CN115246701A - 一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及坩埚生产技术领域，且公开了一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置，包括加热罐和盖板，所述盖板的一侧设有动力机构，所述加热罐的一侧内壁开设有多个通风槽，所述加热罐的底部内壁固定连接有内罐，所述加热罐的底部内壁固定连接有电热器，所述内罐的一侧内壁固定连接有安装架，安装架的一侧活动连接有传动轴。本发明不仅能够将堆积在内罐底部的石英原料抬升至内罐的中部并向外侧翻动，从而均匀的对原料进行搅拌混合，提高产品的质量，还能够对翻向外侧的石英原料进行搅拌，减少原料内的气泡含量，并且使得内罐内部的温度更加均匀，降低了内罐从中心到边部的温度梯度，提高产品的合格率，还能够提高装置的稳定性。

Description

一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置

技术领域

本发明涉及坩埚生产技术领域，具体为一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置。

背景技术

石英坩埚是拉制大直径单晶硅、发展大规模集成电路必不可少的基础材料，其用于在单晶硅拉制时盛放原料，常规的拉单晶用电弧石英坩埚由内外两层结构构成，内层为透明层，其气泡含量较低，外层为气泡复合层，其气泡含量较高，其作用是支撑坩埚的变形强度。

常规生产石英坩埚的石英砂均为天然石英砂，石英砂的杂质含量和石英砂里的气液包裹体含量或数量就成为了影响石英坩埚使用寿命的关键影响因素，然而目前市场上的高纯石英坩埚透明层制备装置在对石英原料进行熔炼时搅拌不够均匀，从而导致制备的石英坩埚透明层气泡含量过高，为此，我们提出一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置，主要为解决石英原料进行熔炼时搅拌不够均匀，从而导致制备的石英坩埚透明层气泡含量过高的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置，包括加热罐和盖板，所述盖板的一侧设有动力机构，所述加热罐的一侧内壁开设有多个通风槽，所述加热罐的底部内壁固定连接有内罐，所述加热罐的底部内壁固定连接有电热器，所述内罐的一侧内壁固定连接有安装架，安装架的一侧活动连接有传动轴，传动轴的顶端固定连接有拨动杆，所述传动轴的一侧固定连接有螺旋片，且螺旋片位于安装架的下方，所述传动轴的一侧固定连接有连接板，连接板的一端活动连接有搅拌辊，搅拌辊的一端固定连接有圆盘齿轮，所述内罐的一侧内壁固定连接有齿环，且齿环与圆盘齿轮活动连接。

进一步的，所述动力机构包括有电机，且电机与盖板固定连接，所述电机输出轴的一端固定连接有第二连接杆，第二连接杆的一侧固定连接有连接块，连接块的一侧开设有滑槽，所述连接块的一侧固定连接有两个固定块，固定块的一侧固定连接有滑杆，滑杆的一侧活动连接有两个夹块，且夹块与滑槽活动连接，所述夹块的一侧固定连接有拉力弹簧。

在前述方案的基础上，所述传动轴的一侧固定连接有棘轮，且棘轮位于安装架的上方，所述安装架的上表面活动连接有棘爪，棘爪的底部固定连接有扭力弹簧，且扭力弹簧的另一端与安装架固定连接。

作为本发明再进一步的方案，所述盖板的上表面固定连接有温度传感器，所述盖板的上表面开设有通孔，通孔内设有泄压阀，所述盖板的上表面固定连接有两个吊耳。

进一步的，所述盖板的底部固定连接有橡胶垫，所述盖板的底部固定连接有两个第一连接杆，第一连接杆的底端固定连接有橡胶座。

在前述方案的基础上，所述盖板的一侧固定连接有多个卡块，所述加热罐的一侧固定连接有多个弹簧卡，且弹簧卡与卡块活动连接。

作为本发明再进一步的方案，所述盖板的一侧开设有两个卡槽，所述加热罐的上表面固定连接有两个定位块，且定位块与卡槽活动连接。

进一步的，所述加热罐的底部固定连接有多个支撑柱，支撑柱的底端固定连接有地脚。

在前述方案的基础上，所述加热罐和内罐的底部均开设有排料口，排料口内活动连接有排料管，排料管的一端活动连接有控制阀。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置，具备以下有益效果：

1、通过传动轴的转动能够带动螺旋片旋转的设置，使得螺旋片能够将堆积在内罐底部的石英原料抬升至内罐的中部并向外侧翻动，从而均匀的对原料进行搅拌混合，提高了产品的质量。

2、通过传动轴的转动能够推动圆盘齿轮与齿环啮合的设置，使得圆盘齿轮能够带动搅拌辊在绕传动轴公转的同时实现自转的功能，从而对翻向外侧的石英原料进行搅拌，减少了原料内的气泡含量。

3、通过在加热罐的内部开设多个通风槽，使得加热器产生的热空气能够均匀的散步在内罐的外侧，使得内罐内部的温度更加均匀，从而降低了内罐从中心到边部的温度梯度，提高了产品的合格率。

