结构和/或凸出结构可拆卸连接，每个吊装件的第二端与第二承托结构可拆卸连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的立式热处理设备的机箱和炉体的结构无需发生变化，根据承载舟和炉管的不同长度，通过调整机构带动炉体升高相应的不同高度，同时选用相应的不同长度的保温套套设在炉管伸出炉体的部分上，从而实现适配不同长度的承载舟，无需改变炉体，节省研发成本和研发时间，同时机箱的结构也无需发生变化，即设备整体高度不变，从而避免了由于加工厂的高度有限而导致的无法增加承载舟承载硅片的数量的问题，进而更好地满足客户的需求。另外，容置腔和装载腔的高度均无需发生变化，从而不会影响原有的气路电路设计，仅需要对原有的设备进行较小改造，改造成本低。

附图说明

图1为现有技术中的立式热处理设备的结构示意图；

图2为图1的立式热处理设备的另一角度的结构示意图；

图3为图2的立式热处理设备的A-A向剖视示意图；

图4为图3的立式热处理设备的B处放大示意图；

图5为图3的立式热处理设备的承载舟装入炉管后的结构示意图；

图6为根据本发明的一个实施例的立式热处理设备的结构示意图，其中，承载舟处于初始位置；

图7为图6的立式热处理设备的另一角度的结构示意图；

图8为图7的立式热处理设备的C-C向剖视示意图；

图9为图8的立式热处理设备的D处放大示意图；

图10为根据本发明的一个实施例的立式热处理设备的结构示意图，其中，承载舟为最小长度且处于初始位置，炉体位于最小高度；

图11为图10的立式热处理设备的局部放大示意图；

图12为图10的立式热处理设备的承载舟处于工艺位置时的结构示意图；

图13为根据本发明的一个实施例的立式热处理设备的结构示意图，其中，承载舟为最大长度且处于初始位置，炉体位于最大高度；

图14为图13的立式热处理设备的局部放大示意图；

图15为图13的立式热处理设备的承载舟处于工艺位置时的结构示意图；

图16为根据本发明的一个实施例的立式热处理设备的调整机构的结构示意图；

图17为图16的调整机构的第一承托结构的结构示意图；

图18为图17的第一承托结构的另一角度的结构示意图；

图19为图16的调整机构的高度调整结构的结构示意图；

图20为图19的高度调整结构的分解结构示意图。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明提供的立式热处理设备进行详细描述。

现有的立式热处理设备如图1至图5所示，该现有的立式热处理设备包括机箱1、炉体2、炉管3以及承载舟4。机箱1为设备的主体外壳，用于安置设备的其它所有部件。机箱1内设有承载板5，承载板5与机箱1的内壁焊接连接，承载板5将机箱1的内部空间分隔为由上至下依次布置的容置腔和装载腔，容置腔主要用于容置炉体2及其相关附件，待加工件(如硅片)装载在承载舟4上的过程在装载腔中进行。

具体地，机箱1内还设有一环形安装板6，承载板5上设有避让口5-1，该避让口5-1的形状与环形安装板6的外圈形状相适配，环形安装板6的外壁与避让口5-1的侧壁相贴合，且环形安装板6通过螺钉等方式与承载板5进行连接固定。炉体2位于容置腔内，炉体2的底部边缘上设有沿径向向外凸出的环形底板2-1，环形底板2-1放置于环形安装板6靠近内圈的部分上，两者之间通过螺钉进行连接，从而将炉体2安装固定至承载板5上。炉管3设置于炉体2内，且炉管3的底部由炉体2的炉口凸出于炉体2，并经由避让口5-1伸入装载腔，炉管3凸出于炉体2的部分上均套设有保温套7以进行温度保持，炉管3的底部端面放置于一承托环8上，该承托环8通过多个吊装件9连接至环形安装板6的底面，从而将炉管3安装固定至承载板5上。另外，装载腔内设有升降机构，当待加工件(如硅片)装载至承载舟4上后，通过升降机构将承载舟4经由炉管3的管口上升至炉管3内部形成的工艺腔中，承载舟4承载的待加工件(如硅片)在工艺腔中进行工艺处理。

其中，如图2所示，炉体2为待加工件(如硅片)工艺处理过程提供温度环境，炉管3伸入至装载腔的部分上设有管路接头3-1，管路接头3-1用于连接外部工艺管路，从而使炉管3能够为待加工件工艺处理过程提供气体环境。由于承载板5在机箱1内的高度位置不可调节，安装固定至承载板5上的炉体2和炉管3在机箱1内的高度位置同样不可调节。针对上述现有的立式热处理设备，如果想要增加单炉待加工件处理能力，即增加单个承载舟4所承载待加工件的数量，则需要根据承载舟的长度相应增加炉管3和炉体2的长度，也就是说，需要另外设计适配于承载舟4长度的炉体2，而炉体2的研发会大幅度提高研发成本、加长研发周期。

