CN203080105U - 一种单晶炉气体供给系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单晶炉气体供给系统，包括用于向单晶炉内通入氩气的氩气供给管路和用于向单晶炉内通入压缩空气的空气供给管路，还包括：将氩气供给管路和空气供给管路连通的切换管路；设置于切换管路上的第一开关阀；设置于空气供给管路上的第二开关阀，第二开关阀位于空气供给管路的进气口与切换管路与空气供给管路的相接点之间；用于检测空气供给管路内部气压的压力表。本实用新型提供的单晶炉气体供给系统，在压缩空气出现供给异常时，可以利用氩气代替压缩气体继续对单晶炉内的气动球阀进行控制，避免由于气动球阀自动关闭而影响硅棒成品率。

Description

一种单晶炉气体供给系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池制造领域，特别涉及一种单晶炉气体供给系统。

背景技术

单晶炉是指：在惰性气体环境中，采用石墨电阻加热器将硅材料熔化，并采用直拉法生长无位错单晶的设备。氩气是一种惰性气体，单晶炉在运行时，单晶炉内通入氩气用于保护热场部件，同时也用于冷却单晶硅棒。并且，单晶炉内通过压缩空气驱动排气管路上的气动球阀开启和关闭，同时也驱动单晶炉内其它气动球阀的动作。

现有技术中，压缩空气管路中的压缩空气是由空压机来提供，当空压机电源或设备自身出现问题后，就会导致空压机无法正常工作，这样就会造成压缩空气供给出现异常。当压缩空气出现供给异常后，压缩空气将无法再驱动单晶炉上相关的气动球阀动作，导致该气动球阀将自动关闭，从而影响生产。例如，如果单晶炉排气管路上的气动球阀关闭后，炉内的气体将无法排出，这样就会造成炉内压力升高，还会导致排气堵塞，影响硅棒的成品率，造成生产成本升高。

因此，如何避免单晶炉由于压缩空气出现供给异常而令气动球阀自动关闭，从而影响硅棒成品率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种单晶炉气体供给系统，在压缩空气出现供给异常时，可以利用氩气代替压缩气体继续对单晶炉内的气动球阀进行控制，避免由于气动球阀自动关闭而影响硅棒成品率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种单晶炉气体供给系统，包括用于向单晶炉内通入氩气的氩气供给管路和用于向所述单晶炉内通入压缩空气的空气供给管路，还包括：

将所述氩气供给管路和所述空气供给管路连通的切换管路；

设置于所述切换管路上的第一开关阀；

设置于所述空气供给管路上的第二开关阀，所述第二开关阀位于所述空气供给管路的进气口与所述切换管路与所述空气供给管路的相接点之间；

用于检测所述空气供给管路内部气压的压力表。

优选地，在上述单晶炉气体供给系统中，所述切换管路上还设置有允许所述氩气流入所述空气供给管路的单向阀。

优选地，在上述单晶炉气体供给系统中，所述切换管路上还设置有第三开关阀，以及设置有第四开关阀的泄压支路，所述泄压支路的一端与大气相通，另一端与所述切换管路相通且位于所述第一开关阀和所述第三开关阀之间。

优选地，在上述单晶炉气体供给系统中，所述压力表为电接点压力表，并且，所述电接点压力表与控制系统连接，所述控制系统包括由所述电接点压力表控制开闭的压力检测开关与报警器串联构成的报警控制支路。

优选地，在上述单晶炉气体供给系统中，所述第一开关阀、所述第二开关阀、所述第三开关阀和所述第四开关阀均为电磁阀，所述控制系统包括用于控制所述第一开关阀和所述第三开关阀打开，并且控制所述第二开关阀和所述第四开关阀关闭的自动切换控制支路，所述自动切换控制支路与所述报警器并联。

