CN117983584B - 一种单晶硅棒酸洗设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于单晶硅棒加工技术领域，具体的说是一种单晶硅棒酸洗设备，包括外壳，外壳顶端安装第一电机，外壳顶端铰接顶盖，外壳顶端转动连接传动齿圈，传动齿圈内侧以及顶端均设置齿牙，第一电机输出轴固定与传动齿圈顶端齿牙相匹配的齿轮，传动齿圈内侧齿牙啮合连接有传动齿轮，传动齿轮的底端固定有螺纹杆，螺纹杆延伸至外壳内部，外壳内部设置升降板，升降板内部开设螺纹孔，螺纹杆通过螺纹孔与升降板螺纹连接，升降板底端固定有放置架，放置架顶端转动连接有底转盘；通过顶盖翻转盖在外壳进口位置，防止酸洗过程中酸洗液雾化飘出到外部对操作人员呼吸道造成伤害，第一电机带动升降板升降对单晶硅棒酸洗。

Description

一种单晶硅棒酸洗设备

技术领域

本发明属于单晶硅棒加工技术领域，具体的说是一种单晶硅棒酸洗设备。

背景技术

随着新能源技术的不断发展，新能源电池的技术也在不断的发展，新能源电池中会使用到单晶硅材料，单晶硅在生产会以棒体形式被生产出，单晶硅棒在生产后会需要对其进行酸洗，酸洗能够将单晶硅棒表面的杂质以及氧化物去除。

现有技术也提出一些解决方案，如公开号为CN111451201B的一项专利申请公开了一种新能源电池单晶硅棒多级酸洗设备，通过流水线的方式对单晶硅棒进行输送，喷洒头将酸洗液喷洒到单晶硅棒表面，从而实现对单晶硅棒进行酸洗。

上述酸洗设备通过喷洒酸洗液的方式对单晶硅棒进行酸洗，而在酸洗过程中，单晶硅棒表面容易粘附有杂质和氧化物，杂质的粘附对单晶硅棒的表面造成遮挡，导致酸洗液无法与单晶硅棒表面充分接触，因此会导致被遮挡位置无法有效的酸洗，该位置表面的氧化物存留，影响到后续使用的效果。

为此，本发明提供一种单晶硅棒酸洗设备。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种单晶硅棒酸洗设备，包括外壳，所述外壳的顶端安装有第一电机，所述外壳的顶端铰接有顶盖，所述外壳的顶端转动连接有传动齿圈，所述传动齿圈的内侧以及顶端均设置有齿牙，所述第一电机输出轴固定有与传动齿圈顶端齿牙相匹配的齿轮，所述第一电机能够通过齿轮带动传动齿圈转动，所述传动齿圈的内侧齿牙啮合连接有传动齿轮，所述传动齿轮设置有四组，四组所述传动齿轮分别设置在外壳的四角对应处，所述传动齿圈能够同时带动四组传动齿轮转动，所述传动齿轮的底端固定有螺纹杆，所述螺纹杆延伸至外壳的内部，所述外壳的内部设置有升降板，所述升降板的内部开设有螺纹孔，所述螺纹杆通过螺纹孔与升降板螺纹连接，所述升降板的底端固定有放置架，所述放置架的顶端转动连接有底转盘。

优选的，所述外壳内部的底端固定有吸水筒，所述吸水筒一侧的底端固定有过滤头，所述吸水筒的内部设置有单向进水阀，所述吸水筒的内部插设有喷水筒，所述喷水筒的顶端转动连接有连接座，所述喷水筒的内部设置有单向出水阀，所述喷水筒靠近放置架的一侧设置有喷水头，所述喷水头呈等间距分布在喷水筒靠近放置架的一侧。

优选的，所述吸水筒的内侧壁开设有导向滑槽，所述导向滑槽为多组Z字形凹槽首尾相接的槽体，所述喷水筒靠近导向滑槽的一侧固定有导向滑块，所述导向滑块滑动连接在导向滑槽的内部，所述导向滑槽能够对导向滑块导向使其升降过程中带动喷水筒摆动。

优选的，所述连接座顶端与升降板固定连接。

优选的，所述吸水筒设置有四组，四组所述吸水筒分别对应放置架的开口方向设置，所述喷水头最大可摆动角度为90°，所述喷水头喷洒过程中摆动形成扇形能够覆盖对应方向的底转盘。

优选的，所述底转盘的底端固定有从动齿轮，所述放置架的底端固定有底壳，所述底壳内部的底端固定有第二电机，所述第二电机的输出轴固定有主动齿轮，所述主动齿轮分别与从动齿轮啮合连接，所述主动齿轮的顶端通过转轴固定连接有清洁刷，所述底转盘的上方对应设置有顶转盘。