如图3所示，在现有的立式热处理设备中，炉管3内部的工艺腔对应于炉体2内侧的部分为恒温区，承载舟4承载的待加工件应处于恒温区中进行工艺处理。承载舟4包括由上至下依次连接的承载部4-1和非承载部4-2，承载部4-1用于承载待加工件，非承载部4-2可以用于在承载舟4整体置于炉管3内后对靠近管口的位置进行保温，也可以用于放置承载舟4的其它附件或者用于起到其他功能。发明人在针对该立式热处理设备进行研究的过程中发现，如图5所示，当承载舟4整体置于炉管3内后，承载部4-1并未布满恒温区，即承载部4-1的长度小于恒温区的长度，承载部4-1下方相邻的非承载部4-2存在一部分位于恒温区内，因此炉体2提供的稳定温度场并未被充分利用。

基于此，本发明提供了一种立式热处理设备，该立式热处理设备能够在不改变机箱和炉体的原有结构的前提下，充分利用机箱的内部空间和炉体提供的稳定温度场，最大限度地满足不同长度承载舟的适配需求。

机箱和炉体的原有结构不发生变化指的是，炉体的长度不变，机箱的内部空间的高度不变，机箱内焊接的承载板的高度位置不变，因此位于承载板上方的容置腔和位于其下方的装载腔的高度不变。

由于承载舟需要整体置于炉管中，当承载舟的长度增加时，与之适配的炉管的长度也必然相应增加。如果炉体在机箱内的高度位置保持不变，长度增加的炉管放置于炉体内后，炉管向下凸出于炉体的部分(即位于装载腔内的部分)会较长。然而，由于装载腔的高度不变，且承载舟的长度增加，此时便容易出现炉管位于装载腔内的部分的长度与承载舟的长度之和大于装载腔的高度，炉管位于装载腔内的部分与承载舟的顶部会发生干涉，进而导致承载舟和炉管之间无法进行正常装卸操作。

因此，本发明的立式热处理设备在不改变机箱和炉体的原有结构的前提下，采用调整炉体在机箱内的高度位置并至少配合不同长度的保温套来实现炉体对不同长度承载舟的适配性。

如图6至图9所示，在一些实施例中，立式热处理设备包括机箱10、炉体20、炉管50、保温套70、承载舟80以及升降机构90。其中，机箱10内设有第一承载板11，第一承载板11与机箱10的内壁之间通过焊接等方式固定连接。第一承载板11将机箱10的内部空间沿竖直方向分隔为由上至下依次布置的容置腔12和装载腔13。第一承载板11具有第一避让口111，第一避让口111连通容置腔12和装载腔13。

炉体20整体始终位于容置腔12内，并且炉体20安装于第一承载板11上，炉体20的底部具有炉口，炉口沿竖直方向对应于第一避让口111。容置腔12主要用于容置炉体20及其相关附件(例如加热部件、电气部件等)。炉管50设置在炉体20内且炉管50的底部由炉口向下伸出，并经由第一避让口111延伸至装载腔13内。炉管50同样安装于第一承载板11上，第一承载板11主要用于承载炉体20和炉管50的重量。炉管50的内部空间形成工艺腔51，炉管50的底部具有与工艺腔51连通的管口52，该管口52始终位于装载腔13内。工艺腔51包括位于炉体20内侧的加热区，该加热区为主要用于对待加工件进行加热的区域，也可以说，炉体20为待加工件工艺处理过程提供温度环境。炉管50伸出炉体20的部分全部套设有保温套70，即炉管50的外侧未被炉体20包围的部分均被保温套70包裹，从而有利于对工艺腔51进行保温，防止热量由此处散失。另外，炉管50伸出炉体20且位于装载腔13内的部分上设有管路接头53，该管路接头53穿过保温套70以伸出至其外部。立式热处理设备还包括工艺管路，工艺管路用于在待加工件处理过程中根据不同的工艺类型、对工艺腔51提供不同的工艺气体。管路接头53用于与工艺管路进行连接，从而实现通过工艺管路向工艺腔51通入工艺气体，也可以说，炉管50为待加工件工艺处理过程提供气体环境。

承载舟80用于承载待加工件(例如硅片)。承载舟80包括承载部81，待加工件(如硅片)具体放置于承载部81上。将待加工件(如硅片)装载至承载舟80上的操作过程在装载腔13内完成。承载舟80能够由装载腔13经管口52进入至工艺腔51，且承载舟80整体均位于工艺腔51内。承载舟80的上述过程可通过升降机构90实现。具体地，升降机构90位于装载腔13内，通过升降机构90与承载舟80相配合，以使承载舟80能够由位于装载腔13内的初始位置、经管口52上升至承载舟80整体位于工艺腔51内的工艺位置。其中，承载舟80处于初始位置时待加工件已经被装载至其上，承载舟80处于工艺位置时，承载舟80承载的待加工件能够在工艺腔51内进行工艺处理。

