CN204162436U - 一种还原炉硅芯安装装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种还原炉硅芯安装装置，包括两层的装配架，所述装配架包括配重区、下层作业区和用于进行水平安装硅芯的操作的上层作业区，配重区内设置有配重块，用以保持装配架的平衡，下层作业区和上层作业区从所述配重区水平延伸而出；所述下层作业区的下表面的高度高于还原炉底盘的高度，以便在所述下层作业区内进行将石墨件安装在还原炉底盘上的操作，通过设置两层的装配架，利用配重区内的配重块保持装配架的平衡，并由配重区延伸出上层作业区和下层作业区，从而使安装人员可以在下层作业区进行硅芯的安装操作，无需站在还原炉底盘上，避免还原炉底盘和电极受到污染，从而保证多晶硅产品的品质。
Description
技术领域
本实用新型涉及多晶硅还原生产辅助设备技术领域，特别是涉及一种还原炉硅芯安装装置。
背景技术
改良西门子法多晶硅生产工艺中，还原炉内放置多组硅芯，每组硅芯包括两根与底盘垂直的硅芯和一根与底盘平行的硅芯，三根硅芯组成“∏”型，可构成单独的电流回路。硅芯与还原炉底盘的石墨件的夹头紧密连接，以获得良好的接触面，才能保证电流能够均匀通过。同时，要保证两根竖直硅芯相对于还原炉底盘的垂直度，防止在还原炉开炉送气阶段气流紊乱导致硅芯歪倒，以及在沉积阶段随着硅芯直径的增粗、重心偏移导致倒棒，造成经济损失并给设备造成损害。
传统的还原炉硅芯安装通常利用装配车实现，装配车的作业平台能够竖直升降，也能够水平小幅移动。当需要在还原炉底盘上安装硅芯时，装配车沿还原炉底盘的外周移动到待安装位置附近后，作业平台承载着1个安装人员提升至一定高度，并水平移动到待安装位置，由2个安装人员拿着硅芯，分别与站在作业平台上的安装人员和站在还原炉底盘上的安装人员配合，将硅芯竖直插入还原炉底盘上的石墨件的夹头，并由另外一个安装人员目测指挥调整硅芯与还原炉底盘的垂直度，待硅芯的垂直度调整好之后，由站在还原炉底盘上的安装人员拧紧石墨件的夹头，从而将硅芯竖直安装在还原炉底盘上，之后，再将另外一根硅芯按照同样的方法竖直安装在还原炉底盘上，最后将第三根硅芯横向安装于两根竖直的硅芯的顶端，从而完成一组硅芯的安装。
然而，由于多晶硅内的硼、磷、铁、铝等杂质含量在ppt(PartPer Trillion，万亿分之一)级，即10-12级，其中碳、氧浓度都在0.2*1017atm/cm3以下，少量的杂质引入都会影响多晶硅产品的品质，也就是说，多晶硅产品受环境洁净度、人为操作污染的影响很大，而在硅芯安装过程中，需要有安装人员站在还原炉底盘上，与装配车上的安装人员配合作业，难以保证多晶硅产品的品质。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中存在的上述不足，提供一种还原炉硅芯安装装置，用以解决还原炉硅芯安装过程中对还原炉底盘和电极造成污染的问题。
本实用新型为解决上述技术问题，采用如下技术方案：
本实用新型提供一种还原炉硅芯安装装置，包括：两层的装配架，所述装配架包括配重区、下层作业区和用于进行水平安装硅芯的操作的上层作业区，配重区内设置有配重块，用以保持装配架的平衡，下层作业区和上层作业区从所述配重区水平延伸而出；
所述下层作业区的下表面的高度高于还原炉底盘的高度，以便在所述下层作业区内进行将石墨件安装在还原炉底盘上的操作。
进一步的，所述装置还包括能够水平调节所述上层作业区和下层作业区的作业位置的延伸机构。
优选的，所述上层作业区包括顶部横梁和能够承载安装人员的上层底板，所述下层作业区包括能够承载安装人员的下层底板；
所述延伸机构包括行程梁和支撑板，设置于上层作业区顶部的行程梁与所述顶部横梁相连，能够水平延伸或收回，设置于上层作业区底部的行程梁能够从所述上层底板水平延伸或收回，设置于上层作业区底部的支撑板能够沿上层作业区底部的行程梁水平延伸或收回；下层作业区底部的行程梁能够从所述下层底板水平延伸或收回，设置于下层作业区底部的支撑板能够沿下层作业区底部的行程梁水平延伸或收回。