优选的，所述顶转盘的顶端设置有连接柱，连接柱的外部套设有限位弹簧，所述升降板下方与顶转盘对应的位置固定有支撑架，所述顶转盘的连接柱贯穿在支撑架内部，所述限位弹簧的顶端和底端分别与支撑架和顶转盘固定连接。

优选的，所述顶转盘通过限位弹簧在支撑架的下方构成伸缩结构，所述清洁刷的外侧延伸至底转盘的顶端。

优选的，所述清洁刷的转动方向与底转盘的转动方向相反，所述主动齿轮同时带动外侧的从动齿轮转动。

优选的，最上方的所述喷水头与顶转盘的底端处于同一水平线，最下方的所述喷水头与底转盘的顶端处于同一水平线。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种单晶硅棒酸洗设备，通过喷水筒在吸水筒的内部伸缩可将外壳内部的酸洗液进行抽取，并在抽取后进行喷洒，通过过滤头的作用可防止清洗落下的杂质进入到吸水筒的内部，喷水头随着放置架的升降一同升降，可使喷水头始终对单晶硅棒喷洒酸洗液，通过导向滑槽的独特形状通道，以及导向滑块的配合可使喷水筒下降过程中左右转动，以此使喷水头喷出90°扇形喷雾，能够更均匀的对单晶硅棒表面酸洗。

2.本发明所述的一种单晶硅棒酸洗设备，通过顶转盘和底转盘可将单晶硅棒固定住，且通过清洁刷转动可对单晶硅棒表面进行预处理，同时通过主动齿轮带动从动齿轮转动可使底转盘带动单晶硅棒向清洁刷的相对反方向转动，能够增加单晶硅棒与清洁刷之间的摩擦力，可使单晶硅棒表面杂质清洁更干净，且在酸洗过程中通过底转盘带动单晶硅棒转动可使其表面酸洗更均匀，配合清洁刷的刷洗使单晶硅表面的氧化物被刷下。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的立体图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明中的内部结构示意图；

图4是本发明中的内部结构局部爆炸仰视图；

图5是本发明中的内部结构局部爆炸俯视图；

图6是本发明中的顶转盘结构示意图；

图7是本发明中的吸水筒内部结构示意图；

图8是本发明中的喷水筒结构示意图。

图中：1、外壳；11、顶盖；2、第一电机；3、传动齿圈；31、传动齿轮；32、螺纹杆；4、升降板；41、螺纹孔；42、放置架；421、底壳；43、第二电机；431、主动齿轮；44、底转盘；441、从动齿轮；45、清洁刷；46、顶转盘；461、限位弹簧；47、支撑架；5、吸水筒；51、导向滑槽；52、单向进水阀；53、过滤头；54、喷水筒；55、单向出水阀；56、连接座；57、喷水头；58、导向滑块。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图2所示，本发明实施例所述的一种单晶硅棒酸洗设备，包括外壳1，外壳1的顶端安装有第一电机2，外壳1的顶端铰接有顶盖11，外壳1的顶端转动连接有传动齿圈3，传动齿圈3的内侧以及顶端均设置有齿牙，第一电机2输出轴固定有与传动齿圈3顶端齿牙相匹配的齿轮，第一电机2能够通过齿轮带动传动齿圈3转动，传动齿圈3的内侧齿牙啮合连接有传动齿轮31，传动齿轮31设置有四组，四组传动齿轮31分别设置在外壳1的四角对应处，传动齿圈3能够同时带动四组传动齿轮31转动，传动齿轮31的底端固定有螺纹杆32，螺纹杆32延伸至外壳1的内部，外壳1的内部设置有升降板4，升降板4的内部开设有螺纹孔41，螺纹杆32通过螺纹孔41与升降板4螺纹连接，升降板4的底端固定有放置架42，放置架42的顶端转动连接有底转盘44；

在酸洗开始前，将顶盖11向上翻起，随后将所需要的酸洗液通过外壳1顶端的开口倒入到外壳1的内部，酸洗开始时将顶盖11翻转盖在外壳1进口位置，防止酸洗过程中酸洗液雾化飘出到外部对操作人员呼吸道造成伤害，将单晶硅棒放置在底转盘44的顶端正中央位置，随后启动第一电机2转动通过输出轴的齿轮带动传动齿圈3进行转动，传动齿圈3带动四个传动齿轮31进行转动，传动齿轮31带动螺纹杆32进行转动，螺纹杆32通过螺纹孔41带动升降板4向下移动，随后可对单晶硅棒进行酸洗操作，酸洗结束后通过第一电机2带动升降板4上升，接着将酸洗完成的单晶硅棒取出进行后续加工即可。

