CN114808121B - 一种用于多晶铸锭炉的导流装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于多晶铸锭炉技术领域，具体为一种用于多晶铸锭炉的导流装置及其使用方法，所述空心承重杆的外端下侧活动套设有空腔转盘，所述空心承重杆的外端下侧套设有恒星齿轮，所述空腔转盘的内腔中活动安装有行星齿轮，所述行星齿轮与恒星齿轮啮合，所述空腔转盘的外侧连接有分气板，所述分气板的本体上活动安装有转向轮，所述转向轮与行星齿轮之间铰接有传动杆，所述转向轮伸出分气板的一侧安装有活动喷头，所述转向轮的本体上开设有导气孔，本装置通过导入的惰性气体带动分气板及空腔转盘旋转，分气板会带动固定喷头和活动喷头旋转，固定喷头和活动喷头在转动中进行吹风，可以避免单一点的液态硅的温度过低。

Description

一种用于多晶铸锭炉的导流装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及多晶铸锭炉技术领域，具体为一种用于多晶铸锭炉的导流装置及其使用方法。

背景技术

多晶硅铸锭炉主要用于太阳能级多晶硅锭的大生产。由于多晶硅锭在铸锭过程中，杂志的含量不但会影响到多晶硅锭的电学性能，还会影响到太阳电池的转换效率；另外当多晶硅锭的碳含量过高时，还会导致硅片的机械性能不足。而通过导流装置引入惰性气体对液态硅进行降温，当液态硅降温时，液态硅中的碳、氮等杂质会以过饱和形成核析出，同时导流装置引入惰性气体还可以将析出的杂志向四周吹出，进而降低晶硅铸锭的杂志含量。

多晶铸锭炉的导流装置有两种使用形式，一种是导流装置直接将惰性气体吹入铸锭炉内的一个点，由于惰性气体的引入点过于集中，这会导致铸锭炉内中引入点位置的温度过低，而液态硅表面温度差过大，也会影响多晶铸锭质量；另一种是导流装置开设多个导入点，使惰性气体四散吹入铸锭炉内，这会导致导流装置的表面积过大，而导流装置的表面积过大，会挡住观察窗，导致铸锭炉内的视场被遮挡，另外测晶棒在使用时，还需要安装到导流装置的下方，这导致测晶棒的使用范围有限，从而导致多晶铸锭的厚度偏薄，即单次生产的多晶铸锭的量较少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于多晶铸锭炉的导流装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的现有多晶硅锭上的导流装置不能旋转的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于多晶铸锭炉的导流装置，包括空心承重杆，所述空心承重杆的外端下侧活动套设有空腔转盘，所述空心承重杆的外端下侧套设有恒星齿轮，所述空腔转盘的内腔中活动安装有行星齿轮，所述行星齿轮与恒星齿轮啮合，所述空腔转盘的外侧连接有分气板，所述分气板的本体上活动安装有转向轮，所述转向轮与行星齿轮之间铰接有传动杆，所述转向轮伸出分气板的一侧安装有活动喷头，所述转向轮的本体上开设有导气孔，所述导气孔与活动喷头连通，所述分气板的内腔及空腔转盘的内腔中均设置有导气腔，所述分气板的导气腔与导气孔之间连接有金属软管，所述分气板的导气腔与空腔转盘的导气腔连通，所述空腔转盘的导气腔与空心承重杆的内腔联通，所述分气板靠近活动喷头的一侧安装有固定喷头，所述固定喷头与导气腔连通。