如图6至图15所示，立式热处理设备还包括调整机构30，炉体20通过调整机构30高度可调地安装于第一承载板11，也就是说，炉体20在容置腔12内的高度位置可通过调整机构30进行升高或降低。需要注意的是，无论炉体20的高度位置如何调整，均需要保证炉体20整体始终位于容置腔12内。炉管50可拆卸地安装于第一承载板11，并且保温套70也是可拆卸地套设在炉管50伸出炉体20的部分上。

当需要增加承载舟80承载待加工件(例如硅片)的数量或需要增加承载舟80承载的待加工件之间间距时，则需要增加承载舟80的长度。由于承载舟80整体置于炉管50中，当承载舟80的长度增加时，与之适配的炉管50的长度也必然相应增加。此时，上述立式热处理设备的机箱10和炉体20的结构无需发生变化，即炉体20的长度、机箱10的整体高度及内部空间的高度、机箱10内第一承载板11的高度位置、容置腔12和装载腔13的高度均无需发生变化，通过调整机构30调整炉体20的高度位置使其升高一定高度，将炉管50安装于第一承载板11，同时选用合适长度的保温套70套设在炉管50伸出炉体20的部分上(即保温套70的长度与炉管50伸出炉体20的部分的长度相适配)，以保证保温效果及工艺性能。

其中，炉体20具体升高高度(或炉体20调整后的高度位置)、保温套70的具体长度则需要根据承载舟80的具体长度(或炉管50的具体长度)、机箱10的容置腔12的高度、炉管50的底部位于装载腔13内的高度位置等因素进行确定。

一般情况下，炉管50设置于炉体20内后，炉管50的顶部与炉体20的顶部之间具有一定的限制距离，该限制距离用于保证炉管50的顶部与炉体20之间不会过近，从而避免炉管50由于炉体20内壁温度过高而发生变形等问题。假设上述限制距离保持不变，炉体20的长度不变，炉管50设置于炉体20内的长度也不变，由于炉管50的长度增加，炉管50伸出炉体20的部分的长度会增加。如图10和图13所示，图10中承载舟80的长度小于图13中承载舟80的长度，因此，图10中炉管50的长度小于图13中炉管50的长度，由于炉体20的长度相同，图10中炉管50伸出炉体20的部分的长度H₁小于图13中炉管50伸出炉体20的部分的长度H₂。保温套70的具体长度进一步根据炉管50伸出炉体20的部分的长度进行选择，即保温套70可以选用与炉管50伸出炉体20部分长度适配的长度。

炉体20具体升高高度(或炉体20调整后的高度位置)可根据机箱10的容置腔12的高度、炉管50的底部位于装载腔13内的高度位置这两方面进行确定。一方面，容置腔12的高度有限，炉体20在升高时不能够超出容置腔12的顶部所限制的高度位置；另一方面，炉管50的长度确定后，炉管50伸出炉体20部分的长度确定，此时升高或降低炉体20会影响到炉管50的底部位于装载腔13内的高度位置，而炉管50的底部的高度位置不能够过低，实际上，当承载舟80处于初始位置时承载舟80的顶部应低于炉管50，不然会与承载舟80的顶部发生干涉，导致承载舟80和炉管50之间无法进行正常装卸操作，因此这间接也限制了炉体20调整后的高度位置。

需要注意的是，在针对上述立式热处理设备进行内部试验时发现，炉管50伸出炉体20部分的长度的变化，基本不会影响到炉管50的工艺腔51内的稳定温度场，也就是说，基本不会影响工艺腔51对应于炉体20内侧的加热区的温度分布，加热区内始终为稳定温度场。由前述内容可知，现有设备中炉体2提供的稳定温度场未被充分利用，基于此提出了本发明的技术方案，旨在最大限度地利用原有炉体2提供的稳定温度场，使炉管3工艺腔的恒温区中原先未放置承载部4-1的区域(即图5中示出的“未被充分利用的区域”)也能够放置待加工件。因此，在本发明的立式热处理设备中，承载舟80的长度并非可以无限制的增加，当承载舟80处于工艺位置时，承载部81整体需要均位于工艺腔51的加热区内，也就是说，若承载舟80的长度增加得过多，导致承载舟80的承载部81的一部分超出了加热区，这种情况是不允许的。

由上述内容可知，立式热处理设备的机箱10和炉体20的结构无需发生变化，根据承载舟80和炉管50的不同长度，通过调整机构30带动炉体20升高相应的不同高度，同时选用相应的不同长度的保温套70套设在炉管50伸出炉体20的部分上，从而实现适配不同长度的承载舟80，无需改变炉体20，节省研发成本和研发时间，同时机箱10的结构也无需发生变化，即设备整体高度不变，从而避免了由于加工厂的高度有限而导致的无法增加承载舟承载硅片的数量的问题，进而更好地满足客户的需求。另外，容置腔12和装载腔13的高度均无需发生变化，从而不会影响原有的气路电路设计，仅需要对原有的设备进行较小改造，改造成本低。