如图7至图8所示，外壳1内部的底端固定有吸水筒5，吸水筒5一侧的底端固定有过滤头53，吸水筒5的内部设置有单向进水阀52，吸水筒5的内部插设有喷水筒54，喷水筒54的顶端转动连接有连接座56，喷水筒54的内部设置有单向出水阀55，喷水筒54靠近放置架42的一侧设置有喷水头57，喷水头57呈等间距分布在喷水筒54靠近放置架42的一侧，酸洗液的液面与吸水筒5的顶端处于同一水平线，此时酸洗液通过过滤头53进入到吸水筒5的内部使其内部也与液面平齐，抽液过程中升降板4通过连接座56带动喷水筒54向吸水筒5的内部伸入，此时单向出水阀55被打开，此过程中会将吸水筒5和喷水筒54内部的空气排出，排出后启动第一电机2反向转动可使升降板4整体上升，此过程中升降板4带动喷水筒54上升并使吸水筒5的内部产生负压吸取酸洗液，此时单向出水阀55闭合，单向进水阀52开启，当升降板4移动到最顶端后单向进水阀52闭合可将酸洗液存留在吸水筒5和喷水筒54的内部，清洗过程中升降板4带动喷水筒54向吸水筒5内部伸入，此时因喷水筒54和吸水筒5的内部存留有酸洗液，可使内部的酸洗液因压力被挤压并通过喷水头57向外部喷出，此时单向出水阀55为打开状态，可将酸洗液喷洒在单晶硅棒表面。

如图7至图8所示，吸水筒5的内侧壁开设有导向滑槽51，导向滑槽51为多组Z字形凹槽首尾相接的槽体，喷水筒54靠近导向滑槽51的一侧固定有导向滑块58，导向滑块58滑动连接在导向滑槽51的内部，导向滑槽51能够对导向滑块58导向使其升降过程中带动喷水筒54摆动，导向滑槽51内部的槽体连续方向变化可对导向滑块58位置进行改变，通过导向滑块58控制喷水筒54方向，可改变喷水头57的喷洒方向。

如图7至图8所示，连接座56顶端与升降板4固定连接，连接座56可带动喷水筒54进行升降，且其与喷水筒54非固定连接，可使喷水筒54能够进行转动，通过单向进水阀52和单向出水阀55的开启和闭合能够控制吸水筒5内部进液和出液。

如图2至图3所示，吸水筒5设置有四组，四组吸水筒5分别对应放置架42的开口方向设置，可使四组吸水筒5上方对应的喷水头57能够喷出酸洗液对单晶硅棒进行酸洗，喷水头57最大可摆动角度为90°，喷水头57喷洒过程中摆动形成扇形能够覆盖对应方向的底转盘44，通过喷水头57左右摆动产生的扇形可更均匀的将酸洗液喷洒在单晶硅棒表面，能够使去除单晶硅表面氧化物速度更快。

如图4至图5所示，底转盘44的底端固定有从动齿轮441，放置架42的底端固定有底壳421，底壳421内部的底端固定有第二电机43，第二电机43的输出轴固定有主动齿轮431，主动齿轮431分别与从动齿轮441啮合连接，主动齿轮431的顶端通过转轴固定连接有清洁刷45，底转盘44的上方对应设置有顶转盘46，启动第二电机43转动，第二电机43带动主动齿轮431转动，主动齿轮431带动清洁刷45转动，清洁刷45可对单晶硅棒表面清扫。

如图6所示，顶转盘46的顶端设置有连接柱，连接柱的外部套设有限位弹簧461，升降板4下方与顶转盘46对应的位置固定有支撑架47，顶转盘46的连接柱贯穿在支撑架47内部，限位弹簧461的顶端和底端分别与支撑架47和顶转盘46固定连接，向上拉动顶转盘46的连接柱，此时顶转盘46随着连接柱向上移动，限位弹簧461也被挤压，接着将单晶硅棒放置在底转盘44的顶端正中央位置，接着松开顶转盘46的连接柱，此时限位弹簧461推动顶转盘46压在单晶硅棒的顶端，可将单晶硅棒固定在底转盘44和顶转盘46之间的位置，可使单晶硅棒酸洗过程中更加稳定。