4、通过电机输出轴的转动能够推动连接块与拨动杆接触，使得拨动杆能够挤压夹块拉伸拉力弹簧并沿滑杆向两侧滑动，从而使得夹块将拨动杆卡接并带动传动轴稳定转动，提高了装置的稳定性。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置的立体结构示意图；

图2为本发明提出的一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置的局部剖视结构示意图；

图3为本发明提出的一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置的A部放大结构示意图；

图4为本发明提出的一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置的盖板结构示意图；

图5为本发明提出的一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置的卡合机构结构示意图。

图中：1、温度传感器；2、吊耳；3、加热罐；4、支撑柱；5、地脚；6、电机；7、卡槽；8、盖板；9、弹簧卡；10、定位块；11、排料管；12、拨动杆；13、安装架；14、连接板；15、圆盘齿轮；16、搅拌辊；17、齿环；18、传动轴；19、控制阀；20、螺旋片；21、电热器；22、内罐；23、橡胶垫；24、棘爪；25、扭力弹簧；26、棘轮；27、连接块；28、泄压阀；29、第一连接杆；30、橡胶座；31、第二连接杆；32、滑杆；33、拉力弹簧；34、夹块；35、卡块。

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。

参照图1-5，一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置，包括加热罐3和盖板8，盖板8的一侧设有动力机构，加热罐3的一侧内壁开设有多个通风槽，加热罐3的底部内壁通过螺栓固定有内罐22，加热罐3的底部内壁通过螺栓固定有电热器21，电热器21能够对加热罐3内部的空气加热，热空气通过通风槽能够均匀的散布在内罐22的外侧，从而使得内罐22内部的温度更加均匀，降低了内罐22从中心到边部的温度梯度，提高了产品的合格率，内罐22的一侧内壁通过螺栓固定有安装架13，安装架13的一侧转动连接有传动轴18，传动轴18的顶端通过螺栓固定有拨动杆12，传动轴18的一侧通过螺栓固定有螺旋片20，且螺旋片20位于安装架13的下方，传动轴18的转动能够带动螺旋片20旋转，使得螺旋片20能够将堆积在内罐22底部的石英原料抬升至内罐22的中部并向外侧翻动，从而均匀的对原料进行搅拌混合，提高了产品的质量，传动轴18的一侧通过螺栓固定有连接板14，连接板14的一端转动连接有搅拌辊16，搅拌辊16的一端键连接有圆盘齿轮15，内罐22的一侧内壁通过螺栓固定有齿环17，且齿环17与圆盘齿轮15相啮合，传动轴18的转动能够推动圆盘齿轮15与齿环17相啮合，从而使得圆盘齿轮15能够带动搅拌辊16在绕传动轴18公转的同时实现自转，从而对翻向外侧的石英原料进行搅拌，减少了原料内的气泡含量。

在本发明中，动力机构包括有电机6，且电机6与盖板8通过螺栓固定，电机6输出轴的一端通过螺栓固定有第二连接杆31，第二连接杆31的一侧通过螺栓固定有连接块27，连接块27的一侧开设有滑槽，连接块27的一侧通过螺栓固定有两个固定块，固定块的一侧通过螺栓固定有滑杆32，滑杆32的一侧滑动连接有两个夹块34，且夹块34与滑槽滑动连接，夹块34的一侧通过螺栓固定有拉力弹簧33，电机6输出轴的转动能够推动连接块27与拨动杆12接触，使得拨动杆12能够挤压夹块34拉伸拉力弹簧33并沿滑杆32向两侧滑动，从而使得夹块34能够将拨动杆12卡接并带动传动轴18稳定转动，提高了装置的稳定性，传动轴18的一侧通过螺栓固定有棘轮26，且棘轮26位于安装架13的上方，安装架13的上表面转动连接有棘爪24，棘爪24的底部通过螺栓固定有扭力弹簧25，且扭力弹簧25的另一端与安装架13通过螺栓固定，当需要将盖板8打开时，反转电机6，使得夹块34带动传动轴18反转，在棘爪24与棘轮26的卡接作用下，传动轴18停止转动，从而使得拨动杆12与夹块34脱离，便于将盖板8移出，盖板8的上表面通过螺栓固定有温度传感器1，优选的，温度传感器1的型号为DS18B20，通过温度传感器1能够实时对内罐22内部的温度进行检测，盖板8的上表面开设有通孔，通孔内设有泄压阀28，盖板8的上表面焊接有两个吊耳2，通过吊耳2的设置能够便于将盖板8抬升移除，盖板8的底部粘接有橡胶垫23，通过橡胶垫23的能够能够增加盖板8与内罐22之间的气密性，从而提升产品的质量，盖板8的底部通过螺栓固定有两个第一连接杆29，第一连接杆29的底端通过螺栓固定有橡胶座30，盖板8的一侧通过螺栓固定有多个卡块35，加热罐3的一侧通过螺栓固定有多个弹簧卡9，且弹簧卡9与卡块35相卡接，通过弹簧卡9与卡块35的卡接能够快速的将盖板8固定，从而提升的装置的灵活性，盖板8的一侧开设有两个卡槽7，加热罐3的上表面通过螺栓固定有两个定位块10，且定位块10与卡槽7相卡接，加热罐3的底部通过螺栓固定有多个支撑柱4，支撑柱4的底端通过螺栓固定有地脚5，通过地脚5的设置能够减缓装置的运行的过程中产生的振动，加热罐3和内罐22的底部均开设有排料口，排料口内插接有排料管11，排料管11的一端插接有控制阀19，当石英原料熔炼完成后打开控制阀19，使得加工完成的原料能够通过排料管11排出并进行下一步的加工。