如图8、图10至图15所示，在一些实施例中，在炉体20通过调整机构30调整高度后，炉管50的管口52与第一承载板11在竖直方向上的距离始终保持不变，这样在调整炉体20的高度位置时，只要管口52与第一承载板11在竖直方向上的距离确定好，则无需考虑炉管50的底部位于装载腔13内高度位置的影响因素，换言之，当炉管50的管口52与第一承载板11在竖直方向上的距离确定后，若能够保证炉管50的管口52与处于初始位置的承载舟80的顶部不会发生干涉，无论炉体20的高度位置如何进行调整，均不会对承载舟80的装卸操作产生影响。此时，炉体20的升高高度基本与承载舟80的长度增加量一致，相应地，选用的保温套70的长度变化量也与承载舟80的长度增加量一致。当然，可以理解地，在图中未示出的其它实施例中，炉管50的管口52与第一承载板11在竖直方向上的距离也可以发生变化，只要保证最终炉管50的管口52的位置与处于初始位置的承载舟80的顶部之间具有一定距离即可。

进一步地，如图6至图15所示，在一些实施例中，工艺腔51还包括位于保温套70内侧的非加热区。承载舟80还包括位于承载部81下方且与承载部81相邻的非承载部82。升降机构90包括第二承载板91和驱动结构92，第二承载板91用于承载承载舟80，驱动结构92用于驱动第二承载板91升降，并以此带动承载舟80升降。当承载舟80上升至工艺位置时，第二承载板91能够封堵管口52，此时非承载部82位于非加热区内。对于非承载部82的具体用途并不作限定，在一些实施例中，非承载部82可以为保温部，通过该保温部能够进一步保证保温效果。其中，驱动结构92为较为成熟的常规结构，在此不再赘述。

当承载舟80处于工艺位置时，承载舟80基本布满工艺腔51，即此时承载舟80的长度基本与工艺腔51的长度一致或略小于工艺腔51的长度(例如图12和图15中示出状态)。

图10至图12示出了承载舟80为最小长度时立式热处理设备的结构示意图，其中，图10中承载舟80处于初始位置，图12中承载舟80处于工艺位置。当承载舟80为最小长度时，承载部81的长度为L₁，此时炉体20通过调整机构30调整至最小高度。如图12所示，在此情况下，当承载舟80处于工艺位置时，非承载部82靠近承载部81的一部分位于加热区内，也就是说此时加热区未被充分利用，还存在可以增加承载部81长度的空间，这是后续增加承载部81长度、调整炉体20升高的前提条件。

图13至图15示出了承载舟80为最大长度时立式热处理设备的结构示意图，其中，图13中承载舟80处于初始位置，图15中承载舟80处于工艺位置。当承载舟80为最大长度时，承载部81的长度为L₂，此时炉体20通过调整机构30调整至最大高度。如图15所示，在此情况下，当承载舟80处于工艺位置时，非承载部82整体位于非加热区内，也就是说此时承载部81已经布满加热区，加热区已经被最大限度利用，没有可以再增加承载部81长度的空间。另外，如图13所示，在此情况下，当承载舟80处于初始位置时，承载舟80的顶部与炉管50的底部之间的距离较小，如果再增加承载舟80的长度也容易出现两者干涉的问题。因此，此时承载舟80为最大长度。

如图8、图9、图11以及图14所示，在一些实施例中，炉体20的底部边缘处设有凸出结构21，凸出结构21沿炉体20的径向向外凸出。调整机构30与上述凸出结构21相配合，通过调整机构30直接带动凸出结构21沿竖直方向上下移动，从而实现对炉体20的高度位置的调整。需要说明的是，凸出结构21的具体结构并不作限定，可以为任何能够与炉体20的底部边缘处进行连接且能够与调整机构30相配合的结构。例如，在一些实施例中，凸出结构21沿炉体20的周向延伸一周以形成环形；当然，可以理解地，在另一些实施例中，凸出结构21也可以为多个，多个凸出结构21沿炉体20的周向间隔且均匀分布，多个凸出结构21共同位于同一水平面内。

进一步地，在图8、图9、图11以及图14示出的实施例中，凸出结构21包括第一环形板211和第二环形板212，其中，第一环形板211连接于炉体20的底部边缘处，优选地，第一环形板211与炉体20的底部边缘固定为一体；第二环形板212独立于第一环形板211，第一环形板211可放置在第二环形板212的上方并与第二环形板212通过螺钉等紧固件进行可拆卸连接。第一环形板211和第二环形板212共同构成凸出结构21。需要注意的是，第一环形板211和第二环形板212可以为与原有的炉体20配套的结构，当由于承载舟80长度的增加而导致炉体20的高度位置、炉管50的长度等发生改变时，第一环形板211和第二环形板212可以不发生变化，可以继续沿用。另外，可以理解地，在另一些实施例中，凸出结构21也可以仅包括一个环形板。