优选的，所述分气板的内腔中还设置有与导气腔不连通的安装腔，所述安装腔的内腔底部安装有收拉杆，所述收拉杆的左端连接有绕线板，所述金属软管绕过绕线板后与导气孔连接。

优选的，所述收拉杆包括外壳的连接杆，所述外壳的内腔中安装有拉力弹簧，所述连接杆插接在外壳的内腔中且与拉力弹簧连接。

优选的，所述转向轮包括缠绕轮，所述缠绕轮的本体外侧开设有绕线槽，所述缠绕轮的转轴伸出分气板的一侧连接有固定板。

优选的，所述空腔转盘与分气板之间连接有加固板。

优选的，所述空心承重杆的外侧下端套设有承重盘，所述空腔转盘套设在承重盘的外侧。

一种用于多晶铸锭炉的导流装置的使用方法，该用于多晶铸锭炉的导流装置的使用方法如下：

步骤一、将惰性气体从空心承重杆的上端导入，随后惰性气体进入导气腔，然后部分惰性气体直接从固定喷头喷出，还有部分惰性气体经过金属软管及导气孔后，从活动喷头喷出；

步骤二、从固定喷头和活动喷头喷出的惰性气体会推动分气板旋转，分气板会带动空腔转盘绕空心承重杆旋转；

步骤三、空腔转盘的旋转会带动行星齿轮绕恒星齿轮做公转，行星齿轮在公转的同时也会自转，行星齿轮的自转会通过传动杆带动转向轮摆动，转向轮会在摆动的同时会带动活动喷头摆动。

优选的，所述活动喷头与分气板的水平线之间的夹角大于90°。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本装置通过导入的惰性气体带动分气板及空腔转盘旋转，分气板会带动固定喷头和活动喷头旋转，固定喷头和活动喷头在转动中进行吹风，不会向单一点进行固定吹风，可以避免单一点的液态硅的温度过低，同时旋转吹风还可以进行大面积吹风，可以增大液态硅的受冷面积；

2)空腔转盘会带动行星齿轮转动，行星齿轮通过转动带动转向轮摆动，转向轮带动活动喷头摆动，活动喷头的摆动也可以增大液态硅的受冷面积，进而可以降低导流装置的表面积，从而使得观察窗及测晶棒可以有着正常的安装空间。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明主视图剖视结构示意图；

图3为本发明转向轮俯视图剖视结构示意图；

图4为本发明分气板俯视图剖视结构示意图；

图5为本发明空腔转盘俯视图剖视结构示意图；

图6为本发明收拉杆主视图剖视结构示意图；

图7为本发明活动喷头摆动角度示意图。

图中：1空心承重杆、2空腔转盘、3分气板、4加固板、5承重盘、6固定喷头、7转向轮、71固定板、72缠绕轮、73绕线槽、74导气孔、8活动喷头、9恒星齿轮、10行星齿轮、11传动杆、12金属软管、13绕线板、14收拉杆、141外壳、142连接杆、143拉力弹簧、15导气腔、16安装腔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例：

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种用于多晶铸锭炉的导流装置，包括空心承重杆1，空心承重杆1的外端下侧活动套设有空腔转盘2，空腔转盘2通过轴承与空心承重杆1连接，该轴承的上侧设置有密封元件，用于防止惰性气体泄露，空心承重杆1的外端下侧套设有恒星齿轮9，恒星齿轮9固定在空心承重杆1的外端，不可转动，空腔转盘2的内腔中活动安装有行星齿轮10，行星齿轮10与恒星齿轮9啮合，行星齿轮10在绕恒星齿轮9公转的同时也会发生自转，空腔转盘2的外侧连接有分气板3，分气板3的数量为2～4个，分气板3均匀分布在空腔转盘2的外侧，分气板3的本体上活动安装有转向轮7，转向轮7与行星齿轮10之间铰接有传动杆11，传动杆11由多个连杆铰接而成，行星齿轮10在自转的过程中会通过传动杆11带动转向轮7摆动，转向轮7伸出分气板3的一侧安装有活动喷头8，转向轮7摆动过程中会带动活动喷头8摆动，进而进行多角度吹风，相比于传统的导流装置只能固定吹风，本装置通过活动喷头8的摆动，增大吹风角度，进而增大吹风面积，转向轮7的本体上开设有导气孔74，导气孔74与活动喷头8连通，分气板3的内腔及空腔转盘2的内腔中均设置有导气腔15，分气板3的导气腔15与导气孔74之间连接有金属软管12，通过金属软管12连接，不但不会影响转向轮7的转动，同时还可以减少密封点，进而避免漏气，分气板3的导气腔15与空腔转盘2的导气腔15连通，空腔转盘2的导气腔15与空心承重杆1的内腔联通，分气板3靠近活动喷头8的一侧安装有固定喷头6，固定喷头6与导气腔15连通，固定喷头6和活动喷头8均指向斜下方，这样即惰性气体既可以吹到液态硅的表面，还可以向分气板3施加反作用力。