本实施例工作原理：使用时，首先通过吊装装置将盖板8移出，接着将石英原料倾倒入内罐22的内部，然后将盖板8重新堵住内罐22的开口，通过弹簧卡9与卡块35卡接，防止盖板8因内罐22的内部气压过大而打开，接着启动电热器21，电热器21对加热罐3内部的空气加热，热空气通过通风槽均匀的散布在内罐22的外侧，从而充分的对石英原料均匀加热，接着启动电机6，电机6输出轴的转动带动第二连接杆31旋转，从而推动连接块27转动并与拨动杆12相接触，连接块27的转动使得拨动杆12挤压夹块34，夹块34拉伸拉力弹簧33并沿滑杆32向两侧滑动，从而使得夹块34将拨动杆12卡接并带动传动轴18转动，传动轴18的转动带动螺旋片20旋转，从而将堆积在内罐22底部的石英原料抬升并翻向外侧，同时传动轴18的转动推动圆盘齿轮15旋转并与齿环17啮合，从而使得搅拌辊16在公转的同时实现自转，从而充分的对石英原料进行搅拌，减少气泡的含量，当石英原料熔炼完成后打开控制阀19，使得加工完成的原料通过排料管11排出并进行下一步的加工。

该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接，并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。

在该文中的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在该文中的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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 (9)

1.一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置，包括加热罐(3)和盖板(8)，其特征在于，所述盖板(8)的一侧设有动力机构，所述加热罐(3)的一侧内壁开设有多个通风槽，所述加热罐(3)的底部内壁固定连接有内罐(22)，所述加热罐(3)的底部内壁固定连接有电热器(21)，所述内罐(22)的一侧内壁固定连接有安装架(13)，安装架(13)的一侧活动连接有传动轴(18)，传动轴(18)的顶端固定连接有拨动杆(12)，所述传动轴(18)的一侧固定连接有螺旋片(20)，且螺旋片(20)位于安装架(13)的下方，所述传动轴(18)的一侧固定连接有连接板(14)，连接板(14)的一端活动连接有搅拌辊(16)，搅拌辊(16)的一端固定连接有圆盘齿轮(15)，所述内罐(22)的一侧内壁固定连接有齿环(17)，且齿环(17)与圆盘齿轮(15)活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置，其特征在于：所述动力机构包括有电机(6)，且电机(6)与盖板(8)固定连接，所述电机(6)输出轴的一端固定连接有第二连接杆(31)，第二连接杆(31)的一侧固定连接有连接块(27)，连接块(27)的一侧开设有滑槽，所述连接块(27)的一侧固定连接有两个固定块，固定块的一侧固定连接有滑杆(32)，滑杆(32)的一侧活动连接有两个夹块(34)，且夹块(34)与滑槽活动连接，所述夹块(34)的一侧固定连接有拉力弹簧(33)。

3.根据权利要求1所述的一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置，其特征在于：所述传动轴(18)的一侧固定连接有棘轮(26)，且棘轮(26)位于安装架(13)的上方，所述安装架(13)的上表面活动连接有棘爪(24)，棘爪(24)的底部固定连接有扭力弹簧(25)，且扭力弹簧(25)的另一端与安装架(13)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置，其特征在于：所述盖板(8)的上表面固定连接有温度传感器(1)，所述盖板(8)的上表面开设有通孔，通孔内设有泄压阀(28)，所述盖板(8)的上表面固定连接有两个吊耳(2)。

5.根据权利要求4所述的一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置，其特征在于：所述盖板(8)的底部固定连接有橡胶垫(23)，所述盖板(8)的底部固定连接有两个第一连接杆(29)，第一连接杆(29)的底端固定连接有橡胶座(30)。

6.根据权利要求1所述的一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置，其特征在于：所述盖板(8)的一侧固定连接有多个卡块(35)，所述加热罐(3)的一侧固定连接有多个弹簧卡(9)，且弹簧卡(9)与卡块(35)活动连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置，其特征在于：所述盖板(8)的一侧开设有两个卡槽(7)，所述加热罐(3)的上表面固定连接有两个定位块(10)，且定位块(10)与卡槽(7)活动连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置，其特征在于：所述加热罐(3)的底部固定连接有多个支撑柱(4)，支撑柱(4)的底端固定连接有地脚(5)。

9.根据权利要求1所述的一种用于制备高纯石英坩埚透明层的装置，其特征在于：所述加热罐(3)和内罐(22)的底部均开设有排料口，排料口内活动连接有排料管(11)，排料管(11)的一端活动连接有控制阀(19)。

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