进一步的，所述装置还包括用于竖直容置硅芯的硅芯放置架，所述硅芯放置架设置于所述装配架的上层作业区和下层作业区。
优选的，所述硅芯放置架成组设置，所述装置设置有两组硅芯放置架。
优选的，所述上层作业区包括顶部横梁和能够承载安装人员的上层底板，所述下层作业区包括能够承载安装人员的下层底板；
每组硅芯放置架包括：水平开口的第一U型槽和第二U型槽，第一U型槽设置于所述下层作业区底部的支撑板上，第二U型槽设置于上层作业区顶部的行程梁上，第一U型槽的开口与第二U型槽的开口方向一致。
进一步的，所述装置还包括硅芯对准器，所述硅芯对准器设置于上层作业区，能够抓取硅芯，借助硅芯的自重，使硅芯处于竖直状态，并能够将所述硅芯移动至还原炉底盘的待安装位置。
优选的，所述硅芯对准器包括：多节拐臂和竖直设置的夹持部件，各节拐臂通过连接轴相连，首节拐臂的一端设置于上层作业区，末节拐臂的一端与所述夹持部件软连接。
进一步的，所述装置还包括用于容置石墨件的石墨件放置箱，所述石墨件放置箱设置于所述下层作业区。
进一步的，所述装置还包括用于带动装配架水平移动的滚轮，所述滚轮设置于装配架的配重区的下方。
本实用新型的还原炉硅芯安装装置通过设置两层的装配架，利用配重区内的配重块保持装配架的平衡，并由配重区延伸出上层作业区和下层作业区，从而使安装人员可以在下层作业区进行硅芯的安装操作，无需站在还原炉底盘上，避免还原炉底盘和电极受到污染，从而保证多晶硅产品的品质。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的还原炉硅芯安装装置的结构主视图；
图2为本实用新型实施例提供的还原炉硅芯安装装置的结构俯视图。
图例说明：
1、装配架 2、配重区 3、下层作业区
4、上层作业区 5、配重块 6、还原炉底盘
7、硅芯 9、硅芯放置架 10、硅芯对准器
11、石墨件放置箱 12、工具箱 13、滚轮
14、辅控制面板 31、下层底板 32、楼梯
41、顶部横梁 42、上层底板 61、石墨件
81、行程梁 82、支撑板 84、主控制面板
101、拐臂 102、夹持部件
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。
本实用新型实施例提供一种还原炉硅芯安装装置，以下结合图1详细说明该还原炉硅芯安装装置的结构。如图1所示，该还原炉硅芯安装装置包括装配架1，装配架1为两层，包括配重区2、下层作业区3和上层作业区4，配重区内设置有配重块5，用以保持装配架1的平衡。配重块5设置于配重区2的下部中间的位置，配重块的重量可以根据整个还原炉硅芯安装装置的总重量以及伸出长度确定。下层作业区3和上层作业区4从配重区2水平延伸而出。下层作业区3的下表面的高度高于还原炉底盘6的高度，以便在下层作业区3内进行将硅芯7竖直安装在还原炉底盘6上的操作，上层作业区4用于进行石墨件安装在还原炉底盘6上的操作。
具体的，装配架1为框架结构，由多根横梁和多根纵梁构成，上层作业区4可以包括顶部横梁41和能够承载安装人员的上层底板42，下层作业区3包括能够承载安装人员的下层底板31。
如图2所示，该还原炉硅芯安装装置还设置有两个楼梯32，分别由配重区2通向下层作业区3和上层作业区4。
优选的，下层底板31略高于还原炉底盘6上的电极和石墨件61的高度，这样，操作人员可以在下层作业区3内方便地安装石墨件61，以及将硅芯7的一端固定在石墨件61上。
由于不同规格的还原炉底盘尺寸差别很大，为了提高本实用新型的还原炉硅芯安装装置的适用性，优选的，所述还原炉硅芯安装装置还可以包括能够水平调节上层作业区和下层作业区的作业位置的延伸机构。
在本实用新型实施例中，上层作业区4和下层作业区3的作业位置是指上层作业区4和下层作业区3的端部位置。
所述延伸机构可以包括行程梁81和支撑板82，设置于上层作业区顶部的行程梁81与顶部横梁41相连，能够水平延伸或收回，设置于上层作业区底部的行程梁81能够从上层底板42水平延伸或收回，设置于上层作业区底部的支撑板82能够沿上层作业区底部的行程梁81水平延伸或收回。下层作业区底部的行程梁81能够从下层底板31水平延伸或收回，设置于下层作业区底部的支撑板82能够沿下层作业区底部的行程梁81水平延伸或收回。