优选地，在上述单晶炉气体供给系统中，所述自动切换控制支路中串联有手动切换开关。

优选地，在上述单晶炉气体供给系统中，所述自动切换控制支路中设置有切换指示灯。

优选地，在上述单晶炉气体供给系统中，所述自动切换控制支路中，用于控制所述第一开关阀、所述第三开关阀和所述第四开关阀的继电器为中间继电器。

优选地，在上述单晶炉气体供给系统中，所述自动切换控制支路中，用于控制所述第二开关阀的继电器为延时继电器。

优选地，在上述单晶炉气体供给系统中，所述控制系统中设置有用于将所述第一开关阀、所述第二开关阀、所述第三开关阀和所述第四开关阀复位的复位按钮。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的单晶炉气体供给系统中，在氩气供给管路和空气供给管路之间设置有切换管路。压力表检测空气供给管路内气压低于一定值，即空气供给管路内压缩空气供给出现异常时，可以关闭空气供给管路上的第二开关阀，并打开切换管路上的第一开关阀，以接通氩气供给管路和空气供给管路，从而，将氩气供给管路中的氩气充入空气供给管路内代替压缩气体，继续驱动单晶炉内的气动球阀进行动作，从而避免了由于压缩空气出现供给异常而导致单晶炉内相关的气动球阀自动关闭的问题，保证了单晶炉的运行，保证了硅棒成品率。进一步地，待压缩空气供给恢复正常后再关闭操作切换管路上的第一开关阀，恢复原始的气体供给状态。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的单晶炉气体供给系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的控制系统的线路图。

其中，1为氩气供给管路，2为空气供给管路，3为切换管路，4为泄压支路，5为电接点压力表，6为气压检测压力表，21为第二开关阀，31为单向阀，32为第一开关阀，33为第三开关阀，41为第四开关阀，51为压力检测开关，52为组合开关，53为手动切换开关，54为复位按钮，55为报警器，56为切换指示灯，57为延时继电器，58为中间继电器，59为24V开关电源。

具体实施方式

本实用新型公开了一种单晶炉气体供给系统，在压缩空气出现供给异常时，可以利用氩气代替压缩气体继续对单晶炉内的气动球阀进行控制，避免由于气动球阀自动关闭而影响硅棒成品率。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图2，图1为本实用新型实施例提供的单晶炉气体供给系统的结构示意图，图2为本实用新型实施例提供的控制系统的线路图。

本实用新型实施例提供的单晶炉气体供给系统，包括氩气供给管路1、空气供给管路2、切换管路3和压力表，以及第一开关阀32和第二开关阀21。氩气供给管路1用于向单晶炉内通入氩气；空气供给管路2用于向单晶炉内通入压缩空气，并且，空气供给管路2上设置有第二开关阀21；切换管路3将氩气供给管路1和空气供给管路2连通，并且，切换管路3上设置有第一开关阀32，其中，第二开关阀21位于与切换管路3空气供给管路2的相接点与空气供给管路2的进气口之间；压力表设置于空气供给管路2上，用于检测空气供给管路2内的气压。

可见，本实用新型实施例提供的单晶炉气体供给系统中，在氩气供给管路1和空气供给管路2之间设置有切换管路3。压力表检测空气供给管路2内气压低于一定值，即空气供给管路2内压缩空气供给出现异常时，可以关闭空气供给管路2上的第二开关阀21，并打开切换管路3上的第一开关阀32，以接通氩气供给管路1和空气供给管路2，从而，将氩气供给管路1中的氩气充入空气供给管路2内代替压缩气体，继续驱动单晶炉内的气动球阀进行动作，从而避免了由于压缩空气出现供给异常而导致单晶炉内相关的气动球阀自动关闭的问题，保证了单晶炉的运行，保证了硅棒成品率。进一步地，待压缩空气供给恢复正常后再关闭操作切换管路3上的第一开关阀32，恢复原始的气体供给状态。