如图6所示，顶转盘46通过限位弹簧461在支撑架47的下方构成伸缩结构，通过限位弹簧461可推动顶转盘46向下挤压单晶硅棒使其固定住，清洁刷45的外侧延伸至底转盘44的顶端，可使清洁刷45的外侧与底转盘44顶端的单晶硅棒接触面积更大。

如图4至图5所示，清洁刷45的转动方向与底转盘44的转动方向相反，主动齿轮431同时带动外侧的从动齿轮441转动，主动齿轮431带动从动齿轮441转动，从动齿轮441带动底转盘44转动，底转盘44可带动单晶硅棒相对于清洁刷45的反方向转动，因此可使清洁刷45能够对单晶硅棒四周进行清理，因单晶硅棒的反向转动可使清洁刷45对单晶硅棒的清洁效果更好。

如图3和图8所示，最上方的喷水头57与顶转盘46的底端处于同一水平线，最下方的喷水头57与底转盘44的顶端处于同一水平线，喷水头57的上下方分别对齐顶转盘46和底转盘44可使喷水头57喷出的酸洗液范围更大，使酸洗的效率更高。

工作原理：在酸洗开始前，将顶盖11向上翻起，随后将所需要的酸洗液通过外壳1顶端的开口倒入到外壳1的内部，使酸洗液的液面与吸水筒5的顶端处于同一水平线，此时酸洗液通过过滤头53进入到吸水筒5的内部使其内部也与液面平齐，随后启动第一电机2转动通过输出轴的齿轮带动传动齿圈3进行转动，传动齿圈3带动四个传动齿轮31进行转动，传动齿轮31带动螺纹杆32进行转动，螺纹杆32通过螺纹孔41带动升降板4向下移动，升降板4移动过程中通过连接座56带动喷水筒54向吸水筒5的内部伸入，此时单向出水阀55被打开，此过程中会将吸水筒5和喷水筒54内部的空气排出，排出后启动第一电机2反向转动可使升降板4整体上升，此过程中升降板4带动喷水筒54上升并使吸水筒5的内部产生负压吸取酸洗液，此时单向出水阀55闭合，单向进水阀52开启，当升降板4移动到最顶端后单向进水阀52内部闭合可将酸洗液存留在吸水筒5和喷水筒54的内部；

随后将单晶硅棒进行放置，向上拉动顶转盘46的连接柱，此时顶转盘46随着连接柱向上移动，限位弹簧461也被挤压，接着将单晶硅棒放置在底转盘44的顶端正中央位置，接着松开顶转盘46的连接柱，此时限位弹簧461推动顶转盘46压在单晶硅棒的顶端，可将单晶硅棒固定在底转盘44和顶转盘46之间的位置，依次将多个单晶硅棒进行固定放置；

接着开始酸洗，将顶盖11翻转盖在外壳1进口位置，防止酸洗过程中酸洗液雾化飘出到外部对操作人员呼吸道造成伤害，接着对单晶硅棒预处理，启动第二电机43转动，第二电机43带动主动齿轮431转动，主动齿轮431带动清洁刷45转动，清洁刷45可对单晶硅棒表面清扫，在此同时主动齿轮431带动从动齿轮441转动，从动齿轮441带动底转盘44转动，底转盘44可带动单晶硅棒相对于清洁刷45的反方向转动，因此可使清洁刷45能够对单晶硅棒四周进行清理，因单晶硅棒的反向转动可使其与清洁刷45之间的摩擦力增大，可使清洁刷45对单晶硅棒的清洁力更强清洁效果更好；