所述延伸机构可以利用C型槽、滚珠、滑轮等结构，配合行程电机及配套导链，控制下层作业区的支撑板82以及上层作业区的行程梁81和支撑板82水平延伸或收回。
需要说明的是，延伸机构不限于本实用新型所举的具体结构，任何能够实现水平延伸并收回的结构均在本实用新型的保护范围之内。
现有的装配车只能够在水平方向小幅移动，当装配车位于还原炉底盘的一侧时，装配车的作业平台无法水平移动到还原炉底盘的对侧位置，也就无法在该位置安装硅芯，只能将装配车沿还原炉底盘的外周移动到该位置再安装。要想将全部还原炉硅芯安装完毕，需要多次移动装配车，不但会增加装配车对地面的损伤，还会对环境、设备和多晶硅产品造成污染。
而在本实用新型中，可以根据安装作业的实际需要，利用延伸机构，将上层作业区和下层作业区的支撑板向外侧水平延伸，从而延伸将上层作业区和下层作业区的作业位置，以覆盖整个还原炉底盘6的区域。
通过图1可以看出，即使支撑板完全收回，下层底板31仍会挡住还原炉底盘6上的部分硅芯安装位置，因此需要将装配架1远离还原炉底盘移动一段距离，例如，可以控制支撑板延伸出一段长度，然后将支配架1远离还原炉底盘移动，以使支撑板的自由端位于最内侧的尚未安装硅芯的位置，通过逐步控制回收支撑板来调节作业位置，由还原炉底盘的中部向外周依次安装硅芯。而对于直径较小的还原炉底盘，可根据承重情况，确定还原炉硅芯安装装置的位置，以使下层底板31不会挡住还原炉底盘，仅依靠支撑板82的伸缩即可完成还原炉底盘硅芯的安装，无需再调整还原炉硅芯安装装置的位置。
优选的，可以利用主控制面板来控制延伸机构工作，如图1所示，主控制面板84可以设置在上层工作区4的顶部横梁41上，安装人员站在上层底板42上即可操作主控制面板84。
优选的，所述还原炉硅芯安装装置还可以包括用于竖直容置硅芯的硅芯放置架9，硅芯放置架9设置于装配架1的上层作业区4和下层作业区3。
具体的，硅芯放置架9成组设置，所述还原炉硅芯安装装置设置有两组硅芯放置架9。
优选的，每组硅芯放置架9可以包括：水平开口的第一U型槽和第二U型槽，第一U型槽设置于下层作业区底部的支撑板82上，第二U型槽设置于上层作业区顶部的行程梁81上，第一U型槽的开口与第二U型槽的开口方向一致。
上层作业区顶部的行程梁81、上层作业区底部的行程梁81和下层作业区底部的行程梁81同步伸缩，相应的，可以带动硅芯放置架8同步移动，也就是说，硅芯放置架9的位置可以与上层作业区和下层作业区的作业位置保持一致，方便硅芯安装作业。
如图2所示，硅芯放置架9可以设置于装配架1的两侧，第一U型槽和第二U型槽的开口均朝向前方(即与配重区2相对的方向)。
需要说明的是，硅芯放置架9的具体位置不限于设置在装配架1的两侧，只要能够实现硅芯放置架9可以随着行程梁81和支撑板82的伸缩而移动即可，例如，两组硅芯放置架9也可以设置于装配架的前端。
进一步的，所述还原炉硅芯安装装置还可以包括硅芯对准器10，硅芯对准器10设置于上层作业区4，能够抓取硅芯7，借助硅芯7的自重，使硅芯7处于竖直状态，并能够将硅芯7移动至还原炉底盘6的待安装位置。
结合图1和图2所示，硅芯对准器10可以包括：多节拐臂101和竖直设置的夹持部件102，各节拐臂通过连接轴相连，首节拐臂101的一端设置于上层作业区4，末节拐臂101的一端与夹持部件102软连接。
硅芯放置架9设置为两组，相应的，硅芯对准器10也可设置两个。
具体的，硅芯对准器10的首节拐臂101可以固定设置在顶部横梁41上的行程梁81上，使得硅芯对准器10可以与硅芯放置架9同步移动。夹持部件102与末节拐臂101可以通过钢索、缆绳等软连接，以使夹持部件102悬挂于末节拐臂101的下方。
硅芯对准器10可以借助拐臂从硅芯放置架9中抓取硅芯7，并借助夹持部件102夹持硅芯7的顶端，当夹持部件102夹持住硅芯7的顶端，并将硅芯7从硅芯放置架9中取出时，硅芯7呈悬空状态，这样可以借助硅芯7自身的重量，使得硅芯7处于竖直状态，当拐臂将硅芯7移动到相应的石墨件的位置时，位于下层底板31上的安装人员可以将硅芯7的底端与石墨件固定连接。