因为氩气是单晶炉的保护气体，在炉内高温的情况下仍有氩气通入，假如有空气混入到氩气供给管路1并通入到单晶炉内，在高温的情况下，热场中的石墨件就会与空气内的氧气将发生化学反应，造成石墨件损坏，增加生产过程中的维修费用。为了进一步防止氩气供给管路1中的氩气受到切换管路3和空气供给管路2内空气的污染，本实施例中，在切换管路3上还设置有只允许氩气流入空气供给管路2的单向阀31，单向阀31处于打开状态。

为了进一步优化上述技术方案，如图1所示，切换管路3上还设置有第三开关阀33，并且，在切换管路3上还设置有泄压支路4，该泄压支路4的一端与大气相通，另一端与切换管路3相通，且位于第一开关阀32和第三开关阀33之间，此外，泄压支路4上设置有第四开关阀41。进一步地，单向阀31设置在氩气切换管路1与第一开关阀32之间。从而可见，当第一开关阀32或第三开关阀33发生泄漏，尤其是第三开关阀33向切换管路3内外溢出空气时，泄压支路4可以起到泄压的作用，并且进一步防止了空气对氩气供给管路1中的氩气的污染。在上述技术方案中，当氩气与压缩空气分别向单晶炉内正常供给时，第二开关阀21处于打开状态，第一开关阀32和第三开关阀33均保持关闭状态，同时第四开关阀41也是保持打开状态的；当压缩空气供给出现异常时，关闭第二开关阀21，打开第一开关阀32和第三开关阀33，同时关闭第四开关阀41，从而，在保持氩气正常供给的情况下，将氩气供给管路1内的氩气分流一部分进入空气供给管路2内代替压缩气体，继续驱动单晶炉内的气动球阀进行动作。当压缩空气供给恢复正常后，再令各个阀件复位，回复原始的气体供给状态。

为了进一步优化上述技术方案，本实施例中的第一开关阀32、第二开关阀21、第三开关阀33和第四开关阀41均为电磁阀；氩气供给管路1设置有气压检测压力表6，空气供给管路2上，不仅也设置有气压检测压力表6，并且还设置有电接点压力表5，并且，电接点压力表5与控制系统连接。

如图2所示，在一个具体实施例中，控制系统中电源为24V开关电源59，并且，控制系统包括报警控制支路和用于驱动电磁阀动作的自动切换控制支路。其中，报警控制支路由压力检测开关51与报警器55串联构成，压力检测开关51由电接点压力表5控制开闭；自动切换控制支路与报警器55并联，用于驱动第一开关阀32和第三开关阀33打开，同时驱动第二开关阀21和第四开关阀41关闭。具体地，自动切换控制支路中，用于控制第一开关阀32、第三开关阀33和第四开关阀41的继电器为中间继电器58，用于控制第二开关阀21的继电器为延时继电器57，中间继电器58和延时继电器57并联。

进一步地，自动切换控制支路中串联有手动切换开关53，从而可以通过手动操作，进而控制第一开关阀32、第二开关阀21、第三开关阀33和第四开关阀41的动作。更近一步地，在本实施例中，还设置有组合开关52，用于实现自动切换和手动切换两种切换方式任意选择。组合开关52在控制系统中的具体连接方式为：组合开关52中，一个开关接点的一端与压力检测开关51相连，另一个开关接点的一端通过手动切换开关53与零线相连，同时，上述两个开关接点的另一端通过一个选择开关与并联的继电器相连，如图2中所示。

在本实施例中，控制系统还包括切换指示灯56，以及用于将第一开关阀32、第二开关阀21、第三开关阀33和第四开关阀41复位的复位按钮54。其中，切换指示灯56与继电器并联，复位按钮54与压力检测开关51并联。