如图6至图9以及图16和图17所示，在一些实施例中，调整机构30包括第一承托结构31和高度调整结构32，第一承托结构31设有凸出结构安装位311，凸出结构21可拆卸地连接于凸出结构安装位311，高度调整结构32可拆卸地设置在第一承载板11上，高度调整结构32与第一承托结构31相配合以调整第一承托结构31的高度，即调整第一承托结构31与第一承载板11沿竖直方向的距离。

其中，第一承托结构31用于承托炉体20和凸出结构21，第一承托结构31上设有凸出结构安装位311，该凸出结构安装位311便于安装与原有的炉体20配套的凸出结构21，具有较好的普适性，同时凸出结构21与凸出结构安装位311之间、高度调整结构32与第一承载板11之间均为可拆卸连接，相比于第一承托结构31直接与凸出结构21(或炉体20)、第一承载板11固定连接的方式，高度调整结构32能够快速满足对原有立式热处理设备的改造，从而更快地提升设备的单炉处理能力。

如图6至图9以及图16至图18所示，在一些实施例中，第一承托结构31为承托板，承托板具有第二避让口312，凸出结构安装位311为安装槽，第二避让口312位于安装槽的槽底，凸出结构21能够容置于上述安装槽内并与安装槽连接。炉口在竖直方向上对应于第二避让口312，当凸出结构21与安装槽连接后，由炉口伸出的炉管50穿过第二避让口312向下延伸。其中，安装槽的槽壁围成的形状与凸出结构21的外轮廓形状相适配。当凸出结构21容置于上述安装槽内时，安装槽的槽壁与凸出结构21的周向外壁之间相贴合或间隙配合，从而在一定程度上对凸出结构21起到安装定位的作用。另外，当凸出结构21容置于上述安装槽内时，安装槽的槽底围绕在第二避让口312外侧的部分(即安装槽的槽底除去第二避让口312的其它部位)能够与凸出结构21的底面相接触，从而对凸出结构21起到支撑的作用。由于凸出结构21呈环形，安装槽的槽底围绕在第二避让口312外侧的部分也呈环形，两者相接触可以增大接触面积，从而使安装槽对凸出结构21的支撑更加稳定。

进一步地，如图6至图9以及图16至图18所示，在一些实施例中，承托板的中间部位相对于其边缘部位下凹以形成下凹空间，第二避让口312和安装槽位于下凹空间内。高度调整结构32为多个，多个高度调整结构32与承托板的边缘部位相配合，且多个高度调整结构32沿炉体20的周向均匀布置。当凸出结构21安装于安装槽后，炉体20的重量主要施加在承托板的中间部位，并且高度调整结构32与承托板的受力点位于承托板的边缘部位，由于中间部位相对于边缘部位下凹，两者通过一竖向延伸的筒状部进行连接。在承托板的高度位置调整过程中，会出现承托板的中间部位调整至与第一承载板11基本贴合的情况(例如图11中所示状态)，此时承托板的边缘部位与第一承载板11之间仍然存在一定距离，这样更加便于高度调整结构32与承托板配合方式的设计。另外，多个高度调整结构32沿炉体20的周向均匀布置的设置方式也能够使承托板更为平稳地进行升降。当然，可以理解地，承托板的具体形式不限于此，在图中未示出的其它实施例中，承托板也可以呈平板状。

需要说明的是，在图中示出的具体实施例中，第一环形板211设置于第二环形板212的上方，第二环形板212容置于安装槽内，并通过螺钉等紧固件与安装槽进行可拆卸连接。另外，根据不同型号的立式热处理设备、不同的工艺要求，还可以对承托板进行定制化设计。例如，在高度调整结构32的调整范围确定后，可根据炉体20、炉管50、承载舟80的不同长度，定制承托板的中间部位与其边缘部位之间的高度差，从而满足对于炉体20能够调整的高度位置范围要求；又例如，可根据不同型号的第二环形板212，定制承托板的安装槽的形状和尺寸；再例如，为了保证工艺管路与管路接头53的连接可靠性，可以在承托板上设置辅助固定结构，例如固定孔位、固定卡爪等，将工艺管路通过辅助固定结构进行辅助固定。