硅芯对准器10由上层作业区的操作人员控制，从而操作转动拐臂101及夹持部件102对硅芯进行垂直移动及竖直安装校对。
本实用新型利用硅芯对准器10保证硅芯7的竖直，相对于现有的人工目测方式更为准确可靠，且该硅芯对准器10结构简单，使用方便。
需要说明的是，除了利用硅芯自身的重量来保证硅芯的竖直状态之外，本实用新型还可以通过设置红外线发生设备和靶标，在硅芯的上部利用红外线向硅芯的下部照射，由下部的靶标上的刻度显示垂直度值，从而保证硅芯的竖直。
进一步的，所述还原炉硅芯安装装置还可以包括用于容置石墨件的石墨件放置箱11，石墨件放置箱11设置于下层作业区3，例如，可以设置于下层作业区底部的支撑板82上。
通常，在传统的还原炉硅芯安装过程中，石墨件会直接放置在还原炉底盘上，对还原炉底盘及电极污染较大，很难清理。本实用新型通过在下层作业区3设置石墨件放置箱11来容置石墨件，可以避免石墨件与还原炉底盘直接接触，保证还原炉底盘及电极的清洁。
进一步的，所述还原炉硅芯安装装置还可以包括工具箱12，工具箱12可以设置在上层作业区顶部的行程梁81上，可以随着行程梁81的伸缩而移动，方便安装人员在安装作业过程中随时取用工具。
进一步的，所述还原炉硅芯安装装置还包括用于带动装配架水平移动的滚轮13，滚轮13设置于装配架1的配重区2的下方。优选的，滚轮13可以为电驱动的万向轮，可以通过主控制面板84来控制，也可以在配重区2设置辅控制面板14来控制。
进行还原炉硅芯安装之前，将已清洗具备安装条件的硅芯7临时存放在硅芯放置架9内待用，将已清洗的符合安装要求的石墨件61等待安装件分类放置在石墨件放置箱11内，并将安装硅芯所需工具放置在工具箱12内。首先，一个安装人员可以通过左侧的楼梯32上至下层作业区3，安装石墨件。石墨件安装完毕之后，另一个安装人员可以从右侧的楼梯32上至上层作业区4，操作硅芯对准器10将硅芯7从硅芯放置架9中取出，移动到待安装位置，并与下层作业区的安装人员配合，将硅芯7竖直插入石墨件的夹头并固定。两组安装人员可以同步进行上述操作，完成两个硅芯的竖直安装，之后，在上层作业区的安装人员控制第三根硅芯横向安装于两根竖直的硅芯的顶端，从而完成一组硅芯的安装。位于上层作业区的安装人员可以根据安装作业的进度，随时调节延伸机构，控制作业位置。
采用本实用新型的还原炉硅芯安装装置安装硅芯，具有以下有益的技术效果：
1、可由两组人员共同安装，安装周期时间降低50％，提高单位时间劳动效率，另外，无需专门的人员检测硅芯的垂直度，也无需专门的人员运输硅芯，减少人力成本；
2、硅芯安装人员不直接与底盘及电极接触，降低人为污染的风险；
3、利用硅芯自重，垂直、快速校正安装硅芯，避免人为目视检测硅芯垂直度的局限性以及测量的人为误差，提高硅芯安装的精确性，能够保证竖直硅芯上下端垂直度偏差<5mm；
4、还原炉硅芯安装装置移动到位后，完成整台还原炉的硅芯安装全过程，最多只需移动还原炉硅芯安装装置一次，避免还原炉硅芯安装装置多次移动，减少还原炉硅芯安装装置对地面的损伤及对环境、设备、多晶硅的污染。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型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实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种还原炉硅芯安装装置，其特征在于，包括两层的装配架，所述装配架包括配重区、下层作业区和用于进行水平安装硅芯的操作的上层作业区，配重区内设置有配重块，用以保持装配架的平衡，下层作业区和上层作业区从所述配重区水平延伸而出；
所述下层作业区的下表面的高度高于还原炉底盘的高度，以便在所述下层作业区内进行将石墨件安装在还原炉底盘上的操作。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括能够水平调节所述上层作业区和下层作业区的作业位置的延伸机构。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述上层作业区包括顶部横梁和能够承载安装人员的上层底板，所述下层作业区包括能够承载安装人员的下层底板；