分气板3的内腔中还设置有与导气腔15不连通的安装腔16，安装腔16与导气腔15不连通，可以减少密封元件的使用，同时也使得导气腔15更容易密封，转向轮7在旋转过程中会对金属软管12进行收放，在放松金属软管12的时候，金属软管12会散开，为了避免金属软管12被绕道传动杆11上，在安装腔16的内腔底部安装有收拉杆14，收拉杆14的左端连接有绕线板13，金属软管12绕过绕线板13后与导气孔74连接，收拉杆14包括外壳141的连接杆142，外壳141的内腔中安装有拉力弹簧143，连接杆142插接在外壳141的内腔中且与拉力弹簧143连接，当转向轮7收紧金属软管12时，金属软管12会带动绕线板13向转向轮7移动，当转向轮7放开金属软管12时，收拉杆14会带动金属软管12向远离转向轮7的一侧移动，继续绷紧金属软管12，进而避免金属软管12松动。

转向轮7包括缠绕轮72，缠绕轮72的本体外侧开设有绕线槽73，缠绕轮72在旋转的过程中，金属软管12会缠绕到绕线槽73中，进而可以避免金属软管12从缠绕轮72上滑落，缠绕轮72的转轴伸出分气板3的一侧连接有固定板71。

空腔转盘2与分气板3之间连接有加固板4。

空心承重杆1的外侧下端套设有承重盘5，空腔转盘2套设在承重盘5的外侧，承重盘5设置呈T型，用于对空腔转盘2进行支撑，进而避免空腔转盘2从空心承重杆1脱落。

一种用于多晶铸锭炉的导流装置的使用方法，该用于多晶铸锭炉的导流装置的使用方法如下：

步骤一、将惰性气体从空心承重杆1的上端导入，随后惰性气体进入导气腔15，然后部分惰性气体直接从固定喷头6喷出，固定喷头6喷出的惰性气体对内圈的液态硅进行冷却降温，还有部分惰性气体经过金属软管12及导气孔74后，从活动喷头8喷出，活动喷头8喷出的惰性气体对外圈的液态硅进行冷却降温；

步骤二、从固定喷头6和活动喷头8喷出的惰性气体会向分气板3施加一个反作用力，进而推动分气板3旋转，分气板3会带动空腔转盘2绕空心承重杆1旋转；

步骤三、空腔转盘2的旋转会带动行星齿轮10绕恒星齿轮9做公转，由于恒星齿轮9与行星齿轮10啮合，所以行星齿轮10在公转时也会自转，行星齿轮10的自转会通过传动杆11带动转向轮7摆动，转向轮7会在摆动的同时会带动活动喷头8摆动，活动喷头8通过摆动对更多的地点进行吹风。