进一步可以理解地，凸出结构安装位311的具体形式并不限于上述安装槽，在图中未示出的其它实施例中，凸出结构安装位311也可以为其它形式，例如，承托板上不设置安装槽，但是承托板划分出某一能够与凸出结构21的底面相贴合的区域，该区域也可以作为凸出结构安装位311。另外，第一承托结构31也不限于承托板，在图中未示出的其它实施例中，第一承托结构31也可以包括多个沿周向间隔且均匀分布的承托块，多个承托块均固定于一个底座上，高度调整结构32用于带动底座升降，多个承托块共同用于承托凸出结构21及炉体20。

如图6至图8、图11、图14以及图16至图18所示，在一些实施例中，立式热处理设备还包括高度测量结构40，高度测量结构40用于测量炉体20相对于第一承载板11的高度值和/或炉体20的高度在调整前后的差值，从而使对炉体20的高度位置的调整过程更为直观，便于炉体20最终能够准确地调整至所需位置。需要说明的是，高度测量结构40的具体类型并不作限定，可以为任何能够测量炉体20的实时高度位置的结构。

例如，在图中示出的具体实施例中，高度测量结构40包括相配合的度量件41和指示件42，度量件41设置在第一承载板11上，指示件42设置在第一承托结构31和/或凸出结构21上，度量件41和指示件42的安装需要尽量保证精确安装。度量件41上通常具有刻度，指示件42随着炉体20高度的变化上下移动，通过指示件42指示的度量件41刻度的具体位置来确定炉体20相对于第一承载板11的高度值，通过指示件42在炉体20高度调整前后指示的度量件41刻度的两个位置来确定炉体20的高度在调整前后的差值。优选地，高度测量结构40为游标卡尺，度量件41为游标卡尺的主尺，指示件42为游标卡尺的游标。当然，可以理解地，在图中未示出的其它实施例中，高度测量结构40也可以为红外测距装置、激光测距装置等。

如图6至图9以及图16至图20所示，在一些实施例中，第一承托结构31具有通孔313。高度调整结构32包括底座321、转动件322和支撑件323。底座321通过螺钉等紧固件可拆卸地设置在第一承载板11上。优选地，紧固件可以为多个，通过多个紧固件将底座321连接于第一承载板11上，从而保证高度调整结构32的安装强度及可靠性。转动件322的第一端可转动地设置在底座321上，转动件322的第二端由通孔313向上穿出。支撑件323套设在转动件322上，且支撑件323与第一承托结构31的底面抵顶配合。支撑件323与转动件322之间螺纹配合。通过旋转转动件322带动支撑件323及第一承托结构31沿竖直方向进行移动，从而调整第一承托结构31相对于第一承载板11的高度位置，进而实现炉体20的高度调整。

由于炉体20和凸出结构21的总重量较大，并且两者的重量均施加在第一承托结构31上，如果转动件322与底座321之间采用滑动配合方式，就会导致转动件322在旋转时的转动阻力矩较大，从而导致难以进行高度调整。因此，为了解决这一问题，在一些实施例中，在转动件322的第一端与底座321之间设置止推轴承324，转动件322的第一端通过止推轴承324安装于底座321内。止推轴承324能够承受轴向载荷，采用止推轴承324作为转动件322的转动支承件，能够将滑动配合变为滚动配合，有效地减小转动件322旋转时的转动阻力矩，从而使炉体20的高度位置的调整操作更为容易，有利于炉体20的高度位置的快速调整。

进一步地，如图16至图20所示，转动件322与通孔313的孔壁之间螺纹配合，通过旋转转动件322能够直接带动第一承托结构31沿竖直方向进行移动。另外，在旋转转动件322时，与第一承托结构31的底面抵顶配合的支撑件323也会沿竖直方向进行移动。当转动件322停止旋转后，支撑件323抵顶在第一承托结构31的底面，从而对第一承托结构31起到支撑的作用。

在图中示出的具体实施例中，转动件322的第二端具有多个沿转动件322的周向依次连接的夹持面3221，其中至少两个夹持面3221对称设置且相互平行。优选地，夹持面3221为四个，且四个夹持面3221两两平行，此时转动件322的第二端形成方形柱头。操作人员通过工具夹持相互平行的两个夹持面3221后便可对转动件322进行旋转，操作更为方便。

另外，支撑件323包括由上至下套设在转动件322上的第一螺母3231和第二螺母3232，第一螺母3231和第二螺母3232之间相贴合，且第一螺母3231与第一承托结构31的底面相贴合。也就是说，支撑件323为具有摩擦防松功能的双螺母结构，从而防止设备运行时产生的振动导致支撑件323松动，进而避免第一承托结构31及炉体20的高度发生变化。

需要说明的是，在图中未示出的其它实施例中，通孔313的孔壁上也可以不设置螺纹，此时转动件322只是穿设在通孔313中。由于支撑件323与第一承托结构31的底面抵顶配合，在第一承托结构31及其上的炉体20的重力作用下支撑件323被压紧，在此情况下，如果转动件322发生转动，同样可以带动支撑件323上下移动，通过支撑件323托举第一承托结构31使其随之上下移动。