所述延伸机构包括行程梁和支撑板，设置于上层作业区顶部的行程梁与所述顶部横梁相连，能够水平延伸或收回，设置于上层作业区底部的行程梁能够从所述上层底板水平延伸或收回，设置于上层作业区底部的支撑板能够沿上层作业区底部的行程梁水平延伸或收回；下层作业区底部的行程梁能够从所述下层底板水平延伸或收回，设置于下层作业区底部的支撑板能够沿下层作业区底部的行程梁水平延伸或收回。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于竖直容置硅芯的硅芯放置架，所述硅芯放置架设置于所述装配架的上层作业区和下层作业区。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述硅芯放置架成组设置，所述装置设置有两组硅芯放置架。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述上层作业区包括顶部横梁和能够承载安装人员的上层底板，所述下层作业区包括能够承载安装人员的下层底板；
每组硅芯放置架包括：水平开口的第一U型槽和第二U型槽，第一U型槽设置于所述下层作业区底部的支撑板上，第二U型槽设置于上层作业区顶部的行程梁上，第一U型槽的开口与第二U型槽的开口方向一致。
7.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括硅芯对准器，所述硅芯对准器设置于上层作业区，能够抓取硅芯，借助硅芯的自重，使硅芯处于竖直状态，并能够将所述硅芯移动至还原炉底盘的待安装位置。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述硅芯对准器包括：多节拐臂和竖直设置的夹持部件，各节拐臂通过连接轴相连，首节拐臂的一端设置于上层作业区，末节拐臂的一端与所述夹持部件软连接。
9.如权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于容置石墨件的石墨件放置箱，所述石墨件放置箱设置于所述下层作业区。
10.如权利要求1-8任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于带动装配架水平移动的滚轮，所述滚轮设置于装配架的配重区的下方。
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| CN109399640A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-03-01 | 亚洲硅业（青海）有限公司 | 多晶硅还原炉硅芯安装装置以及安装方法 |
| CN115626646A (zh) * | 2022-10-12 | 2023-01-20 | 亚洲硅业(青海)股份有限公司 | 一种多晶硅还原炉生长系统 |
-
2014
- 2014-09-25 CN CN201420556394.4U patent/CN204162436U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109399640A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-03-01 | 亚洲硅业（青海）有限公司 | 多晶硅还原炉硅芯安装装置以及安装方法 |
| CN115626646A (zh) * | 2022-10-12 | 2023-01-20 | 亚洲硅业(青海)股份有限公司 | 一种多晶硅还原炉生长系统 |
| CN115626646B (zh) * | 2022-10-12 | 2024-01-16 | 亚洲硅业(青海)股份有限公司 | 一种多晶硅还原炉生长系统 |
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