预处理完成后保持第二电机43的转动，在此同时启动第一电机2，第一电机2带动升降板4向下移动，移动过程中升降板4带动喷水筒54向吸水筒5内部伸入，此时因喷水筒54和吸水筒5的内部存留有酸洗液，可使内部的酸洗液因压力被挤压并通过喷水头57向外部喷出，此时单向出水阀55为打开状态，在喷水筒54下降过程中导向滑块58在导向滑槽51的内部滑动，因导向滑槽51内部的独特设计可使喷水筒54下降过程中能够左右摆动90°，此时喷水头57可将酸洗液均匀地喷洒在单晶硅棒表面，与此同时底转盘44的转动使单晶硅棒转动，可使其外表面均匀的喷洒酸洗液，同时清洁刷45继续对单晶硅棒表面刷洗，此时可将酸洗液洗下的单晶硅棒表面氧化物刷下，可使单晶硅棒表面更加的洁净，且使用后的酸洗液会重新流入外壳1的内部，可重复使用，酸洗结束后通过第一电机2带动升降板4上升，上升过程中喷水筒54会继续通过吸水筒5抽取酸洗液，接着将酸洗完成的单晶硅棒取出进行后续加工即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种单晶硅棒酸洗设备，其特征在于：包括外壳（1），所述外壳（1）的顶端安装有第一电机（2），所述外壳（1）的顶端铰接有顶盖（11），所述外壳（1）的顶端转动连接有传动齿圈（3），所述传动齿圈（3）的内侧以及顶端均设置有齿牙，所述第一电机（2）输出轴固定有与传动齿圈（3）顶端齿牙相匹配的齿轮，所述第一电机（2）能够通过齿轮带动传动齿圈（3）转动，所述传动齿圈（3）的内侧齿牙啮合连接有传动齿轮（31），所述传动齿轮（31）设置有四组，四组所述传动齿轮（31）分别设置在外壳（1）的四角对应处，所述传动齿圈（3）能够同时带动四组传动齿轮（31）转动，所述传动齿轮（31）的底端固定有螺纹杆（32），所述螺纹杆（32）延伸至外壳（1）的内部，所述外壳（1）的内部设置有升降板（4），所述升降板（4）的内部开设有螺纹孔（41），所述螺纹杆（32）通过螺纹孔（41）与升降板（4）螺纹连接，所述升降板（4）的底端固定有放置架（42），所述放置架（42）的顶端转动连接有底转盘（44）；

所述底转盘（44）的底端固定有从动齿轮（441），所述放置架（42）的底端固定有底壳（421），所述底壳（421）内部的底端固定有第二电机（43），所述第二电机（43）的输出轴固定有主动齿轮（431），所述主动齿轮（431）分别与从动齿轮（441）啮合连接，所述主动齿轮（431）的顶端通过转轴固定连接有清洁刷（45），所述底转盘（44）的上方对应设置有顶转盘（46）。

2.根据权利要求1所述的一种单晶硅棒酸洗设备，其特征在于：所述外壳（1）内部的底端固定有吸水筒（5），所述吸水筒（5）一侧的底端固定有过滤头（53），所述吸水筒（5）的内部设置有单向进水阀（52），所述吸水筒（5）的内部插设有喷水筒（54），所述喷水筒（54）的顶端转动连接有连接座（56），所述喷水筒（54）的内部设置有单向出水阀（55），所述喷水筒（54）靠近放置架（42）的一侧设置有喷水头（57），所述喷水头（57）呈等间距分布在喷水筒（54）靠近放置架（42）的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种单晶硅棒酸洗设备，其特征在于：所述吸水筒（5）的内侧壁开设有导向滑槽（51），所述导向滑槽（51）为多组Z字形凹槽首尾相接的槽体，所述喷水筒（54）靠近导向滑槽（51）的一侧固定有导向滑块（58），所述导向滑块（58）滑动连接在导向滑槽（51）的内部，所述导向滑槽（51）能够对导向滑块（58）导向使其升降过程中带动喷水筒（54）摆动。

4.根据权利要求3所述的一种单晶硅棒酸洗设备，其特征在于：所述连接座（56）顶端与升降板（4）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种单晶硅棒酸洗设备，其特征在于：所述吸水筒（5）设置有四组，四组所述吸水筒（5）分别对应放置架（42）的开口方向设置，所述喷水头（57）最大可摆动角度为90°，所述喷水头（57）喷洒过程中摆动形成扇形能够覆盖对应方向的底转盘（44）。

6.根据权利要求5所述的一种单晶硅棒酸洗设备，其特征在于：所述顶转盘（46）的顶端设置有连接柱，连接柱的外部套设有限位弹簧（461），所述升降板（4）下方与顶转盘（46）对应的位置固定有支撑架（47），所述顶转盘（46）的连接柱贯穿在支撑架（47）内部，所述限位弹簧（461）的顶端和底端分别与支撑架（47）和顶转盘（46）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种单晶硅棒酸洗设备，其特征在于：所述顶转盘（46）通过限位弹簧（461）在支撑架（47）的下方构成伸缩结构，所述清洁刷（45）的外侧延伸至底转盘（44）的顶端。

8.根据权利要求7所述的一种单晶硅棒酸洗设备，其特征在于：所述清洁刷（45）的转动方向与底转盘（44）的转动方向相反，所述主动齿轮（431）同时带动外侧的从动齿轮（441）转动。

9.根据权利要求8所述的一种单晶硅棒酸洗设备，其特征在于：最上方的所述喷水头（57）与顶转盘（46）的底端处于同一水平线，最下方的所述喷水头（57）与底转盘（44）的顶端处于同一水平线。