如图6至图15所示，在一些实施例中，立式热处理设备还包括安装组件60，炉管50通过安装组件60可拆卸地安装于第一承载板11，且安装组件60与炉管50和第一承载板11之间均可拆卸，也就是说，安装组件60是可以由炉管50和第一承载板11上拆卸下来进行更换的。在一些实施例中，安装组件60可以具有不同的规格，例如安装组件60中某些部件的尺寸，且安装组件60的不同规格可以与炉管50伸出炉体20的部分的不同长度进行适配。

当需要增加承载舟80的长度时，通过调整机构30调整炉体20的高度位置使其升高一定高度，并且在选用合适长度的保温套70套设在炉管50伸出炉体20的部分上的同时，还需要选用合适规格的安装组件60(即选用与炉管50伸出炉体20部分长度相适配的规格的安装组件60)将炉管50安装于第一承载板11，以保证炉管50的可靠安装。

具体地，如图6至图15所示，在一些实施例中，安装组件60包括第二承托结构61和多个吊装件62，炉管50的底部设置在第二承托结构61上，多个吊装件62沿炉管50的周向均匀布置，每个吊装件62的第一端与第一承托结构31和/或凸出结构21可拆卸连接，每个吊装件62的第二端与第二承托结构61可拆卸连接。当炉体20的高度位置调整到位后，通过多个吊装件62能够将第二承托结构61固定至某一高度位置，炉管50的底部由第二承托结构61进行支撑，从而使炉管50与炉体20的相对位置固定。由于第二承托结构61通过吊装件62安装于第一承托结构31和/或凸出结构21上，而第一承托结构3和凸出结构21又是安装于第一承载板11上，此时可认为炉管50是通过安装组件60安装于第一承载板11上。优选地，第二承托结构61为承托环，炉管50底部端面支撑在承托环上，承托环的内圈空间与炉管50的管口52沿竖直方向对齐。

其中，安装组件60的规格主要指的是吊装件62的长度，当承载舟80的长度增加时，通过调整机构30调整炉体20的高度位置使其升高一定高度，并选用合适长度的吊装件62与第二承托结构61连接，以将炉管50安装于第一承载板11，从而保证炉管50的可靠安装。另外，需要注意的是，在一些实施例中，保温套70可以通过绑绳等柔性件捆绑在炉管50上，从而实现保温套70的固定，此时只需根据承载舟80的长度和炉体20的升高程度来选择合适长度的保温套70、并通过柔性件捆绑即可固定于炉管50上，无需考虑保温套70与第一承载板11等部件之间的连接。

需要说明的是，安装组件60的具体结构并不作限定，在图中未示出的其它实施例中，安装组件60也可以采用其它能够实现炉管50与第一承载板11之间可拆卸连接的结构。另外，根据安装组件60的具体结构以及与炉管50和第一承载板11的安装方式的不同，在某些实施方式中，承载舟80的长度和炉体20的高度位置变化时，安装组件60也可能不必更换规格。例如，在炉管50的管口52与第一承载板11之间距离始终保持不变的前提下，安装组件60仍然采用第二承托结构61和吊装件62的形式，但是吊装件62与第一承载板11直接连接，此时无论承载舟80的长度和炉体20的高度位置如何变化，第二承托结构61与第一承载板11之间的位置关系不变，吊装件62也无需更换规格，采用同一个安装组件60便能够实现针对不同长度的承载舟80的不同情况下炉管50的安装。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种立式热处理设备，其特征在于，包括：

机箱，所述机箱内设有第一承载板，所述第一承载板将所述机箱的内部空间分隔为由上至下依次布置的容置腔和装载腔，所述第一承载板具有第一避让口，所述第一避让口连通所述容置腔和所述装载腔；

炉体及调整机构，所述炉体整体位于所述容置腔内，所述炉体通过所述调整机构高度可调地安装于所述第一承载板，所述炉体的底部具有炉口；

炉管及保温套，所述炉管设置在所述炉体内，且所述炉管的底部由所述炉口向下伸出，并经由所述第一避让口延伸至所述装载腔内，所述炉管可拆卸地安装于所述第一承载板，所述炉管伸出所述炉体的部分全部可拆卸地套设有所述保温套，所述炉管的内部空间形成工艺腔，所述炉管的底部具有管口，其中，

在所述炉体通过所述调整机构调整高度后，所述管口与所述第一承载板在竖直方向上的距离始终保持不变，所述保温套的长度与所述炉管伸出所述炉体的部分的长度相适配；

承载舟，用于承载待加工件，所述承载舟能够由所述装载腔经所述管口进入至所述工艺腔，且所述承载舟整体均位于所述工艺腔内。

2.根据权利要求1所述的立式热处理设备，其特征在于，所述工艺腔包括位于所述炉体内侧的加热区，所述承载舟包括承载部，所述待加工件放置于所述承载部，所述立式热处理设备还包括升降机构，所述升降机构与所述承载舟相配合，以使所述承载舟能够由位于所述装载腔内的初始位置、经所述管口上升至所述承载舟整体位于所述工艺腔内的工艺位置，其中，