从上述技术方案可以看出，本实施例的控制系统可以通过组合开关52，令单晶炉气体供给系统包括自动切换和手动切换两种切换方式。当选择自动切换时，电接点压力表5检测到空气供给管路2中的压力低于设定压力后电接点导通，控制系统中，压力检测开关51导通，报警器55发出报警，同时，中间继电器58驱动第一开关阀32和第三开关阀33打开，并驱动第四开关阀41关闭，延时继电器57驱动第二开关阀21在3秒后关闭，从而将氩气通过切换管路3通入到空气供给管路2内，替代压缩空气供气，同时切换指示灯56变亮。当选择手动切换时，电接点压力表5检测到空气供给管路2中的压力低于设定压力后电接点导通，控制系统中，压力检测开关51导通，报警器55发出报警，操作人员需要按下手动切换开关53，之后，切换指示灯56变亮，气体切换操作开始，其中，各个电磁阀的动作情况和自动切换时一致。

当压缩空气供给正常后，按下复位按钮54，第一开关阀32和第三开关阀33关闭，第二开关阀21打开，3秒后第四电磁阀41打开，切换指示灯56熄灭，压缩空气在空气供给管路2内继续供气。

但是并不局限于此，对于本领域技术人员来说，控制上述各个电磁阀实现上述动作的控制系统的布置形式还可以有其他多种方案，本实用新型实施例中提供的控制系统的具体连接线路仅为一个优选方案，因此，本实用新型对于控制系统的具体布置形式不作限定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种单晶炉气体供给系统，包括用于向单晶炉内通入氩气的氩气供给管路（1）和用于向所述单晶炉内通入压缩空气的空气供给管路（2），其特征在于，还包括：

将所述氩气供给管路（1）和所述空气供给管路（2）连通的切换管路（3）；

设置于所述切换管路（3）上的第一开关阀（32）；

设置于所述空气供给管路（2）上的第二开关阀（21），所述第二开关阀（21）位于所述切换管路（3）与所述空气供给管路（2）的相接点和所述空气供给管路（2）的进气口之间；

用于检测所述空气供给管路（2）内部气压的压力表。

2.根据权利要求1所述的单晶炉气体供给系统，其特征在于，所述切换管路（3）上还设置有允许所述氩气流入所述空气供给管路（2）的单向阀（31）。

3.根据权利要求1所述的单晶炉气体供给系统，其特征在于，所述切换管路（3）上还设置有第三开关阀（33），以及设置有第四开关阀（41）的泄压支路（4），所述泄压支路（4）的一端与大气相通，另一端与所述切换管路（3）相通且位于所述第一开关阀（32）和所述第三开关阀（33）之间。

4.根据权利要求3所述的单晶炉气体供给系统，其特征在于，所述压力表为电接点压力表（5），并且，所述电接点压力表（5）与控制系统连接，所述控制系统包括由所述电接点压力表（5）控制开闭的压力检测开关（51）与报警器（55）串联构成的报警控制支路。

5.根据权利要求4所述的单晶炉气体供给系统，其特征在于，所述第一开关阀（32）、所述第二开关阀（21）、所述第三开关阀（33）和所述第四开关阀（41）均为电磁阀，所述控制系统包括用于控制所述第一开关阀（32）和所述第三开关阀（33）打开，并且控制所述第二开关阀（21）和所述第四开关阀（41）关闭的自动切换控制支路，所述自动切换控制支路与所述报警器（55）并联。

6.根据权利要求5所述的单晶炉气体供给系统，其特征在于，所述自动切换控制支路中串联有手动切换开关（53）。

7.根据权利要求5或6所述的单晶炉气体供给系统，其特征在于，所述自动切换控制支路中设置有切换指示灯（56）。

8.根据权利要求5所述的单晶炉气体供给系统，其特征在于，所述自动切换控制支路中，用于控制所述第一开关阀（32）、所述第三开关阀（33）和所述第四开关阀（41）的继电器为中间继电器（58）。

9.根据权利要求5所述的单晶炉气体供给系统，其特征在于，所述自动切换控制支路中，用于控制所述第二开关阀（21）的继电器为延时继电器（57）。

10.根据权利要求5所述的单晶炉气体供给系统，其特征在于，所述控制系统中设置有用于将所述第一开关阀（32）、所述第二开关阀（21）、所述第三开关阀（33）和所述第四开关阀（41）复位的复位按钮（54）。

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