令活动喷头8与分气板3的水平线之间的夹角为θ，则θ大于90°，这样可以避免活动喷头8向内圈吹风，令活动喷头8的摆动角度为β，β受到空腔转盘2与液态硅的距离及铸锭炉的内径的影响，其最大值不会超过90°。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于多晶铸锭炉的导流装置，包括空心承重杆(1)，其特征在于：所述空心承重杆(1)的外端下侧活动套设有空腔转盘(2)，所述空心承重杆(1)的外端下侧套设有恒星齿轮(9)，恒星齿轮(9)固定在空心承重杆(1)的外端，不可转动，所述空腔转盘(2)的内腔中活动安装有行星齿轮(10)，所述行星齿轮(10)与恒星齿轮(9)啮合，所述空腔转盘(2)的外侧连接有分气板(3)，所述分气板(3)的本体上活动安装有转向轮(7)，所述转向轮(7)与行星齿轮(10)之间铰接有传动杆(11)，所述转向轮(7)伸出分气板(3)的一侧安装有活动喷头(8)，所述转向轮(7)的本体上开设有导气孔(74)，所述导气孔(74)与活动喷头(8)连通，所述分气板(3)的内腔及空腔转盘(2)的内腔中均设置有导气腔(15)，所述分气板(3)的导气腔(15)与导气孔(74)之间连接有金属软管(12)，所述分气板(3)的导气腔(15)与空腔转盘(2)的导气腔(15)连通，所述空腔转盘(2)的导气腔(15)与空心承重杆(1)的内腔联通，所述分气板(3)靠近活动喷头(8)的一侧安装有固定喷头(6)，所述固定喷头(6)与分气板(3)的导气腔(15)连通，从固定喷头(6)和活动喷头(8)喷出的惰性气体会推动分气板(3)旋转，分气板(3)会带动空腔转盘(2)绕空心承重杆(1)旋转。

2.根据权利要求1所述的一种用于多晶铸锭炉的导流装置，其特征在于：所述分气板(3)的内腔中还设置有与导气腔(15)不连通的安装腔(16)，所述安装腔(16)的内腔底部安装有收拉杆(14)，所述收拉杆(14)的左端连接有绕线板(13)，所述金属软管(12)绕过绕线板(13)后与导气孔(74)连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于多晶铸锭炉的导流装置，其特征在于：所述收拉杆(14)包括外壳(141)和连接杆(142)，所述外壳(141)的内腔中安装有拉力弹簧(143)，所述连接杆(142)插接在外壳(141)的内腔中且与拉力弹簧(143)连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于多晶铸锭炉的导流装置，其特征在于：所述转向轮(7)包括缠绕轮(72)，所述缠绕轮(72)的本体外侧开设有绕线槽(73)，所述缠绕轮(72)的转轴伸出分气板(3)的一侧连接有固定板(71)。

5.根据权利要求1所述的一种用于多晶铸锭炉的导流装置，其特征在于：所述空腔转盘(2)与分气板(3)之间连接有加固板(4)。

6.根据权利要求1所述的一种用于多晶铸锭炉的导流装置，其特征在于：所述空心承重杆(1)的外侧下端套设有承重盘(5)，所述空腔转盘(2)套设在承重盘(5)的外侧。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述用于多晶铸锭炉的导流装置的使用方法，其特征在于：该用于多晶铸锭炉的导流装置的使用方法如下：

步骤一、将惰性气体从空心承重杆(1)的上端导入，随后惰性气体进入导气腔(15)，然后部分惰性气体直接从固定喷头(6)喷出，还有部分惰性气体经过金属软管(12)及导气孔(74)后，从活动喷头(8)喷出；

步骤二、从固定喷头(6)和活动喷头(8)喷出的惰性气体会推动分气板(3)旋转，分气板(3)会带动空腔转盘(2)绕空心承重杆(1)旋转；

步骤三、空腔转盘(2)的旋转会带动行星齿轮(10)绕恒星齿轮(9)做公转，行星齿轮(10)在公转的同时也会自转，行星齿轮(10)的自转会通过传动杆(11)带动转向轮(7)摆动，转向轮(7)会在摆动的同时会带动活动喷头(8)摆动。

8.根据权利要求7所述的一种用于多晶铸锭炉的导流装置的使用方法，其特征在于：所述活动喷头(8)与分气板(3)的水平线之间的夹角大于90°。