当所述承载舟处于所述初始位置时，所述承载舟的顶部低于所述炉管；当所述承载舟处于所述工艺位置时，所述承载部整体位于所述加热区内。

3.根据权利要求2所述的立式热处理设备，其特征在于，

所述工艺腔还包括位于所述保温套内侧的非加热区，所述承载舟还包括位于所述承载部下方且与所述承载部相邻的非承载部，所述升降机构包括第二承载板和驱动结构，所述第二承载板用于承载所述承载舟，所述驱动结构用于驱动所述第二承载板升降，并以此带动所述承载舟升降，当所述承载舟上升至所述工艺位置时，所述第二承载板封堵所述管口，且所述承载舟布满所述工艺腔，其中，

若所述炉体通过所述调整机构调整至最小高度，当所述承载舟处于所述工艺位置时，所述非承载部靠近所述承载部的一部分位于所述加热区内；

若所述炉体通过所述调整机构调整至最大高度，当所述承载舟处于所述工艺位置时，所述非承载部整体均位于所述非加热区内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的立式热处理设备，其特征在于，所述炉体的底部边缘处设有凸出结构，所述凸出结构沿所述炉体的径向向外凸出，所述调整机构包括第一承托结构和高度调整结构，所述第一承托结构设有凸出结构安装位，所述凸出结构可拆卸地连接于所述凸出结构安装位，所述高度调整结构可拆卸地设置在所述第一承载板上，所述高度调整结构与所述第一承托结构相配合以调整所述第一承托结构的高度。

5.根据权利要求4所述的立式热处理设备，其特征在于，所述凸出结构沿所述炉体的周向延伸一周，所述第一承托结构包括承托板，所述承托板具有第二避让口，所述凸出结构安装位包括安装槽，所述第二避让口位于所述安装槽的槽底，所述安装槽的槽壁围成的形状与所述凸出结构的外轮廓形状相适配，所述凸出结构容置并连接于所述安装槽内，所述炉口在竖直方向上对应于所述第二避让口，以使由所述炉口伸出的所述炉管能够穿过所述第二避让口。

6.根据权利要求5所述的立式热处理设备，其特征在于，所述承托板的中间部位相对于其边缘部位下凹以形成下凹空间，所述第二避让口和所述安装槽位于所述下凹空间内，所述高度调整结构为多个，多个所述高度调整结构与所述承托板的边缘部位相配合，且多个所述高度调整结构沿所述炉体的周向均匀布置。

7.根据权利要求4所述的立式热处理设备，其特征在于，还包括高度测量结构，所述高度测量结构用于测量所述炉体相对于所述第一承载板的高度值和/或所述炉体的高度在调整前后的差值，其中，所述高度测量结构包括相配合的度量件和指示件，所述度量件设置在所述第一承载板上，所述指示件设置在所述第一承托结构和/或所述凸出结构上。

8.根据权利要求4所述的立式热处理设备，其特征在于，所述第一承托结构具有通孔，所述高度调整结构包括底座、转动件和支撑件，所述底座设置在所述第一承载板上，所述转动件的第一端可转动地设置在所述底座上，所述转动件的第二端由所述通孔向上穿出，所述支撑件套设在所述转动件上，且所述支撑件与所述第一承托结构的底面抵顶配合，所述支撑件与所述转动件之间螺纹配合，通过旋转所述转动件带动所述支撑件及所述第一承托结构沿竖直方向进行移动，其中，所述转动件的第一端与所述底座之间设有止推轴承。

9.根据权利要求8所述的立式热处理设备，其特征在于，

所述转动件与所述通孔的孔壁之间螺纹配合，通过旋转所述转动件能够直接带动所述第一承托结构沿竖直方向进行移动；和/或，

所述支撑件包括由上至下套设在所述转动件上的第一螺母和第二螺母，所述第一螺母和所述第二螺母之间相贴合，且所述第一螺母与所述第一承托结构的底面相贴合；和/或，

所述转动件的第二端具有多个沿所述转动件的周向依次连接的夹持面，其中至少两个所述夹持面对称设置且相互平行。

10.根据权利要求4所述的立式热处理设备，其特征在于，还包括安装组件，所述炉管通过所述安装组件安装于所述第一承载板，其中，所述安装组件包括第二承托结构和多个吊装件，所述炉管的底部设置在所述第二承托结构上，多个所述吊装件沿所述炉管的周向均匀布置，每个所述吊装件的第一端与所述第一承托结构和/或所述凸出结构可拆卸连接，每个所述吊装件的第二端与所述第二承托结构可拆卸连接。

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