CN205821512U - 一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置，包括升降机构以及水冷管，升降机构用于驱动水冷管进入单晶炉内。本实用新型的直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置解决了现有的单晶炉停炉冷却时间过长的问题。本实用新型的直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置在停炉时，通过升降机构将两根水冷管同步伸入单晶炉热场中，将热场底部保温抬起，通过循环冷却水带走热场中热量，达到降低炉内温度的目的，其结构简单，避免因改造单晶炉产生的高额费用，利用单晶炉炉底预留电极孔即可安装，冷却效果显著，可将拆炉时间缩短一半。
Description
技术领域
本实用新型属于单晶硅生产设备技术领域，具体涉及一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置。
背景技术
直拉法生产硅单晶工艺中，简要过程是先将原料装入炉内的石英坩埚中，将炉体密闭后通入保护气，通过加热器将料块加热至1400℃左右熔化，经过引晶、放肩、转肩、等径、收尾等操作，完成拉晶过程，最后关闭加热器停炉。由于拉晶过程处在高温状态，为了满足耐高温、强度、纯度等要求，热场部件如加热器、埚帮、托杆、保温筒、热屏等，一般为等静压石墨制成，而同时为了避免高温对设备的损坏和降低拉晶功耗，一般使用石墨纤维制成的保温毡将石墨保温筒包裹，用来隔绝热量，但是这两种材料在高温下容易跟空气中的氧气反应，对于石墨件，氧化产生的碳化硅层与石墨层冷却过程膨胀程度不同容易造成破裂，对于石墨毡会造成纤维缩短、空隙增大、厚度减薄，保温效果减弱。因此需要单晶炉在密闭状态下维持一个较长的停炉时间，用来将热场进行冷却，一般冷却时间为6h，通过冷却将拆炉温度控制在400℃以下，从而减小上述高温带来的损害。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置，解决了现有的单晶炉停炉冷却时间过长的问题。
本实用新型所采用的技术方案是：一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置，包括升降机构以及水冷管，升降机构用于驱动水冷管进入单晶炉内。
本实用新型的特点还在于，
水冷管外侧设置有金属波纹管。
升降机构为电动升降机，电动升降机包括升降机构机架，升降机构机架上端与单晶炉炉底固接、下部通过法兰与水冷管固接。
升降机构和水冷管配套设置有两组且对称分布，两个升降机构通过传动轴相连，传动轴通过电机带动后控制两侧的升降机构同步升降。
水冷管和金属波纹管为不锈钢管材。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置解决了现有的单晶炉停炉冷却时间过长的问题。本实用新型的直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置在停炉时，通过升降机构将两根水冷管同步伸入单晶炉热场中，将热场底部保温抬起，通过循环冷却水带走热场中热量，达到降低炉内温度的目的，其结构简单，避免因改造单晶炉产生的高额费用，利用单晶炉炉底预留电极孔即可安装，冷却效果显著，可将拆炉时间缩短一半。
附图说明
图1是本实用新型的一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置的立体结构图；
图2是本实用新型的一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置的结构剖视图；
图3是本实用新型的一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置安装在直拉单晶炉上的使用前状态图；
图4是本实用新型的一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置安装在直拉单晶炉上的使用后状态图。
图中，1.单晶炉，2.热场，3.热场底保温，4.单晶炉炉底，5-1.水冷管，5-2.金属波纹管，5-3.升降机构机架，5-4.电机，5-5.传动轴。
具体实施方式
本实用新型提供的一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置包括升降机构和水冷管5-1，水冷管5-1通过升降机构驱动进入单晶炉1内利用水冷方式在单晶炉1进行热交换，已达到对单晶炉1内热场2进行快速降温的目的。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型的一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置的机构可以如图1和图2所示，包括升降机构、金属波纹管5-2以及水冷管5-1，水冷管5-1为圆柱状，中间为水管，最下端有2个水口，其中一个为进水口、另一个则为出水口，水冷管5-1靠近下部的位置有法兰，金属波纹管5-2两端具有法兰、中间为可伸缩波纹管，其上端法兰与升降机构固接、下端法兰与水冷管5-1下部的法兰固接，升降机构用于带动金属波纹管5-2和水冷管5-1上下运动，当金属波纹管5-2上升到一定程度其波纹管开始压缩时，则只将水冷管5-1送入单晶炉1内。示例性的，升降机构可以为电动升降机，其包括升降机构机架5-3，升降机构机架5-3两端有法兰，中间有导轨，并配有齿轮、传动轴、电机、皮带用于传动升降，升降机构机架5-3的上端法兰上表面连接单晶炉炉底4法兰、下表面连接金属波纹管5-2的上端法兰，升降机构机架5-3的下端法兰连接金属波纹管5-2的下端法兰和水冷管5-1下部的法兰，该端可以随齿轮上下活动，带动水冷管5-1上下运动。优选的，以上升降机构和水冷管5-1、金属波纹管5-2可以设置为两套，对称分布于单晶炉炉底4两侧，两套设备通过传动轴5-5连接，只需一个电机5-4即可驱动传动轴5-5带动两侧的升降机构同步升降，以上连接方式可以采用螺栓连接，连接处使用橡胶圈密封。
参见图3，实际安装时，升降机构机架5-3的上端法兰用螺栓连接于单晶炉炉底4法兰，连接处用橡胶圈密封，水冷管5-1的下端水口用橡胶水管连接单晶炉水循环系统，电机5-4用控制板集成在单晶炉1控制系统中。
参见图4，使用时，当单晶炉1停炉时，通过控制系统控制电机5-4驱动传动轴5-5带动升降机构向上运动，将金属波纹管5-2和水冷管5-1升起，直至金属波纹管5-2压缩、水冷管5-1进入单晶炉1的热场2内，将热场底保温3抬起直至升至最高，然后利用水循环系统对热场2进行快速降温，降温完成后，则将水冷管5-1向下运动退出单晶炉1。
本实用新型的一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置的实用价值高、使用效果好，能简便、快速地在停炉时冷却热场温度，有效解决现有单晶炉停炉时间过长的问题，同时提高了直拉单晶硅生产效率。
Claims (4)
1.一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置，其特征在于，包括升降机构以及水冷管(5-1)，所述升降机构用于驱动水冷管(5-1)进入单晶炉(1)内，所述升降机构为电动升降机，所述电动升降机包括升降机构机架(5-3)，所述升降机构机架(5-3)上端与单晶炉炉底(4)固接、下部通过法兰与水冷管(5-1)固接。
2.如权利要求1所述的一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置，其特征在于，所述水冷管(5-1)外侧设置有金属波纹管(5-2)。
3.如权利要求1所述的一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置，其特征在于，所述升降机构和水冷管(5-1)配套设置有两组且对称分布，两个所述升降机构通过传动轴(5-5)相连，所述传动轴(5-5)通过电机(5-4)带动后控制两侧的升降机构同步升降。
4.如权利要求2所述的一种直拉单晶炉停炉快速冷却热场装置，其特征在于，所述水冷管(5-1)和金属波纹管(5-2)为不锈钢管材。
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